CN107552665A - 四自由度机械臂装置 - Google Patents

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CN107552665A
CN107552665A CN201710887871.3A CN201710887871A CN107552665A CN 107552665 A CN107552665 A CN 107552665A CN 201710887871 A CN201710887871 A CN 201710887871A CN 107552665 A CN107552665 A CN 107552665A
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Inventor
钱惠东
俞学军
汪守成
杨龙兴
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Changshu Kaibo Intelligent Equipment Co Ltd
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Changshu Kaibo Intelligent Equipment Co Ltd
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Abstract

一种四自由度机械臂装置,包括基座;升降座上下位移驱动机构,其设置在基座上;升降座,其设置在升降座上下位移驱动机构上;滑台固定座回转驱动机构,其设置在升降座上;滑台固定座,该滑台固定座与滑台固定座回转驱动机构连接;滑动臂前后往复移动驱动机构,其设置在滑台固定座上;滑动臂,其以水平悬臂状态设置在所述的滑动臂前后往复移动驱动机构上;机械手爪和用于使机械手爪回转的机械手爪回转驱动机构,该机械手爪回转驱动机构设置在滑动臂上,机械手爪设置在滑动臂的前端并且与机械手爪回转驱动机构连接。省工、省时和省力且还能保障安全;能保障由机械手爪提取的待冲压工件作四个自由度的调整,将待冲压工件准确地放入模具内。

Description

四自由度机械臂装置
技术领域
[0001]本发明属于自动上料机械技术领域,具体涉及一种四自由度机械臂装置。
背景技术
[0002]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。
[0003] 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。
[0004] 在公开的中国专利文献中不乏关于四自由度机械臂装置的技术信息,如 CN201863204U (—种可移动式四自由度机械臂)、CN102528791B (—种含有加长臂和复绞的 四自由度重载机械臂)、CN104552231A(—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(—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:由上下调整装置调整被提取的待冲压件的上下高度、由 基平面旋转组件调整被提取的待冲压件的圆周方向的角度位置、由水平往复运动组件调整 被提取的待冲压件的前后位置、使机械手爪连同由其提取的待冲压件沿本身中心回转所需 的角度。
[0005] 针对上述已有技术,本申请人作了有益的设计并且形成了下面将要介绍的技术方 案。
发明内容
[0006] 本发明的任务在于提供一种有助于体现省工和省时以及省力并且得以保障安全、 有利于使机械手爪实现上下位移、圆周方向的角度位移、水平方向的前后位移以及沿自身 中心的旋转位移而藉以满足自动上料要求的四自由度机械臂装置。
[0007] 本发明的任务是这样来完成的,一种四自由度机械臂装置,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;一滑动臂前后往复移动驱动机构,该滑动臂前后往复移动驱动机构设置在所 述滑台固定座上;一滑动臂,该滑动臂以水平悬臂状态设置在所述的滑动臂前后往复移动 驱动机构上;一机械手爪和一用于使机械手爪回转的机械手爪回转驱动机构,该机械手爪 回转驱动机构设置在所述滑动臂上,机械手爪设置在滑动臂的前端并且与机械手爪回转驱 动机构连接。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 在本发明的再一个具体的实施例中,所述的皮带轮为同步带轮,所述的传动皮带 为同步带。
[0012] 在本发明的还有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。
[0013] 在本发明的更而一个具体的实施例中,所述的滑动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,所述滑动臂与所述螺母座固定,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。
[0014] 在本发明的进而一个具体的实施例中,所述滑动臂的后端固定在一滑动臂固定架 上,而该滑动臂固定架固定在滑动臂固定架座上,该滑动臂固定架座在对应于所述螺母座 导滑板的上方的位置与所述螺母座固定。
[0015] 在本发明的又更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、机械手爪回转驱动减速箱、机械手爪回转主动轮、机械手爪回转从动轮 和机械手爪回转传动带,机械手爪回转驱动电机与机械手爪回转驱动减速箱传动配合并且 由机械手爪回转驱动减速箱连同机械手爪回转驱动电机与所述滑动臂的后端固定,该机械 手爪回转驱动减速箱的机械手爪回转驱动减速箱输出轴朝向下,机械手爪回转主动轮固定 在所述机械手爪回转驱动减速箱输出轴上,机械手爪回转传动带的一端套置在机械手爪回 转主动轮上,而另一端套置在机械手爪回转从动轮上,该机械手爪回转从动轮设置在机械 手爪回转从动轮轴上,而机械手爪回转从动轮轴通过从动轮轴轴承座转动地支承在所述滑 动臂的前端,并且该机械手爪回转从动轮轴的下端探出从动轮轴轴承座伸展到滑动臂的下 方,所述机械手爪与所述机械手爪回转从动轮轴的下端固定;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,所述的机械手爪回转主动轮以及机械手爪回转从动轮为 皮带轮,所述的机械手爪回转传动带为传动皮带。
[0016] 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机械手爪回转从 动轮轴的下端固定,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;所述的皮带轮为同步带轮,所述的传动皮带为同步带。
[0017] 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滑动臂前后往 复移动驱动机构实现左右位置的调整,还由于由滑动臂前后往复移动驱动机构使滑动臂作 前后位置的调整,进而由于由机械手爪回转驱动机构实现机械手爪沿本身中心旋转角度的 调整,因而能保障由机械手爪提取的待冲压工件作四个自由度的调整,将待冲压工件准确 地放入模具内。
附图说明
[0018] 图1为本发明的实施例结构图。
具体实施方式
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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5,该滑台 固定座5与前述的滑台固定座回转驱动机构4连接;示出了一滑动臂前后往复移动驱动机构 6,该滑动臂前后往复移动驱动机构6设置在前述滑台固定座5上;示出了一滑动臂7,该滑动 臂7以水平悬臂状态设置在前述的滑动臂前后往复移动驱动机构6上;示出了一机械手爪8 和一用于使机械手爪8回转的机械手爪回转驱动机构9,该机械手爪回转驱动机构9设置在 前述滑动臂7上,机械手爪8设置在滑动臂7的前端并且与机械手爪回转驱动机构9连接。 [0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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5、以滑台固定座5为载体设置的滑动臂前后往复移动驱动机构6、以滑 动臂前后往复移动驱动机构6为载体设置的滑动臂7、以滑动臂7为载体设置的机械手爪回 转驱动机构9以及设在滑动臂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。
[0028] 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5与滑台固定座回转驱动轴4e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。
[0029] 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妨,由于前述的滑台固定座5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5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。
[0030] 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5、 滑动臂前后往复移动驱动机构6、滑动臂7、机械手爪回转驱动机构9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。
[0031] 请继续见图1,前述的滑动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M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5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、似2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,前述滑动臂7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并且与前述的后挡板622固定。
[0032]当滑动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滑动臂7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。
[0033]由上一段文字说明可知:由滑动臂前后往复移动驱动机构6的工作,使滑动臂7、机 械手爪回转驱动机构9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。
[0034]由图1所示,前述滑动臂7的后端优选以焊接方式或者用紧固件固定方式固定在一 滑动臂固定架71上,而该滑动臂固定架71固定在滑动臂固定架座711上,该滑动臂固定架座 711在对应于前述螺母座导滑板64的上方的位置用螺钉与前述螺母座65固定。
[0035]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、机 械手爪回转驱动减速箱92、机械手爪回转主动轮93、机械手爪回转从动轮94和机械手爪回 转传动带95,机械手爪回转驱动电机91与机械手爪回转驱动减速箱92传动配合并且由机械 手爪回转驱动减速箱92连同机械手爪回转驱动电机91与前述滑动臂7的后端固定,该机械 手爪回转驱动减速箱92的机械手爪回转驱动减速箱输出轴朝向下,机械手爪回转主动轮93 固定在前述机械手爪回转驱动减速箱输出轴上,机械手爪回转传动带95的一端套置在机械 手爪回转主动轮93上,而另一端套置在机械手爪回转从动轮94上,该机械手爪回转从动轮 94设置在即固定在机械手爪回转从动轮轴941上,而机械手爪回转从动轮轴941通过从动轮 轴轴承座9411转动地支承在前述滑动臂7的前端,并且该机械手爪回转从动轮轴941的下端 探出从动轮轴轴承座9411伸展到滑动臂7的下方,前述机械手爪8与前述机械手爪回转从动 轮轴941的下端固定。
[0036]在本实施例中,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, 前述的机械手爪回转主动轮93以及机械手爪回转从动轮94为皮带轮,前述的机械手爪回转 传动带95为传动皮带。
[0037] 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的一端与机械手爪回转从动轮轴941的下端固定,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。 [0038]当机械手爪回转驱动电机91工作时,由其带动机械手爪回转驱动减速箱92,由机 械手爪回转驱动减速箱92的前述机械手爪回转驱动减速箱输出轴带动机械手爪回转主动 轮93,由机械手爪回转主动轮93通过机械手爪回转传动带95带动机械手爪回转从轮94,由 机械手爪回转从动轮94带动机械手爪回转从动轮轴941,由机械手爪回转从动轮轴941带动 机械手爪8的结构体系的吸盘座固定板81回转(机械手爪回转从动轮轴941实质上为吸盘座 固定板81的回转中心),由吸盘座固定板81经吸盘座81带动一组吸盘83。吸盘座固定板81的 回转方向取决于机械手爪回转从动轮94的转动方向,而该机械手爪回转从动轮94的转动方 向取决于机械手爪回转驱动电机91的顺时针或逆时针工作的状态。
[0039] 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,对此可归纳为第四自由度调整。
[0040] 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S31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。
[0041] 综上所述,本发明提供的技术方案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. 一种四自由度机械臂装置,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⑵设置在所述的基座⑴上;一升降座(3),该升降座 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,该滑台固定 座回转驱动机构⑷设置在所述升降座⑶上;一滑台固定座(5),该滑台固定座⑸与所述 的滑台固定座回转驱动机构⑷连接;一滑动臂前后往复移动驱动机构(6),该滑动臂前后 往复移动驱动机构⑹设置在所述滑台固定座⑸上;一滑动臂(7),该滑动臂⑺以水平悬 臂状态设置在所述的滑动臂前后往复移动驱动机构(6)上;一机械手爪(8)和一用于使机械 手爪(8)回转的机械手爪回转驱动机构(9),该机械手爪回转驱动机构⑼设置在所述滑动 臂⑺上,机械手爪⑻设置在滑动臂⑺的前端并且与机械手爪回转驱动机构⑼连接。
2. 根据权利要求1所述的四自由度机械臂装置,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所述的四自由度机械臂装置,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⑵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G63)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所述的四自由度机械臂装置,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。
5.根据权利要求4所述的四自由度机械臂装置,其特征在于所述的皮带轮为同步带轮, 所述的传动皮带为同步带。
6. 根据权利要求1所述的四自由度机械臂装置,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⑷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(5)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。
7. 根据权利要求1所述的四自由度机械臂装置,其特征在于所述的滑动臂前后往复移 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(5)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,所述滑动臂(7)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。
8. 根据权利要求7所述的四自由度机械臂装置,其特征在于所述滑动臂(7)的后端固定 在一滑动臂固定架(71)上,而该滑动臂固定架(71)固定在滑动臂固定架座(711)上,该滑动 臂固定架座(711)在对应于所述螺母座导滑板(64)的上方的位置与所述螺母座(65)固定。
9. 根据权利要求1所述的四自由度机械臂装置,其特征在于所述的机械手爪回转驱动 机构⑼包括机械手爪回转驱动电机(91)、机械手爪回转驱动减速箱(92)、机械手爪回转主 动轮(93)、机械手爪回转从动轮(94)和机械手爪回转传动带(95),机械手爪回转驱动电机 (91) 与机械手爪回转驱动减速箱(92)传动配合并且由机械手爪回转驱动减速箱(9¾连同 机械手爪回转驱动电机(91)与所述滑动臂(7)的后端固定,该机械手爪回转驱动减速箱 (92) 的机械手爪回转驱动减速箱输出轴朝向下,机械手爪回转主动轮(93)固定在所述机械 手爪回转驱动减速箱输出轴上,机械手爪回转传动带(95)的一端套置在机械手爪回转主动 轮(93)上,而另一端套置在机械手爪回转从动轮(94)上,该机械手爪回转从动轮(94)设置 在机械手爪回转从动轮轴(941)上,而机械手爪回转从动轮轴(941)通过从动轮轴轴承座 (9411)转动地支承在所述滑动臂(7)的前端,并且该机械手爪回转从动轮轴(941)的下端探 出从动轮轴轴承座(9411)伸展到滑动臂(7)的下方,所述机械手爪⑻与所述机械手爪回转 从动轮轴(941)的下端固定;所述的机械手爪回转驱动电机(9丨)为具有正反转功能的伺服 电机,所述的机械手爪回转主动轮(93)以及机械手爪回转从动轮(94)为皮带轮,所述的机 械手爪回转传动带(95)为传动皮带。
10.根据权利要求9所述的四自由度机械臂装置,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)的一端与机械手爪回转从动轮轴(941)的下端固定,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; 所述的皮带轮为同步带轮,所述的传动皮带为同步带。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108181163A (zh) * 2018-01-15 2018-06-19 华东交通大学 一种分离式霍普金森压杆围压设备的辅助提升及固定装置
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CN110216048A (zh) * 2019-05-20 2019-09-10 安徽明洋电子有限公司 一种用于数码管加工的限位工装
TWI689390B (zh) * 2019-10-28 2020-04-01 陳逢霖 機械手臂之懸臂系統
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