CN204997665U - 四自由度低压电器产品搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。一种四自由度低压电器产品搬运机器人，包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、扭转臂、基座；所述升降臂固连于所述基座上，所述基座固定于地面上；所述手爪固连于所述扭转臂的输出端；所述伸缩臂的固定板固连于所述回转盖板；所述伸缩臂的一端固连立式法兰盘，所述立式法兰盘上固连所述扭转臂。本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人通过紧凑的结构布置，有效控制外形尺寸，并获取最大的运行空间。和传统的线性坐标的机器人相比，本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的体积小、运动范围广，动作灵活性高，具备强大的技术价值。

Description

四自由度低压电器产品搬运机器人

技术领域

本实用新型涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。

背景技术

机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。

然而，现有的机械手往往由电机驱动，结构复杂，价格昂贵。

现有的机械手的寿命不长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种四自由度低压电器产品搬运机器人，本实用新型适用于机械制造过程中，实现物料的搬运传输，并且摩擦阻力小，运行平稳、精度高、寿命长，使用本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人可以拾取工件，并完成工件的升降、伸缩及旋转功能。

一种四自由度低压电器产品搬运机器人，包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、抓取部位、基座；

所述升降臂固连于所述基座上，所述基座固定于地面上；

所述升降臂包括第一伺服电机、升降丝杠、升降螺母、同步带、导柱、基座板；所述升降丝杠的下端活动连接于所述基座板，所述第一伺服电机固连于所述基座板，所述第一伺服电机连接所述同步带，所述同步带连接所述升降丝杠的一端，所述升降丝杠活动连接所述升降螺母；所述升降螺母固连于所述回转手臂的回转架，所述升降螺母位于所述回转架的边缘处；所述导柱固连于所述基座板的边缘处，所述导柱数量为，并且相互平行；所述回转架上设置有和所述导柱相匹配的导套；

所述回转手臂包括：回转架、第二伺服电机、回转减速器；所述回转架包括上回转架、立柱、下回转架，所述立柱的上部固连于所述上回转架的边缘处，所述立柱的下部固连于所述下回转架的边缘处；所述回转减速器的外壳固连于所述上回转架，所述回转减速器位于所述上回转架上部的中间位置；所述第二伺服电机连接于所述回转减速器，并位于所述上回转架下部的中间位置，所述升降丝杠位于所述第二伺服电机的侧边；所述回转减速器的上部固连有回转盖板；

所述伸缩臂包括底板、丝杠、长导轨、方形滑块、螺母、伺服电机、联轴器；所述丝杠的一端活动连接有丝杠固定座、另外一端活动连接有丝杠支撑座，所述丝杠固定座和所述丝杠支撑座固定连接于所述底板上；所述伺服电机的伸出轴和所述丝杠通过所述联轴器实现固定连接；所述底板的另外一面上，固定连接有所述长导轨，所述长导轨上活动连接方形滑块，所述方形滑块下方固连有固定板；所述丝杠上活动连接所述螺母，所述螺母的外部固连有螺母连接板，所述螺母连接板的两侧固连有立板，所述立板固连于所述固定板上；所述丝杠和所述长导轨平行；

抓取部位，包括；夹持气缸、横板、竖直滑台气缸、水平滑台气缸、减速器、翻转伺服电机；所述横板固连于所述竖直滑台气缸的活塞杆上，所述夹持气缸固连于所述横板的下部；所述夹持气缸包括水平布置的左气缸、右气缸，所述左气缸、右气缸的壳体固连于所述横板上，在所述左气缸、右气缸的活塞杆末端固连有夹板；所述竖直滑台气缸固连立式法兰盘；所述减速器固连于所述伸缩臂，所述翻转伺服电机连接于所述减速器，所述减速器的输出轴固连所述立式法兰盘；

所述伸缩臂的固定板固连于所述回转盖板。

优选地，所述左气缸的缸径大于所述右气缸的缸径。

和传统技术相比，本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的有益效果如下：

所述基座固连于地面或者其它设备上，实现对本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的安装固定。

本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人通过紧凑的结构布置，有效控制外形尺寸，并获取最大的运行空间。和传统的线性坐标的机器人相比，本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的体积小。

所述升降臂位于最下部，所述第一伺服电机位于所述基座内部；所述升降丝杠、所述导柱和所述第二伺服电机同排布置，缩短本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的高度尺寸。

所述回转手臂在所述第三伺服电机的驱动下，实现精密转动。所述第三伺服电机的输出角度经过所述回转减速器后，获取更加精密的角度；同时，所述回转减速器的输出扭矩也更大。所述回转手臂刚性高，角度准，扭矩大。

传统的机器人减速器关节价格昂贵，和传统的关节式工业机器人相比，本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的所述升降臂和伸缩臂采用滚珠丝杠加导轨的结构形式，可以明显提高经济效益。

所述导柱的数量为4个，所述导套的数量为4个，导向精度高，刚性高。

对于所述伸缩手臂，所述方形滑块和所述固定板固连于所述减速器盖板，在所述第三伺服电机的驱动下，所述底板和所述丝杆一起向前伸出或向后缩回。所述方形滑块和所述长导轨之间为滚动摩擦，以减小摩擦阻力。

本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的手臂包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、抓取部位。所述升降臂位于本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的下部，具有升降功能，即在所述第一伺服电机的带动下，可以驱动所述回转手臂、伸缩臂、抓取部位一起上升或者下降；所述回转手臂连接于所述升降臂，所述回转手臂具有回转功能，即在所述第二伺服电机的带动下，可以驱动所述伸缩臂、抓取部位一起做顺时针或逆时针的水平转动；所述伸缩臂连接于所述回转手臂上，所述伸缩臂具有线性伸缩功能，即在所述第三伺服电机的带动下，可以驱动所述抓取部位伸出或者缩回；所述抓取部位连接于所述伸缩臂上，所述抓取部位具备抓取功能。本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的手臂具备四个自由度的运动控制。

附图说明

图1、图2是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的结构示意图；

图3是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的升降臂的结构示意图；

图4是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的升降臂的结构示意图；

图5是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的线性手臂的结构示意图；

图6、图7是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的抓取部位的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本实用新型提供了一种导轨式机械手，用于实现物料的抓取和转移。

图1、图2是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的结构示意图，图3图4是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的升降臂的结构示意图，图5是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的线性手臂的结构示意图，图6、图7是本实用新型四自由度低压电器产品搬运机器人的抓取部位的结构示意图。

四自由度低压电器产品搬运机器人，包括升降臂1001、回转手臂1002、伸缩臂1003、抓取部位10、基座336；

所述升降臂1001固连于所述基座336上，所述基座336固定于地面上；

所述升降臂1001包括第一伺服电机330、升降丝杠332、升降螺母335、同步带331、导柱334、基座板333；所述升降丝杠332的下端活动连接于所述基座板333，所述第一伺服电机330固连于所述基座板333，所述第一伺服电机330连接所述同步带331，所述同步带331连接所述升降丝杠332的一端，所述升降丝杠332活动连接所述升降螺母335；所述升降螺母335固连于所述回转手臂1002的回转架261，所述升降螺母335位于所述回转架261的边缘处；所述导柱334固连于所述基座板333的边缘处，所述导柱334数量为4，并且相互平行；所述回转架261上设置有和所述导柱334相匹配的导套262；

所述回转手臂1002包括：回转架262、第二伺服电机258、回转减速器259；所述回转架262包括上回转架2645、立柱2646、下回转架2647，所述立柱2646的上部固连于所述上回转架2645的边缘处，所述立柱2646的下部固连于所述下回转架2647的边缘处；所述回转减速器259的外壳固连于所述上回转架2645，所述回转减速器259位于所述上回转架2645上部的中间位置；所述第二伺服电机258连接于所述回转减速器259，并位于所述上回转架2645下部的中间位置，所述升降丝杠332位于所述第二伺服电机258的侧边；所述回转减速器259的上部固连有回转盖板260；

所述伸缩臂包括底板210、丝杠211、长导轨219、方形滑块220、螺母213、伺服电机218、联轴器217；所述丝杠211的一端活动连接有丝杠固定座216、另外一端活动连接有丝杠支撑座215，所述丝杠固定座216和所述丝杠支撑座215固定连接于所述底板210上；所述伺服电机218的伸出轴和所述丝杠211通过所述联轴器217实现固定连接；所述底板210的另外一面上，固定连接有所述长导轨219，所述长导轨219上活动连接方形滑块220，所述方形滑块220下方固连有固定板221；所述丝杠211上活动连接所述螺母213，所述螺母213的外部固连有螺母连接板212，所述螺母连接板212的两侧固连有立板214，所述立板214固连于所述固定板221上；所述丝杠21和所述长导轨219平行；

抓取部位10，包括；夹持气缸、横板3、竖直滑台气缸5、水平滑台气缸9、减速器301、翻转伺服电机304；所述横板3固连于所述竖直滑台气缸5的活塞杆6上，所述夹持气缸固连于所述横板3的下部；所述夹持气缸包括水平布置的左气缸1、右气缸2，所述左气缸1、右气缸2的壳体固连于所述横板3上，在所述左气缸1、右气缸2的活塞杆末端固连有夹板4；所述竖直滑台气缸5固连立式法兰盘2000；所述减速器301固连于所述伸缩臂1003，所述翻转伺服电机304连接于所述减速器301，所述减速器301的输出轴固连所述立式法兰盘2000；

所述伸缩臂1003的固定板223固连于所述回转盖板260。

优选地，所述左气缸1的缸径大于所述右气缸2的缸径。

所述夹持气缸包括水平布置的左气缸1、右气缸2，所述左气缸1、右气缸2的壳体固连于所述横板3上，在所述左气缸1、右气缸2的活塞杆末端固连有夹板4。所述左气缸1向右边推，所述右气缸2向左边推，实现对所述断路器7的夹持。在同样的空气压力下，所述左气缸1的缸径大于所述右气缸2的缸径，使所述左气缸1的理论推力大于所述右气缸2的理论推力。当所述抓取部位10夹持住所述断路器后，所述左气缸1的活塞杆伸出到底。

所述竖直滑台气缸5的活塞杆6末端固连所述横板3，所述左气缸1、右气缸2固连于所述横板3。所述竖直滑台气缸5驱动所述横板的上下运动。

所述抓取部位10采用所述左气缸1、右气缸2实现较大范围的开口尺寸，从而可以一次性夹持住三个至十二个数量不等的断路器断路器。所述抓取部位10对于在断路器断路器的自动化装配、检测、移印中，具有广泛的应用前景。

所述左气缸1向右边推，所述右气缸2向左边推，实现对所述断路器7的夹持。完成对所述断路器7的夹紧后，所述竖直滑台气缸5驱动所述断路器7做竖直方向运动，从而将所述断路器7移动到所需要的位置。

在断路器的自动化生产过程中，断路器断路器在传送带流水线上进行输送，当所述抓取部位10将夹持住位于传送带流水线上的断路器，并转移至自动机上进行加工、检测。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种四自由度低压电器产品搬运机器人，其特征在于组成如下：包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、抓取部位、基座；

所述升降臂固连于所述基座上，所述基座固定于地面上；

所述升降臂包括第一伺服电机、升降丝杠、升降螺母、同步带、导柱、基座板；所述升降丝杠的下端活动连接于所述基座板，所述第一伺服电机固连于所述基座板，所述第一伺服电机连接所述同步带，所述同步带连接所述升降丝杠的一端，所述升降丝杠活动连接所述升降螺母；所述升降螺母固连于所述回转手臂的回转架，所述升降螺母位于所述回转架的边缘处；所述导柱固连于所述基座板的边缘处，所述导柱数量为，并且相互平行；所述回转架上设置有和所述导柱相匹配的导套；

所述回转手臂包括：回转架、第二伺服电机、回转减速器；所述回转架包括上回转架、立柱、下回转架，所述立柱的上部固连于所述上回转架的边缘处，所述立柱的下部固连于所述下回转架的边缘处；所述回转减速器的外壳固连于所述上回转架，所述回转减速器位于所述上回转架上部的中间位置；所述第二伺服电机连接于所述回转减速器，并位于所述上回转架下部的中间位置，所述升降丝杠位于所述第二伺服电机的侧边；所述回转减速器的上部固连有回转盖板；

所述伸缩臂包括底板、丝杠、长导轨、方形滑块、螺母、伺服电机、联轴器；所述丝杠的一端活动连接有丝杠固定座、另外一端活动连接有丝杠支撑座，所述丝杠固定座和所述丝杠支撑座固定连接于所述底板上；所述伺服电机的伸出轴和所述丝杠通过所述联轴器实现固定连接；所述底板的另外一面上，固定连接有所述长导轨，所述长导轨上活动连接方形滑块，所述方形滑块下方固连有固定板；所述丝杠上活动连接所述螺母，所述螺母的外部固连有螺母连接板，所述螺母连接板的两侧固连有立板，所述立板固连于所述固定板上；所述丝杠和所述长导轨平行；

抓取部位，包括；夹持气缸、横板、竖直滑台气缸、水平滑台气缸、减速器、翻转伺服电机；所述横板固连于所述竖直滑台气缸的活塞杆上，所述夹持气缸固连于所述横板的下部；所述夹持气缸包括水平布置的左气缸、右气缸，所述左气缸、右气缸的壳体固连于所述横板上，在所述左气缸、右气缸的活塞杆末端固连有夹板；所述竖直滑台气缸固连立式法兰盘；所述减速器固连于所述伸缩臂，所述翻转伺服电机连接于所述减速器，所述减速器的输出轴固连所述立式法兰盘；

所述伸缩臂的固定板固连于所述回转盖板。