CN107537947A - 五自由度机械臂装置 - Google Patents

Abstract

一种五自由度机械臂装置，包括基座；升降座上下位移驱动机构，设在基座上；升降座，设在升降座上下位移驱动机构上；滑台固定座回转驱动机构，设在升降座上；滑台固定座，与滑台固定座回转驱动机构连接；机械手爪臂翻转机构固定在机械手爪臂前后往复移动驱动机构上，机械手爪臂前后往复移动驱动机构与滑台固定座固定；机械手爪臂的后端与机械手爪回转驱动机构固定，机械手爪设置在机械手爪臂上且与机械手爪回转驱动机构传动连接，机械手爪回转驱动机构与机械手爪臂翻转机构固定连接。省工省时和省力且还能保障安全；能保障机械手爪体现上下、基面旋转、前后、翻转和吸取旋转五个自由度的调整，将待冲压工件准确地引入模具内。

Description

五自由度机械臂装置

技术领域

本发明属于自动上料机械技术领域，具体涉及一种五自由度机械臂装置。

背景技术

在对工件冲压成型的企业，待冲压材料如板材先由切割装置切割，形成所需的或称特定规格尺寸的坯体，接着将坯体放入位于冲压装置如冲床的工作台上的下模中，由冲压装置的工作而带动设置于冲压装置的油缸柱或气缸柱末端的上模向下模俯冲，形成冲压成型工件。

目前，不少钣金加工企业和各类机械零部件生产厂商等仍沿袭着传统的人工上料模式，所谓的传统上料模式是指：由工人手工提取待冲压件并调整待冲压件的方位，使待冲压件与模具方位相一致，以便将待冲压件准确地引入模具，再按动冲压装置的开关进行冲压。这种方式存在费工、费时和费力的欠缺，并且还存在事故隐患。此外，由于是人工上料，因而精度难以保障，例如待冲压件即坯体的摆放位置与模具位置两者不正确时，会导致工件报废，一方面造成资源浪费，另一方面影响生产进度，再一方向增大工件加工成本。

在公开的中国专利文献中不乏关于五自由度机械臂装置的技术信息，如CN201863204U（一种可移动式四自由度机械臂）、CN102528791B（一种含有加长臂和复绞的四自由度重载机械臂）、CN104552231A（一种具有四连杆自由度可控机构式移动机械臂）、CN105232153A（机械臂）和CN206078123U（一种西瓜采摘机的机械臂装置），等等。然而并非限于例举的这些专利文献对于产品冲压成型的厂商就工件自动上料不具有可借鉴的意义，因为待冲压件的上料至少需满足：对上下运动组件调整而藉以使被机械手爪提取的待冲压工件的上下高度位置得到调整；对基平面旋转组件调整而藉以使被机械手爪提取的待冲压工件的左右位置得到调整；对前后移动组件调整而藉以使被机械手爪提取的待冲压工件的前后位置得到调整；对翻转运动组件调整而藉以使被机械手爪提取的待冲压工件的上下翻转位置得到调整；对工件提取旋转组件即机械手爪旋转组件调整而藉以使机械手爪连同待冲压工件沿本身中心的旋转角度得到调整。通过前述调整才得以使待冲压工件准确进入模具（下模）内，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于体现良好的自动化效果而藉以节约宝贵的劳动力资源并且得以保障安全、有利于满足上下调整、基平面旋转调整、前后调整、翻转调整以及提取旋转调整要求而藉以使待冲压工件准确地引至模具内的五自由度机械臂装置。

本发明的任务是这样来完成的，一种五自由度机械臂装置，包括一基座；一升降座上下位移驱动机构，该升降座上下位移驱动机构设置在所述的基座上；一升降座，该升降座设置在所述升降座上下位移驱动机构上；一滑台固定座回转驱动机构，该滑台固定座回转驱动机构设置在所述升降座上；一滑台固定座，该滑台固定座与所述的滑台固定座回转驱动机构连接；一机械手爪臂翻转机构和一机械手爪臂前后往复移动驱动机构，机械手爪臂翻转机构固定在机械手爪臂前后往复移动驱动机构上，而该机械手爪臂前后往复移动驱动机构与所述滑台固定座固定；一机械手爪臂、一机械手爪和一机械手爪回转驱动机构，机械手爪臂的后端与机械手爪回转驱动机构固定，机械手爪设置在机械手爪臂上并且与机械手爪回转驱动机构传动连接，而使机械手爪回转驱动机构与所述机械手爪臂翻转机构固定连接。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述基座上以垂直于基座朝向上的一侧表面的状态固定有一基座前导轨座以及一基座后导轨座，在基座前导轨座的右侧并且循着基座前导轨座的高度方向固定有一基座前导轨，而在基座后导轨座的右侧并且循着基座后导轨座的高度方向固定有一基座后导轨，所述的升降座上下位移驱动机构连同所述升降座与所述基座前导轨以及基座后导轨滑动配合。

在本发明的另一个具体的实施例中，在所述基座上并且以垂直于基座朝向上的一侧表面的状态固定有一导轨座连结板，该导轨座连结板还同时与所述基座前导轨座以及基座后导轨座的高度方向的左侧固定，而基座前导轨座与基座后导轨座之间的空间构成为导轨座腔，所述的升降座上下位移驱动机构包括升降座驱动电机、升降主动传动轮、升降传动带、升降从动传动轮、升降螺杆和升降滑台，升降座驱动电机在对应于所述导轨座腔的位置固定在升降座驱动电机固定座上，该升降座驱动电机的升降座驱动电机轴朝向下并且穿过升降座驱动电机座，升降主动传动轮固定在升降座驱动电机轴上并且对应于所述基座与升降座驱动电机固定座之间，升降传动带的一端套置在升降主动传动轮上，而另一端套置在升降从动传动轮上，升降螺杆的下端转动地支承在升降螺杆下支承座上并且依次穿过升降螺杆下支承座以及升降座驱动电机固定座，而升降螺杆的上端转动地支承在升降螺杆上支承座上，所述升降螺杆下支承座以及升降螺杆上支承座与所述导轨座连结板朝向导轨座腔的一侧固定，升降从动传动轮与升降螺杆的下端固定，所述升降座驱动电机固定座在对应于升降螺杆下支承座的下方的位置同样与导轨座连结板朝向导轨座腔的一侧固定，升降滑台的前侧通过一对升降滑台前滑块与所述的基座前导轨滑动配合，升降滑台的后侧通过一对升降滑台后滑块与所述的基座后导轨滑动配合，而升降滑台的左侧中部并且在对应于所述升降螺杆的位置固定有一升降滑台螺母，该升降滑台螺母与升降螺杆传动配合，所述的升降座与升降滑台的上部固定。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的升降座驱动电机为具有正反转功能的伺服电机，所述的升降主动传动轮以及升降从动传动轮为皮带轮，所述的升降传动带为传动皮带；所述的皮带轮为同步带轮，所述的传动皮带为同步带。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的升降座具有一升降座腔，所述的滑台固定座回转驱动机构包括滑台固定座回转驱动电机、滑台固定座回转驱动减速箱、齿轮箱、滑台固定座回转驱动小齿轮、滑台固定座回转驱动大齿轮和滑台固定座回转驱动轴，滑台固定座驱动电机设置在升降座腔内，该滑台固定座驱动电机与滑台固定座回转驱动减速箱传动配合，并且由滑台固定座回转驱动减速箱连同滑台固定座回转驱动电机在升降座腔内与升降座固定，滑台固定座回转驱动减速箱的滑台固定座回转驱动减速箱轴伸展到升降座的升降座顶板的上方，齿轮箱固定在升降座顶板上，滑台固定座回转驱动小齿轮位于齿轮箱内并且固定在滑台固定座回转驱动减速箱轴上，滑台固定座回转驱动大齿轮位于齿轮箱内并且与滑台固定座回转驱动小齿轮啮合，滑台固定座回转驱动轴的中部通过驱动轴轴承座转动地设置在齿轮箱上，该滑台固定座回转驱动轴的下部与滑台固定座回转驱动大齿轮固定，而上端探出驱动轴轴承座，所述的滑台固定座与滑台固定座回转驱动轴的上端固定，所述的滑台固定座回转驱动电机为具有正反转功能的伺服电机。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的机械手爪臂前后往复移动驱动机构包括往复驱动电机、滑台导座、往复驱动螺杆、螺母座导滑板和螺母座，往复驱动电机与滑台导座的后端固定，而该滑台导座与所述滑台固定座朝向上的一侧固定，往复驱动螺杆的前端转动地支承在滑台导座的前挡板上，而往复驱动螺杆的后端转动地支承在滑台导座的后挡板上并且穿过后挡板通过联轴节与往复驱动电机的往复驱动电机轴传动连接，螺母座导滑板在对应于滑台导座的长度方向的上方的位置固定在前、后挡板之间，螺母座与往复驱动螺杆螺纹配合并且与所述螺母座导滑板滑动配合，所述机械手爪臂翻转机构与所述螺母座固定，所述的往复驱动电机为具有正反转功能的伺服电机并且与所述的后挡板固定；所述的机械手爪回转驱动机构以水平悬臂状态与机械手爪臂翻转机构固定连接，所述的机械手爪设置在机械手爪臂的前端。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述机械手爪臂翻转机构包括手爪臂翻转驱动电机、手爪臂翻转驱动减速箱、手爪臂翻转主动轮、手爪臂翻转从动轮和手爪臂翻转传动带，手爪臂翻转驱动电机以水平悬臂状态固定在手爪臂翻转驱动电机座上，该手爪臂翻转驱动电机座与所述的螺母座固定，并且该手爪臂翻转驱动电机与手爪臂翻转驱动减速箱传动配合，而该手爪臂翻转驱动减速箱同样固定在手爪臂翻转驱动电机座上，手爪臂翻转主动轮固定在手爪臂翻转驱动减速箱的手爪臂翻转驱动减速箱动力输出轴上，手爪臂翻转从动轮固定在手爪臂翻转从动轮轴上，该手爪臂翻转从动轮轴转动地支承在从动轮轴承座上，而该从动轮轴承座固定在手爪臂翻转驱动电机座上，在手爪臂翻转从动轮轴的前端固定有一轴盘，所述的机构手爪回转驱动机构与该轴盘固定连接；所述的手爪臂翻转驱动电机为具有正反转功能的伺服电机，所述的手爪臂翻转主动轮以及手爪臂翻转从动轮为同步带轮，所述的手爪臂翻转传动带为同步带。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的机械手爪回转驱动机构包括机械手爪回转驱动电机、翻转架、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带、过渡轮轴、过渡同步带、机械手爪回转传动轮和机械手爪回转同步带，翻转架与所述轴盘固定，在该翻转架的上部固定有一翻转架电机固定板，机械手爪回转驱动电机在对应于翻转架电机固定板的下方的位置与翻转架电机固定板固定，该机械手爪回转驱动电机的机械手爪回转驱动电机轴伸展到翻转架电机固定板的上方，主动同步带轮固定在机械手爪回转驱动电机轴的上端，过渡轮轴的上端转动地支承在翻转架电机固定板上并且探出翻转架电机固定板，而过渡轮轴的下端转动地支承在所述机械手爪臂的后端，从动同步带轮固定在过渡轮轴的上端，同步带的一端套置在主动同步带轮上，另一端套置在从动同步带轮上，过渡同步带轮固定在过渡轮轴的下端，机械手爪回转传动轮设置在机械手爪回转传动轮轴上，而该机械手爪回转传动轮轴通过回转传动轮轴轴承座转动地支承在所述机械手爪臂的前端，并且该机械手爪回转传动轮轴的下端探出回转传动轮轴轴承座伸展到机械手爪臂的下方，机械手爪回转同步带的一端套置在过渡同步带轮上，另一端套置在机械手爪回转传动轮上，其中：在所述机械手爪回转传动轮轴的下端固定有一吸盘座固定板固定轴盘，所述的机械手爪与该吸盘座固定板固定轴盘固定；所述的机械手爪回转驱动电机为具有正反转功能的伺服电机。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，在所述的翻转架上并且在对应于所述轴盘的位置开设有一轴盘定位孔，轴盘探入该轴盘定位孔内，在翻转架上并且围绕轴盘定位孔的四周以间隔状态配设有轴盘固定连接螺钉，该轴盘固定连接螺钉在对应于设置在轴盘上的轴盘螺孔的位置与轴盘固定；所述的机械手爪臂的后端左右侧均通过机械手爪臂螺钉与所述的翻转架固定，并且该机械手爪臂构成有一手爪臂腔，所述的过渡同步带轮、机械手爪回转传动轮以及机械手爪回转同步带位于手爪臂腔内。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述机械手包括一吸盘座固定板、一吸盘座和一组吸盘，吸盘座固定板朝向所述机械手爪回转从动轮轴的一端与所述吸盘座固定板固定轴盘固定，而吸盘座固定板的另一端构成为自由端，吸盘座与吸盘座固定板的下方固定，一组吸盘以等距离间隔分布的状态固定在吸盘座朝向下的一侧，该组吸盘各具有一负压吸气管接头，在使用状态下，该负压吸气管接头通过负压吸气管与负压发生装置连接。

本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于可由机械手爪自动提取或释放待冲压工件，因而得以体现省工省时和省力并且还能保障安全；由于可由升降座上下位移驱动机构使升降座上下位移，又由于由滑台固定座回转驱动机构使滑台固定座连同机械手爪臂前后往复移动驱动机构实现基平面旋转调整，还由于由机械手臂前后往复位移驱动机构实现前后调整，更而由于由机械手爪臂翻转机构实现翻转调整，进而由于由机械手爪回转驱动机构实现机械手爪的吸取旋转调整，因而能保障机械手爪体现上下、基面旋转、前后、翻转和吸取旋转五个自由度的调整，将待冲压工件准确地引入模具内。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是针对图1所处的位置状态而言的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

请参见图1，示出了具有支承腿15的一基座1，在实际使用时，基座1在伴随于冲压装置如冲床的状态下通过支承腿15支固于地坪或支固于另行配备的工作台上；示出了一升降座上下位移驱动机构2，该升降座上下位移驱动机构2设置在前述的基座1上；示出了一升降座3，该升降座3设置在前述升降座上下位移驱动机构2上；示出了一滑台固定座回转驱动机构4，该滑台固定座回转驱动机构4设置在前述升降座3上；示出了一滑台固定座10，该滑台固定座10与前述的滑台固定座回转驱动机构4连接；示出了一机械手爪臂翻转机构5和一机械手爪臂前后往复移动驱动机构6，机械手爪臂翻转机构5固定在机械手爪臂前后往复移动驱动机构6上，而该机械手爪臂前后往复移动驱动机构6与前述滑台固定座10固定；示出了一机械手爪臂7、一机械手爪8和一机械手爪回转驱动机构9，机械手爪臂7的后端与机械手爪回转驱动机构9固定，机械手爪8设置在机械手爪臂7上并且与机械手爪回转驱动机构9传动连接，而使机械手爪回转驱动机构9与前述机械手爪臂翻转机构5固定连接。

请继续见图1，在前述基座1上以垂直于基座1朝向上的一侧表面的状态并且优选以焊接方式固定有一基座前导轨座11以及一基座后导轨座12，在基座前导轨座11的右侧并且循着基座前导轨座11的高度方向通过基座前导轨固定螺钉1111固定有一基座前导轨111，而在基座后导轨座12的右侧并且循着基座后导轨座12的高度方向通过基座后导轨固定螺钉1211固定有一基座后导轨121，前述的升降座上下位移驱动机构2连同前述升降座3与前述基座前导轨111以及基座后导轨1211滑动配合。

在前述基座1上并且以垂直于基座1朝向上的一侧表面的状态优选以焊接方式固定有一导轨座连结板13，该导轨座连结板13还同时与前述基座前导轨座11以及基座后导轨座12的高度方向的左侧固定，而基座前导轨座11与基座后导轨座12之间的空间构成为导轨座腔14。

前述的升降座上下位移驱动机构2包括升降座驱动电机21、升降主动传动轮22、升降传动带23、升降从动传动轮24、升降螺杆25和升降滑台26，升降座驱动电机21在对应于前述导轨座腔14的位置通过升降座驱动电机固定螺钉213固定在升降座驱动电机固定座212上，该升降座驱动电机21的升降座驱动电机轴211朝向下并且穿过升降座驱动电机座212，升降主动传动轮22固定在升降座驱动电机轴211上并且对应于前述基座1与升降座驱动电机固定座212之间，升降传动带23的一端套置在升降主动传动轮22上，而另一端套置在升降从动传动轮24上，升降螺杆25的下端转动地支承在升降螺杆下支承座251上并且依次穿过升降螺杆下支承座251以及升降座驱动电机固定座212，而升降螺杆25的上端转动地支承在升降螺杆上支承座252上，前述升降螺杆下支承座251以及升降螺杆上支承座252各由螺钉与前述导轨座连结板13朝向导轨座腔14的一侧固定，升降从动传动轮24与升降螺杆25的下端固定，升降从动传动轮24与升降螺杆25的下端固定，前述升降座驱动电机固定座212在对应于升降螺杆下支承座251的下方的位置同样与导轨座连结板13朝向导轨座腔14的一侧固定（优选采用焊接方式），升降滑台26的前侧通过一对升降滑台前滑块261与前述的基座前导轨111滑动配合，升降滑台26的后侧通过一对升降滑台后滑块262与前述的基座后导轨121滑动配合，而升降滑台26的左侧中部并且在对应于前述升降螺杆25的位置固定有一升降滑台螺母263，该升降滑台螺母263与升降螺杆25传动配合，前述的升降座3与升降滑台26的上部固定。

在本实施例中，前述的升降座驱动电机21为具有正反转功能的伺服电机，前述的升降主动传动轮22以及升降从动传动轮24为皮带轮，前述的升降传动带23为传动皮带。具体而言，前述的皮带轮为同步带轮，前述的传动皮带为同步带。

当升降座驱动电机21工作时，由升降座驱动电机轴211带动升降主动传动轮22，由升降主动传动轮22带动升降传动带23，由升降传动带23带动升降从动传动轮24，由升降从动传动轮24带动升降螺杆25，由升降螺杆25带动升降滑台26的升降滑台螺母263，使升降滑台26通过一对升降滑台前滑块261以及一对升降滑台后滑块262分别循着基座前导轨111以及基座后导轨121向上或向下滑移（即升降）。由于前述的升降座3与升降滑台26固定，因而在升降滑台26向上或向下滑移时升降座3也相应升降。升降滑台26向上还是向下滑移取决于升降螺杆25的转动方向，而升降螺杆25向顺时针还是逆时针转动的方向取决于升降座驱动电机21的顺时针还是逆时针工作状态。

由上述说明可知，由升降座上下位移驱动机构2的工作使升降座3上下升降位移，以升降座3为载体设置的前述滑台固定座回转驱动机构4、与滑台固定座回转驱动机构4固定连接的滑台固定座10、以滑台固定座10为载体设置的机械手爪臂前后往复移动驱动机构6、以机械手爪臂前后往复移动驱动机构6为载体设置的机械手爪臂翻转机构5、与机械手爪臂翻转机构5固定连接的机械手爪回转驱动机构9、与机械手爪回转驱动机构9连接的机械手爪臂7以及设置在机械手爪臂7前端的并且与机械手爪回转驱动机构9传动连接的机械手爪8也相应上下位移，即实现对机械手爪8的上下高度位置调整，对此可归纳为第一自由度调整。

请继续见图1，前述的升降座3具有一升降座腔31，在图中还示出了将升降座3的升降底板与前述升降滑台26固定的升降座固定螺钉33。前述的滑台固定座回转驱动机构4包括滑台固定座回转驱动电机41、滑台固定座回转驱动减速箱42、齿轮箱43、滑台固定座回转驱动小齿轮44、滑台固定座回转驱动大齿轮45和滑台固定座回转驱动轴46，滑台固定座驱动电机41设置在升降座腔31内，该滑台固定座驱动电机41与滑台固定座回转驱动减速箱42传动配合，并且由滑台固定座回转驱动减速箱42连同滑台固定座回转驱动电机41在升降座腔31内与升降座3固定，滑台固定座回转驱动减速箱42的滑台固定座回转驱动减速箱轴伸展到升降座3的升降座顶板32的上方，齿轮箱43固定在升降座顶板32上，滑台固定座回转驱动小齿轮44位于齿轮箱43内并且固定在滑台固定座回转驱动减速箱轴上，滑台固定座回转驱动大齿轮45位于齿轮箱43内并且与滑台固定座回转驱动小齿轮44啮合，滑台固定座回转驱动轴46的中部通过驱动轴轴承座461转动地设置在齿轮箱43上，该滑台固定座回转驱动轴46的下部与滑台固定座回转驱动大齿轮45固定，而上端探出驱动轴轴承座461，前述的滑台固定座10与滑台固定座回转驱动轴46的上端固定。在本实施例中，前述的滑台固定座回转驱动电机41为具有正反转功能的伺服电机。

当滑台固定座回转驱动电机41工作，由其带动滑台固定座回转驱动减速箱42，由滑台固定座回转驱动减速箱42减速并由其滑台固定座回转驱动减速箱轴带动滑台固定座回转驱动小齿轮44，由于该滑台固定座回转驱动小齿轮44是与滑台固定座回转驱动大齿轮45相啮合的，因而由其带动滑台固定座回转驱动大齿轮45，由滑台固定座回转驱动大齿轮45带动滑台固定座回转驱动轴46，由于前述的滑台固定座10与滑台座回转驱动轴46固定，因而由滑台固定座回转驱动轴46带动滑台固定座10在水平（即基平方）方向实现左右回转，滑台座5向左还是向右回转取决于前述滑台固定座回转驱动电机41顺时针还是逆时针工作的状态。

由上一段文字说明可知，由滑台固定座回转驱动电机41的工作，使滑台固定座10、机械手爪臂前后往复移动驱动机构6、机械手爪臂翻转机构5、机械手爪回转驱动机构9、机械手爪臂7以及机械手爪8实现基面旋转（也可称平面旋转），即实现对机械手爪8的顺逆左右回转，对此可归纳为第二自由度调整。

请继续见图1，前述的机械手爪臂前后往复移动驱动机构6包括往复驱动电机61、滑台导座62、往复驱动螺杆63、螺母座导滑板64和螺母座65，往复驱动电机61与滑台导座62的后端固定，而该滑台导座62通过滑动台导座固定螺钉623与前述滑台固定座10朝向上的一侧固定，往复驱动螺杆63的前端转动地支承（通过轴承座）在滑台导座62的前挡板621上，而往复驱动螺杆63的后端转动地支承在滑台导座62的后挡板622上并且穿过后挡板622通过联轴节与往复驱动电机61的往复驱动电机轴传动连接，螺母座导滑板64在对应于滑台导座62的长度方向的上方的位置通过螺钉固定在前、后挡板621、622之间，螺母座65与往复驱动螺杆63螺纹配合并且与前述螺母座导滑板64滑动配合，前述机械手爪臂翻转机构5与前述螺母座65固定，前述的往复驱动电机61为具有正反转功能的伺服电机；前述的机械手爪回转驱动机构9以水平悬臂状态与机械手爪臂翻转机构5固定连接，前述的机械手爪8设置在机械手爪臂7的前端。

当机械手爪臂前后往复移动驱动机构6的往复驱动电机工作时，由其电机轴经前述的联轴节带动往复驱动螺杆63，由往复驱动螺杆63带动螺母座65（也可称“螺母滑块座”）在滑台导座62的滑台导座腔（断面呈U字形的腔）内循着螺母座导滑板64移动，从而由螺母座65的移动带动下面即将详述的机械手爪臂翻转机构5移动。螺母座65向前还是向后移动取决于往复驱动螺杆63的顺时针还是逆时针转动，而往复驱动螺杆63作顺时针还是逆时针转动取决于往复驱动电机61的顺时针还是逆时针工作状态。

由上一段文字说明可知：由机械手爪臂前后往复移动驱动机构6的工作，使机械手爪臂翻转机构5、机械手爪回转驱动机构9、机械手爪臂7以及机械手爪8的前后位置得到调整，对此可归纳为第三自由度调整。

请继续见图1，前述机械手爪臂翻转机构5包括手爪臂翻转驱动电机51、手爪臂翻转驱动减速箱52、手爪臂翻转主动轮53、手爪臂翻转从动轮54和手爪臂翻转传动带55，手爪臂翻转驱动电机51通过螺钉以水平悬臂状态固定在手爪臂翻转驱动电机座511上，该手爪臂翻转驱动电机座511通过电机座固定螺钉5111与前述的螺母座65（也可称“滑块螺母座”）固定，并且该手爪臂翻转驱动电机51与手爪臂翻转驱动减速箱52传动配合，而该手爪臂翻转驱动减速箱52同样固定在手爪臂翻转驱动电机座511上，手爪臂翻转主动轮53固定在手爪臂翻转驱动减速箱52的手爪臂翻转驱动减速箱动力输出轴上，手爪臂翻转从动轮54固定在手爪臂翻转从动轮轴541上，该手爪臂翻转从动轮轴541转动地支承在从动轮轴承座5411上，而该从动轮轴承座5411固定在手爪臂翻转驱动电机座511上，在手爪臂翻转从动轮轴541的前端固定有一轴盘5412，前述的机构手爪回转驱动机构9与该轴盘5412固定连接。

在本实施例中，前述的手爪臂翻转驱动电机51为具有正反转功能的伺服电机，前述的手爪臂翻转主动轮53以及手爪臂翻转从动轮54为同步带轮，前述的手爪臂翻转传动带55为同步带。

当手爪臂翻转驱动电机51工作时，由其带动手爪臂翻转驱动减速箱52，由该手爪臂翻转驱动减速箱52的手爪臂翻转驱动减速箱动力输出轴带动手爪臂翻转主动轮53，经手爪臂翻转传动带55带动手爪臂翻转从动轮54，由手爪臂翻转从动轮54带动手爪臂翻转从动轮轴541，由该手爪臂翻转从动轮轴541带动轴盘5412，由该轴盘5412带动下面即将描述的机械手爪回转驱动机构9，该机械手爪回转驱动机构9的顺时针还是向逆时针翻转取决于前述手爪臂翻转驱动电机51的工作状态，该工作状态是指顺时针工作或逆时针工作。

由上一段文字说明可知：由机械手爪臂翻转机构5的工作使机械手爪回转驱动机构9、机械手爪臂7以及机械手爪8实现翻转角度的位置调整，对此可归纳为第四自由度调整。

请继续见图1，前述的机械手爪回转驱动机构9包括机械手爪回转驱动电机91、翻转架92、主动同步带轮93、从动同步带轮94、同步带95、过渡轮轴96、过渡同步带97、机械手爪回转传动轮98和机械手爪回转同步带99，翻转架92与前述轴盘5412固定，在该翻转架92的上部固定有一翻转架电机固定板921，机械手爪回转驱动电机91在对应于翻转架电机固定板921的下方的位置采用螺钉与翻转架电机固定板921固定，该机械手爪回转驱动电机91的机械手爪回转驱动电机轴911伸展到翻转架电机固定板921的上方，主动同步带轮93固定在机械手爪回转驱动电机轴911的上端，过渡轮轴96的上端转动地支承在翻转架电机固定板921上并且探出翻转架电机固定板921，而过渡轮轴96的下端转动地支承在前述机械手爪臂7的后端，从动同步带轮94固定在过渡轮轴96的上端，同步带95的一端套置在主动同步带轮93上，另一端套置在从动同步带轮94上，过渡同步带轮97固定在过渡轮轴96的下端，机械手爪回转传动轮98设置在机械手爪回转传动轮轴981上，而该机械手爪回转传动轮轴981通过回转传动轮轴轴承座9811转动地支承在前述机械手爪臂7的前端，并且该机械手爪回转传动轮轴981的下端探出回转传动轮轴轴承座9811伸展到机械手爪臂7的下方，机械手爪回转同步带99的一端套置在过渡同步带轮97上，另一端套置在机械手爪回转传动轮98上，其中：在前述机械手爪回转传动轮轴981的下端固定有一吸盘座固定板固定轴盘9812，前述的机械手爪8与该吸盘座固定板固定轴盘9812固定；前述的机械手爪回转驱动电机91为具有正反转功能的伺服电机。

由图1所示，在前述的翻转架92上并且在对应于前述轴盘5412的位置开设有一轴盘定位孔922，轴盘5412探入该轴盘定位孔922内，在翻转架92上并且围绕轴盘定位孔922的四周以间隔状态配设有轴盘固定连接螺钉923，该轴盘固定连接螺钉923在对应于设置在轴盘5412上的轴盘螺孔54121的位置与轴盘5412固定；前述的机械手爪臂7的后端左右侧均通过机械手爪臂螺钉72与前述的翻转架92固定，并且该机械手爪臂7构成有一手爪臂腔73，前述的过渡同步带轮97、机械手爪回转传动轮98以及机械手爪回转同步带99位于手爪臂腔73内。

当机械手爪回转驱动电机91工作时，由机械手爪回转驱动电机轴911带动主动同步带轮93，经同步带95带动从动同步带轮94，由从动同步带轮94带动过渡轮轴96，由过渡轮轴96带动过渡同步带轮97，经机械手爪回转同步带99带动机械手爪同步传动轮轴981，由机械手爪同步传动轮轴981带动吸盘座固定板固定轴盘9812，由吸盘座固定板固定轴盘9812带动机械手爪8。

由上一段文字说明可知：由机械手爪回转驱动机构9的工作使机械手爪8沿自身中心旋转所需的角度，对此可归纳为第五自由度调整。

前述机械手8包括一吸盘座固定板81、一吸盘座82和一组吸盘83，吸盘座固定板81朝向前述机械手爪回转从动轮轴941的一端通过吸盘座固定板螺钉811与前述吸盘座固定板固定轴盘9812固定，而吸盘座固定板81的另一端构成为自由端，吸盘座82通过轴821与吸盘座固定板81的下方固定，一组吸盘83以等距离间隔分布的状态固定在吸盘座82朝向下的一侧，该组吸盘83各具有一负压吸气管接头831，在使用状态下，该负压吸气管接头831通过负压吸气管与负压发生装置如抽真空泵或类似的装置连接；前述的皮带轮为同步带轮，前述的传动皮带为同步带。

在负压吸气管处于负压状态下（负压发生装置工作），由负压吸气管使负压吸气管接头831产生负压，一组吸盘83便处于负压状态，以便吸持待冲压工件。

综上所述，由于本发明能实现机械手爪8的上下调整、基面旋转调整、前后调整、翻转调整以及吸盘旋转调整，因而弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

Claims (10)

1.一种五自由度机械臂装置，其特征在于包括一基座(1)；一升降座上下位移驱动机构(2)，该升降座上下位移驱动机构(2)设置在所述的基座(1)上；一升降座(3)，该升降座(3)设置在所述升降座上下位移驱动机构(2)上；一滑台固定座回转驱动机构(4)，该滑台固定座回转驱动机构(4)设置在所述升降座(3)上；一滑台固定座(10)，该滑台固定座(10)与所述的滑台固定座回转驱动机构(4)连接；一机械手爪臂翻转机构(5)和一机械手爪臂前后往复移动驱动机构(6)，机械手爪臂翻转机构(5)固定在机械手爪臂前后往复移动驱动机构(6)上，而该机械手爪臂前后往复移动驱动机构(6)与所述滑台固定座(10)固定；一机械手爪臂(7)、一机械手爪(8)和一机械手爪回转驱动机构(9)，机械手爪臂(7)的后端与机械手爪回转驱动机构(9)固定，机械手爪(8)设置在机械手爪臂(7)上并且与机械手爪回转驱动机构(9)传动连接，而使机械手爪回转驱动机构(9)与所述机械手爪臂翻转机构(5)固定连接。

2.根据权利要求1所述的五自由度机械臂装置，其特征在于在所述基座(1)上以垂直于基座(1)朝向上的一侧表面的状态固定有一基座前导轨座(11)以及一基座后导轨座(12)，在基座前导轨座(11)的右侧并且循着基座前导轨座(11)的高度方向固定有一基座前导轨(111)，而在基座后导轨座(12)的右侧并且循着基座后导轨座(12)的高度方向固定有一基座后导轨(121)，所述的升降座上下位移驱动机构(2)连同所述升降座(3)与所述基座前导轨(111)以及基座后导轨(1211)滑动配合。

3.根据权利要求2所述的五自由度机械臂装置，其特征在于在所述基座(1)上并且以垂直于基座(1)朝向上的一侧表面的状态固定有一导轨座连结板(13)，该导轨座连结板(13)还同时与所述基座前导轨座(11)以及基座后导轨座(12)的高度方向的左侧固定，而基座前导轨座(11)与基座后导轨座(12)之间的空间构成为导轨座腔(14)，所述的升降座上下位移驱动机构(2)包括升降座驱动电机(21)、升降主动传动轮(22)、升降传动带(23)、升降从动传动轮(24)、升降螺杆(25)和升降滑台(26)，升降座驱动电机(21)在对应于所述导轨座腔(14)的位置固定在升降座驱动电机固定座(212)上，该升降座驱动电机(21)的升降座驱动电机轴(211)朝向下并且穿过升降座驱动电机座(212)，升降主动传动轮(22)固定在升降座驱动电机轴(211)上并且对应于所述基座(1)与升降座驱动电机固定座(212)之间，升降传动带(23)的一端套置在升降主动传动轮(22)上，而另一端套置在升降从动传动轮(24)上，升降螺杆(25)的下端转动地支承在升降螺杆下支承座(251)上并且依次穿过升降螺杆下支承座(251)以及升降座驱动电机固定座(212)，而升降螺杆(25)的上端转动地支承在升降螺杆上支承座(252)上，所述升降螺杆下支承座(251)以及升降螺杆上支承座(252)与所述导轨座连结板(13)朝向导轨座腔(14)的一侧固定，升降从动传动轮(24)与升降螺杆(25)的下端固定，所述升降座驱动电机固定座(212)在对应于升降螺杆下支承座(251)的下方的位置同样与导轨座连结板(13)朝向导轨座腔(14)的一侧固定，升降滑台(26)的前侧通过一对升降滑台前滑块(261)与所述的基座前导轨(111)滑动配合，升降滑台(26)的后侧通过一对升降滑台后滑块(262)与所述的基座后导轨(121)滑动配合，而升降滑台(26)的左侧中部并且在对应于所述升降螺杆(25)的位置固定有一升降滑台螺母(263)，该升降滑台螺母(263)与升降螺杆(25)传动配合，所述的升降座(3)与升降滑台(26)的上部固定。

4.根据权利要求3所述的五自由度机械臂装置，其特征在于所述的升降座驱动电机(21)为具有正反转功能的伺服电机，所述的升降主动传动轮(22)以及升降从动传动轮(24)为皮带轮，所述的升降传动带(23)为传动皮带；所述的皮带轮为同步带轮，所述的传动皮带为同步带。

5.根据权利要求1所述的五自由度机械臂装置，其特征在于所述的升降座(3)具有一升降座腔(31)，所述的滑台固定座回转驱动机构(4)包括滑台固定座回转驱动电机(41)、滑台固定座回转驱动减速箱(42)、齿轮箱(43)、滑台固定座回转驱动小齿轮(44)、滑台固定座回转驱动大齿轮(45)和滑台固定座回转驱动轴(46)，滑台固定座驱动电机(41)设置在升降座腔(31)内，该滑台固定座驱动电机(41)与滑台固定座回转驱动减速箱(42)传动配合，并且由滑台固定座回转驱动减速箱(42)连同滑台固定座回转驱动电机(41)在升降座腔(31)内与升降座(3)固定，滑台固定座回转驱动减速箱(42)的滑台固定座回转驱动减速箱轴伸展到升降座(3)的升降座顶板(32)的上方，齿轮箱(43)固定在升降座顶板(32)上，滑台固定座回转驱动小齿轮(44)位于齿轮箱(43)内并且固定在滑台固定座回转驱动减速箱轴上，滑台固定座回转驱动大齿轮(45)位于齿轮箱(43)内并且与滑台固定座回转驱动小齿轮(44)啮合，滑台固定座回转驱动轴(46)的中部通过驱动轴轴承座(461)转动地设置在齿轮箱(43)上，该滑台固定座回转驱动轴(46)的下部与滑台固定座回转驱动大齿轮(45)固定，而上端探出驱动轴轴承座(461)，所述的滑台固定座(10)与滑台固定座回转驱动轴(46)的上端固定，所述的滑台固定座回转驱动电机(41)为具有正反转功能的伺服电机。

6.根据权利要求1所述的五自由度机械臂装置，其特征在于所述的机械手爪臂前后往复移动驱动机构(6)包括往复驱动电机(61)、滑台导座(62)、往复驱动螺杆(63)、螺母座导滑板(64)和螺母座(65)，往复驱动电机(61)与滑台导座(62)的后端固定，而该滑台导座(62)与所述滑台固定座(10)朝向上的一侧固定，往复驱动螺杆(63)的前端转动地支承在滑台导座(62)的前挡板(621)上，而往复驱动螺杆(63)的后端转动地支承在滑台导座(62)的后挡板(622)上并且穿过后挡板(622)通过联轴节与往复驱动电机(61)的往复驱动电机轴传动连接，螺母座导滑板(64)在对应于滑台导座(62)的长度方向的上方的位置固定在前、后挡板(621、622)之间，螺母座(65)与往复驱动螺杆(63)螺纹配合并且与所述螺母座导滑板(64)滑动配合，所述机械手爪臂翻转机构(5)与所述螺母座(65)固定，所述的往复驱动电机(61)为具有正反转功能的伺服电机并且与所述的后挡板(622)固定；所述的机械手爪回转驱动机构(9)以水平悬臂状态与机械手爪臂翻转机构(5)固定连接，所述的机械手爪(8)设置在机械手爪臂(7)的前端。

7.根据权利要求6所述的五自由度机械臂装置，其特征在于所述机械手爪臂翻转机构(5)包括手爪臂翻转驱动电机(51)、手爪臂翻转驱动减速箱(52)、手爪臂翻转主动轮(53)、手爪臂翻转从动轮(54)和手爪臂翻转传动带(55)，手爪臂翻转驱动电机(51)以水平悬臂状态固定在手爪臂翻转驱动电机座(511)上，该手爪臂翻转驱动电机座(511)与所述的螺母座(65)固定，并且该手爪臂翻转驱动电机(51)与手爪臂翻转驱动减速箱(52)传动配合，而该手爪臂翻转驱动减速箱(52)同样固定在手爪臂翻转驱动电机座(511)上，手爪臂翻转主动轮(53)固定在手爪臂翻转驱动减速箱(52)的手爪臂翻转驱动减速箱动力输出轴上，手爪臂翻转从动轮(54)固定在手爪臂翻转从动轮轴(541)上，该手爪臂翻转从动轮轴(541)转动地支承在从动轮轴承座(5411)上，而该从动轮轴承座(5411)固定在手爪臂翻转驱动电机座(511)上，在手爪臂翻转从动轮轴(541)的前端固定有一轴盘(5412)，所述的机构手爪回转驱动机构(9)与该轴盘(5412)固定连接；所述的手爪臂翻转驱动电机(51)为具有正反转功能的伺服电机，所述的手爪臂翻转主动轮(53)以及手爪臂翻转从动轮(54)为同步带轮，所述的手爪臂翻转传动带(55)为同步带。

8.根据权利要求7所述的五自由度机械臂装置，其特征在于所述的机械手爪回转驱动机构(9)包括机械手爪回转驱动电机(91)、翻转架(92)、主动同步带轮(93)、从动同步带轮(94)、同步带(95)、过渡轮轴(96)、过渡同步带(97)、机械手爪回转传动轮(98)和机械手爪回转同步带(99)，翻转架(92)与所述轴盘(5412)固定，在该翻转架(92)的上部固定有一翻转架电机固定板(921)，机械手爪回转驱动电机(91)在对应于翻转架电机固定板(921)的下方的位置与翻转架电机固定板(921)固定，该机械手爪回转驱动电机(91)的机械手爪回转驱动电机轴(911)伸展到翻转架电机固定板(921)的上方，主动同步带轮(93)固定在机械手爪回转驱动电机轴(911)的上端，过渡轮轴(96)的上端转动地支承在翻转架电机固定板(921)上并且探出翻转架电机固定板(921)，而过渡轮轴(96)的下端转动地支承在所述机械手爪臂(7)的后端，从动同步带轮(94)固定在过渡轮轴(96)的上端，同步带(95)的一端套置在主动同步带轮(93)上，另一端套置在从动同步带轮(94)上，过渡同步带轮(97)固定在过渡轮轴(96)的下端，机械手爪回转传动轮(98)设置在机械手爪回转传动轮轴(981)上，而该机械手爪回转传动轮轴(981)通过回转传动轮轴轴承座(9811)转动地支承在所述机械手爪臂(7)的前端，并且该机械手爪回转传动轮轴(981)的下端探出回转传动轮轴轴承座(9811)伸展到机械手爪臂(7)的下方，机械手爪回转同步带(99)的一端套置在过渡同步带轮(97)上，另一端套置在机械手爪回转传动轮(98)上，其中：在所述机械手爪回转传动轮轴(981)的下端固定有一吸盘座固定板固定轴盘(9812)，所述的机械手爪(8)与该吸盘座固定板固定轴盘(9812)固定；所述的机械手爪回转驱动电机(91)为具有正反转功能的伺服电机。

9.根据权利要求8所述的五自由度机械臂装置，其特征在于在所述的翻转架(92)上并且在对应于所述轴盘(5412)的位置开设有一轴盘定位孔(922)，轴盘(5412)探入该轴盘定位孔(922)内，在翻转架(92)上并且围绕轴盘定位孔(922)的四周以间隔状态配设有轴盘固定连接螺钉(923)，该轴盘固定连接螺钉(923)在对应于设置在轴盘(5412)上的轴盘螺孔(54121)的位置与轴盘(5412)固定；所述的机械手爪臂(7)的后端左右侧均通过机械手爪臂螺钉(72)与所述的翻转架(92)固定，并且该机械手爪臂(7)构成有一手爪臂腔(73)，所述的过渡同步带轮(97)、机械手爪回转传动轮(98)以及机械手爪回转同步带(99)位于手爪臂腔(73)内。

10.根据权利要求8所述的五自由度机械臂装置，其特征在于所述机械手(8)包括一吸盘座固定板(81)、一吸盘座(82)和一组吸盘(83)，吸盘座固定板(81)朝向所述机械手爪回转从动轮轴(941)的一端与所述吸盘座固定板固定轴盘(9812)固定，而吸盘座固定板(81)的另一端构成为自由端，吸盘座(82)与吸盘座固定板(81)的下方固定，一组吸盘(83)以等距离间隔分布的状态固定在吸盘座(82)朝向下的一侧，该组吸盘(83)各具有一负压吸气管接头(831)，在使用状态下，该负压吸气管接头(831)通过负压吸气管与负压发生装置连接。