CN105818164B - 可折叠的多关节机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可折叠的多关节机械手，包括：支撑立柱、连接臂、第一摆臂和第二摆臂，连接臂后端固定设置于支撑立柱上，在第一摆臂后端固定设置有第一连接轴，第一连接轴通过第一轴承座设置于连接臂前端，且第一摆臂位于连接臂下方，第一摆臂能通过第一连接轴相对连接臂转动；在连接臂和第一摆臂之间设置有第一驱动装置；在第二摆臂后端固定设置有第二连接轴，第二连接轴通过第二轴承座设置于第一摆臂前端，且第二摆臂位于第一摆臂下方，第二摆臂能通过第二连接轴相对第一摆臂转动；在第一摆臂和第二摆臂之间设置有第二驱动装置；在第二摆臂前端设置有夹持工件的夹持装置。该可折叠的多关节机械手占用空间小、运动灵活、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种用于搬运工件的可折叠的多关节机械手。
背景技术
随着现代自动化生产的快速发展，工业机器人的应用也越来越广泛，尤其是在机械制造行业中更为普及。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机械装置，它能自动执行工作，代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业或是危险、恶劣环境下的作业，如搬运工件等。
专利号为2013201578344的中国发明专利中公开了一种多关节机械手，该多关节机械手主要由主体部、第一摆臂、上下旋转轴、第二摆臂和机器人手构成，第二摆臂与第一摆臂之间构成活动关节，机器人手能通过上下旋转轴相对第二摆臂移动和转动。专利号为2015206285692的中国发明专利中公开了一种多关节机械手，该多关节机械手主要由主体部、第一摆臂、第二摆臂、升降臂、旋转轴和机器人手构成，第二摆臂与第一摆臂之间构成活动关节，机器人手通过升降臂相对第二摆臂上下移动，机器人手通过旋转轴相对第二摆臂转动。上述两种多关节机械手均存在如下缺陷：（1）第二摆臂无法相对第一摆臂水平360度转动，存在运动死角，因而无法使第二摆臂折叠收回至第一摆臂上方，占用空间较大；（2）将升降结构和旋转结构同时设置于机器人手和第二摆臂连接处，结构复杂，维修困难，除此之外还会导致第二摆臂前端尺寸过大、增加第二摆臂的负载，不利于多关节机械手的灵活运行。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种占用空间小、运动灵活的可折叠的多关节机械手，该多关节机械手的第二摆臂能相对第一摆臂水平360度转动，并折叠收回至第一摆臂下方。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的可折叠的多关节机械手，包括：支撑立柱、连接臂、第一摆臂和第二摆臂，连接臂后端固定设置于支撑立柱上，在第一摆臂后端固定设置有第一连接轴，第一连接轴通过第一轴承座设置于连接臂前端，且第一摆臂位于连接臂下方，第一摆臂能通过第一连接轴相对连接臂转动；在连接臂和第一摆臂之间还设置有第一驱动装置，在第一驱动装置的驱动下第一摆臂能通过第一连接轴相对连接臂转动；在第二摆臂后端固定设置有第二连接轴，第二连接轴通过第二轴承座设置于第一摆臂前端，且第二摆臂位于第一摆臂下方，第二摆臂能通过第二连接轴相对第一摆臂转动；在第一摆臂和第二摆臂之间还设置有第二驱动装置，在第二驱动装置的驱动下第二摆臂能通过第二连接轴相对第一摆臂转动；在第二摆臂前端设置有夹持工件的夹持装置。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，在支撑立柱上设置有用于调节夹持装置高度的升降装置。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，所述的升降装置的结构包括：升降台，在升降台上竖向设置有气缸，气缸的伸出杆顶部与平台相连接，支撑立柱底部固定设置于平台上；在升降台上还设置有引导平台平稳地上升或下降的导向机构。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，所述的导向机构包括二个固定安装在升降台上的导向座，在每个导向座内各设置有一根导向杆，两根导向杆的顶端和底端分别伸出对应导向座外，二根导向杆均可在各自的导向座内上下运动，两根导向杆的顶端分别与平台固定连接，二根导向杆的底端分别与连接杆固定连接。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，所述的第一驱动装置的结构为：在连接臂上设置有第一伺服电机，第一伺服电机的电机轴通过第一减速机、第一传动装置与第一连接轴相连接；所述的第二驱动装置的结构为：在第一摆臂上设置有第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴通过第二减速机、第二传动装置与第二连接轴相连接。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，第一传动装置和第二传动装置均为同步带传动。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，在连接臂上还设置有调节第一传动装置中同步带张紧程度的第一张紧机构，在第一摆臂上还设置有调节第二传动装置中同步带张紧程度的第二张紧机构。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，第二摆臂后端通过第一连接座与第二连接轴连接，第二连接轴固定设置于第一连接座顶部；所述的第一连接座的结构为：在第一连接座上开设有容纳第二摆臂的第一贯通孔，第一贯通孔前后贯通，在第一连接座侧面开设有前后贯通的第一长槽，第一长槽底部与第一贯通孔相互贯通，在第一长槽一侧壁上设置有若干个贯通的第一连接孔，在第一长槽另一侧壁上设置有若干与各第一连接孔一一对应的第一螺纹孔，各第一紧固件分别穿过各自的第一连接孔后与对应的第一螺纹孔连接，第二摆臂后端插入第一贯通孔后通过各第一紧固件锁紧于第一连接座内。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，所述的夹持装置的结构为：在第二摆臂前端下方设置有真空吸盘，真空吸盘的吸气口与抽真空装置相连接。
进一步地，前述的可折叠的多关节机械手，其中，第二摆臂前端通过第二连接座与真空吸盘连接；所述的第二连接座的结构为：在第二连接座上开设有容纳第二摆臂的第二贯通孔，第二贯通孔前后贯通，在第二连接座顶部开设有前后贯通的第二长槽，第二长槽底部与第二贯通孔相互贯通，在第二长槽一侧壁上设置有若干个贯通的第二连接孔，在第二长槽另一侧壁上设置有若干与各第二连接孔一一对应的第二螺纹孔，各第二紧固件分别穿过各自的第二连接孔后与对应的第二螺纹孔连接，第二摆臂前端插入第二贯通孔后通过各第二紧固件锁紧于第二连接座内。
本发明的有益效果是：（1）第二摆臂能相对第一摆臂水平360度转动，并折叠收回至第一摆臂下方，占用空间小；（2）升降装置、第一驱动装置和第二驱动装置的结构设置，缩小了传统多关节机械手中第二摆臂前端的尺寸，减轻了传统多关节机械手中第二摆臂承载的负载，保证夹持装置能可靠、灵活地运行；（3）通过调节第二摆臂后端插入第一连接座的第一贯通孔中的深度以及第二摆臂前端插入第二连接座的第二贯通孔中的深度，从而调节夹持装置向外伸出的距离，大大扩大了多关节机械手的工作范围。
附图说明
图1是本发明所述的可折叠的多关节机械手的结构示意图。
图2是1俯视方向的结构示意图。
图3是图2中A-A剖视方向去除罩壳后的可折叠的多关节机械手的内部结构示意图。
图4是图3中B方向所示升降台的内部结构示意图。
图5是图3中连接臂和第一摆臂的连接结构示意图。
图6是图3中第一摆臂和第二摆臂的连接结构示意图。
图7是图6中C-C剖视方向所示第二连接座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1、图2和图3所示，本实施例所述的可折叠的多关节机械手，包括：支撑立柱10、连接臂1、第一摆臂2和第二摆臂3，连接臂1的后端固定设置于支撑立柱10上，且连接臂1的前端伸出支撑立柱10外。在第一摆臂2后端固定设置有第一连接轴21，第一连接轴21通过第一轴承座22设置于连接臂1的前端，且第一摆臂2位于连接臂1下方，第一摆臂2能通过第一连接轴21相对连接臂1转动；在连接臂1和第一摆臂2之间还设置有第一驱动装置，在第一驱动装置的驱动下第一摆臂2能通过第一连接轴21相对连接臂1水平转动。如图3和图5所示，本实施例中所述的第一驱动装置的结构为：在连接臂1上设置有第一伺服电机41，第一伺服电机41的电机轴通过第一减速机42、第一传动装置43与第一连接轴21相连接；第一传动装置43为同步带传动，第一传动装置43的主动带轮与第一减速机42的输出轴固定连接，第一传动装置43的从动带轮与第一连接轴21固定连接。本实施例中在连接臂1上设置有第一容纳槽44，第一传动装置43设置于第一容纳槽44中，并通过第一盖板11封盖于第一容纳槽44中，第一减速机42的输出轴穿过第一盖板11上的通孔后与第一传动装置43的主动带轮固定连接。在连接臂1上还设置有调节第一传动装置43中同步带张紧程度的第一张紧机构40。在第二摆臂3的后端固定设置有第二连接轴31，第二连接轴31通过第二轴承座设置于第一摆臂2的前端，且第二摆臂3位于第一摆臂2下方，第二摆臂3能通过第二连接轴31相对第一摆臂2水平360度转动；在第一摆臂2和第二摆臂3之间还设置有第二驱动装置，在第二驱动装置的驱动下第二摆臂3能通过第二连接轴31相对第一摆臂2转动。如图3和图6所示，本实施例中所述的第二驱动装置的结构为：在第一摆臂2上设置有第二伺服电机51，第二伺服电机51的电机轴通过第二减速机52、第二传动装置53与第二连接轴31相连接；第二传动装置53为同步带传动，第二传动装置53的主动带轮与第二减速机52的输出轴固定连接，第二传动装置53的从动带轮与第二连接轴31固定连接。本实施例中在第一摆臂2上设置有第二容纳槽54，第二传动装置53设置于第二容纳槽54中，并通过第二盖板20封盖于第二容纳槽54中，第二减速机52的输出轴穿过第二盖板20上的通孔后与第二传动装置53的主动带轮固定连接。在第一摆臂2上还设置有调节第二传动装置53中同步带张紧程度的第二张紧机构50。
如图3和图6所示，本实施例中第二摆臂3后端通过第一连接座61与第二连接轴31连接，第二连接轴31固定设置于第一连接座61的顶部；所述的第一连接座61的结构为：在第一连接座61上开设有容纳第二摆臂3的第一贯通孔，第一贯通孔前后贯通，在第一连接座侧面开设有前后贯通的第一长槽，第一长槽底部与第一贯通孔相互贯通，在第一长槽一侧壁上设置有若干个贯通的第一连接孔，在第一长槽另一侧壁上设置有若干与各第一连接孔一一对应的第一螺纹孔，各第一紧固件分别穿过各自的第一连接孔后与对应的第一螺纹孔连接，第二摆臂3后端插入第一贯通孔后通过各第一紧固件锁紧于第一连接座61内。第一连接座61的结构可参照图7中所示的第二连接座62的结构。
如图1、图3、图6和图7所示，在第二摆臂3前端设置有夹持工件的夹持装置。所述的夹持装置的结构为：在第二摆臂3前端下方设置有真空吸盘7，真空吸盘7的吸气口71与抽真空装置相连接。本实施例中，第二摆臂3前端通过第二连接座62与真空吸盘7连接，在第二连接座62上设置有气体通道67，气体通道67的一端与抽真空装置相连接，气体通道67的另一端与真空吸盘7的吸气口71相连通。所述的第二连接座62的结构为：在第二连接座62上开设有容纳第二摆臂3的第二贯通孔63，第二贯通孔63前后贯通，在第二连接座62顶部开设有前后贯通的第二长槽64，第二长槽64底部与第二贯通孔63相互贯通，在第二长槽64一侧壁上设置有若干个贯通的第二连接孔65，在第二长槽64另一侧壁上设置有若干与各第二连接孔65一一对应的第二螺纹孔66，各第二紧固件分别穿过各自的第二连接孔65后与对应的第二螺纹孔66连接，第二摆臂3前端插入第二贯通孔63后通过各第二紧固件锁紧于第二连接座62内。
如图3和图4所示，在支撑立柱10上设置有用于调节夹持装置高度的升降装置。本实施例中所述的升降装置的结构包括：升降台8，在升降台8上竖向设置有气缸82，气缸82的伸出杆顶部与平台81相连接，支撑立柱10底部固定设置于平台81上，气缸82的伸出杆向上伸出时，推动平台81向上运动，从而带动支撑立柱10向上运动；气缸82的伸出杆乡下缩回时，拉动平台81向下运动，从而带动支撑立柱10向下运动。在升降台8上还设置有引导平台81平稳地上升或下降的导向机构。本实施例中所述的导向机构包括二个固定安装在升降台8上的导向座83，在每个导向座83内各设置有一根导向杆84，两根导向杆84的顶端和底端分别伸出对应导向座83外，二根导向杆84均可在各自的导向座83内上下运动，两根导向杆84的顶端分别与平台81固定连接，二根导向杆84的底端分别与连接杆85固定连接。在实际使用过程中通常还会设置罩壳100，通过罩壳100将升降装置以及升降装置和支撑立柱10连接处罩盖于罩壳100中。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的有益效果是：（1）第二摆臂3能相对第一摆臂2水平360度转动，并折叠收回至第一摆臂2下方，占用空间小；（2）升降装置、第一驱动装置和第二驱动装置的结构设置，缩小了传统多关节机械手中第二摆臂3前端的尺寸，减轻了传统多关节机械手中第二摆臂3承载的负载，保证夹持装置能可靠、灵活地运行；（3）通过调节第二摆臂3后端插入第一连接座61的第一贯通孔中的深度以及第二摆臂3前端插入第二连接座62的第二贯通孔63中的深度，从而调节夹持装置向外伸出的距离，大大扩大了多关节机械手的工作范围。
Claims (7)
1.可折叠的多关节机械手，包括：支撑立柱、连接臂、第一摆臂和第二摆臂，其特征在于：连接臂后端固定设置于支撑立柱上，在第一摆臂后端固定设置有第一连接轴，第一连接轴通过第一轴承座设置于连接臂前端，且第一摆臂位于连接臂下方，第一摆臂能通过第一连接轴相对连接臂转动；在连接臂和第一摆臂之间还设置有第一驱动装置，在第一驱动装置的驱动下第一摆臂能通过第一连接轴相对连接臂转动；在第二摆臂后端固定设置有第二连接轴，第二连接轴通过第二轴承座设置于第一摆臂前端，且第二摆臂位于第一摆臂下方，第二摆臂能通过第二连接轴相对第一摆臂转动；在第一摆臂和第二摆臂之间还设置有第二驱动装置，在第二驱动装置的驱动下第二摆臂能通过第二连接轴相对第一摆臂转动；在第二摆臂前端设置有夹持工件的夹持装置；所述的夹持装置的结构为：在第二摆臂前端下方设置有真空吸盘，真空吸盘的吸气口与抽真空装置相连接；第二摆臂后端通过第一连接座与第二连接轴连接，第二连接轴固定设置于第一连接座顶部；所述的第一连接座的结构为：在第一连接座上开设有容纳第二摆臂的第一贯通孔，第一贯通孔前后贯通，在第一连接座侧面开设有前后贯通的第一长槽，第一长槽底部与第一贯通孔相互贯通，在第一长槽一侧壁上设置有若干个贯通的第一连接孔，在第一长槽另一侧壁上设置有若干与各第一连接孔一一对应的第一螺纹孔，各第一紧固件分别穿过各自的第一连接孔后与对应的第一螺纹孔连接，第二摆臂后端插入第一贯通孔后通过各第一紧固件锁紧于第一连接座内；第二摆臂前端通过第二连接座与真空吸盘连接；所述的第二连接座的结构为：在第二连接座上开设有容纳第二摆臂的第二贯通孔，第二贯通孔前后贯通，在第二连接座顶部开设有前后贯通的第二长槽，第二长槽底部与第二贯通孔相互贯通，在第二长槽一侧壁上设置有若干个贯通的第二连接孔，在第二长槽另一侧壁上设置有若干与各第二连接孔一一对应的第二螺纹孔，各第二紧固件分别穿过各自的第二连接孔后与对应的第二螺纹孔连接，第二摆臂前端插入第二贯通孔后通过各第二紧固件锁紧于第二连接座内。
2.按照权利要求1所述的可折叠的多关节机械手，其特征在于：在支撑立柱上设置有用于调节夹持装置高度的升降装置。
3.按照权利要求2所述的可折叠的多关节机械手，其特征在于：所述的升降装置的结构包括：升降台，在升降台上竖向设置有气缸，气缸的伸出杆顶部与平台相连接，支撑立柱底部固定设置于平台上；在升降台上还设置有引导平台平稳地上升或下降的导向机构。
4.按照权利要求3所述的可折叠的多关节机械手，其特征在于：所述的导向机构包括二个固定安装在升降台上的导向座，在每个导向座内各设置有一根导向杆，两根导向杆的顶端和底端分别伸出对应导向座外，二根导向杆均可在各自的导向座内上下运动，两根导向杆的顶端分别与平台固定连接，二根导向杆的底端分别与连接杆固定连接。
5.按照权利要求1所述的可折叠的多关节机械手，其特征在于：所述的第一驱动装置的结构为：在连接臂上设置有第一伺服电机，第一伺服电机的电机轴通过第一减速机、第一传动装置与第一连接轴相连接；所述的第二驱动装置的结构为：在第一摆臂上设置有第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴通过第二减速机、第二传动装置与第二连接轴相连接。
6.按照权利要求5所述的可折叠的多关节机械手，其特征在于：第一传动装置和第二传动装置均为同步带传动。
7.按照权利要求6所述的可折叠的多关节机械手，其特征在于：在连接臂上还设置有调节第一传动装置中同步带张紧程度的第一张紧机构，在第一摆臂上还设置有调节第二传动装置中同步带张紧程度的第二张紧机构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
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