CN204525461U - 一种新型三自由度机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种新型三自由度机械手，包括基座(1)、Y轴运动装置(2)、θ轴旋转装置(3)、Z轴运动装置(4)、末端执行装置(5)，所述Y轴运动装置(2)安装于所述基座(1)，所述θ轴旋转装置(3)安装于所述Y轴运动装置(2)，所述Z轴运动装置(4)安装于所述θ轴旋转装置(3)，所述末端执行装置(5)安装于所述Z轴运动装置(4)，所述Z轴运动装置(4)驱动所述末端执行装置(5)沿Z轴移动，所述θ轴旋转装置(3)驱动所述Z轴运动装置(4)和末端执行装置(5)一起旋转，所述Y轴运动装置(2)驱动所述θ轴旋转装置(3)、Z轴运动装置(4)和末端执行装置(5)同时沿Y轴移动。该新型三自由度机械手整体结构简单，运动稳定性好，成本低廉,生产效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业机械手技术领域，特别涉及一种新型三自由度机械手。
背景技术
机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸等。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。
现有技术中的三轴机器人大多采用的是三个机械臂直联，组成XYZ直角坐标系的方式，其整体结构与运动稳定性较差。
实用新型内容
针对上述现有技术，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种整体结构简单，运动稳定性好，成本低廉,生产效率高的新型三自由度机械手。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型三自由度机械手，包括基座、Y轴运动装置、θ轴旋转装置、Z轴运动装置、末端执行装置，所述Y轴运动装置安装于所述基座，所述θ轴旋转装置安装于所述Y轴运动装置，所述Z轴运动装置安装于所述θ轴旋转装置，所述末端执行装置安装于所述Z轴运动装置，所述Z轴运动装置驱动所述末端执行装置沿Z轴移动，所述θ轴旋转装置驱动所述Z轴运动装置和末端执行装置一起旋转，所述Y轴运动装置驱动所述θ轴旋转装置、Z轴运动装置和末端执行装置同时沿Y轴移动。
本实用新型的进一步改进为，所述基座包括面板、底板、固定座，所述固定座固定安装于所述底板上，所述面板固定安装于所述固定座。
本实用新型的进一步改进为，所述Y轴运动装置为第一电动滑台，所述第一电动滑台设有第一安装件，所述第一安装件固定安装于所述面板。
本实用新型的进一步改进为，所述θ轴旋转装置包括伺服电机、减速器、摆动臂、固定板，所述伺服电机设有伺服电机输出轴，所述伺服电机固定安装于所述摆动臂上，所述摆动臂安装于所述减速器上，所述减速器安装于所述固定板上，所述固定板安装于所述第一电动滑台，所述伺服电机输出轴与所述减速器连接。
本实用新型的进一步改进为，所述Z轴运动装置为第二电动滑台，所述第二电动滑台安装于所述摆动臂。
本实用新型的进一步改进为，所述末端执行装置包括注胶机构、注胶机构固定件，所述第二电动滑台设有第二安装件，所述注胶机构固定件固定安装于所述第二安装件，所述注胶机构安装于所述注胶机构固定件。
本实用新型的进一步改进为，所述新型三自由度机械手还包括控制系统，所述控制系统用于控制所述第一电动滑台、第二电动滑台、伺服电机和注胶机构的工作。
本实用新型的进一步改进为，所述减速器为谐波减速器。
与现有技术相比，本实用新型采用Y轴,Z轴机械臂平移和θ轴旋转，三者配合运动可以完成在XYZ三维坐标系中局部范围的精确到达。本实用新型整体结构简单，运动稳定性好，成本低廉,生产效率高的新型三自由度机械手。
附图说明
图1是本实用新型的立体图;
图2是图1的立体展开图。
图中各部件名称如下：
1—基座;
11—面板;
12—底板;
13—固定座;
2—Y轴运动装置;
21—第一安装件;
3—θ轴旋转装置;
31—伺服电机;
32—减速器;
33—摆动臂;
34—固定板;
4—Z轴运动装置;
41—第一安装件;
5—末端执行装置;
51—注胶机构;
52—注胶机构固定件。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1及图2所示，一种新型三自由度机械手，包括基座1、Y轴运动装置2、θ轴旋转装置3、Z轴运动装置4、末端执行装置5，所述Y轴运动装置2安装于所述基座1，所述θ轴旋转装置3安装于所述Y轴运动装置2，所述Z轴运动装置4安装于所述θ轴旋转装置3，所述末端执行装置5安装于所述Z轴运动装置4，所述Z轴运动装置4驱动所述末端执行装置5沿Z轴移动，所述θ轴旋转装置3驱动所述Z轴运动装置4和末端执行装置5一起旋转，所述Y轴运动装置2驱动所述θ轴旋转装置3、Z轴运动装置4和末端执行装置5同时沿Y轴移动。
具体地，如图1及图2所示，所述基座1包括面板11、底板12、固定座13，所述固定座13固定安装于所述底板12上，所述面板11固定安装于所述固定座13。所述Y轴运动装置采用第一电动滑台，所述第一电动滑台设有第一安装件21，所述第一安装件21固定安装于所述面板11上。所述θ轴旋转装置3包括伺服电机31、减速器32、摆动臂33、固定板34，所述伺服电机31设有伺服电机输出轴，所述伺服电机31固定安装于所述摆动臂33上，所述摆动臂33固定安装于所述减速器32上，所述减速器32固定安装于所述固定板34上，所述固定板34固定安装于所述第一电动滑台，所述伺服电机输出轴与所述减速器32连接。所述Z轴运动装置4采用第二电动滑台，所述第二电动滑台固定安装于所述摆动臂33。所述末端执行装置5包括注胶机构51、注胶机构固定件52，所述第二电动滑台设有第二安装件41，所述注胶机构固定件52固定安装于所述第二安装件41，所述注胶机构51固定安装于所述注胶机构固定件52。所述减速器32为谐波减速器。
所述第一电动滑台、第二电动滑台为现有技术，一般都是由滚珠丝杆、丝杆螺母、同步皮带、伺服电机等作为传动元件构成，在此不再做详细说明。
优选地，所述新型三自由度机械手还包括控制系统，所述控制系统用于控制所述第一电动滑台、第二电动滑台、伺服电机32和注胶机构51的工作。
本实用新型是以XYZ直角坐标系统为基础数学模型，以Y轴,Z轴机械臂平移和θ轴旋转为基本构成单元，每个单轴机械臂通常采用伺服电机或步进电机驱动，以滚珠丝杆、同步皮带、电机等作为传动转动组件而架构起来的经济型机械手。机械手臂运行过程中遵循运动轨迹的原理，可以完成在XYZ三维坐标系中局部范围的精确到达。本实用新型采用控制系统对其实现驱动与编程，直线运动或曲线运动轨迹生成多点插补方式，通过示教编程或坐标定位方式完成操作编程，操作简易。
本实用新型与以往技术相比有以下有益效果：
1.投资成本低廉、高效代替人工，提高生产效率，稳定产品质量;
2.灵活使用，功能丰富，根据操作工具(夹具)的不同，满足各种不同功能的应用;
3.可靠性高、速度快、精度高，可满足多种工业领域的应用要求;
4.可适应恶劣的工业环境下长期运行，可以保持24小时不间断工作;
5.操作简单方便，易学易用;
6.维修成本低廉：直角坐标机器人采用模块化构造，方便自行拆卸、更换与维护，核心零配件均为通用件，容易购买与安装，维护成本低。
本实用新型的优点在于，本实用新型采用Y轴,Z轴机械臂平移和θ轴旋转，三者配合运动可以完成在XYZ三维坐标系中局部范围的精确到达。本实用新型整体结构简单，运动稳定性好，成本低廉,生产效率高的新型三自由度机械手。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型三自由度机械手，其特征在于：包括基座(1)、Y轴运动装置(2)、θ轴旋转装置(3)、Z轴运动装置(4)、末端执行装置(5)，所述Y轴运动装置(2)安装于所述基座(1)，所述θ轴旋转装置(3)安装于所述Y轴运动装置(2)，所述Z轴运动装置(4)安装于所述θ轴旋转装置(3)，所述末端执行装置(5)安装于所述Z轴运动装置(4)，所述Z轴运动装置(4)驱动所述末端执行装置(5)沿Z轴移动，所述θ轴旋转装置(3)驱动所述Z轴运动装置(4)和末端执行装置(5)一起旋转，所述Y轴运动装置(2)驱动所述θ轴旋转装置(3)、Z轴运动装置(4)和末端执行装置(5)同时沿Y轴移动。
2.如权利要求1所述的新型三自由度机械手，其特征在于：所述基座(1)包括面板(11)、底板(12)、固定座(13)，所述固定座(13)固定安装于所述底板(12)上，所述面板(11)固定安装于所述固定座(13)。
3.如权利要求2所述的新型三自由度机械手，其特征在于：所述Y轴运动装置(2)为第一电动滑台，所述第一电动滑台设有第一安装件(21)，所述第一安装件(21)固定安装于所述面板(11)。
4.如权利要求3所述的新型三自由度机械手，其特征在于：所述θ轴旋转装置(3)包括伺服电机(31)、减速器(32)、摆动臂(33)、固定板(34)，所述伺服电机(31)设有伺服电机输出轴，所述伺服电机(31)固定安装于所述摆动臂(33)上，所述摆动臂(33)安装于所述减速器(32)上，所述减速器(32)安装于所述固定板(34)上，所述固定板(34)安装于所述第一电动滑台，所述伺服电机输出轴与所述减速器(32)连接。
5.如权利要求4所述的新型三自由度机械手，其特征在于：所述Z轴运动装置(4)为第二电动滑台，所述第二电动滑台安装于所述摆动臂(33)。
6.如权利要求5所述的新型三自由度机械手，其特征在于：所述末端执行装置(5)包括注胶机构(51)、注胶机构固定件(52)，所述第二电动滑台设有第二安装件(41)，所述注胶机构固定件(52)固定安装于所述第二安装件(41)，所述注胶机构(51)安装于所述注胶机构固定件(52)。
7.如权利要求6所述的新型三自由度机械手，其特征在于：所述新型三自由度机械手还包括控制系统，所述控制系统用于控制所述第一电动滑台、第二电动滑台、伺服电机(31)和注胶机构(51)的工作。
8.如权利要求4至7任一项所述的新型三自由度机械手，其特征在于：所述减速器(32)为谐波减速器。
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| CN108656088A (zh) * | 2018-06-16 | 2018-10-16 | 上海晓奥享荣汽车工业装备有限公司 | 一种柔性机器人抓手及其系统 |
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