一種關(guān)節(jié)型機械手的制作方法
【專利摘要】一種關(guān)節(jié)型機械手，包括依次連接的手爪、腕部、小臂、大臂、腰部以及基座，手爪與腕部的關(guān)節(jié)連接處、腕部與小臂的關(guān)節(jié)連接處以及小臂與大臂的關(guān)節(jié)連接處均采用微型軸承連接，腕部內(nèi)部安裝有控制腕關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機一和控制手爪轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)動作舵機，驅(qū)動電機一用法蘭盤一與小臂直接連接，腕部隨驅(qū)動電機一一起轉(zhuǎn)動，小臂內(nèi)安裝有控制小臂關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機二，大臂內(nèi)安裝有控制大臂關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機三，基座內(nèi)安裝有連接腰部控制其水平轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機四，手爪上設(shè)置有控制其開合的開合動作舵機，本實用新型關(guān)節(jié)連接處采用微型軸承，減少了摩擦力，大臂底部添加配重，減小了安裝所造成的附加力矩，具有結(jié)構(gòu)緊湊、定位準(zhǔn)確的特點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工程機械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種關(guān)節(jié)型機械手。 一種關(guān)節(jié)型機械手

【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè) 生產(chǎn)自動化實踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。 國家"863"機械手技術(shù)主題自成立以來一直重視機械手技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的推廣和應(yīng)用和推進 機械手技術(shù)以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，利用機械手技術(shù)發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)。工業(yè)機械手是提高生產(chǎn)過程 自動化、改善勞動條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉 塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國，近幾年來也有較快的發(fā) 展，并取得一定的效果，受到機械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門的重視。目前的工業(yè)機械手體型較 大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不夠緊湊，定位準(zhǔn)確度一般，且自重較重，對能量的需求較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種關(guān)節(jié)型機械手，具有 結(jié)構(gòu)緊湊、定位準(zhǔn)確的特點。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種關(guān)節(jié)型機械手，包括依次連接的手爪23、腕部21、小臂20、大臂19、腰部17以 及基座13,手爪23與腕部21的關(guān)節(jié)連接處、腕部21與小臂20的關(guān)節(jié)連接處以及小臂20 與大臂19的關(guān)節(jié)連接處均采用微型軸承連接，腕部21內(nèi)部安裝有控制腕關(guān)節(jié)上下擺動的 驅(qū)動電機一 41和控制手爪23轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)動作舵機2,驅(qū)動電機一 41用法蘭盤一 5與小臂 20直接連接，腕部21隨驅(qū)動電機一 41 一起轉(zhuǎn)動，小臂20內(nèi)安裝有控制小臂關(guān)節(jié)上下擺動 的驅(qū)動電機二42,大臂19內(nèi)安裝有控制大臂關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機三43,基座13內(nèi)安 裝有連接腰部17控制其水平轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機四12,所述手爪23上設(shè)置有控制其開合的開 合動作舵機1。
[0006] 所述腕部21、小臂20、大臂19和腰部17均采用U型空心結(jié)構(gòu)。
[0007] 所述大臂19底部配置有使其大臂19達到平衡要求的配重18。
[0008] 所述腰部17和驅(qū)動電機四12連接處設(shè)置有法蘭盤二16。
[0009] 所述腰部17和基座13之間設(shè)置有推力軸承。
[0010] 所述基座13的側(cè)面鉆有多個孔。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、定位準(zhǔn)確的特點；配置相應(yīng)的控制部 件后，可以模仿人手的部分動作，按給定的程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動搬運，抓取等動作，從 而避免危險的產(chǎn)生，降低工人的勞動強度并且增加工作效率。關(guān)節(jié)連接處采用微型軸承，有 效減少了關(guān)節(jié)處的摩擦力，大臂底部添加配重使其大臂達到平衡要求，減小由于安裝電動 機、腕部和末端夾持器所造成的附加力矩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0014] 圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的左視圖。
[0015] 圖4是本發(fā)明立體圖。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0017] 如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型一種關(guān)節(jié)型機械手，為5自由度通用機 械手。包括依次連接的手爪23、腕部21、小臂20、大臂19、腰部17以及基座13,手爪23與 腕部21之間通過螺母一 22連接。手爪23與腕部21的關(guān)節(jié)連接處采用微型軸承一 251，腕 部21與小臂20的關(guān)節(jié)連接處采用微型軸承二252,小臂20與大臂19的關(guān)節(jié)連接處采用 微型軸承三253，微型軸承可以減少關(guān)節(jié)處的摩擦力，該三個微型軸承水平平行設(shè)置?；?13上部用螺釘一 14連接固定基座蓋板24,組成基座整體?；?3的側(cè)面鉆有多個孔，從 而可以使電機散熱和穿入電源導(dǎo)線。腕部21、小臂20、大臂19和腰部17均采用U型空心 結(jié)構(gòu)，可以減輕手臂質(zhì)量，提高剛度，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，有效防止運動過程中出現(xiàn)變形。
[0018] 在腕部21內(nèi)部安裝有控制腕關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機一 41和控制手爪23轉(zhuǎn)動 的旋轉(zhuǎn)動作舵機2,手爪23上設(shè)置有控制其開合的開合動作舵機1，兩個舵機可在0° - 180°精確轉(zhuǎn)動。螺栓二3在腕部21前部起固定作用。驅(qū)動電機一 41用法蘭盤一 5與小 臂20直接連接并用螺釘二6固定，腕部21隨驅(qū)動電機一 41 一起轉(zhuǎn)動。小臂20內(nèi)安裝有 控制小臂關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機二42并用螺釘三7固定，驅(qū)動小臂20的俯仰動作。大 臂19內(nèi)安裝有控制大臂關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機三43并用螺栓三8和螺母一 9固定，驅(qū) 動大臂19的俯仰動作。?；?3內(nèi)安裝有連接腰部17控制其水平轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機四12。 螺栓四10、螺母二11、螺釘五26和螺釘六27用來連接腰部17和大臂19。大臂19底部配 置有使其大臂19達到平衡要求的配重18,使其達到平衡要求。這樣可以減小由于安裝驅(qū)動 電機一 41、驅(qū)動電機二42和驅(qū)動電機三43,以及腕部21和手爪23所造成的附加力矩，防 止偏心力矩產(chǎn)生。
[0019] 腰部17和驅(qū)動電機四12連接處設(shè)置有法蘭盤二16并用螺釘四15、螺栓五28以 及螺母三29固定，以支撐機械臂，增大接觸面積。腰部17和基座13之間設(shè)置有推力軸承， 以更好地支撐整個機械臂重量。
[0020] 本發(fā)明中，手爪23在市面已經(jīng)有售，實用時，從經(jīng)濟性和可靠性等方面考慮，可選 擇中通公司的臺達DVP-24ES系列PLC作為此機械手控制系統(tǒng)的控制主機，其控制工作的過 程根據(jù)編程即可實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種關(guān)節(jié)型機械手，包括依次連接的手爪（23)、腕部（21)、小臂（20)、大臂（19)、腰 部（17)以及基座（13)，其特征在于，手爪（23)與腕部（21)的關(guān)節(jié)連接處、腕部（21)與小 臂（20)的關(guān)節(jié)連接處以及小臂（20)與大臂（19)的關(guān)節(jié)連接處均采用微型軸承連接，腕 部（21)內(nèi)部安裝有控制腕關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機一（41)和控制手爪（23)轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn) 動作舵機（2)，驅(qū)動電機一（41)用法蘭盤一（5)與小臂（20)直接連接，腕部（21)隨驅(qū)動 電機一（41) 一起轉(zhuǎn)動，小臂（20)內(nèi)安裝有控制小臂關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機二（42)，大 臂（19)內(nèi)安裝有控制大臂關(guān)節(jié)上下擺動的驅(qū)動電機三（43)，基座（13)內(nèi)安裝有連接腰部 (17)控制其水平轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機四（12)，所述手爪（23)上設(shè)置有控制其開合的開合動作 舵機（1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)型機械手，其特征在于，所述腕部（21)、小臂（20)、大臂 (19)和腰部（17)均采用U型空心結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)型機械手，其特征在于，所述大臂（19)底部配置有使其 大臂（19)達到平衡要求的配重（18)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)型機械手，其特征在于，所述腰部（17)和驅(qū)動電機四 (12)連接處設(shè)置有法蘭盤二（16)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)型機械手，其特征在于，所述腰部（17)和基座（13)之間 設(shè)置有推力軸承。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)型機械手，其特征在于，所述基座（13)的側(cè)面鉆有多個 孔。
【文檔編號】B25J9/08GK203901287SQ201420324315
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】李明輝, 李波, 徐雷, 陳夢, 何林春 申請人:陜西科技大學(xué)