專利名稱：操作手爪及應用該操作手爪的機械手的制作方法
技術領域：
本發明應用于微小測試探針的裝配過程，具體涉及ー種操作手爪及應用該操作手爪的機械手。
背景技術：
微小探針是各種探針測試設備的關鍵部件之一，在信號檢測領域具有廣泛的用途。微小探針由可動觸頭、弾性部件、固定觸頭、外殼四部分組成，其裝配過程包括預裝環節(將前三部分安裝在外殼中)和固定環節(將外殼與固定觸頭鉚接)兩部分。在預裝和固定環節中間，需要對預裝完成的探針進行搬運轉移，以便進行固定。由于此時固定觸頭在外殼頂部處于自由狀態，并且在弾性部件的作用下，固定觸頭的軸心線與外殼軸心線存在夾角，因此在搬運轉移過程中存在兩個問題其一，固定觸頭容易跌落；其ニ，鉚接前固定觸頭和外殼的軸心線不易調整成一條直線。目前，探針裝配過程中的搬運轉移基本是由人工實現。因此存在以下問題其一， 工作效率低；其ニ，對操作者個人素質要求高，首先視カ要好，其次手在轉移過程中要穩，再次固定前能有效地矯正微小固定觸頭；其三，對操作者眼睛有損傷，連續工作時間很短，也不能長期工作；其四，最終的探針裝配質量受人的因素影響大；其五，大批量生產受限制， 無法滿足日益增長的市場需求。因此需要ー種操作手代替人工，實現對預裝完成的探針進行搬運轉移。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明解決的技術問題是提供ー種操作手爪及應用該操作手爪的機械手，通過該操作手爪和機械手對預裝完成的微小探針進行搬運，可實現搬運過程的自動化，其具有效率高、穩定、可靠的優點，可滿足批量生產。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的一種操作手爪，用以搬運微小探針，尤其是，包括主體部，沿豎直方向開設有通孔；頂針，至少部分滑動于所述通孔內；至少ー個可動爪，轉動連接于所述主體部，所述可動爪面向通孔的ー側設有凸起部，所述凸起部凸伸入所述通孔內，所述頂針末端驅動所述凸起部，凸起部帶動所述可動爪相對主體部轉動； 弾性件，連接于所述可動爪和主體部之間。優選的，在上述操作手爪中，所述主體部的側面開設有開ロ，所述開ロ連通于所述通孔，所述可動爪收容于所述開ロ內。優選的，在上述操作手爪中，所述主體部的外側表面開設有環形的第一凹槽，所述弾性件為環形且設置于所述第一凹槽內。
優選的，在上述操作手爪中，所述可動爪的外側表面設有第二凹槽，所述第二凹槽的兩端分別連通于所述第一凹槽，所述彈性件部分位于所述第二凹槽內。優選的，在上述操作手爪中，所述主體部的截面為圓形，所述通孔沿所述主體部的軸線設置。優選的，在上述操作手爪中，所述頂針包括固持部和驅動部，所述驅動部滑動于所 : 孑し內。優選的，在上述操作手爪中，所述驅動部的長度大于所述通孔的高度。本發明還提供一種應用上述操作手爪的機械手，尤其是，包括運動平臺，所述操作手爪的主體部固定于所述運動平臺上；操作平臺，固定于所述運動平臺上，所述操作平臺與所述頂針的一端固定并驅動所述頂針上下運動。優選的，在上述機械手中，所述運動平臺包括X軸運動平臺、Y軸運動平臺和Z軸運動平臺。優選的，在上述機械手中，所述運動平臺還包括ー支撐件，所述支撐件固定于所述 Z軸運動平臺上，所述操作平臺和主體部均固定于所述支撐件上。本發明提供ー種操作手爪，該操作手爪設有一可轉動于主體部上的可動爪，可動爪與主體部之間形成有夾持空間，可動爪可以通過偏轉以實現夾持空間的變化，進而實現對探針的夾持和放置，可動爪的偏轉通過頂針驅動凸起部來實現。本發明還提供了ー種應用該操作手爪的機械手，該機械手設有ー個可于三維空間進行運動的運動平臺，該運動平臺可帶動操作手爪于三維空間內進行運動。通過該操作手爪和機械手對預裝完成的微小探針進行搬運，可實現搬運過程的自動化，其具有效率高、穩定、可靠的優點，可滿足批量生產。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本發明具體實施例中操作手爪的結構示意圖；圖2所示為圖1中A的局部放大示意圖；圖3所示為發明具體實施例中操作手爪的截面示意圖；圖4所示為本發明具體實施例中操作手爪在放置探針時的狀態示意圖；圖5所示為本發明具體實施例中機械手的結構示意圖。
具體實施例方式本發明目的在于提供ー種操作手爪及應用該操作手爪的機械手，利用該操作手爪及機械手可實現搬運過程的自動化，具有效率高、穩定、可靠的優點，可滿足批量生產。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。參圖1至圖4所示，操作手爪10包括主體部11。主體部11優選設置為圓柱體，即主體部11的截面為圓形。易于想到，主體部11 的形狀也可以設置為矩形或其他形狀，本發明中并不作限制。主體部11沿豎直方向開設有通孔111，通孔111的延伸方向優選位于主體部11的軸線上。在其他實施例中，通孔111也可以偏離主體部11的軸線設置。通孔111包括第一通孔1111和第二通孔1112。第一通孔1111形成于第二通孔 1112的上方，第二通孔1112用以容納微小探針20，故第二通孔1112的直徑大于微小探針 20的最大直徑。第一通孔1111和第二通孔1112的直徑可以相同，也可以依據需要設置為不同的直徑。操作手爪10還包括頂針12，頂針12包括固持部121和驅動部122，固持部121可以與外部設備固定并帶動驅動部122上下滑動于通孔111內。優選地，在頂針12上下滑動過程中，只有驅動部122位于通孔111內，固持部121始終位于通孔111的外部。在其他實施方式中，固持部121也可以滑動于通孔111內。頂針12的直徑略小于第一通孔1111的直徑，第一通孔1111用于導引頂針12上下滑動并使得頂針12大致位于豎直方向上。主體部11的側面開設有開ロ 112，開ロ 112大致呈矩形的缺ロ且沿豎直方向延伸， 開ロ 112連通于通孔111。操作手爪10還包括可動爪13。可動爪13的上端通過軸131轉動連接于主體部 11。可動爪13收容于開ロ 112內且配合開ロ 112設置成矩形。可動爪13與第二通孔1112相鄰，可動爪13面向第二通孔1112的ー側設有凸起部132，凸起部132凸伸入第二通孔1112內。頂針12的末端在向下運動的過程中可以驅動凸起部132，凸起部132可以帶動可動爪13相對主體部11逆時針轉動。凸起部132凸伸入第二通孔1112內的長度設置的較小，以使得可動爪13可以在一個較小的范圍內進行偏轉。如此，可以始終保持探針20的外側壁貼近于主體部11和可動爪13的內壁，從而限制了外殼和固定觸頭之間的晃動空間。凸起部132優選設置于貼近探針20頂端的位置，以便驅動部122在完成對凸起部 132的驅動后，可以緊接著與探針20頂端接觸，并實現對探針20的向下推送。在其他實施例中，上述開ロ 112也可以設置為半圓柱體的缺ロ，可動爪13也相應設置為半圓柱體。在其他實施例中，主體部11的側面可以開設有多個開ロ 112，優選地，主體部11的側面均勻分布有六個開ロ，相應地，可動爪13也設置為六個，且一一對應在六個開口內。六個可動爪13同時對微小探針20施加夾持力，夾持效果更好。操作手爪10還包括弾性件14，弾性件14連接于可動爪13和主體部11之間。彈性件14為環形，可以為環形的皮筋。主體部11的外側表面開設有環形的第一凹槽113，可動爪13的外側表面設有第二凹槽133。第二凹槽133的兩端分別連通于第一凹槽113。弾性件14套設在主體部11和可動爪13的外側且設置于第一凹槽113和第二凹槽133內，第一凹槽113和第二凹槽133對彈性件14起到限位的作用。弾性件14始終以一定的彈カ壓在可動爪13的外側。在弾性件14的弾性力作用下，探針20被可動爪13的下端壓緊在第二通孔1112 內，同時由于第二通孔1112配合探針20的形狀設置成圓柱體且于豎直方向設置，可以保證將預裝完成后探針20的外殼和固定觸頭始終維持在豎直方向上，避免了固定觸頭相對于外殼的晃動和掉落，使得搬動過程中更加穩定和可靠。驅動部122的長度優選大于通孔111的高度。參圖4所示，在對探針20進行放置的過程中，驅動部122的末端驅動凸起部132 并使得可動爪13逆時針轉動，可動爪13的末端脫離探針20，探針20不再受夾持カ，驅動部 122進ー步向下滑動，并推動探針20脫離第二通孔1112，此時驅動部122的末端延伸出第二通孔1112的下方，并將探針20推送至預定位置，以完成固定觸頭和外殼的鉚接。在對預裝完成的探針20進行抓取吋，也可通過頂針12對凸起部132的驅動進行實現頂針12驅動凸起部132，凸起部132帶動可動爪13相對主體部11逆時針轉動，然后將探針20容置于第二通孔1112內，頂針12向上滑動并逐漸脫離凸起部132，可動爪13的末端在弾性件14的作用下對探針20進行夾緊，探針20被夾緊后可實現搬運動作。探針20 被緊緊夾持在第二通孔1112內，探針20的外殼和固定觸頭在沿軸心線方向對齊后始終保持在相對靜止狀態，且固定觸頭不易掉落，在搬運過程中更加穩定和可靠。參圖5所示，機械手1包括一運動平臺30，操作手爪10固定于該運動平臺30上， 運動平臺30通過移動以帶動操作手爪10達到目標位置。運動平臺30優選為三維運動平臺，包括X軸運動平臺31、Y軸運動平臺32和Z軸運動平臺33。其中，Y軸運動平臺32安裝在X軸運動平臺31的工作面上，Z軸運動平臺33 安裝在Y軸運動平臺的工作面上。運動平臺30可以帶動操作手爪10在三維空間內進行運動。機械手1還包括一底座40，底座40用以承載運動平臺30，其中，X軸運動平臺31 安裝在底座40上。機械手1還包括一操作平臺50，固持部141固定于操作平臺50上，操作平臺50可以控制頂針12的上下運動，進而實現頂針12對凸起部132的驅動作用。操作平臺50通過支撐件60固定于Z軸運動平臺33上，主體部11也固定在支撐件60上。本實施例中的機械手1的工作原理如下在運動平臺30支撐下，利用杠桿聯動原理在三維空間內實現操作手爪10的運動和定位；通過操作平臺50控制頂針12的上下運動，進而實現對探針20的抓取和放置，探針20的抓取依靠摩擦力和弾性件14的作用來實現。利用機械手1對探針的20進行搬運，減少了人工操作，實現了對探針20的自動化搬運，提高了效率，同時可以滿足大批量的生產。綜上所述，本發明的有益效果在于通過該操作手爪和機械手對預裝完成的微小探針進行搬運，可實現搬運過程的自動化，其具有效率高、穩定、可靠的優點，可滿足批量生產。對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在
6不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含ー個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為ー個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
權利要求
1.ー種操作手爪，用以搬運微小探針，其特征在干，包括 主體部，沿豎直方向開設有通孔；頂針，至少部分滑動于所述通孔內；至少ー個可動爪，轉動連接于所述主體部，所述可動爪面向通孔的ー側設有凸起部，所述凸起部凸伸入所述通孔內，所述頂針末端驅動所述凸起部，凸起部帶動所述可動爪相對主體部轉動；弾性件，連接于所述可動爪和主體部之間。
2.根據權利要求1所述的操作手爪，其特征在于所述主體部的側面開設有開ロ，所述開ロ連通于所述通孔，所述可動爪收容于所述開ロ內。
3.根據權利要求2所述的操作手爪，其特征在于所述主體部的外側表面開設有環形的第一凹槽，所述彈性件為環形且設置于所述第一凹槽內。
4.根據權利要求3所述的操作手爪，其特征在于所述可動爪的外側表面設有第二凹槽，所述第二凹槽的兩端分別連通于所述第一凹槽，所述彈性件部分位于所述第二凹槽內。
5.根據權利要求1所述的操作手爪，其特征在于所述主體部的截面為圓形，所述通孔沿所述主體部的軸線設置。
6.根據權利要求1所述的操作手爪，其特征在于所述頂針包括固持部和驅動部，所述驅動部滑動于所述通孔內。
7.根據權利要求6所述的操作手爪，其特征在于所述驅動部的長度大于所述通孔的「ロJ&o
8.ー種應用權利要求1至7任意一項所述操作手爪的機械手，其特征在干，包括 運動平臺，所述操作手爪的主體部固定于所述運動平臺上；操作平臺，固定于所述運動平臺上，所述操作平臺與所述頂針的一端固定并驅動所述頂針上下運動。
9.根據權利要求8所述的機械手，其特征在于所述運動平臺包括X軸運動平臺、Y軸運動平臺和Z軸運動平臺。
10.根據權利要求9所述的機械手，其特征在于所述運動平臺還包括ー支撐件，所述支撐件固定于所述Z軸運動平臺上，所述操作平臺和主體部均固定于所述支撐件上。
全文摘要
本發明公開了一種操作手爪，用以搬運微小探針，包括主體部，沿豎直方向開設有通孔；頂針，至少部分滑動于所述通孔內；可動爪，轉動連接于所述主體部，并與所述主體部形成夾持空間，所述夾持空間沿豎直方向延伸于所述通孔的下方且與所述通孔位于同一豎直線上，所述可動爪面向夾持空間的一側設有凸起部，所述頂針末端驅動所述凸起部，凸起部帶動所述可動爪相對主體部轉動；彈性件，連接于可動爪和主體部之間。本發明還公開了一種應用上述操作手爪的機械手。通過該操作手爪和機械手對預裝完成的微小探針進行搬運，可實現搬運過程的自動化，其具有效率高、穩定、可靠的優點，可滿足批量生產。
文檔編號B25J15/10GK102528816SQ20121000742
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者劉吉柱, 孫立寧, 李光輝, 潘明強, 陳濤, 陳立國 申請人:蘇州大學