CN103862467B - 四轴机械手臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四轴机械手臂,包括:控制系统柜子、J1轴固定座、J2轴基座、J3轴基座、J4轴伸缩臂。该四轴机械手臂用于形成动作的电机均采用AC伺服电机,从而动作速度较快。在关键部位采用谐波减速器,且对丝杠螺母机构、齿轮齿条机构的采用均极大程度上降低了工作噪音,更提高了动作精度。同时,该四轴机械手臂较为合理的动作参数,使该机械手臂具有较好的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,尤其是涉及一种四轴机械手臂。
背景技术
随着工业自动化的普及应用,机械手臂已经广泛使用。然而,为数不少的机械手臂存在着动作速度慢、动作传递及定位精确度较差、噪音较大,且动作参数不合理的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种四轴机械手臂,它具有动作传递及定位精确度高,噪音较小,且动作参数较为合理的特点。进一步,它还具有动作速度较快的特点。
本发明所采用的技术方案是:四轴机械手臂,所述四轴机械手臂包括:
———控制系统柜子,该控制系统柜子固定于地面上,且该系统控制柜子内部设有控制系统,该控制系统柜子上固定有第一电机;
———J1轴固定座,该J1轴固定座枢接于该控制系统柜子上部,该J1轴固定座枢接于该控制系统柜子的枢轴呈竖向,该J1轴固定座连接至该第一电机,且该J1轴固定座具有向上延伸的J1轴机臂,该J1轴机臂内设有相互平行的丝杠和竖向滑道,该丝杠连接至一第二电机,该第二电机固定于该J1轴机臂上部;
———J2轴基座,该J2轴基座滑动设置于该竖向滑道内,且该J2轴基座上设有和该丝杠相配的螺母,同时,该J2轴基座上固定有第三电机;
———J3轴基座,该J3轴基座枢接于该J2轴基座上,该J3轴基座枢接于该J2轴基座的枢轴呈水平向,且该J3轴基座连接至该第三电机,同时,该J3轴基座上设有第四电机以及动力连接至该第四电机的齿轮;
———J4轴伸缩臂,该J4轴伸缩臂滑动设置于该J3轴基座上,且该J4轴伸缩臂具有和该齿轮相配的齿条。
所述J4轴伸缩臂的前端设有J4轴手爪。
所述J1轴固定座和第一电机之间通过一谐波减速器进行连接。
所述J3轴基座和该第三电机之间通过一谐波减速器进行连接。
所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均为AC伺服电机。
本发明所具有的优点是:动作速度较快、动作传递及定位精确度高,噪音较小,且动作参数较为合理。本发明的四轴机械手臂用于形成动作的电机均采用AC伺服电机,从而动作速度较快。根据动作特征,在关键部位采用谐波减速器,且对丝杠螺母机构、齿轮齿条机构的采用均极大程度上降低了工作噪音,更提高了动作精度。经实际使用,该四轴机械手臂可控半径可达1200mm、J轴固定座可回转340°、J2轴基座可上下移动达500mm、J3轴基座可回转180°、J4轴伸缩臂伸缩量可达450mm、负重可达3kg,前述较为合理的动作参数,使该机械手臂具有较好的通用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
图1是本发明的实施例的主视图;
图2是图1的左视图;
图3是图1的俯视图。
图中:10、J1轴固定座,11、第一电机,12、J1轴机臂,13、竖向滑道;20、J2轴基座,21、第二电机,22、丝杠;30、J3轴基座,31、第三电机,32、横向滑轨;40、J4轴伸缩臂,41、第四电机,42、齿轮,43、齿条;44、J4轴手爪;50、控制系统柜子。
具体实施方式
实施例,见图1至图3所示:四轴机械手臂,包括:J1轴固定座10、J2轴基座20、J3轴基座30、J4轴伸缩臂40、控制系统柜子50。具体的讲:
该控制系统柜子50固定于地面上,且该系统控制柜子50内部设有控制系统(图上未示出)。同时,该控制系统柜子50上固定有第一电机11。
该J1轴固定座10枢接于该控制系统柜子50上部,该J1轴固定座10枢接于该控制系统柜子50的枢轴呈竖向,该J1轴固定座10连接至该第一电机11。即,在该第一电机11的带动下,该J1轴固定座10能够以一竖向轴产生旋转。该J1轴固定座10具有向上延伸的J1轴机臂12。该J1轴机臂12内设有相互平行的丝杠22和竖向滑道13。该丝杠22连接至一第二电机21,该第二电机21固定于该J1轴机臂12上部。即,该第二电机21带动该丝杠22产生旋转。
该J2轴基座20滑动设置于该竖向滑道13内,且该J2轴基座20上设有和该丝杠22相配的螺母(图上未示出)。同时,该J2轴基座20上固定有第三电机31。即,在该丝杠22和该竖向滑轨13的共同作用下,该J2轴基座20能够上下滑动且该螺母相对于该J轴基座20不会产生旋转。这样,该丝杠22旋转后,该螺母和该丝杠22相互配合,形成丝杠螺母机构,继而通过该螺母带动该J2轴基座20上下滑动。
该J3轴基座30枢接于该J2轴基座20上,该J3轴基座30枢接于该J2轴基座20的枢轴呈水平向,且该J3轴基座30连接至该第三电机31。即,在该第三电机31的带动下,该J3轴基座30能够以一水平向的轴进行旋转。同时,该J3轴基座30上设有第四电机41以及动力连接至该第四电机41的齿轮42。即,该第四电机41带动该齿轮42旋转。比如,该齿轮42固定于该第四电机41的动力输出轴上。
该J4轴伸缩臂40滑动设置于该J3轴基座30上,且该J4轴伸缩臂40具有和该齿轮42相配的齿条43。比如,该J3轴基座30上设有横向滑轨32,该J4轴伸缩臂40滑动的卡在该横向滑轨32内。即,该齿轮42和该齿条43形成齿轮齿条机构,从而该齿轮42旋转后,通过该齿条43带动该J4轴伸缩臂40伸出或缩回。
更进一步的讲,该J4轴伸缩臂40的前端设有J4轴手爪44。
继续优化,该J1轴固定座10和第一电机11之间通过一谐波减速器进行连接。该J3轴基座30和该第三电机31之间通过一谐波减速器进行连接。该第一电机11、第二电机21、第三电机31、第四电机41均为AC伺服电机。
综上所述,本发明的四轴机械手臂用于形成动作的电机均采用AC伺服电机,从而动作速度较快。在关键部位采用谐波减速器,且对丝杠螺母机构、齿轮齿条机构的采用均极大程度上降低了工作噪音,提高了动作精度。经实际使用,该四轴机械手臂动作参数较为合理,具有较好的通用性。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.四轴机械手臂,其特征在于:所述四轴机械手臂包括:
———控制系统柜子(50),该控制系统柜子(50)固定于地面上,且该系统控制柜子(50)内部设有控制系统,该控制系统柜子(50)上固定有第一电机(11);
———J1轴固定座(10),该J1轴固定座(10)枢接于该控制系统柜子(50)上部,该J1轴固定座(10)枢接于该控制系统柜子(50)的枢轴呈竖向,该J1轴固定座(10)连接至该第一电机(11),且该J1轴固定座(10)具有向上延伸的J1轴机臂(12),该J1轴机臂(12)内设有相互平行的丝杠(22)和竖向滑道(13),该丝杠(22)连接至一第二电机(21),该第二电机(21)固定于该J1轴机臂(12)上部;
———J2轴基座(20),该J2轴基座(20)滑动设置于该竖向滑道(13)内,且该J2轴基座(20)上设有和该丝杠(22)相配的螺母,同时,该J2轴基座(20)上固定有第三电机(31);
———J3轴基座(30),该J3轴基座(30)枢接于该J2轴基座(20)上,该J3轴基座(30)枢接于该J2轴基座(20)的枢轴呈水平向,且该J3轴基座(30)连接至该第三电机(31),同时,该J3轴基座(30)上设有第四电机(41)以及动力连接至该第四电机(41)的齿轮(42);
———J4轴伸缩臂(40),该J4轴伸缩臂(40)滑动设置于该J3轴基座(30)上,且该J4轴伸缩臂(40)具有和该齿轮(42)相配的齿条(43)。
2.根据权利要求1所述的四轴机械手臂,其特征在于:所述J4轴伸缩臂(40)的前端设有J4轴手爪(44)。
3.根据权利要求1所述的四轴机械手臂,其特征在于:所述J1轴固定座(10)和第一电机(11)之间通过一谐波减速器进行连接。
4.根据权利要求1所述的四轴机械手臂,其特征在于:所述J3轴基座(30)和该第三电机(31)之间通过一谐波减速器进行连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的四轴机械手臂,其特征在于:所述第一电机(11)、第二电机(21)、第三电机(31)、第四电机(41)均为AC伺服电机。
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