高效伸縮式機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高效伸縮式機(jī)械手，包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成；所述上臂總成包括上臂體和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上臂體包括沿其自身長向滑動(dòng)連接的上臂體前段和上臂體后段；上臂體后段內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)上臂體前段滑動(dòng)的雙作用液壓缸，本實(shí)用新型的高效伸縮式機(jī)械手，機(jī)械臂體的整體重量較輕、體積較小，機(jī)械臂體的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和彼此間的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性大大提高，制造和維護(hù)成本得到降低。
【專利說明】
局效伸縮式機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化機(jī)械部件，尤其涉及一種高效伸縮式機(jī)械手?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]機(jī)械手臂作為重要制造裝備中較為主要的關(guān)鍵裝備，在大型機(jī)床、大型生產(chǎn)線與設(shè)備組中得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械手臂主要包括座體、臂體總成和機(jī)械手腕，臂體總成一般包括兩節(jié)或多節(jié)通過類似人肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)連接的機(jī)械臂體。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，為提高機(jī)械手臂的定位精度和載荷能力，多在機(jī)械臂體之間設(shè)置較多的傳動(dòng)和配合連接部件，造成傳動(dòng)鏈較長，機(jī)械臂體負(fù)重較高，從而使得各個(gè)機(jī)械臂體的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性較低，臂體與臂體之間、臂體與機(jī)械手腕之間的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性較低，而且需要提供較高的驅(qū)動(dòng)力和較多的動(dòng)力源才能滿足工作要求，增加了制造成本和維護(hù)成本。
[0004]因此，需要對現(xiàn)有機(jī)械手臂進(jìn)行改進(jìn)，減小機(jī)械臂體的整體重量和體積，提高機(jī)械臂體的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和彼此間的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性，并降低制造和維護(hù)成本?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種高效伸縮式機(jī)械手，機(jī)械臂體的整體重量較輕、體積較小，機(jī)械臂體的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和彼此間的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性大大提高，制造和維護(hù)成本得到降低。
[0006]本實(shí)用新型的高效伸縮式機(jī)械手，包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成;所述下臂總成包括下臂體和臂體安裝座，臂體安裝座固定設(shè)置于回轉(zhuǎn)基座，所述下臂體以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述臂體安裝座;所述上臂總成包括上臂體和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次鉸接的下連桿、中間連桿I和上連桿，所述下連桿通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上連桿中部鉸接設(shè)置于所述下臂體上端形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述上臂體固定設(shè)置于所述上連桿并可隨所述上連桿沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，上臂體包括沿其自身長向滑動(dòng)連接的上臂體前段和上臂體后段;所述上臂體前段套裝于上臂體后段內(nèi)，上臂體后段內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)上臂體前段滑動(dòng)的雙作用液壓缸，雙作用液壓缸的缸筒固定于上臂體后段，雙作用液壓缸的活塞桿通過銷軸鉸接于上臂體前段的內(nèi)壁;所述機(jī)械爪安裝總成包括連接架和機(jī)械爪安裝盤，所述機(jī)械爪安裝盤以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于連接架，所述連接架以可沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接于所述上臂體前端。
[0007]進(jìn)一步，所述機(jī)械爪安裝總成還包括連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)依次鉸接的前連桿、中間連桿n和后連桿，所述后連桿下端鉸接于臂體安裝座，所述前連桿前端鉸接于連接架。
[0008]進(jìn)一步，手臂總成的工作半徑為1350mm-3150mm。
[0009]進(jìn)一步，所述中間連桿n為倒三角結(jié)構(gòu)，中間連桿n的前端鉸接于前連桿，中間連桿n的后端鉸接于后連桿，中間連桿n的下端鉸接于下臂體的上端。[〇〇1〇]進(jìn)一步，所述中間連桿n和所述上連桿通過同一鉸接軸實(shí)現(xiàn)與下臂體上端的鉸接。
[0011]進(jìn)一步，所述臂體安裝座為u形結(jié)構(gòu)，其一端側(cè)壁設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I 通過一減速齒輪副I驅(qū)動(dòng)下臂體轉(zhuǎn)動(dòng)，下臂體固定連接于減速齒輪副I的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副I的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述臂體安裝座另一端側(cè)壁設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī) n，驅(qū)動(dòng)電機(jī)n通過一減速齒輪副n驅(qū)動(dòng)下連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，下連桿固定連接于減速齒輪副n的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副n的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)n帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。[〇〇12]進(jìn)一步，所述回轉(zhuǎn)基座包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)m、驅(qū)動(dòng)箱和回轉(zhuǎn)盤，所述驅(qū)動(dòng)箱包括箱體和設(shè)置于箱體內(nèi)的減速齒輪副m，所述回轉(zhuǎn)盤設(shè)置于驅(qū)動(dòng)箱上方固定連接于減速齒輪副m的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副m的主動(dòng)齒由驅(qū)動(dòng)電機(jī)n帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的高效伸縮式機(jī)械手，上臂體通過上連桿與下臂體形成杜桿結(jié)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)下連桿帶動(dòng)上連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上臂體繞上連桿與下臂體鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅具有相當(dāng)高的運(yùn)動(dòng)靈活性，較好的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性，而且杠桿結(jié)構(gòu)可在較小驅(qū)動(dòng)力的情況下就使上臂體具有較高的承載力，達(dá)到省力的目的，采用伸縮式的上臂體大大提高了活動(dòng)半徑，具有更大的覆蓋面積，結(jié)合上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接架和機(jī)械爪安裝盤的多方位控制，提高定位精度，適應(yīng)性強(qiáng)?！靖綀D說明】[0〇14]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型中連接架的剖視圖。【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型中連接架的剖視圖，如圖所示: 本實(shí)施例的高效伸縮式機(jī)械手，包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成;所述下臂總成包括下臂體1和臂體安裝座2,臂體安裝座2固定設(shè)置于回轉(zhuǎn)基座，所述下臂體1以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述臂體安裝座2; 所述上臂總成包括上臂體和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次鉸接的下連桿4、中間連桿15和上連桿6,所述下連桿4通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)117驅(qū)動(dòng)沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上連桿6中部鉸接設(shè)置于所述下臂體1上端形成杠桿結(jié)構(gòu)，下臂體1、上連桿6、中間連桿15和下連桿4連接形成平面四連桿機(jī)構(gòu);所述上臂體固定設(shè)置于所述上連桿6并可隨所述上連桿6沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，上臂體3包括沿其自身長向滑動(dòng)連接的上臂體前段18和上臂體后段19;所述上臂體前段18套裝于上臂體后段19內(nèi)，上臂體后段19內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)上臂體前段18滑動(dòng)的雙作用液壓缸20,雙作用液壓缸20的缸筒固定于上臂體后段19,雙作用液壓缸20的活塞桿通過銷軸鉸接于上臂體前段18的內(nèi)壁，采用伸縮式的上臂體大大提高了活動(dòng)半徑，具有更大的覆蓋面積，結(jié)合上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪的多方位控制，提高定位精度，適應(yīng)性強(qiáng)，雙作用液壓缸20驅(qū)動(dòng)效率高，反應(yīng)靈敏，使用性能好;所述機(jī)械爪安裝總成包括連接架7和機(jī)械爪安裝盤8,所述機(jī)械爪安裝盤8以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于連接架7,所述連接架7以可沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接于所述上臂體前端;機(jī)械爪安裝盤通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)16驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述連接架7上設(shè)有用于安裝機(jī)械爪安裝盤8的安裝塊22,所述安裝塊22通過水平十字交叉式布置的兩個(gè)絲杠連接于連接架7;兩個(gè)絲杠的兩端分別通過滑塊23沿垂直于相應(yīng)絲杠軸線的方向單自由度滑動(dòng)連接于連接架7,兩個(gè)絲杠上下錯(cuò)位布置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)16固定于安裝塊 22,其中一個(gè)絲杠兩端的兩個(gè)滑塊23的滑動(dòng)平面與另外一個(gè)絲杠兩端的兩個(gè)滑塊23的滑動(dòng)平面平行，兩個(gè)絲杠均與安裝塊22連接形成絲杠螺母副，因此安裝塊22對應(yīng)兩個(gè)絲杠的連接孔均為相匹配的螺紋孔，兩個(gè)絲杠分別通過一個(gè)伺服電機(jī)21驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)21固定于相應(yīng)絲杠任意一端的滑塊23外側(cè)，連接架7為框架式結(jié)構(gòu)，連接架7上設(shè)有用于安裝滑塊 23并對滑塊23進(jìn)行滑動(dòng)導(dǎo)向的導(dǎo)軌，所述軌道上設(shè)有用于沿垂直于滑動(dòng)方向?qū)ο鄳?yīng)滑塊23 進(jìn)行限位的軌道槽，所述滑塊23上對應(yīng)軌道槽設(shè)有定位凸塊，使其中一個(gè)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)安裝塊22及另外一個(gè)絲杠同步滑動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)安裝塊22在連接架7內(nèi)小范圍平移，提高機(jī)械爪的控制精度和適應(yīng)性。
[0017]本實(shí)施例中，所述機(jī)械爪安裝總成還包括連接架7驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連接架7驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)依次鉸接的前連桿9、中間連桿II10和后連桿11，所述后連桿11下端鉸接于臂體安裝座2， 所述前連桿9前端鉸接于連接架7。[0〇18] 本實(shí)施例中，手臂總成的工作半徑為1350mm-3150mm;即本機(jī)械臂前端可在半徑為 1350mm的圓和半徑為3150mm的圓間形成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)工作，活動(dòng)半徑較大，工作范圍更廣。
[0019]本實(shí)施例中，所述中間連桿n 10為倒三角結(jié)構(gòu)，中間連桿n 10的前端鉸接于前連桿9，中間連桿n 1〇的后端鉸接于后連桿11，中間連桿n 1〇的下端鉸接于下臂體1的上端;下臂體1、臂體安裝座2、后連桿11和中間連桿n 1〇連接形成平面四連桿機(jī)構(gòu)；中間連桿n 1〇、 上臂體3、連接架7和前連桿9連接形成平面四連桿機(jī)構(gòu)。
[0020]本實(shí)施例中，所述中間連桿n 10和所述上連桿6通過同一鉸接軸實(shí)現(xiàn)與下臂體1 上端的鉸接，鉸接方式采用現(xiàn)有鉸接軸結(jié)構(gòu)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述;可對連接架7驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)，提供力度支撐，達(dá)到穩(wěn)定平順的運(yùn)行，而且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝拆卸及維護(hù)簡單方便。
[0021]本實(shí)施例中，所述臂體安裝座2為U形結(jié)構(gòu)，其一端側(cè)壁設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)117,驅(qū)動(dòng)電機(jī)117通過一減速齒輪副I驅(qū)動(dòng)下臂體1轉(zhuǎn)動(dòng)，下臂體1固定連接于減速齒輪副I的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副I的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)117帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);所述臂體安裝座2另一端側(cè)壁設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)n 12，驅(qū)動(dòng)電機(jī)n 12通過一減速齒輪副n驅(qū)動(dòng)下連桿4轉(zhuǎn)動(dòng)，下連桿4固定連接于減速齒輪副n的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副n的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)n 12帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述回轉(zhuǎn)基座包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)mi3、驅(qū)動(dòng)箱和回轉(zhuǎn)盤14,所述驅(qū)動(dòng)箱包括箱體15和設(shè)置于箱體15內(nèi)的減速齒輪副m，所述回轉(zhuǎn)盤14設(shè)置于驅(qū)動(dòng)箱上方固定連接于減速齒輪副m的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副m的主動(dòng)齒由驅(qū)動(dòng)電機(jī)n 12帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);在臂體安裝座2上的有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)下臂體1和下連桿4兩個(gè)部件及其驅(qū)動(dòng)部件的安裝，較好的控制了尺寸和整體重量，使得結(jié)構(gòu)緊湊，達(dá)到了運(yùn)轉(zhuǎn)平衡;另外，減速齒輪副1、減速齒輪副n和減速齒輪副m的齒輪結(jié)構(gòu)也可通過現(xiàn)有的RV減速機(jī)或諧波減速器的的齒輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)16、驅(qū)動(dòng)電機(jī)117、 驅(qū)動(dòng)電機(jī)n 12和驅(qū)動(dòng)電機(jī)mi3與對應(yīng)的減速齒輪副裝配后，在保證裝配精度要求下，機(jī)械手臂的重復(fù)定位精度能達(dá)到〇.〇5mm，重復(fù)循環(huán)精度能達(dá)到0.25mm，另外，回轉(zhuǎn)盤14和機(jī)械爪安裝盤8可以達(dá)到±400°的旋轉(zhuǎn)。
[0022]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效伸縮式機(jī)械手，其特征在于:包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂 總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成;所述下臂總成包括下臂體和臂體安裝座，臂體安裝座固 定設(shè)置于回轉(zhuǎn)基座，所述下臂體以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述臂體安 裝座;所述上臂總成包括上臂體和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次鉸接的下連 桿、中間連桿I和上連桿，所述下連桿通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上連桿中部 鉸接設(shè)置于所述下臂體上端形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述上臂體固定設(shè)置于所述上連桿并可隨所述 上連桿沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，上臂體包括沿其自身長向滑動(dòng)連接的上臂體前段和上臂體后段； 所述上臂體前段套裝于上臂體后段內(nèi)，上臂體后段內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)上臂體前段滑動(dòng)的雙作 用液壓缸，雙作用液壓缸的缸筒固定于上臂體后段，雙作用液壓缸的活塞桿通過銷軸鉸接 于上臂體前段的內(nèi)壁;所述機(jī)械爪安裝總成包括連接架和機(jī)械爪安裝盤，所述機(jī)械爪安裝 盤以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于連接架，所述連接架以可沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接 于所述上臂體前端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效伸縮式機(jī)械手，其特征在于:所述機(jī)械爪安裝總成還包括 連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)依次鉸接的前連桿、中間連桿n和后連桿，所述后連 桿下端鉸接于臂體安裝座，所述前連桿前端鉸接于連接架。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效伸縮式機(jī)械手，其特征在于:所述手臂總成的工作半徑為 1350mm-3150mm〇4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效伸縮式機(jī)械手，其特征在于:所述中間連桿n為倒三角結(jié) 構(gòu)，中間連桿n的前端鉸接于前連桿，中間連桿n的后端鉸接于后連桿，中間連桿n的下端 鉸接于下臂體的上端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效伸縮式機(jī)械手，其特征在于:所述中間連桿n和所述上連 桿通過同一鉸接軸實(shí)現(xiàn)與下臂體上端的鉸接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效伸縮式機(jī)械手，其特征在于:所述臂體安裝座為U形結(jié) 構(gòu)，其一端側(cè)壁設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I通過一減速齒輪副I驅(qū)動(dòng)下臂體轉(zhuǎn)動(dòng)，下臂 體固定連接于減速齒輪副I的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副I的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I帶動(dòng)轉(zhuǎn) 動(dòng);所述臂體安裝座另一端側(cè)壁設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)n，驅(qū)動(dòng)電機(jī)n通過一減速齒輪副n驅(qū)動(dòng)下 連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，下連桿固定連接于減速齒輪副n的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副n的主動(dòng)齒由所述 驅(qū)動(dòng)電機(jī)n帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效伸縮式機(jī)械手，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)基座包括驅(qū)動(dòng)電機(jī) m、驅(qū)動(dòng)箱和回轉(zhuǎn)盤，所述驅(qū)動(dòng)箱包括箱體和設(shè)置于箱體內(nèi)的減速齒輪副m，所述回轉(zhuǎn)盤設(shè) 置于驅(qū)動(dòng)箱上方固定連接于減速齒輪副m的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副m的主動(dòng)齒由驅(qū)動(dòng)電 機(jī)n帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號】B25J18/04GK205614701SQ201620398994
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】鄧社平
【申請人】重慶社平科技有限公司