CN203831402U - 一种智能四轴机械手 - Google Patents

Abstract

一种智能四轴机械手，包括第一轴支架、第二轴支架、第三轴支架、第四轴支架、安装于第一轴支架内的第一轴机械手结构、安装于第二轴支架上的第二轴机械手结构、安装于第三轴支架上的第三轴机械手结构、安装于第四轴支架上的第四轴机械手结构，第四轴机械手结构上安装有吸盘。本实用新型结构设计合理，第一轴机械手结构将直线运动转变为旋转运动，第二轴机械手结构作垂直上下运动，第三轴机械手结构作前后运动，第四轴机械手结构也将直线运动转变为旋转运动；该机械手制作成本和控制成本低，性能稳定，采用程序控制，操作灵活，可快速切换，生产操作人员易学易掌握，上下料效率高，大大节省了劳动力和降低了劳动强度，特别适宜小批量多品种生产。

Description

一种智能四轴机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，具体地说是指一种用于自动上下料的四轴机械手。

背景技术

目前，企业生产中很多产品的上下料主要还是人工操作，例如五金冲压行业中，主要是人工进行上下料冲压，人工上下料工作环境差，工人的劳动强度非常大，工人容易疲劳，生产效率不稳定，容易发生安全事故。而且随着中国年龄结构的问题不断加剧，年轻劳动力供应持续减少，采用智能机械手替代人工上下料是一种必然趋势。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制作成本低、性能稳定和上下料效率高的智能四轴机械手。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种智能四轴机械手，包括安装有第一轴机械手结构的第一轴支架、安装于第一轴机械手结构上的第二轴支架、安装于第二轴支架内的第二轴机械手结构、安装于第二轴机械手结构上的第三轴支架、安装于第三轴支架上的第三轴机械手结构、安装于第三轴机械手结构上的第四轴支架、安装于第四轴支架上的第四轴机械手结构，第四轴机械手结构上安装有吸取工件的吸盘；第一轴机械手结构驱动第二轴支架作旋转运动，第二轴机械手结构驱动第三轴支架作垂直运动，第三轴机械手结构驱动第四轴支架作前后运动，第四轴机械手结构驱动吸盘作旋转运动。

上述第一轴机械手结构包括第一轴底座、安装于第一轴底座上的第一轴伺服电机、与第一轴伺服电机连接的第一轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第一轴丝杆螺母、与第一轴丝杆螺母连接的第一轴固定板、安装于第一轴固定板上的第一转动轴、与第一转动轴上方螺纹连接的第一轴转动板、安装于第一轴转动板上的第一旋转主轴，第一旋转主轴通过轴承安装于轴承座上，轴承座安装于第一轴支架；在第一轴底座上还安装有第一轴直线导轨，第一轴直线导轨上安装有第一轴滑块，第一轴固定板安装于第一轴滑块上。

上述第二轴机械手结构包括第二轴底座、安装于第二轴底座上的第二轴伺服电机、与第二轴伺服电机连接的第二轴滚珠丝杆、安装于第二轴滚珠丝杆上的第二轴丝杆螺母、与第二轴丝杆螺母连接的第二轴连接板，第二轴连接板与第三轴支架连接；在第二轴底座上还安装有第二轴直线导轨，第二轴直线导轨上安装有第二轴滑块，第二轴连接板安装于第二轴滑块上。

上述第三轴机械手结构包括第三轴底座、安装于第三轴底座上的第三轴伺服电机、与第三轴伺服电机连接的第三轴同步带，与第三轴同步带连接的第三轴连接板，第三轴连接板与第四轴支架连接。

上述第四轴机械手结构包括第四轴底座、安装于第四轴底座上的第四轴伺服电机、与第四轴伺服电机连接的第四轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第四轴丝杆螺母、与第四轴丝杆螺母连接的第四轴滑块、与第四轴滑块连接的第四轴连杆、与第四轴连杆末端连接的第四轴齿条、与第四轴齿条啮合连接的第四轴齿轮，吸盘安装于第四轴齿轮轴上；在第四轴底座上还安装有第四轴直线导轨，第四轴滑块安装于第四轴直线导轨上。

上述第四轴滑块上安装有第四轴直线轴承，在第四轴底座上安装有与第四轴直线轴承安装配合的第四轴导杆，第四轴滑块运动时带动第四轴直线轴承沿第四轴导杆滑动。

本实用新型具有以下显著效果：

本实用新型智能四轴机械手结构设计合理，第一轴机械手结构将直线运动转变为旋转运动，第二轴机械手结构作垂直上下运动，第三轴机械手结构作前后运动，第四轴机械手结构也将直线运动转变为旋转运动。该机械手制作成本和控制成本低，性能稳定，采用程序控制，操作灵活，可快速切换，生产操作人员易学易掌握，上下料效率高，大大节省了劳动力和降低了劳动强度，特别适宜小批量多品种生产。

附图说明

附图1为本实用新型主视结构示意图；

附图2为本实用新型第一轴机械手结构主视示意图；

附图3为本实用新型第四轴机械手结构主视示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。

如附图1-3所示，本实施例所揭示的智能四轴机械手主要用于生产中上下料工件，包括第一轴支架10、第二轴支架20、第三轴支架30、第四轴支架40，第一轴支架10内安装有第一轴机械手结构1，第二轴支架20安装于第一轴机械手结构1上，第二轴支架20内安装有第二轴机械手结构，第三轴支架30安装于第二轴机械手结构上，第三轴支架30上安装有第三轴机械手结构3，第四轴支架安装于第三轴机械手结构上，第四轴支架40上安装有第四轴机械结构4，第四轴机械手结构4上安装有吸盘5。

本实施例中，第一轴机械手结构1包括安装于第一轴支架10内的第一轴底座11、安装于第一轴底座11上的第一轴伺服电机12、与第一轴伺服电机12连接的第一轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第一轴丝杆螺母、与第一轴丝杆螺母连接的第一轴固定板13、安装于第一轴固定板13上的第一转动轴14、与第一转动轴14上方连接的第一轴转动板15和安装于第一轴转动板15上的第一旋转主轴16，第一旋转主轴16通过轴承安装于轴承座17上，轴承座17安装于第二轴支架20上；在第一轴底座11上还安装有第一轴直线导轨，第一轴直线导轨上安装有第一轴滑块18，第一轴固定板13安装于第一轴滑块18上；在此，第一转动轴14与第一轴转动板15采用螺纹连接。第一轴伺服电机12工作时，第一轴伺服电机12驱动第一轴滚珠丝杆旋转，第一轴滚珠丝杆旋转时带动第一轴丝杆螺母运动，第一轴丝杆螺母带动第一轴固定板13运动，同时，第一轴丝杆螺母带动第一轴滑块18在第一轴直线导轨上导向运动，由于第一转动轴14与第一轴转动板15采用螺纹连接，第一轴固定板13运动时驱动第一轴转动板15作旋转运动，则第一轴转动板15带动第一旋转主轴16作旋转运动，第一旋转主轴16带动第二轴支架20作旋转运动。

第二轴机械手结构包括安装于第二轴支架20内的第二轴底座、安装于第二轴底座上的第二轴伺服电机、与第二轴伺服电机连接的第二轴滚珠丝杆、安装于第二轴滚珠丝杆上的第二轴丝杆螺母、与第二轴丝杆螺母连接的第二轴连接板，第二轴连接板与第三轴支架连接；在第二轴底座上还安装有第二轴直线导轨，第二轴直线导轨上安装有第二轴滑块，第二轴连接板安装于第二轴滑块上。第二轴伺服电机工作时，第二轴伺服电机驱动第二轴滚珠丝杆旋转，第二轴滚珠丝杆旋转时带动第二轴丝杆螺母运动，第二轴丝杆螺母带动第二轴连接板运动，同时，第二轴丝杆螺母带动第二轴滑块在第二轴直线导轨上导向运动，第二轴连接板带动第三轴支架作垂直上下运动。

第三轴机械手结构3包括安装于第三轴支架3上的第三轴底座、安装于第三轴底座上的第三轴伺服电机、与第三轴伺服电机连接的第三轴同步带31，与第三轴同步带31连接的第三轴连接板32，第三轴连接板32与第四轴支架40连接。第三轴伺服电机工作时，第三轴伺服电机驱动第三轴同步带31运动，第三轴同步带31带动第三轴连接板32前后运动，第三轴连接板32带动第四轴支架40也作前后运动。

第四轴机械手结构4包括安装于第四轴支架40上的第四轴底座41、安装于第四轴底座41上的第四轴伺服电机42、与第四轴伺服电机42连接的第四轴滚珠丝杆43、安装于第一轴滚珠丝杆43上的第四轴丝杆螺母431、与第四轴丝杆螺母431连接的第四轴滑块44、与第四轴滑块44连接的第四轴连杆45、与第四轴连杆45末端连接的第四轴齿条46、与第四轴齿条46啮合连接的第四轴齿轮47，吸盘5安装于第四轴齿轮轴上；在第四轴底座41上还安装有第四轴直线导轨，第四轴滑块安装于第四 轴直线导轨上。第四轴伺服电机42工作时，第四轴伺服电机42驱动第四轴滚珠丝杆43旋转，第四轴滚珠丝杆43旋转时带动第四轴丝杆螺母431运动，第四轴丝杆螺母431带动第四轴滑块44，第四轴滑块44带动第四轴连杆45运动，第四轴连杆45带动第四轴齿条46运动，第四轴齿条46驱动第四轴齿轮47旋转，第四轴齿轮47带动吸盘5作旋转运动。

为了提高吸盘5吸取工件的精度，在第四轴滑块44上安装有第四轴直线轴承48，在第四轴底座41上安装有与第四轴直线轴承48安装配合的第四轴导杆49，第四轴滑块44运动时带动第四轴直线轴承48沿第四轴导杆49滑动。

本实用新型可通过运动控制卡或微机进行程序控制。该机械手可专门开发一套运动控制程序，运动控制程序的卡上有专用的四轴控制芯片及ARM芯片。

本实用新型工作时，第一轴机械手结构1可驱动其他轴支架和机械手结构以及吸盘5作旋转运动，第二轴机械手结构可驱动第三轴支架30、第三轴机械手结构3、第四轴支架40、第四轴机械手结构4以及吸盘5作垂直上下运动，第三轴机械手结构3可驱动第四轴支架40、第四轴机械手结构4以及吸盘5作前后运动，第四轴机械手结构4可驱动吸盘5作旋转运动，吸盘5吸取工件，从而可以实现自动上下料。

本实用新型智能四轴机械手结构设计合理，第一轴机械手结构1将直线运动转变为旋转运动，第二轴机械手结构作垂直上下运动，第三轴机械手结构3作前后运动，第四轴机械手结构4也将直线运动转变为旋转运动，各机械手结构配合工作带动吸盘5作旋转、上下和垂直运动。该机械手制作成本和控制成本低，性能稳定，采用程序控制，操作灵活，可快速切换，生产操作人员易学易掌握，上下料效率高，大大节省了劳动力和降低了劳动强度，特别适宜小批量多品种生产。

上述实施例仅为本实用新型的较佳的实施方式，除此之外，本实用新型还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本实用新型发明构思的前提下，任何显而易见的替换均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能四轴机械手，其特征在于：包括安装有第一轴机械手结构（1）的第一轴支架（10）、安装于第一轴机械手结构上的第二轴支架（20）、安装于第二轴支架内的第二轴机械手结构、安装于第二轴机械手结构上的第三轴支架（30）、安装于第三轴支架上的第三轴机械手结构（3）、安装于第三轴机械手结构上的第四轴支架（40）、安装于第四轴支架上的第四轴机械手结构（4），第四轴机械手结构上安装有吸取工件的吸盘（5）；第一轴机械手结构驱动第二轴支架作旋转运动，第二轴机械手结构驱动第三轴支架作垂直运动，第三轴机械手结构驱动第四轴支架作前后运动，第四轴机械手结构驱动吸盘作旋转运动。

2.根据权利要求1所述的智能四轴机械手，其特征在于：所述第一轴机械手结构（1）包括第一轴底座（11）、安装于第一轴底座上的第一轴伺服电机（12）、与第一轴伺服电机连接的第一轴滚珠丝杆、安装于第一轴滚珠丝杆上的第一轴丝杆螺母、与第一轴丝杆螺母连接的第一轴固定板（13）、安装于第一轴固定板上的第一转动轴（14）、与第一转动轴上方螺纹连接的第一轴转动板（15）、安装于第一轴转动板上的第一旋转主轴（16），第一旋转主轴通过轴承安装于轴承座（17）上，轴承座安装于第一轴支架；在第一轴底座上还安装有第一轴直线导轨，第一轴直线导轨上安装有第一轴滑块（18），第一轴固定板安装于第一轴滑块上。

3.根据权利要求2所述的智能四轴机械手，其特征在于：所述第二轴机械手结构包括第二轴底座、安装于第二轴底座上的第二轴伺服电机、与第二轴伺服电机连接的第二轴滚珠丝杆、安装于第二轴滚珠丝杆上的第二轴丝杆螺母、与第二轴丝杆螺母连接的第二轴连接板，第二轴连接板与第三轴支架连接；在第二轴底座上还安装有第二轴直线导轨，第二轴直线导轨上安装有第二轴滑块，第二轴连接板安装于第二轴滑块上。

4.根据权利要求3所述的智能四轴机械手，其特征在于：所述第三轴机械手结构（3）包括第三轴底座、安装于第三轴底座上的第三轴伺服电机、与第三轴伺服电机连接的第三轴同步带（31），与第三轴同步带连接的第三轴连接板（32），第三轴连接板与第四轴支架连接。

5.根据权利要求4所述的智能四轴机械手，其特征在于：所述第四轴机械手结构（4）包括第四轴底座（41）、安装于第四轴底座上的第四轴伺服电机（42）、与第四轴伺服电机连接的第四轴滚珠丝杆（43）、安装于第四轴滚珠丝杆上的第四轴丝杆螺母（431）、与第四轴丝杆螺母连接的第四轴滑块（44）、与第四轴滑块连接的第四轴连杆（45）、与第四轴连杆末端连接的第四轴齿条（46）、与第四轴齿条啮合连接的第四轴齿轮（47），吸盘安装于第四轴齿轮轴上；在第四轴底座上还安装有第四轴直线导轨，第四轴滑块安装于第四轴直线导轨上。

6.根据权利要求5所述的智能四轴机械手，其特征在于：所述第四轴滑块上安装有第四轴直线轴承（48），在第四轴底座上安装有与第四轴直线轴承安装配合的第四轴导杆（49），第四轴滑块运动时带动第四轴直线轴承沿第四轴导杆滑动。