一種水平四關節(jié)機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機器人領域，尤其是一種水平四關節(jié)機械手。
【背景技術】
[0002]水平多關節(jié)機械手在工業(yè)行業(yè)中精準作業(yè)的必要的設備之一，利用水平多關節(jié)機械手實現水平以及豎直方向的精準抓舉轉運，在產線作業(yè)中尤其適用。但現行水平四關節(jié)機械手的設計采用的是雙臂水平旋轉運動疊加，而旋轉關節(jié)一般需要采用諧波減速器。如此，存在以下不足:
一是，一臺水平四關節(jié)機械手就需用兩套諧波減速器，對于諧波減速器來說，其裝配要求極高，生產成本高，裝配在水平四關節(jié)機械手上會使水平機械手的生產設計成本增加；二是，現有諧波減速器生產技術不成熟，其產品質量不高，如此會造成使用雙臂水平旋轉運動的水平四關節(jié)機械手的品質不高，往往會因為諧波減速器的品質影響到水平四關節(jié)機械手的使用；
三是，采用兩套諧波減速器的水平四關節(jié)機械手的第一旋轉臂還存在剛性問題，在第一旋轉臂前端安裝旋轉關節(jié)，旋轉關節(jié)自重以及旋轉震動會造成第一旋轉臂前端剛性不足，產生向下形變，而影響水平四關節(jié)機械手的運動軌跡，從而影響水平四關節(jié)機械手的使用性能；
因此，上述問題是亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是針對現有設計中存在的缺陷，提供一種水平四關節(jié)機械手，解決現有水平四關節(jié)機械手造價成本高且使用效果差的問題，本發(fā)明的四關節(jié)機械手降低了水平四關節(jié)機械手的成本、改善水平四關節(jié)機械手的使用效果。
[0004]為克服現有技術中存在的缺陷，本發(fā)明采取的技術方案如下:一種水平四關節(jié)機械手，包括底座，所述底座通過減速旋轉裝置與第一旋轉臂轉動連接，減速旋轉裝置帶動第一旋轉臂繞底座在水平面內轉動，所述第一旋轉臂上設ZR軸組件，該ZR軸組件末端位置設連接組件，使其與所述第一旋轉臂嵌套連接，并由設置在所述第一旋轉臂中的直線傳動副結構驅動，沿所述第一旋轉臂的徑向方向前后移動，所述連接組件下端設輸出組件，該輸出組件貫穿所述第一旋轉臂及連接組件與所述ZR軸組件連接，在所述ZR軸組件的驅動裝置帶動下，在豎直方向上升降及繞輸出組件中軸旋轉。
[0005]作為對上述技術方案的進一步闡述:
在上述技術方案中，所述直線傳動副結構為滾珠絲桿螺母傳動副或滾珠花鍵傳動副或同步帶傳動副或齒輪齒條傳動副或直線電機傳動副結構。
[0006]在上述技術方案中，所述滾珠絲桿螺母傳動副包括直線導軌、主滾珠絲桿、從滾珠絲桿及軸承座；所述主滾珠絲桿和從滾珠絲桿沿所述第一旋轉臂徑向方向設置，且所述主滾珠絲桿與驅動其轉動第二驅動裝置連接；在所述第一旋轉臂徑向方向的兩側面設有兩所述直線導軌，且兩所述直線導軌與所述主滾珠絲桿及從滾珠絲桿保持平行；所述連接組件的連接座穿設在所述主滾珠絲桿和所述從滾珠絲桿上，并且置于兩直線導軌之間，能沿兩直線導軌移動；所述主滾珠絲桿帶動所述連接座相對所述直線導軌滑動，從而帶動所述ZR軸組件沿所述第一旋轉臂徑向方向移動。進一步，所述第二驅動裝置為電機或馬達。
[0007]在上述技術方案中，所述同步帶傳動副包括主同步輪、從同步輪、同步帶及導軌；所述主同步輪與第三驅動裝置連接，由該第三驅動裝置提供所述主同步輪轉動的動力；所述主同步輪與所述從同步輪通過同步帶連接；在所述第一旋轉臂徑向方向的兩側面設有兩所述導軌，所述連接組件的連接座固定于所述同步帶上，所述連接座隨所述同步帶移動而沿所述第一旋轉臂徑向方向移動，且所述連接座還與所述導軌活動連接，在所述連接座沿所述第一旋轉臂徑向方向移動時，所述連接座在所述導軌上滑動；所述第三驅動裝置驅動所述主同步轉動，從而使所述同步帶攜帶所述連接座移動，從而帶動所述ZR軸組件沿所述第一旋轉臂徑向方向移動。進一步，所述第三驅動裝置為電機。
[0008]在上述技術方案中，所述ZR軸組件還包括滾珠絲桿和滾珠花鍵，所述滾珠絲桿與滾珠花鍵并行連接，滾珠花鍵連接所述輸出組件，所述驅動裝置驅動滾珠絲桿轉動，帶動與滾珠絲桿連接的滾珠花鍵垂直運動，所述驅動裝置帶動所述滾珠花鍵水平旋轉，從而使所述輸出組件在豎直方向上升降及繞輸出組件中軸旋轉。進一步，所述驅動裝置為減速電機。
[0009]在上述技術方案中，所述減速旋轉裝置為諧波減速機或行星減速機。
[0010]在上述技術方案中，所述第一旋轉臂上匹配所述輸出組件貫穿位置還設置有防塵帶。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:一是，本發(fā)明的四關節(jié)機械手第一臂通過一套諧波減速器機構(或行星減速的機構)來連接底座，作為旋轉運動臂，減少了諧波減速機的臺數，節(jié)約生產及設計成本；二是，設置ZR軸組件，并由旋轉運動臂中的直線傳動副驅動，實現在旋轉運動臂上直線移動，替代原有水平四關節(jié)第二臂，避免因采用雙旋轉臂而引出的第一旋轉臂末端剛性不足的問題，機械手轉動平穩(wěn)；三是，水平旋轉及直線平移的運動，替代原有雙臂旋轉疊加，運動區(qū)域不變，設計精簡，加工制造工藝簡化，成本低，合成運動簡單；四是，直線傳動副采用多種傳動副，匹配不同的需求，使用范圍廣。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明立體結構示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明采用同步帶傳動副的結構示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明采用滾珠絲桿螺母傳動副的剖面示意圖，a圖為第一旋轉臂的正面剖面圖，b圖為第一旋轉臂的橫切剖面圖。
[0015]圖4是本發(fā)明機械手工作區(qū)域示意圖。
[0016]圖中1.底座，2.減速旋轉裝置，3.第一旋轉臂，4.ZR軸組件，5.輸出組件，6.連接組件，7.直線導軌，8.從同步輪，9.同步帶，10.連接座，11.主同步輪，12.第三驅動裝置，13.導軌，14.第二驅動裝置，15.從滾珠絲桿，16.主滾珠絲桿，17.軸承座。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清明明白，以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0018]圖1-4示意了本發(fā)明的具體實施例，參考附圖1-4，一種水平四關節(jié)機械手，包括底座1，所述底座1通過減速旋轉裝置2與第一旋轉臂3轉動連接，減速旋轉裝置2帶動第一旋轉臂3繞底座1在水平面內轉動，所述第一旋轉臂3上設ZR軸組件4，該ZR軸組件4末端位置設連接組件6，使其與所述第一旋轉臂3嵌套連接，并由設置在所述第一旋轉臂3中的直線傳動副結構驅動，沿所述第一旋轉臂3的徑向方向前后移動，所述連接組件6下端設輸出組件5，該輸出組件5貫穿所述第一旋轉臂3及連接組件6與所述ZR軸組件4連接，在所述ZR軸組件4的驅動裝置帶動下，在豎直方向上升降及繞輸出組件5中軸旋轉；所述第一旋轉臂3上匹配所述輸出組件5貫穿位置還設置有防塵帶。需要說明的是，所謂輸出組件5是指一連接軸，由該輸出組件5連接用于不同的功能的工具，如電動螺絲批、恪鐵、抓手等。
[0019]參考附圖4，減速旋轉裝置2驅動第一旋轉