專利名稱：五軸機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型屬于機(jī)電控制的機(jī)械手，尤其是一種可實(shí)現(xiàn)在五個(gè)方位動作的五軸(不含爪機(jī)構(gòu)動作)機(jī)械手。
背景技術(shù)：
在焊接和裝配工作中，通常采用機(jī)械手代替人力來完成?，F(xiàn)有的機(jī)械手通常為三軸機(jī)械手，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在三個(gè)方位的動作。近年來，也出現(xiàn)了四軸機(jī)械手，這僅僅是多了一個(gè)方位的動作，其結(jié)構(gòu)方式和驅(qū)動方式?jīng)]有改變，采用的傳動方式均為齒輪傳動或鏈輪傳動，普遍采用齒輪減速器，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積比較大，成本比較高，且動作比較單一。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，在五個(gè)方位動作的五軸機(jī)械手。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的機(jī)械手包括腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)、爪機(jī)構(gòu)五部分構(gòu)成，構(gòu)成五級傳動(不含爪機(jī)構(gòu)的傳動)，其中肩機(jī)構(gòu)與固裝在固定座上的腰機(jī)構(gòu)中的減速器軸一體固裝實(shí)現(xiàn)肩機(jī)構(gòu)繞固定座上腰機(jī)構(gòu)減速器軸的周向擺動，肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)分別安裝在肩機(jī)構(gòu)內(nèi)、肘機(jī)構(gòu)內(nèi)的減速器上實(shí)現(xiàn)肘機(jī)構(gòu)與肩機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)與肘機(jī)構(gòu)之間的相對擺動，爪機(jī)構(gòu)安裝在腕機(jī)構(gòu)的錐齒輪軸上并通過安裝在腕機(jī)構(gòu)減速器上的一對與爪機(jī)構(gòu)的錐齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)爪機(jī)構(gòu)的擺動或者轉(zhuǎn)動。
本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)所采用的減速器均為諧波減速器；肩機(jī)構(gòu)的減速器上固裝有一可平衡肘機(jī)構(gòu)扭矩的拉簧，該拉簧的另一端固裝在肩機(jī)構(gòu)的橫桿上；在該橫桿上還固裝有一拉簧，該拉簧固裝在可套裝在肩機(jī)構(gòu)減速器上的鏈輪上，并通過該鏈輪通過鏈條傳動驅(qū)動固裝在肘機(jī)構(gòu)減速器軸上的鏈輪實(shí)現(xiàn)對腕機(jī)構(gòu)的扭矩的平衡；腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)相互驅(qū)動方式均為電機(jī)通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動減速器的方式；腕機(jī)構(gòu)安裝有兩組電機(jī)通過皮帶輪驅(qū)動減速器、減速器固裝有錐齒輪的傳動機(jī)構(gòu)，該兩個(gè)減速器同軸線相對安裝。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1.機(jī)械手包括腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)、爪機(jī)構(gòu)五部分構(gòu)成，構(gòu)成五級傳動(不含爪機(jī)構(gòu)的傳動)，可實(shí)現(xiàn)五個(gè)方位動作(空間運(yùn)動)，爪機(jī)構(gòu)可據(jù)工作要求隨意更換，功能全面；2.傳動部分的減速器采用諧波減速器，增加了傳動的可靠性和準(zhǔn)確性，使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，成本低。
3.在整機(jī)中，采用了平衡系統(tǒng)，有效地減小了所用的電機(jī)的功率，提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，功能全面，整機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性比較好，可完美地替代現(xiàn)有的機(jī)械手，適用于焊接、裝配、加工等工業(yè)系統(tǒng)使用。


圖1為本實(shí)用新型的主視圖；圖2為圖1的A--A向剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型所述的機(jī)械手由腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)、爪機(jī)構(gòu)五部分構(gòu)成，構(gòu)成五級傳動(不含爪機(jī)構(gòu)的傳動)。肩機(jī)構(gòu)與固裝在固定座9上腰機(jī)構(gòu)的減速器8的軸一體固裝，可以實(shí)現(xiàn)肩機(jī)構(gòu)與固定座上腰機(jī)構(gòu)減速器軸線的周向相對擺動。固定座上腰機(jī)構(gòu)的減速器和電機(jī)12均固裝在支架10上，電機(jī)通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)11驅(qū)動減速器，底盤13支撐支架。肩機(jī)構(gòu)由肩外殼7、電機(jī)25、皮帶傳動機(jī)構(gòu)24減速器28構(gòu)成。電機(jī)通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)通過軸驅(qū)動減速器，該減速器為諧波減速器，可實(shí)現(xiàn)減速器的外殼扭矩輸出。肘機(jī)構(gòu)的肘外殼5與該減速器的外殼固裝在一起，在該減速器旋轉(zhuǎn)時(shí)，肘機(jī)構(gòu)隨之旋轉(zhuǎn)。在該減速器的外殼上還固裝一拉簧27，該拉簧的另一端固裝在肩機(jī)構(gòu)的橫桿上(參見圖2)，這樣，在減速器旋轉(zhuǎn)時(shí)，該拉簧可平衡帶動肘機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩，減小電機(jī)的功率。
肘機(jī)構(gòu)內(nèi)的肘外殼內(nèi)也固裝有電機(jī)21、皮帶傳動機(jī)構(gòu)20和減速器18，電機(jī)驅(qū)動方式與肩機(jī)構(gòu)相同，該減速器也是諧波減速器，并與腕機(jī)構(gòu)的腕外殼4相固裝。在該減速器上還固裝有一鏈輪19，該鏈輪通過鏈條與套裝在肩機(jī)構(gòu)的減速器上的鏈輪22連接(在肘機(jī)構(gòu)上還安裝一鏈條的張緊輪6，位置請見圖1)，在該套裝的鏈輪上還通過拉簧過度板23連接一拉簧26，該拉簧的另一端固裝在肩機(jī)構(gòu)的橫桿上。該拉簧的作用是平衡腕機(jī)構(gòu)與肘機(jī)構(gòu)之間的扭矩。
腕機(jī)構(gòu)的腕外殼上固裝有兩組傳動機(jī)構(gòu)，均是由電機(jī)17(該兩個(gè)電機(jī)為上下安裝，只標(biāo)出一個(gè)號，參見圖1)通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)15、29分別驅(qū)動減速器16、31，每個(gè)減速器的軸上均固裝有錐齒輪14、30，該兩個(gè)減速器同軸線相對安裝，兩個(gè)錐齒輪大小相同，也在各自的減速器軸上對向安裝。爪機(jī)構(gòu)1通過連接軸2上固裝的錐齒輪3實(shí)現(xiàn)與腕機(jī)構(gòu)的連接。其中錐齒輪與腕機(jī)構(gòu)的兩個(gè)錐齒輪同時(shí)嚙合。在該兩個(gè)錐齒輪同步反向轉(zhuǎn)動時(shí)，可同時(shí)嚙合與爪機(jī)構(gòu)固裝在一起的錐齒輪實(shí)現(xiàn)爪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動；該兩個(gè)錐齒輪同步順向轉(zhuǎn)動時(shí)，可實(shí)現(xiàn)爪機(jī)構(gòu)在腕機(jī)構(gòu)減速機(jī)軸的周向擺動；該兩個(gè)錐齒輪不同步轉(zhuǎn)動時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)爪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動和擺動。
權(quán)利要求1.一種五軸機(jī)械手，由電機(jī)、減速器、皮帶輪機(jī)構(gòu)、鏈輪機(jī)構(gòu)等傳動構(gòu)件驅(qū)動，其特征在于機(jī)械手包括腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)、爪機(jī)構(gòu)五級傳動部分，其中肩機(jī)構(gòu)與固裝在固定座上的腰機(jī)構(gòu)的減速器軸一體固裝實(shí)現(xiàn)肩機(jī)構(gòu)繞固定座上腰機(jī)構(gòu)的減速器軸的周向擺動，肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)分別安裝在肩機(jī)構(gòu)內(nèi)、肘機(jī)構(gòu)內(nèi)的減速器上實(shí)現(xiàn)肩機(jī)構(gòu)與肘機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)與腕機(jī)構(gòu)之間的相對擺動，爪機(jī)構(gòu)安裝在腕機(jī)構(gòu)的錐齒輪軸上并通過安裝在腕機(jī)構(gòu)減速器上的一對與爪機(jī)構(gòu)的錐齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)爪機(jī)構(gòu)的擺動或者轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸機(jī)械手，其特征在于腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)所采用的減速器均為諧波減速器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的五軸機(jī)械手，其特征在于肩機(jī)構(gòu)的減速器上固裝有一可平衡肘機(jī)構(gòu)扭矩的拉簧，該拉簧的另一端固裝在肩機(jī)構(gòu)的橫桿上；在該橫桿上還固裝有一拉簧，該拉簧固裝在可套裝在肩機(jī)構(gòu)減速器上的鏈輪上，并通過該鏈輪通過鏈條傳動驅(qū)動固裝在肘機(jī)構(gòu)減速器軸上的鏈輪實(shí)現(xiàn)對肘機(jī)構(gòu)的扭矩的平衡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸機(jī)械手，其特征在于腰機(jī)構(gòu)、肩機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)相互驅(qū)動方式均為電機(jī)通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動減速器的方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸機(jī)械手，其特征在于腕機(jī)構(gòu)安裝有兩組電機(jī)通過皮帶輪驅(qū)動減速器、減速器固裝有錐齒輪的傳動機(jī)構(gòu)，該兩個(gè)減速器軸相互對接安裝。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種五軸機(jī)械手。其主要特征肩機(jī)構(gòu)與固裝在固定座上的腰機(jī)構(gòu)的減速器軸一體固裝實(shí)現(xiàn)肩機(jī)構(gòu)與固定座減速器軸的徑向擺動，肘機(jī)構(gòu)、腕機(jī)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)肩機(jī)構(gòu)與肘機(jī)構(gòu)、肘機(jī)構(gòu)與腕機(jī)構(gòu)之間的相對擺動，爪機(jī)構(gòu)安裝在腕機(jī)構(gòu)的錐齒輪軸上并通過安裝在腕機(jī)構(gòu)減速器上的一對與爪機(jī)構(gòu)的錐齒輪的嚙合。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，功能全面，整機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性比較好，可完美地替代現(xiàn)有的機(jī)械手，適用于焊接、裝配、加工等工業(yè)系統(tǒng)使用。
文檔編號B25J9/06GK2625122SQ03258039
公開日2004年7月14日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者張軍輝, 張海林, 張則鋼 申請人:張軍輝