[发明专利]一种机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械手，尤其是一种用来对MEMS器件进行操作的机械手。

背景技术

对器件的拾取、搬运、放置等操作是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems；MEMS)器件装配、封装、组装、密封等过程中的基本环节。机械手与器件接触力的控制和对器件位姿判断一直是对MEMS器件操作过程中的关键点，直接影响器件操作的效果和效率。为此，便捷可靠的接触力控制和位姿判断方法一直是MEMS器件操作手的研究热点。

现有的一种控制机械手与器件的接触力的方法，是在机械手上安装一套复杂的压力传感器以及控制系统，这种压力传感器可以实时检测出机械手与目标器件上的接触力大小，并且通过电信号通知控制系统对机械手进行控制操作。然而这套系统不仅需要昂亏的传感器设施，同时由于对力的检测本身就是属于精密操作，所以增加了将传感器以及控制系统集成到机械手上的难度。

另外，在机械手对目标器件进行拾取和放置的过程中，需要对目标器件的位姿进行判断。请参见图1，图1是一种现有的机械手位姿判断装置示意图。如图所示，现有的判断手段是通过一套外加的影像获取系统10，在机械手11对目标器件12进行操作的过程中，对目标器件11进行实时观测，从而得到其位姿信息。然而这种外加的影像获取系统10，在一些机械手需要做频繁移动的操作中，经常会由于复杂的操作轨迹而无法和机械手保持同步移动，因此其获得的位姿信息也没有办法保持实时精确的传递给控制系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种机械手，该机械手可以通过简单有效而且成本低廉的控制装置获得一种精确控制机械手与目标器件之间的接触力的办法。同时，本发明的另一目的在于提供一种具有位姿观测装置的机械手，该观测装置不仅可以实时准确的为操作人员提供目标器件的位姿判断信息，而且还能始终与机械手保持同步移动。

根据本发明的第一目的提供的一种机械手，包括：机械臂、吸附头、弹性压片、力杠杆和接触开关，其中：所述吸附头在竖直方向上能动地设置于机械臂的一端；所述弹性压片一端固定于机械臂上，另一端自由压接于吸附头上，为所述吸附头在竖直方向提供弹力；所述力杠杆通过一支点连接于机械臂上，其第一端与吸附头形成联动关系，第二端置于所述接触开关的上方；当所述吸附头在竖直方向上移动，并使所述弹性压片产生的弹力达到预设值时，所述力杠杆在该吸附头的带动下，其第二端移动并触发接触开关。

可选的，该机械手进一步包括气路装置和气路接口，所述气路装置设置于机械臂上，所述气路结构连接该气路装置和所述吸附头。

可选的，所述吸附头设有至少一个吸附孔，该吸附孔连通于气路装置。

可选的，所述力杠杆上设有支点母孔，所述机械臂上设有支点子孔，通过一插销串连该支点子母孔形成所述力杠杆的支点。

可选的，所述力杠杆上设有多个所述支点母孔，该多个子母孔在水平方向上一字排开，所述机械臂上设有多个与所述支点母孔对应的支点子孔，所述插销串联该不同的支点子母孔以形成位置不同的所述支点。

可选的，所述力杠杆上设有多个所述支点母孔，该多个子母孔在竖直方向上一字排开，所述机械臂上设有多个与所述支点母孔对应的支点子孔，所述插销串联该不同的支点子母孔以形成位置不同的所述支点。

可选的，所述接触开关为光敏式接触开关、压敏式接触开关或者电阻式接触开关。

根据本发明的另一目的提供的一种机械手，在所述吸附头上设有透光通孔。

可选的，所述透光通孔内部或者上方设有放大透镜或者影像摄取装置。

可选的，所述透光通孔中还设有对吸附头下方进行照明的微型光源。。

上述的机械手，通过一块与吸附头联动的弹性压片提供给吸附头一个竖直方向上的弹力，再通过一个与吸附头联动的力杠杆，来触发接触开关，从而有效的控制吸附头的移动距离，即控制弹性压片的形变程度，达到控制吸附头与目标器件之间的接触力的目的。另外，通过在吸附头上开设透光通孔，利用该透光通孔达到判断器件位姿的目的。

与现有的技术相比，本发明的机械手具有如下优点：第一，控制接触力的手段比较简单，仅需要弹性压片、力杠杆和一个接触开关就能实现，在保证达到精确控制的同时，大大降低了机械手的成本。第二，在吸附头上直接开设透光通孔，通过该透光通孔判断器件位姿，无需外加的检测装置和控制装置，既操作简单，又方便有效，可以保证吸附头在进行复杂操作情况下的同步判断。

附图说明