CN104440893A - 一种侧挂式三轴伺服机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种侧挂式三轴伺服机械手，采用皮带传动方式和侧边式结构，有效的解决了噪音大、成本高、占用空间大的问题。机台三轴分别为X、Y、Z轴，均用皮带传动，有效的降低了生产成本。设备更加的轻便化，对于组装和操作人员来说更加的便捷；对于客户端来说，不受空间的限制，这样市场需求会更广，是今后该行业发展的大趋势。

Description

一种侧挂式三轴伺服机械手

技术领域

本发明涉及机械手的结构技术领域，具体地是涉及一种侧挂式三轴伺服机械手。

背景技术

伴随科技及工业技术的成熟，机械手臂已经被应用在各种工业生产线上。机械手臂的主要功能是通过臂爪反复抓取对象，将对象搬移至另一目的地，机械手臂的位移由伺服马达通过传动机构进行控制。

现有传动机构主要由齿轮配合齿条传动，齿轮及齿条承载力大，传动精度较高，可达0.1mm，且可无限长度对接延续，传动速度可以很高(大于2m/s)，但是齿轮齿条传动也因为其采用的框架式结构，而具有了成本高，体积大，噪音大，整体笨重，生产周期长的缺点。

因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

发明内容

本发明旨在提供一种克服了齿轮齿条传动缺点的侧挂式三轴伺服机械手。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种侧挂式三轴伺服机械手，包括基座和设置在所述基座上方的滑轨，皮带与所述滑轨平行设置并通过皮带夹板固定在所述基座上，Y轴滑板通过所述滑轨设置固定在所述基座上，所述Y轴滑板上设有一引拔臂和一气阀箱，所述引拔臂与所述Y轴滑板垂直设置，所述气阀箱内置有电磁阀，所述电磁阀的马达动作通过所述滑轨和所述皮带带动所述气阀箱、所述Y轴滑板和所述引拔臂在Y轴方向运动，其中所述Y轴方向为所述Y轴滑板所在的平面方向。

所述Y轴滑板上还固定设有一X轴滑轨，所述X轴滑轨与所述引拔臂平行连接，所述X轴滑轨与正臂和副臂垂直连接，所述正臂和所述副臂平行设置并垂直于所述Y轴滑板与所述X轴滑轨所在的平面，所述正臂和所述副臂位于所述引拔臂的同一侧，所述引拔臂上平行固定设有两个引拔马达罩，其中一个引拔马达罩与所述正臂连接，另外一个引拔马达罩与所述副臂连接，每一所述引拔马达罩均内置有引拔马达，所述引拔臂上设有一齿条，两个所述引拔马达的动作通过所述齿条和所述X轴滑轨分别带动所述正臂和所述副臂在X轴方向做往返运动，其中所述X轴方向为所述X轴滑轨所在的平面方向。

所述正臂包括一内置有正臂马达的正臂马达罩和一具有传输功能的正臂皮带轮，所述正臂马达的动作通过所述正臂皮带轮带动所述正臂在Z轴方向运动；所述副臂包括一内置有副臂马达的副臂马达罩和一具有传输功能的副臂皮带轮，所述副臂马达的动作通过所述副臂皮带轮带动所述副臂在Z轴方向运动，其中所述Z轴方向为所述副臂所在的平面方向。

进一步地，所述正臂还包括正臂结构梁和用于夹取产品的侧姿组，其中所述正臂结构梁与所述正臂皮带轮连接，并通过第一连接板与所述侧姿组连接，所述正臂马达的动作通过所述正臂皮带轮带动所述正臂结构梁和所述侧姿组在Z轴方向运动。

进一步地，所述副臂还包括副臂手臂结构梁和用于夹持产品的夹具，其中所述副臂手臂结构梁通过所述滑轨固定在副臂上下座上，所述副臂上下座固定在副臂引拔滑板上，所述副臂引拔滑板固定在所述引拔臂上，所述副臂马达的动作通过所述副臂皮带轮带动所述副臂手臂结构梁和所述夹具在Z轴方向运动。

进一步地，所述正臂还包括正臂上护板架、正臂上固定板、正臂下固定板、正臂皮带夹板、正臂Z轴马达，其中所述正臂上护板架固定在所述正臂结构梁上，所述正臂上固定板固定在所述正臂结构梁上，所述正臂皮带轮固定在所述正臂结构梁上，所述正臂皮带轮带动所述手臂结构梁作运动；所述正臂皮带夹板与所述正臂结构梁连接，所述正臂Z轴马达的动作带动所述正臂皮带夹板与所述正臂下固定板运动。

进一步地，所述副臂还包括手臂结构梁、副臂上护板架、副臂上固定板、副臂下固定板，其中所述手臂结构梁通过所述副臂皮带轮的两端进行连接，所述副臂上护板架固定在所述手臂结构梁上，所述副臂上固定板固定在所述副臂手臂结构梁上，所述副臂皮带轮固定在所述副臂手臂结构梁上，所述副臂皮带轮带动所述手臂结构梁作运动；所述副臂引拔滑板连接副臂上下座，所述副臂上下座上承载有所述副臂手臂结构梁，所述副臂下固定板固定在所述副臂上下座上并同时固定位于所述副臂上下座上方的副臂上下气缸，所述副臂上下气缸带动所述副臂下固定板运动。

进一步地，还包括固定在所述基座上的用于防止所述Y轴滑板掉落的撞击挡块和Y轴护套板，其中所述Y轴护套板上固定设有一Y轴保护链条，所述Y轴保护链条与所述气阀箱连接。

进一步地，还包括引拔保护链条、引拔端罩、引拔挡板，其中所述引拔保护链条与所述引拔臂平行设置，所述引拔保护链条的两端分别与两个引拔马达罩连接，所述引拔端罩固定在所述Y轴滑板上，所述引拔挡板固定在所述引拔臂上。

进一步地，所述正臂还包括Z轴正臂保护链条、气道块，其中所述Z轴正臂保护链条固定在所述正臂上护板架上，所述气道块固定在所述正臂上护板架的下方。

所述副臂还包括Z轴副臂保护链条、夹具调整块和第二连接板，其中所述Z轴副臂保护链条一端固定在所述副臂上护板架上合，一端固定在所述引拔马达罩内，所述夹具调整块通过所述第二连接板将所述夹具固定。

进一步地，还包括固定在所述基座上的模外安全感应铁片，所述模外安全感应铁片位于所述滑轨和所述皮带中间。

进一步地，还包括固定在所述基座上的储气罐。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

本发明所述的侧挂式三轴伺服机械手，采用皮带传动方式和侧边式结构，有效的解决了噪音大、成本高、占用空间大的问题。机台三轴分别为X、Y、Z轴，均用皮带传动，有效的降低了生产成本。设备更加的轻便化，对于组装和操作人员来说更加的便捷；对于客户端来说，不受空间的限制，这样市场需求会更广，是今后该行业发展的大趋势。

附图说明

图1为本发明所述的侧挂式三轴伺服机械手的立体图；

图2为本发明所述的侧挂式三轴伺服机械手的立体图；

图3为本发明所述的侧挂式三轴伺服机械手的俯视图。

其中：1.基座，2.滑轨,3.皮带,4.模外安全感应铁片，5.撞击挡块，6.皮带夹板，7.Y轴护套板，8.Y轴保护链条，9.电控箱，10.气阀箱，11.齿条，12.储气罐，13.副臂上护板架，14.Z轴副臂保护链条，15.副臂上固定板，16.副臂皮带轮一端，17.副臂手臂结构梁，18.副臂上下气缸，19.副臂引拔滑板，20.副臂上下座，21.副臂下固定板，22.副臂皮带轮另一端，23.夹具，24.夹具调整块，25.第二连接板，26.手臂结构梁，27.副臂马达罩，28.Y轴滑板，29.X轴滑轨，30.正臂上护板架，31.正臂皮带轮，32.正臂上固定板，33.Z轴正臂保护链条，34.Z轴正臂皮带夹板，35.引拔马达罩，36.正臂Z轴马达，37.引拔保护链条，38.引拔臂，39.引拔端罩，40.引拔挡板，41.正臂马达罩，42.正臂皮带夹板，43.正臂下固定板，44.正臂结构梁，45.侧姿组，46.第一连接板，47.气道块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图3所示，为符合本发明的一种侧挂式三轴伺服机械手，包括基座1和设置在所述基座1上方的滑轨2，皮带3与所述滑轨2平行设置并通过皮带夹板7固定在所述基座1上，Y轴滑板28通过所述滑轨2设置固定在所述基座1上，所述Y轴滑板28上设有一引拔臂38和一气阀箱10，所述引拔臂38与所述Y轴滑板28垂直设置，所述气阀箱10内置有电磁阀，所述电磁阀的马达动作通过所述滑轨2和所述皮带3带动所述气阀箱10、所述Y轴滑板28和所述引拔臂38在Y轴方向运动，其中所述Y轴方向为所述Y轴滑板28所在的平面方向。

所述Y轴滑板28上还固定设有一X轴滑轨29，所述X轴滑轨29与所述引拔臂38平行连接，所述X轴滑轨29与正臂和副臂垂直连接，所述正臂和所述副臂平行设置并垂直于所述Y轴滑板28与所述X轴滑轨29所在的平面，所述正臂和所述副臂位于所述引拔臂38的同一侧，所述引拔臂38上平行固定设有两个引拔马达罩35，其中一个引拔马达罩35与所述正臂连接，另外一个引拔马达罩35与所述副臂连接，每一所述引拔马达罩35均内置有引拔马达，所述引拔臂38上设有一齿条11，两个所述引拔马达的动作通过所述齿条11和所述X轴滑轨29分别带动所述正臂和所述副臂在X轴方向做往返运动，其中所述X轴方向为所述X轴滑轨29所在的平面方向。

所述正臂包括一内置有正臂马达的正臂马达罩41和一具有传输功能的正臂皮带轮31，所述正臂马达的动作通过所述正臂皮带轮31带动所述正臂在Z轴方向运动；所述副臂包括一内置有副臂马达的副臂马达罩27和一具有传输功能的副臂皮带轮，所述副臂马达的动作通过所述副臂皮带轮带动所述副臂在Z轴方向运动，其中所述Z轴方向为所述副臂所在的平面方向。

进一步地，所述正臂还包括正臂结构梁44和用于夹取产品的侧姿组45，其中所述正臂结构梁44与所述正臂皮带轮31连接，并通过第一连接板与所述侧姿组45连接，所述正臂马达的动作通过所述正臂皮带轮31带动所述正臂结构梁44和所述侧姿组45在Z轴方向运动。

进一步地，所述副臂还包括副臂手臂结构梁17和用于夹持产品的夹具23，其中所述副臂手臂结构梁17通过所述滑轨2固定在副臂上下座20上，所述副臂上下座20固定在副臂引拔滑板19上，所述副臂引拔滑板19固定在所述引拔臂38上，所述副臂马达的动作通过所述副臂皮带轮带动所述副臂手臂结构梁17和所述夹具23在Z轴方向运动。

进一步地，所述正臂还包括正臂上护板架30、正臂上固定板32、正臂下固定板43、正臂皮带夹板42、正臂Z轴马达36，其中所述正臂上护板架30固定在所述正臂结构梁44上，所述正臂上固定板32固定在所述正臂结构梁44上，Z轴正臂皮带夹板4234固定在所述正臂上固定板32上。所述正臂皮带轮31固定在所述正臂结构梁44上，所述正臂皮带轮31带动所述手臂结构梁26作运动；所述正臂皮带夹板42与所述正臂结构梁44连接，所述正臂Z轴马达36的动作带动所述正臂皮带夹板42与所述正臂下固定板43运动。

进一步地，所述副臂还包括手臂结构梁26、副臂上护板架13、副臂上固定板15、副臂下固定板21，其中所述手臂结构梁26通过所述副臂皮带轮的两端进行连接，即所述臂结构梁的上方与所述副臂皮带轮一端16连接，下方与所述副臂皮带轮另一端22连接。所述副臂上护板架13固定在所述手臂结构梁26上，所述副臂上固定板15固定在所述副臂手臂结构梁17上，所述副臂皮带轮固定在所述副臂手臂结构梁17上，所述副臂皮带轮带动所述手臂结构梁26作运动；所述副臂引拔滑板19连接副臂上下座20，所述副臂上下座20上承载有所述副臂手臂结构梁17，所述副臂下固定板21固定在所述副臂上下座20上并同时固定位于所述副臂上下座20上方的副臂上下气缸18，所述副臂上下气缸18带动所述副臂下固定板21运动。

进一步地，还包括固定在所述基座1上的用于防止所述Y轴滑板28掉落的撞击挡块5和Y轴护套板7，其中所述Y轴护套板7上固定设有一Y轴保护链条8，所述Y轴保护链条8与所述气阀箱10连接。

进一步地，还包括引拔保护链条37、引拔端罩39、引拔挡板40，其中所述引拔保护链条37与所述引拔臂38平行设置，所述引拔保护链条37的两端分别与两个引拔马达罩35连接，所述引拔端罩39固定在所述Y轴滑板28上，所述引拔挡板40固定在所述引拔臂38上。

进一步地，所述正臂还包括Z轴正臂保护链条33、气道块47，其中所述Z轴正臂保护链条33固定在所述正臂上护板架30上，所述气道块47固定在所述正臂上护板架30的下方。

所述副臂还包括Z轴副臂保护链条14、夹具调整块24和第二连接板25，其中所述Z轴副臂保护链条14一端固定在所述副臂上护板架13上合，一端固定在所述引拔马达罩35内，所述夹具调整块24通过所述第二连接板25将所述夹具23固定。

进一步地，还包括固定在所述基座1上的模外安全感应铁片4，所述模外安全感应铁片4位于所述滑轨2和所述皮带中间。

进一步地，还包括固定在所述基座1上的储气罐12。优选地，本实施例还包括一固定在所述基座1上的电控箱9，所述电控箱9内置有设备的控制器。

本实施例的工作原理在于：气阀箱10内的马达动作，通过滑轨2及皮带3带动气阀箱10、Y轴滑板28、引拔臂38在Y轴上作往返运动，(引拔臂38通过螺丝固定在Y轴滑板28上)，这是Y轴方向的动作；引拔马达罩35内的马达动作，通过齿条11、X轴滑轨29带动副臂在X轴上作往返运动，齿条11、X轴滑轨29也带动正臂在X轴上作往返运动，这是X轴方向的动作；副臂马达罩27内的马达动作，通过副臂皮带轮带动副臂手臂结构梁17和夹具23作Z轴方向上往返运动，正臂马达罩41内的马达动作，通过正臂皮带轮31带动正臂结构梁44和侧姿组45作Z轴方向往返动作，这是Z轴方向的动作，此三轴可自由动作，不受其他两轴的约束，也可以协调联合作连贯动作，依实际情况。

本实施例所述的侧挂式三轴伺服机械手，采用皮带传动方式和侧边式结构，有效的解决了噪音大、成本高、占用空间大的问题。机台三轴分别为X、Y、Z轴，均用皮带传动，有效的降低了生产成本。设备更加的轻便化，对于组装和操作人员来说更加的便捷；对于客户端来说，不受空间的限制，这样市场需求会更广，是今后该行业发展的大趋势。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的任何等同变化，均应仍处于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：包括基座和设置在所述基座上方的滑轨，皮带与所述滑轨平行设置并通过皮带夹板固定在所述基座上，Y轴滑板通过所述滑轨设置固定在所述基座上，所述Y轴滑板上设有一引拔臂和一气阀箱，所述引拔臂与所述Y轴滑板垂直设置，所述气阀箱内置有电磁阀，所述电磁阀的马达动作通过所述滑轨和所述皮带带动所述气阀箱、所述Y轴滑板和所述引拔臂在Y轴方向运动，其中所述Y轴方向为所述Y轴滑板所在的平面方向；

所述Y轴滑板上还固定设有一X轴滑轨，所述X轴滑轨与所述引拔臂平行连接，所述X轴滑轨与正臂和副臂垂直连接，所述正臂和所述副臂平行设置并垂直于所述Y轴滑板与所述X轴滑轨所在的平面，所述正臂和所述副臂位于所述引拔臂的同一侧，所述引拔臂上平行固定设有两个引拔马达罩，其中一个引拔马达罩与所述正臂连接，另外一个引拔马达罩与所述副臂连接，每一所述引拔马达罩均内置有引拔马达，所述引拔臂上设有一齿条，两个所述引拔马达的动作通过所述齿条和所述X轴滑轨分别带动所述正臂和所述副臂在X轴方向做往返运动，其中所述X轴方向为所述X轴滑轨所在的平面方向；

所述正臂包括一内置有正臂马达的正臂马达罩和一具有传输功能的正臂皮带轮，所述正臂马达的动作通过所述正臂皮带轮带动所述正臂在Z轴方向运动；所述副臂包括一内置有副臂马达的副臂马达罩和一具有传输功能的副臂皮带轮，所述副臂马达的动作通过所述副臂皮带轮带动所述副臂在Z轴方向运动，其中所述Z轴方向为所述副臂所在的平面方向。

2.如权利要求1所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：所述正臂还包括正臂结构梁和用于夹取产品的侧姿组，其中所述正臂结构梁与所述正臂皮带轮连接，并通过第一连接板与所述侧姿组连接，所述正臂马达的动作通过所述正臂皮带轮带动所述正臂结构梁和所述侧姿组在Z轴方向运动。

3.如权利要求2所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：所述副臂还包括副臂手臂结构梁和用于夹持产品的夹具，其中所述副臂手臂结构梁通过所述滑轨固定在副臂上下座上，所述副臂上下座固定在副臂引拔滑板上，所述副臂引拔滑板固定在所述引拔臂上，所述副臂马达的动作通过所述副臂皮带轮带动所述副臂手臂结构梁和所述夹具在Z轴方向运动。

4.如权利要求3所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：所述正臂还包括正臂上护板架、正臂上固定板、正臂下固定板、正臂皮带夹板、正臂Z轴马达，其中所述正臂上护板架固定在所述正臂结构梁上，所述正臂上固定板固定在所述正臂结构梁上，所述正臂皮带轮固定在所述正臂结构梁上，所述正臂皮带轮带动所述手臂结构梁作运动；所述正臂皮带夹板与所述正臂结构梁连接，所述正臂Z轴马达的动作带动所述正臂皮带夹板与所述正臂下固定板运动。

5.如权利要求4所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：所述副臂还包括手臂结构梁、副臂上护板架、副臂上固定板、副臂下固定板，其中所述手臂结构梁通过所述副臂皮带轮的两端进行连接，所述副臂上护板架固定在所述手臂结构梁上，所述副臂上固定板固定在所述副臂手臂结构梁上，所述副臂皮带轮固定在所述副臂手臂结构梁上，所述副臂皮带轮带动所述手臂结构梁作运动；所述副臂引拔滑板连接副臂上下座，所述副臂上下座上承载有所述副臂手臂结构梁，所述副臂下固定板固定在所述副臂上下座上并同时固定位于所述副臂上下座上方的副臂上下气缸，所述副臂上下气缸带动所述副臂下固定板运动。

6.如权利要求5所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：还包括固定在所述基座上的用于防止所述Y轴滑板掉落的撞击挡块和Y轴护套板，其中所述Y轴护套板上固定设有一Y轴保护链条，所述Y轴保护链条与所述气阀箱连接。

7.如权利要求6所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：还包括引拔保护链条、引拔端罩、引拔挡板，其中所述引拔保护链条与所述引拔臂平行设置，所述引拔保护链条的两端分别与两个引拔马达罩连接，所述引拔端罩固定在所述Y轴滑板上，所述引拔挡板固定在所述引拔臂上。

8.如权利要求7所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：所述正臂还包括Z轴正臂保护链条、气道块，其中所述Z轴正臂保护链条固定在所述正臂上护板架上，所述气道块固定在所述正臂上护板架的下方；

所述副臂还包括Z轴副臂保护链条、夹具调整块和第二连接板，其中所述Z轴副臂保护链条一端固定在所述副臂上护板架上合，一端固定在所述引拔马达罩内，所述夹具调整块通过所述第二连接板将所述夹具固定。

9.如权利要求1-8任一所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：还包括固定在所述基座上的模外安全感应铁片，所述模外安全感应铁片位于所述滑轨和所述皮带中间。

10.如权利要求1-9任一所述的侧挂式三轴伺服机械手，其特征在于：还包括固定在所述基座上的储气罐。