CN204935651U - 多关节机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械手领域，多关节机械手，电机的转动端为第一转轴，第一机械臂体可由电机带动旋转，第一同步轮不可转动地安装在第一机械臂体内的一端，第二同步轮套装在所述第二转轴上，第一同步轮与第二同步轮通过第一同步带连接，第二转轴具有延伸到第一机械臂体外的伸出端，该伸出端套装有第三同步轮，第二机械臂体的另一端设置有第三转轴，第三转轴套装有第四同步轮，该第四同步轮与第三同步轮通过第二同步带连接，本机械手巧妙的实现了第三转轴相对第一转轴反向转动，从而实现使用一个动力源实现第一机械臂和第二机械臂转动方向相反，传动速度及行程逐级递增，实现大范围大距离的物件传递。

Description

多关节机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，特别是一种适用于小空间使用的单动力源的多级动作机械手。

背景技术

常用机械手当扩大其工作范围内动作时，通常采用多轴多关节来转动实现物料的抓取和摆放，而每一个关节转动都需要动力驱动，而且对关节减速器精度要求很高，一则增加电机减速器成本，二则增加了悬臂上的重量，给上一关节加大了力距，对机械手臂的刚性也有一定的要求，对机械手动作的速度的稳定性增加了难度，而用连杆机构传送力距其转角范围又受到一定限制，在单一动力驱动时，较难实现大范围大距离的物件传递。

另则，在印刷作业、印刷工艺中，当承印物是较大面积的板材，如玻璃、PRC板、卡纸类等，要求材料物品抓取、摆动及输送过程中往往需作水平直线输送，其摆角受到周边机构的限制不容许左右摆动，而对于单一动力驱动的多关节机械手均有实现难度。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种机械手，单一动力驱动时实现物件传递。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：多关节机械手，其包括电机、第一机械臂和连接在第一机械臂上的第二机械臂以及安装在第二机械臂上的抓取机构；

所述第一机械臂包括第一机械臂体、第一转轴、第一同步轮、第一同步带、第二同步轮和第二转轴，所述电机的转动端为第一转轴，该第一转轴固定连接所述第一机械臂体，该第一机械臂体可由电机带动旋转，所述第一同步轮不可转动地安装在第一机械臂体内的一端，另一端具有与第一转轴平行的第二转轴，所述第二同步轮套装在所述第二转轴上，所述第一同步轮与第二同步轮通过第一同步带连接。

进一步的，所述第二机械臂包括第二机械臂体、第三同步轮、第二同步带、第三转轴和第四同步轮，所述第二转轴具有延伸到第一机械臂体外的伸出端，该伸出端套装有第三同步轮，该第三同步轮设置在第二机械臂体内一端且与第二机械臂体固定连接，所述第二机械臂体的另一端设置有第三转轴，该第三转轴与所述第二转轴平行，所述第三转轴套装有第四同步轮，该第四同步轮与第三同步轮通过第二同步带连接。

进一步的，所述第三转轴具有伸出第二机械臂体的连接端，该连接端固定连接所述抓取机构。

进一步的，所述第一同步轮与第二同步轮的齿数比为2∶1；所述第三同步轮与第四同步轮的齿数比为1∶2。

进一步的，所述第一同步轮与第二同步轮的齿数比和所述第三同步轮与第四同步轮的齿数比互为倒数。

进一步的，所述抓取机构包括与第三转轴固定连接的支撑板和设置在所述支撑板上的若干个吸盘。

本实用新型的有益效果是：

1.本机械手中，第一同步轮不可转动，第三同步轮固定的安装在第二机械手上，通过电机的转动端带动第一机械臂转动，同时以第二转轴作为机械臂的动力源，巧妙的实现了第三转轴相对第一转轴反向转动，从而实现使用一个动力源实现第一机械臂和第二机械臂转动方向相反，传动速度及行程逐级递增，实现大范围大距离的物件传递。

2.本机械手第一机械臂和第二机械臂叠加转动，臂上附加件少，整体重量轻，转动半径较小，故转动惯量也较小，故本机械手动作运行平稳、噪音低、位置控制精确，易于在印刷及相关领域对物品物件需摆放位置精确的场合运作。

3.本机械手中第一同步轮与第二同步轮的齿数比为2∶1；所述第三同步轮与第四同步轮的齿数比为1∶2，物料不随机械手臂作旋转运动，而保持初始状态，使物料不发生旋转。

附图说明

图1为本实用新型多关节机械手的结构示意图。

图2为本实用新型多关节机械手使用状态中初始阶段动作示意图。

图3为本实用新型多关节机械手使用状态中中间阶段动作示意图。

图4为本实用新型多关节机械手使用状态中末尾阶段动作示意图。

附图标记包括：

1-电机2-第一机械臂3-第二机械臂

4-支撑板5-吸盘6-物料

7-固定基板

21-第一机械臂体22-第一转轴23-第一同步轮

24-第一同步带25-第二同步轮26-第二转轴

31-第二机械臂体32-第三同步轮33-第二同步带

34-第三转轴35-第四同步轮

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。本机械手特别适合印刷及相关领域对物品物件需精确摆放位置的场合运作。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种多关节机械手，其包括电机1、抓取机构、第一机械臂2和第二机械臂3；

第一机械臂2包括第一机械臂体21、第一转轴22、第一同步轮23、第一同步带24、第二同步轮25和第二转轴26，电机1的转动端为第一转轴22，该第一转轴22固定连接第一机械臂体21，该第一机械臂体21可由电机1带动旋转，第一同步轮23不可转动地安装在第一机械臂体21内的一端，另一端具有与第一转轴22平行的第二转轴26，第二同步轮25套装在第二转轴26上，第一同步轮23与第二同步轮25通过第一同步带24连接；第一同步轮23固定在固定基板7上。

第二机械臂3包括第二机械臂体31、第三同步轮32、第二同步带33、第三转轴34和第四同步轮35，第二转轴26具有延伸到第一机械臂体21外的伸出端，该伸出端套装有第三同步轮32，该第三同步轮32设置在第二机械臂体31内一端且与第二机械臂体31固定连接，第二机械臂体31的另一端设置有第三转轴34，该第三转轴34与第二转轴26平行，第三转轴34套装有第四同步轮35，该第四同步轮35与第三同步轮32通过第二同步带33连接，第三转轴34具有伸出第二机械臂体31的连接端，该连接端固定连接抓取机构。本实施例中，第一同步轮23与第二同步轮25的齿数比为2∶1；第三同步轮32与第四同步轮35的齿数比为1∶2。

具体的，由于同步轮齿数的比例关系，使第二机械臂3转动速度大于第一机械臂2的转动速度，而第一机械臂2是由电机1直接驱动，故当给第一机械臂2一个小的角速度转动时就可使第二机械臂3获得一个较大的角速度转动，其结果是在一定的行程内缩短了动作的时间，提高了运动效率。使用现有技术中的单级刚性转臂，例如A、B两点直线距离为1米，如果用单级刚性转臂等于500毫米旋转机械手，需转动半周180°使物料6从A点到达B点。如图2-图4所示，本机械手中的电机1转动端逆时针转动90°，第一机械臂2由电机1的转动端带动逆时针转动90°，在此过程中，第三转轴34相对顺时针转动90°，实现物料6平移。同时第一机械臂2逆时针转动90°，第二机械臂3顺时针转动90°，叠加后实现物料6移动180°。

另一方面，本机械手的中齿轮的齿数比和转动角度的结合，使物料6不随机械手臂作旋转运动，而保持初始状态，使物料6不发生旋转。

因运动物体牵涉到转动惯量，而转动惯量与构件质量(重量)几何形状(臂长度)有密切关系。本机械手第一机械臂2和第二机械臂3叠加转动，臂上附加件少，整体重量轻，转动半径较小，故转动惯量也较小，故本机械手动作运行平稳、噪音低、位置控制精确，易于在印刷及相关领域对物品物件需摆放位置精确的场合运作。

本实施例中，抓取机构包括与第三转轴34固定连接的支撑板4和设置在支撑板4上的若干个吸盘5。在其他实施例中，抓取装置通过夹装的方式抓取物料6，同样可以实现类似功能。

实施例2

本实施例中，机械手的传动原理和传动机构的连接方式与实施例1相同，本实施例中的机械手的特点在于，第一同步轮23与第二同步轮25的齿数比和第三同步轮32与第四同步轮35的齿数比的差异。

具体的，第一同步轮23与第二同步轮25的齿数比和第三同步轮32与第四同步轮35的齿数比互为倒数。

例如，第一同步轮23与第二同步轮25的齿数比为3∶1；第三同步轮32与第四同步轮35的齿数比为1∶3。

第一同步轮23与第二同步轮25的齿数比为3∶2；第三同步轮32与第四同步轮35的齿数比为2∶3。

第一同步轮23与第二同步轮25的齿数比为4∶1；第三同步轮32与第四同步轮35的齿数比为1∶4。

以上第一同步轮23与第二同步轮25的齿数比和第三同步轮32与第四同步轮35的齿数比，可根据物料6需移动的位置的直线距离和机械手可摆动空间的大小设计。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.多关节机械手，其包括电机(1)、第一机械臂(2)和连接在第一机械臂(2)上的第二机械臂(3)以及安装在第二机械臂(3)上的抓取机构，其特征在于：

所述第一机械臂(2)包括第一机械臂体(21)、第一转轴(22)、第一同步轮(23)、第一同步带(24)、第二同步轮(25)和第二转轴(26)，所述电机(1)的转动端为第一转轴(22)，该第一转轴(22)固定连接所述第一机械臂体(21)，该第一机械臂体(21)可由电机(1)带动旋转，所述第一同步轮(23)不可转动地安装在第一机械臂体(21)内的一端，第一机械臂体(21)内的另一端具有与第一转轴(22)平行的第二转轴(26)，所述第二同步轮(25)套装在所述第二转轴(26)上，所述第一同步轮(23)与第二同步轮(25)通过第一同步带(24)连接。

2.根据权利要求1所述的多关节机械手，其特征在于：所述第二机械臂(3)包括第二机械臂体(31)、第三同步轮(32)、第二同步带(33)、第三转轴(34)和第四同步轮(35)，所述第二转轴(26)具有延伸到第一机械臂体(21)外的伸出端，该伸出端套装有第三同步轮(32)，该第三同步轮(32)设置在第二机械臂体(31)内一端且与第二机械臂体(31)固定连接，所述第二机械臂体(31)的另一端设置有第三转轴(34)，该第三转轴(34)与所述第二转轴(26)平行，所述第三转轴(34)套装有第四同步轮(35)，该第四同步轮(35)与第三同步轮(32)通过第二同步带(33)连接。

3.根据权利要求2所述的多关节机械手，其特征在于：所述第三转轴(34)具有伸出第二机械臂体(31)的连接端，该连接端固定连接所述抓取机构。

4.根据权利要求2所述的多关节机械手，其特征在于：所述第一同步轮(23)与第二同步轮(25)的齿数比为2：1；所述第三同步轮(32)与第四同步轮(35)的齿数比为1：2。

5.根据权利要求2所述的多关节机械手，其特征在于：所述第一同步轮(23)与第二同步轮(25)的齿数比和所述第三同步轮(32)与第四同步轮(35)的齿数比互为倒数。

6.根据权利要求2所述的多关节机械手，其特征在于：所述抓取机构包括与第三转轴(34)固定连接的支撑板(4)和设置在所述支撑板(4)上的若干个吸盘(5)。