CN205166920U - 五轴机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种五轴机械手，包括机架、上下轴移动机构、水平摆动机构、前后轴移动机构、校正机构、悬臂、手臂及翻转机构。上下轴移动机构包含上下方向滑于机架上的上下移动座及上下驱动电机。水平摆动机构装于上下移动座上，且水平摆动机构具有在水平面内摆动的摆动架。前后轴移动机构装于摆动架上，翻转机构与前后轴移动机构连接。悬臂沿机架的前后方向布置，悬臂第一端与翻转机构连接，悬臂第二端与手臂枢接，悬臂在翻转机构的驱动下做上下翻转的运动。手臂具有用于抓放工件的抓取结构，校正机构设于悬臂上并驱使手臂相对悬臂校正，使得手臂上的抓取结构做五轴的运动而更平稳地抓放工件，从而提高本实用新型五轴机械手的运动可靠性及精度。

Description

五轴机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，尤其涉及一种能平稳地做五轴运动的五轴机械手。

背景技术

随着经济的不断发展及科学技术的不断进步，为企业的发展提供强有力的经济及技术支柱，促使企业朝智能化及高集成化等的方向迈进，而机械手就是企业所研发的智能化的产品中一种。

众所周知，为了减轻操作人员的负担，或者替代操作人员进行危险作业，都离不开机械手的应用。通过机械手去替代操作人员的操作，因而达到提高效果或保护操作人员的目的，因此使得机械手在自动化生产的场合得到广泛地应用。

其中，对于机械手来说，由于它通过模仿人手的结构而具有人手的运动功能，故机械手是包含众多的驱动装置。而对于能做五轴运动的现有机械手来说，由于其各驱动装置设置不合理，故存在结构复杂、运动不平稳及运动精度低下的缺陷，从而不利于现有的机械手适应于工艺要求高的场合。

因此，急需要一种结构简单、运动平稳及运动精度高的五轴机械手来克服上述的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、运动平稳及运动精度高的五轴机械手。

为实现上述的目的，本实用新型提供了一种五轴机械手，包括机架、上下轴移动机构、水平摆动机构、前后轴移动机构、校正机构、悬臂、手臂及翻转机构。所述上下轴移动机构包含沿所述机架的上下方向滑设于所述机架上的上下移动座及驱动所述上下移动座滑动的上下驱动电机。所述水平摆动机构安装在所述上下移动座上，且所述水平摆动机构具有在水平面内摆动的摆动架。所述前后轴移动机构安装在所述摆动架上。所述翻转机构与所述前后轴移动机构连接。所述悬臂沿所述机架的前后方向布置，所述悬臂的第一端与所述翻转机构连接，所述悬臂的第二端与所述手臂枢接，所述悬臂在所述翻转机构的驱动下做上下翻转的运动。所述手臂具有用于抓放工件的抓取结构，所述校正机构设于所述悬臂上并驱使所述手臂相对所述悬臂校正。

较佳地，所述上下轴移动机构还包含丝杆、丝母、哈弗夹具及上下主轴，所述丝杆沿所述机架的上下方向装配于所述机架上，所述上下驱动电机驱使所述丝杆转动，所述丝母套设于所述丝杆上，所述丝母还安装在所述上下移动座的第一端上，所述哈弗夹具安装在所述上下移动座的第二端上并抱紧所述上下主轴，所述上下主轴沿所述机架的上下方向布置，所述水平摆动机构安装在所述上下主轴的上端上。

较佳地，所述上下驱动电机的输出轴沿所述机架的上下方向布置，且所述上下驱动电机与所述丝杆之间连接有上下中间传动组件，所述上下中间传动组件包含安装在所述上下驱动电机的输出轴上的上下主动轮、安装在所述丝杆上的上下从动轮及绕设于所述上下主动轮及上下从动轮上的上下传送件。

较佳地，所述水平摆动机构还包含摆动驱动电机、摆动减速机及摆动中间传动组件，所述摆动中间传动组件包含安装在所述摆动驱动电机的输出轴上的摆动主动轮、安装在所述摆动减速机的输入轴上的摆动从动轮及绕设于所述摆动主动轮及摆动从动轮上的摆动传送件，所述摆动减速机的输出轴沿所述机架的上下方向布置，所述摆动架安装在所述摆动减速机的输出轴上。

较佳地，所述哈弗夹具包含连接件及用于抱紧所述上下主轴的哈弗定夹和哈弗动夹，所述哈弗定夹沿横跨所述上下主轴的方向固定在所述上下移动座的第二端上，且所述哈弗定夹面对所述上下主轴的一侧，所述哈弗动夹沿横跨所述上下主轴的方向布置且面对所述上下主轴的另一侧，所述连接件穿置于所述哈弗动夹和哈弗定夹并使该哈弗动夹和哈弗定夹一起抱紧所述上下主轴。

较佳地，所述前后轴移动机构包含前后轴主动轮、前后轴从动轮、前后轴驱动电机、前后轴传动带及前后轴滑动座，所述前后轴滑动座沿所述机架的前后方向滑设于所述摆动架上，所述前后轴驱动电机安装在所述摆动架上，且所述前后轴驱动电机的输出轴沿所述机架的左右方向布置，所述前后轴主动轮和前后轴从动轮沿所述机架的前后方向呈一前一后的布置，所述前后轴主动轮安装在所述前后轴驱动电机的输出轴上，所述前后轴从动轮枢接于所述摆动架上，且所述前后轴从动轮的转动中心线与所述前后轴驱动电机之输出轴的轴心线相平行，所述前后轴传动带沿所述机架的前后方向布置并绕设于所述前后轴主动轮和前后轴从动轮上，所述前后轴传动带还与所述前后轴滑动座固定连接；所述翻转机构包含翻转驱动电机、翻转轴、哈弗固定夹、翻转主动轮、翻转从动轮、翻转传送件及翻转安装座，所述翻转安装座固定在所述前后轴滑动座上，所述翻转轴沿所述机架的前后方向布置并枢接于所述翻转安装座上，所述翻转驱动电机的输出轴与所述翻转轴呈间隔开的平行布置，所述翻转主动轮与所述翻转驱动电机的输出轴连接，所述翻转从动轮安装在所述翻转轴的第一端上，所述翻转传送件绕设于所述翻转主动轮及翻转从动轮上，所述哈弗固定夹固定在所述翻转轴的第二端上，所述悬臂的第一端被所述哈弗固定夹所固定。

较佳地，所述前后轴移动机构还包括转动安装轴、第一中间轮及第二中间轮，所述转动安装轴枢接于所述摆动架上，所述转动安装轴与所述前后轴主动轮相邻设，所述转动安装轴与所述前后轴驱动电机的输出轴呈一上一下的布置，所述转动安装轴的轴心线与所述前后轴驱动电机之输出轴的轴心线相平行，所述第一中间轮安装在所述转动安装轴的一端处并与所述前后轴主动轮相对应，所述第二中间轮安装在所述转动安装轴的另一端处并与所述前后轴从动轮相对应，所述前后轴传动带包含第一前后轴传动带及第二前后轴传动带，所述第一前后轴传动带绕设于所述前后轴主动轮及第一中间轮上，所述第二前后轴传动带绕设于所述第二中间轮及前后轴从动轮上，所述第二前后轴传动带与所述前后轴滑动座固定连接。

较佳地，所述摆动架具有供所述前后轴从动轮安装的安装块，所述安装块开设有供所述前后轴从动轮收容用的收容腔，所述收容腔纵向布置的两侧壁开设有倾斜槽，所述倾斜槽由所述机架的下方至上方朝该远离所述前后轴主动轮的方向倾斜，所述前后轴从动轮的枢转轴置于所述倾斜槽内。

较佳地，所述悬臂具有沿该悬臂纵向布置的纵向腔，所述校正机构包含校正主动轮、校正从动轮、校正驱动电机、校正轴、校正传动带及与所述悬臂的第二端对接的对接拓展座，所述校正主动轮的轮径小于所述校正从动轮的轮径，且所述校正主动轮位于所述悬臂的第一端处的纵向腔内，所述校正驱动电机设于所述悬臂的第一端上并驱使所述校正主动轮转动，所述对接拓展座开设有与所述纵向腔对接连通的供所述校正从动轮容置的容置腔，所述容置腔的宽度尺寸大于所述纵向腔的宽度尺寸，所述校正从动轮位于所述容置腔内，所述校正轴沿所述悬臂的高度方向穿置于所述校正从动轮内并装配于所述对接拓展座上，且所述校正轴的一端伸出所述对接拓展座外，所述校正传动带位于所述纵向腔及容置腔内，且所述校正传动带绕设于所述校正主动轮及校正从动轮上，所述手臂安装在所述校正轴伸出所述对接拓展座的部位处，所述手臂通过所述校正轴与所述悬臂枢接。

较佳地，所述对接拓展座包含对接部及拓展部，所述容置腔形成于所述拓展部内，所述纵向腔还贯穿所述对接部而与所述容置腔连通，所述对接部在所述纵向腔的贯穿下界定出一对接腔，所述对接部还装配有位于所述对接腔内的第一涨紧轮和第二涨紧轮，所述第一涨紧轮及第二涨紧轮沿所述悬臂的纵向位于所述校正主动轮及校正从动轮之间，且所述第一涨紧轮沿所述悬臂的宽度方向抵压所述校正传动带的一外侧上，所述第二涨紧轮沿所述悬臂的宽度方向抵压所述校正传动带对应的另一外侧上，所述校正轴装配于所述拓展部并伸出该拓展部外。

与现有技术相比，由于本实用新型的水平摆动机构安装在上下移动座上，由上下驱动电机在驱使上下移动座滑动下被带动，且水平摆动机构具有在水平面内摆动的摆动架，前后轴移动机构安装在摆动架上，由摆动架带动前后轴移动机构在水平面内摆动。由于悬臂沿机架的前后方向布置且第一端与翻转机构连接，而翻转机构与前后轴移动机构连接，使得悬臂及翻转机构被前后轴移动机构驱使做前后的移动，且悬臂还被翻转机构驱使做上下翻转的运动；再由于手臂与悬臂的第二端枢接且具有用于抓放工件的抓取结构，校正机构设于悬臂上并驱使手臂相对悬臂校正，故使得校正机构及手臂在前后轴移动机构及翻转机构的驱动下跟随悬臂做前后移动及上下翻转的同时，手臂还被校正机构所校正，所以，手臂在上下轴移动机构、水平摆动机构、前后轴移动机构、翻转机构及校正机构五者相互配合下，实现五轴运动的目的，从而使得手臂上的抓取结构对工件的抓放更平稳可靠且精准。同时，借助上下轴移动机构、水平摆动机构、前后轴移动机构、翻转机构、悬臂及校正机构即可实现手臂的平稳可靠运动，因此，本实用新型的五轴机械手具有运动平稳、结构简单及精度高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的五轴机械手的立体结构示意图。

图2是本实用新型的五轴机械手的上下轴移动机构及水平摆动机构组装于机架上的立体结构示意图。

图3是图2所示的组装在机架上的上下轴移动机构及水平摆动机构的主视图。

图4是图2所示的组装在机架上的上下轴移动机构及水平摆动机构的后视图。

图5是图2所示的组装在机架上的上下轴移动机构及水平摆动机构的侧视面。

图6是本实用新型的五轴机械手中的前后轴移动机构安装在摆动架上的立体结构示意图。

图7是图6中A部分的放大图。

图8是图6所示的安装在摆动架上的前后轴移动机构的主视图。

图9是本实用新型的五轴机械手的翻转机构的立体结构示意图。

图10是本实用新型的五轴机械手的翻转机构的俯视图。

图11是本实用新型的五轴机械手中的校正机构及手臂安装在悬臂上的主视

图。图12是本实用新型的五轴机械手中的校正机构及手臂安装在悬臂上的

俯视图。

图13是图11所示的在拆卸悬臂、校正驱动电机及校正减速机后的立体结

构示意图。

图14是本实用新型的五轴机械手中的手臂与对接拓展座组装在一起时的立

体结构示意图。

图15是图14中箭头B所指部分的内部结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1，本实用新型的五轴机械手100较优与一现有的控制器(图中未示)电性连接，由现有的控制器控制本实用新型的五轴机械手100工作，进一步地提高本实用新型的五轴机械手100的自动化程度。由于控制器为现有的，且其结构为本领域技术人员所熟知的，故在此不再详述。

其中，本实用新型的五轴机械手100包括机架10、上下轴移动机构20、水平摆动机构30、前后轴移动机构40、校正机构50、悬臂60、手臂70及翻转机构80。具体地，如图1所示，为防止周围污染物质对本实用新型的五轴机械手500的污染，故机架10还罩上外罩90，外罩90包围机架10的侧壁四周处。

如图2及图3所示，上下轴移动机构20包含沿机架10的上下方向滑设于机架10上的上下移动座21及驱动上下移动座21滑动的上下驱动电机22，由上下驱动电机22驱使上下移动座21在机架10上滑动。具体地，如图2、图3及图5所示，机架10沿其上下方向设置有上下导轨11，相对应地，上下移动座21设有上下滑块211，该上下滑块211滑动地套设于上下导轨11上，以使得上下移动座21在机架10上的滑动更平稳可靠；较优的是，上下导轨11分别布置于机架10的左右两侧处。

如图1至图5所示，水平摆动机构30安装在上下移动座21上，具体地，在本实施例中，水平摆动机构30是安装在下面描述到的上下主轴26上。水平摆动机构30具有在水平面内摆动的摆动架31。如图1及图6所示，前后轴移动机构40安装在摆动架31上，由摆动架31带动前后轴移动机构40在水平面内摆动。

如图1所示，翻转机构80是与前后轴移动机构40连接的，由前后轴移动机构40驱使翻转机构80做前后方向的移动。而悬臂60沿机架10的前后方向布置，悬臂60的第一端与翻转机构80连接，由翻转机构80驱使悬臂60做上下翻转的运动。悬臂60的第二端与手臂70枢接，且手臂70具有用于抓放工件的抓取结构71，使得手臂70能相对悬臂60转动以达到校正的目的。较优的是，抓取结构71为真空吸嘴结构，但不以此为限。而校正机构50设于悬臂60上，且校正机构50驱使手臂70相对悬臂60校正，因而实现手臂70的五轴运动的目的。更具体地，如下：

如图2至图5所示，上下轴移动机构20还包含丝杆23、丝母24、哈弗夹具25及上下主轴26。丝杆23沿机架10的上下方向装配于机架10上，由上下驱动电机22驱使该丝杆23转动。具体地，为了提高上下驱动电机22驱使丝杆23转动的平稳性及精准性，故上下驱动电机22的输出轴沿机架10的上下方向布置，且上下驱动电机22与丝杆23之间连接有上下中间传动组件27，该上下中间传动组件27包含安装在上下驱动电机22的输出轴上的上下主动轮271、安装在丝杆23上的上下从动轮272及绕设于上下主动轮271及上下从动轮272上的上下传送件273，使得上下驱动电机22能远离地驱使丝杆23做平稳运动的目的；较优的是，上下主动轮271及上下从动轮272为同步带轮，相对应地，上下传送件273为同步带，但不以此举例为限。同时，上下驱动电机22安装在机架10的上端且输出轴呈朝上的布置，而上下从动轮272安装在丝杆23的顶端处，这样设置能平衡上下移动座21的重量。丝母24套设于丝杆23上，由转动的丝杆23带动丝母24沿该丝杆23滑动。丝母24还安装在上下移动座21的第一端(即图2中的上下移动座21的后端)上，哈弗夹具25安装在上下移动座21的第二端(即图2中的上下移动座21的前端)上并抱紧上下主轴26，较优是抱紧上下主轴26的下端处，由上下移动座21通过哈弗夹具25带动上下主轴26做同步的上下移动。上下主轴26沿机架10的上下方向布置，水平摆动机构30安装在上下主轴26的上端上，由上下主轴26带动水平摆动机构30做上下的移动，这样设置能避免现有的因直接驱使上下主轴26转动而使上下主轴26上端处的水平摆动机构30产生径向晃动的缺陷，从而提高了水平摆动机构30摆动的平稳可靠性。更具体地，如图2、图3及图5所示，哈弗夹具25包含连接件251及用于抱紧上下主轴26的哈弗定夹252和哈弗动夹253，哈弗定夹252沿横跨上下主轴26的方向固定在上下移动座21的第二端上，且哈弗定夹252面对上下主轴26的一侧(即图2中上下主轴26的后侧)，哈弗动夹253沿横跨上下主轴26的方向布置且面对上下主轴26的另一侧(即图2中上下主轴26的前侧)。连接件251较优为一螺丝结构以简化其结构，且连接件251穿置于哈弗动夹253和哈弗定夹252并使该哈弗动夹253和哈弗定夹252一起抱紧上下主轴26，从而将上下主轴26可靠地抱紧于上下移动座21上。

如图1至图5所示，水平摆动机构30还包含摆动驱动电机32、摆动减速机33及摆动中间传动组件34。摆动中间传动组件34包含安装在摆动驱动电机32的输出轴上的摆动主动轮341、安装在摆动减速机33的输入轴上的摆动从动轮(图中未示)及绕设于摆动主动轮341及摆动从动轮上的摆动传送件343。较优的是，在本实施例中，摆动主动轮341及摆动从动轮为同步带轮，相对应地，摆动传送件343为同步带，但不以此为限。摆动减速机33的输出轴沿机架10的上下方向布置，摆动架31安装在摆动减速机33的输出轴上，使得摆动驱动电机32通过摆动主动轮341、摆动从动轮及摆动传送件343驱使摆动减速机33转动，从而更平稳可靠地带动摆动架31在水平面内转动的目的。具体地，在本实施例中，摆动减速机33的输出轴是直接与支撑安装板36固定的，而摆动架31再安装在支撑安装板36上，从而使得摆动减速机33与摆动架31的固定更可靠；较优的是，摆动减速机33是通过安装座34安装在上下主轴26的上端之端部内。

如图6至图8所示，前后轴移动机构40包含前后轴主动轮41、前后轴从动轮42、前后轴驱动电机43、前后轴传动带44及前后轴滑动座45。前后轴滑动座45沿机架10的前后方向滑设于摆动架31上；具体地，在本实施例中，摆动架31沿机架10的前后方向设置有前后导轨311，相对应地，前后轴滑动座45设有与前后导轨311配合的前后滑块451，前后滑块451滑动地套设于前后导轨311上，以使得前后轴滑动座45于摆动架31上的前后滑动更平稳可靠；较优的是，前后导轨311位于摆动架31的左右两侧壁处。前后轴驱动电机43安装在摆动架31上，且前后轴驱动电机43的输出轴沿机架10的左右方向布置。前后轴主动轮41和前后轴从动轮42沿机架10的前后方向呈一前一后的布置，且前后轴主动轮41安装在前后轴驱动电机43的输出轴上，前后轴从动轮42枢接于摆动架31上，且前后轴从动轮42的转动中心线与前后轴驱动电机43之输出轴的轴心线相平行，以满足前后轴主动轮41与前后轴从动轮42的传输要求。前后轴传动带44沿机架10的前后方向布置并绕设于前后轴主动轮41和前后轴从动轮42上，前后轴传动带44还与前后轴滑动座45固定连接，翻转机构80是安装在前后轴滑动座45上，使得前后轴驱动电机43通过前后轴主动轮41、前后轴从动轮42及前后轴传动带44远距离地带动前后轴滑动座45做平稳的前后滑动，从而带动翻转机构80跟随前后轴滑动座45一起做前后滑动的目的。较优的是，在本实施例中，为了提高前后轴驱动电机43对前后轴滑动座45的驱动动力，故前后轴移动机构40还包括转动安装轴46、第一中间轮47及第二中间轮48。转动安装轴46枢接于摆动架31上，转动安装轴46与前后轴主动轮41相邻设，转动安装轴46与前后轴驱动电机43的输出轴呈一上一下的布置，较优的是，如图6及图8所示，转动安装轴46位于前后轴驱动电机43的正下方，以确保布置的合理性。转动安装轴46的轴心线与前后轴驱动电机43之输出轴的轴心线相平行。第一中间轮47安装在转动安装轴46的一端处并与前后轴主动轮41相对应，第二中间轮48安装在转动安装轴46的另一端处并与前后轴从动轮42相对应。前后轴传动带44包含第一前后轴传动带441及第二前后轴传动带442，第一前后轴传动带441绕设于前后轴主动轮41及第一中间轮47上，第二前后轴传动带442绕设于第二中间轮48及前后轴从动轮42上，第二前后轴传动带442与前后轴滑动座45固定连接，以使得前后轴驱动电机43通过前后轴主动轮41、第一前后轴传动带441及第一中间轮47的配合，以及第二中间轮48、前后轴从动轮42及第二前后轴传动带442的配合，能更可靠地驱使前后轴滑动座45在摆动架31上的滑动，使得前后轴滑动座45于摆动架31上的滑动更平稳可靠且精准，为提高本实用新型的五轴机械手100的精度创造极好条件。为了便于前后轴从动轴42的装拆及调整，故摆动架31具有供前后轴从动轮42安装的安装块49，安装块49开设有供前后轴从动轮42收容用的收容腔492，收容腔492纵向布置的两侧壁开设有倾斜槽493，倾斜槽493由机架10的下方至上方朝该远离前后轴主动轮41的方向倾斜，前后轴从动轮42的枢转轴置于倾斜槽493内，从而有效地防止跟随前后轴主动轮41一起转动的前后轴从动轮42意外窜出倾斜槽493外，因而前后轴从动轮42的转动更可靠。为了进一步地提高前后轴主动轮41及前后轴从动轮42传动的同步性，故摆动架31上还设置有用于涨紧第二前后轴传动带442的涨紧结构493。可理解的是，在本实施例中，第一中间轮47、第二中间轮48、前后轴主动轮41及前后轴主动轮42均为同步带轮，第一前后轴传动带441及第二前后轴传动带442为同步带，但不以此举例为限。可理解的是，在其它实施例中，可将前后轴驱动电机43直接驱动前后轴主动轮41，则此时的前后轴主动轮41是直接安装在前后轴驱动电机43的输出轴上，相对应地，前后轴传动带44直接地绕设于前后轴主动轮41及前后轴从动轮42上。

如图9及图10所示，翻转机构80包含翻转驱动电机81、翻转轴82、哈弗固定夹83、翻转主动轮84、翻转从动轮85、翻转传送件86及翻转安装座87。翻转安装座87固定在前后轴滑动座45上，翻转轴82沿机架10的前后方向布置并枢接于翻转安装座87上，使翻转轴82能相对翻转安装座87转动。翻转驱动电机81的输出轴与翻转轴82呈间隔开的平行布置。翻转主动轮84与翻转驱动电机81的输出轴连接，较优的是，在本实施例中，翻转驱动电机81与翻转主动轮84之间连接有一翻转减速机88，翻转减速机88安装在翻转安装座87上，而翻转驱动电机81安装在翻转减速机88上，且翻转驱动电机81的输出轴与翻转减速机88的输入轴连接，而翻转主动轮84安装在翻转减速机88的输出轴上。翻转从动轮82安装在翻转轴82的第一端上，翻转传送件86绕设于翻转主动轮84及翻转从动轮85上。哈弗固定夹83固定在翻转轴82的第二端上，悬臂60的第一端被哈弗固定夹83所固定，实现翻转驱动电机81通过翻转减速机88、翻转主动轮84、翻转从动轮85及翻转传送件86带动被哈弗固定夹83所固定的悬臂60做更可靠的上下翻转的目的。为提高翻转轴82于翻转安装座87的支撑强度，故翻转安装座87还安装有沿机架10的前后方向布置的轴承座89，轴承座89内置有轴承891，翻转轴82穿置于轴承891上，且翻转轴82的第一端及第二端各伸出轴承座89；为提高翻转主动轮84及翻转从动轮85的传动同步性，故翻转主动轮84及翻转从动轮85为同步轮，对应地，翻转传送件86为同步带，且翻转从动轮85的轮径为翻转主动轮84的二至四倍，以使翻转轴8获得更大的动力。

如图11至图15所示，悬臂60具有沿该悬臂60纵向布置的纵向腔61，较优的是，悬臂60为方形管或椭圆管结构，在减轻悬臂60的重量下具有足够的强度。而校正机构50包含校正主动轮51、校正从动轮52、校正驱动电机53、校正轴54、校正传动带55及与悬臂60的第二端对接的对接拓展座56。校正主动轮51的轮径小于校正从动轮52的轮径，且校正主动轮51位于悬臂60的第一端处的纵向腔61内。校正驱动电机53设于悬臂60的第一端上，且校正驱动电机53还驱使校正主动轮51转动；较优的是，为使得校正驱动电机53对校正主动轮51输出更大的扭矩，故校正驱动电机53与校正主动轮51之间还设置有一校正减速机57，较优的是，校正减速机57的高度方向布置，而校正驱动电机53沿悬臂60的纵向布置，使得校正减速机57与校正驱动电机53相互垂直；优先的是，校正驱动电机53安装在校正减速机57的侧壁处，而校正减速机57安装在悬臂60的正上方处，且校正减速机57的输入轴与校正驱动电机53的输出轴连接，校正减速机57的输出轴沿悬臂60的高度方向伸入悬臂60的纵向腔61内，而校正主动轮51安装在校正减速机57的输出轴上。

如图15所示，对接拓展座56开设有与纵向腔61对接连通的供校正从动轮52容置的容置腔561，容置腔561的宽度尺寸大于纵向腔61的宽度尺寸。校正从动轮52位于容置腔561内，校正轴54沿悬臂60的高度方向穿置于校正从动轮52内并装配于对接拓展座56上，且校正轴54的一端伸出对接拓展座56外。

如图13所示，校正传动带55位于纵向腔61及容置腔561内，且校正传动带55绕设于校正主动轮51及校正从动轮52上。手臂70安装在校正轴54伸出对接拓展座56的部位处，手臂60通过校正轴54与悬臂60枢接；较优的是，如图15所示，校正轴51的下端伸出对接拓展座56外，从而使得手臂70位于对接拓展座56的下方。其中，校正驱动电机53通过校正减速机57、校正主动轮51、校正从动轮52、校正从动带55及校正轴54带动手臂70相对悬臂70做更平稳运动的目的；又由于校正主动轮51被悬臂60所收容，校正从动轮52被对接拓展座56所收容，以及校正传动带54被悬臂60及对接拓展座56所收容，故有效地防止周围污染物对它们的污染，进一步地提高校正驱动电机53对手臂70的校正效果。再由于容置腔561的宽度尺寸大于纵向腔61的宽度尺寸，以及校正从动轮52的轮径大于校正主动轮51的轮径，故通过增加对接拓展座56的体积下就能容置了校正从动轮52，从而避免悬臂60因要收容校正从动轮52而额外增加悬臂60的体积，故大大地简化了悬臂60的结构及重量，从而更利于悬臂60运动的稳定性。更具体地，对接拓展座56包含对接部56a及拓展部56b，容置腔561形成于拓展部56a内，而拓展部56a的周向轮廓较优优弧结构。纵向腔61还贯穿对接部56a而与容置腔561连通，对接部56a较优为方形管或椭圆管结构，且对接部56a在纵向腔61的贯穿下界定出一对接腔562，对接部56a还装配有位于对接腔562内的第一涨紧轮563和第二涨紧轮564。第一涨紧轮563及第二涨紧轮564沿悬臂60的纵向位于校正主动轮51及校正从动轮52之间，且第一涨紧轮563沿悬臂60的宽度方向抵压校正传动带55的一外侧上，第二涨紧轮564沿悬臂60的宽度方向抵压校正传动带55对应的另一外侧上。校正轴54装配于拓展部56b并伸出该拓展部56b外；较优的是，手臂70是位于对接拓展座56的正下方。

其中，为了进一步地提高校正主动轮51及校正从动轮52的同步精准，如图13及图14所示，第一涨紧轮563是抵压校正传动带55的前方外侧，第二涨紧轮564是抵压校正传动带55的后方外侧，从而使第一涨紧轮563及第二涨紧轮564呈相异方向抵压校正传动带55的两外侧，有效地降低校正主动轮51与校正从动轮52之间的传动间隙，因此使得校正主动轮51与校正从动轮52之间的传动更同步、更平稳及更精准。又如图14所示，第一涨紧轮563沿悬臂60的宽度方向与第二涨紧轮564相正对，提升第一涨紧轮563及第二涨紧轮564对校正传动带55的涨紧效果。较优的是，如图11或图13所示，过校正轴54的轴心线541和校正主动轮51的转动中心线511的平面为第一平面，第一涨紧轮563及第二涨紧轮564是以第一平面呈对称的布置，确保校正传动带55两边所受到的涨紧程度相一致，以进一步提升校正传动带55的涨紧效果。优先地，第一涨紧轮563与第二涨紧轮564之间的间距小于或等于校正主动轮51的轮径，或者，第一涨紧轮563及第二涨紧轮564分别与校正主动轮51在垂直于第一平面的横向平面上的投影呈部分重叠的布置，这样设计的目的是使得对接部56a的尺寸做得与悬臂60的尺寸一样。

结合附图，对本实用新型的五轴机械手的工作原理进行说明：首先，上下轴移动机构20的上下驱动电机22工作，由工作的上下驱动电机22通过上下中间传动组件27带动丝杆23转动，再由转动的丝杆23带动丝母24沿该丝杆23做上下的移动；由于丝母24安装在上下移动座21上，故上下移动的丝母24便带动上下移动座21跟随丝母24做上下的移动；又由于上下主轴26被哈弗夹具25固定在上下移动座21上，故在上下移动座21做上下移动过程中，上下主轴26也跟随上下移动座21做上下的移动，再由上下移动的上下主轴26带动水平摆动机构30、前后轴移动机构40、翻转机构80、校正机构50、悬臂60及手臂70一起做上下方向的移动。接着，水平摆动机构30的摆动驱动电机32工作，由摆动驱动电机32通过摆动减速机33及摆动中间传动组件34带动摆动架31在水平面做左右的摆动，从而由摆动架31带动前后轴移动机构40、翻转机构80、校正机构50、悬臂60及手臂70一起做左右方向的摆动；然后，前后轴移动机构40的前后轴驱动电机43工作，由工作的前后轴驱动电机43通过前后轴主动轮41、第一中间轮47、第一前后轴传动带441、转动安装轴46、第二中间轮48、前后轴从动轮42及第二前后轴传动带442去带动前后轴滑动座45做前后方向的移动，由前后方向移动的前后轴滑动座45带动翻转机构80、悬臂60、校正机构50及手臂70一起做前后的移动；紧接着，翻转机构80的翻转驱动电机81工作，通过翻转减速机88、翻转主动轮84、翻转从动轮85及翻转传送件86带动翻转转82转动，再由转动的翻转轴82通过哈弗固定夹83带动悬臂60、校正机构50及手臂70一起做上下的翻转运动；最后，校正机构50的校正驱动电机53工作，由工作的校正驱动电机53通过校正主动轮51、校正从动轮52及校正传动带55带动校正轴54转动，从而由转动的校正54带动手臂70在水平面内转动而实现该手臂70相对悬臂60的校正，实现手臂70五轴运动的目的。可理解的是，上下驱动电机22、摆动驱动电机32、前后轴驱动电机43、翻转驱动电机81及校正驱动电机53的工作顺序是没有先后，上面为描述方便而进行顺序的限制。

与现有技术相比，由于本实用新型的水平摆动机构30安装在上下移动座21上，由上下驱动电机22在驱使上下移动座21滑动下被带动，且水平摆动机构30具有在水平面内摆动的摆动架31，前后轴移动机构40安装在摆动架31上，由摆动架31带动前后轴移动机构40在水平面内摆动。由于悬臂60沿机架10的前后方向布置且第一端与翻转机构80连接，而翻转机构80与前后轴移动机构40连接，使得悬臂60及翻转机构80被前后轴移动机构40驱使做前后的移动，且悬臂60还被翻转机构80驱使做上下翻转的运动；再由于手臂70与悬臂60的第二端枢接且具有用于抓放工件的抓取结构71，校正机构50设于悬臂60上并驱使手臂70相对悬臂60校正，故使得校正机构50及手臂60在前后轴移动机构40及翻转机构80的驱动下跟随悬臂60做前后移动和上下翻转的同时，手臂70还被校正机构50所校正，所以，手臂70在上下轴移动机构20、水平摆动机构30、前后轴移动机构40、翻转机构80及校正机构50五者相互配合下，实现五轴运动的目的，从而使得手臂70上的抓取结构71对工件的抓放更平稳可靠且精准。同时，借助上下轴移动机构20、水平摆动机构30、前后轴移动机构40、翻转机构80、悬臂60及校正机构50即可实现手臂70的平稳可靠运动，因此，本实用新型的五轴机械手100具有运动平稳、结构简单及精度高的优点。

值得注意者，悬臂60的高度方向指的是图11中的上下方向，悬臂60的宽度方向指的是图11中的前后方向。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种五轴机械手，包括机架、上下轴移动机构、水平摆动机构、前后轴移动机构、校正机构、悬臂、手臂及翻转机构，其特征在于，所述上下轴移动机构包含沿所述机架的上下方向滑设于所述机架上的上下移动座及驱动所述上下移动座滑动的上下驱动电机，所述水平摆动机构安装在所述上下移动座上，且所述水平摆动机构具有在水平面内摆动的摆动架，所述前后轴移动机构安装在所述摆动架上，所述翻转机构与所述前后轴移动机构连接，所述悬臂沿所述机架的前后方向布置，所述悬臂的第一端与所述翻转机构连接，所述悬臂的第二端与所述手臂枢接，所述悬臂在所述翻转机构的驱动下做上下翻转运动，所述手臂具有用于抓放工件的抓取结构，所述校正机构设于所述悬臂上并驱使所述手臂相对所述悬臂校正。

2.如权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于，所述上下轴移动机构还包含丝杆、丝母、哈弗夹具及上下主轴，所述丝杆沿所述机架的上下方向装配于所述机架上，所述上下驱动电机驱使所述丝杆转动，所述丝母套设于所述丝杆上，所述丝母还安装在所述上下移动座的第一端上，所述哈弗夹具安装在所述上下移动座的第二端上并抱紧所述上下主轴，所述上下主轴沿所述机架的上下方向布置，所述水平摆动机构安装在所述上下主轴的上端上。

3.如权利要求2所述的五轴机械手，其特征在于，所述上下驱动电机的输出轴沿所述机架的上下方向布置，且所述上下驱动电机与所述丝杆之间连接有上下中间传动组件，所述上下中间传动组件包含安装在所述上下驱动电机的输出轴上的上下主动轮、安装在所述丝杆上的上下从动轮及绕设于所述上下主动轮及上下从动轮上的上下传送件。

4.如权利要求2所述的五轴机械手，其特征在于，所述水平摆动机构还包含摆动驱动电机、摆动减速机及摆动中间传动组件，所述摆动中间传动组件包含安装在所述摆动驱动电机的输出轴上的摆动主动轮、安装在所述摆动减速机的输入轴上的摆动从动轮及绕设于所述摆动主动轮及摆动从动轮上的摆动传送件，所述摆动减速机的输出轴沿所述机架的上下方向布置，所述摆动架安装在所述摆动减速机的输出轴上。

5.如权利要求2所述的五轴机械手，其特征在于，所述哈弗夹具包含连接件及用于抱紧所述上下主轴的哈弗定夹和哈弗动夹，所述哈弗定夹沿横跨所述上下主轴的方向固定在所述上下移动座的第二端上，且所述哈弗定夹面对所述上下主轴的一侧，所述哈弗动夹沿横跨所述上下主轴的方向布置且面对所述上下主轴的另一侧，所述连接件穿置于所述哈弗动夹和哈弗定夹并使该哈弗动夹和哈弗定夹一起抱紧所述上下主轴。

6.如权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于，所述前后轴移动机构包含前后轴主动轮、前后轴从动轮、前后轴驱动电机、前后轴传动带及前后轴滑动座，所述前后轴滑动座沿所述机架的前后方向滑设于所述摆动架上，所述前后轴驱动电机安装在所述摆动架上，且所述前后轴驱动电机的输出轴沿所述机架的左右方向布置，所述前后轴主动轮和前后轴从动轮沿所述机架的前后方向呈一前一后的布置，所述前后轴主动轮安装在所述前后轴驱动电机的输出轴上，所述前后轴从动轮枢接于所述摆动架上，且所述前后轴从动轮的转动中心线与所述前后轴驱动电机之输出轴的轴心线相平行，所述前后轴传动带沿所述机架的前后方向布置并绕设于所述前后轴主动轮和前后轴从动轮上，所述前后轴传动带还与所述前后轴滑动座固定连接；所述翻转机构包含翻转驱动电机、翻转轴、哈弗固定夹、翻转主动轮、翻转从动轮、翻转传送件及翻转安装座，所述翻转安装座固定在所述前后轴滑动座上，所述翻转轴沿所述机架的前后方向布置并枢接于所述翻转安装座上，所述翻转驱动电机的输出轴与所述翻转轴呈间隔开的平行布置，所述翻转主动轮与所述翻转驱动电机的输出轴连接，所述翻转从动轮安装在所述翻转轴的第一端上，所述翻转传送件绕设于所述翻转主动轮及翻转从动轮上，所述哈弗固定夹固定在所述翻转轴的第二端上，所述悬臂的第一端被所述哈弗固定夹所固定。

7.如权利要求6所述的五轴机械手，其特征在于，所述前后轴移动机构还包括转动安装轴、第一中间轮及第二中间轮，所述转动安装轴枢接于所述摆动架上，所述转动安装轴与所述前后轴主动轮相邻设，所述转动安装轴与所述前后轴驱动电机的输出轴呈一上一下的布置，所述转动安装轴的轴心线与所述前后轴驱动电机之输出轴的轴心线相平行，所述第一中间轮安装在所述转动安装轴的一端处并与所述前后轴主动轮相对应，所述第二中间轮安装在所述转动安装轴的另一端处并与所述前后轴从动轮相对应，所述前后轴传动带包含第一前后轴传动带及第二前后轴传动带，所述第一前后轴传动带绕设于所述前后轴主动轮及第一中间轮上，所述第二前后轴传动带绕设于所述第二中间轮及前后轴从动轮上，所述第二前后轴传动带与所述前后轴滑动座固定连接。

8.如权利要求7所述的五轴机械手，其特征在于，所述摆动架具有供所述前后轴从动轮安装的安装块，所述安装块开设有供所述前后轴从动轮收容用的收容腔，所述收容腔纵向布置的两侧壁开设有倾斜槽，所述倾斜槽由所述机架的下方至上方朝该远离所述前后轴主动轮的方向倾斜，所述前后轴从动轮的枢转轴置于所述倾斜槽内。

9.如权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于，所述悬臂具有沿该悬臂纵向布置的纵向腔，所述校正机构包含校正主动轮、校正从动轮、校正驱动电机、校正轴、校正传动带及与所述悬臂的第二端对接的对接拓展座，所述校正主动轮的轮径小于所述校正从动轮的轮径，且所述校正主动轮位于所述悬臂的第一端处的纵向腔内，所述校正驱动电机设于所述悬臂的第一端上并驱使所述校正主动轮转动，所述对接拓展座开设有与所述纵向腔对接连通的供所述校正从动轮容置的容置腔，所述容置腔的宽度尺寸大于所述纵向腔的宽度尺寸，所述校正从动轮位于所述容置腔内，所述校正轴沿所述悬臂的高度方向穿置于所述校正从动轮内并装配于所述对接拓展座上，且所述校正轴的一端伸出所述对接拓展座外，所述校正传动带位于所述纵向腔及容置腔内，且所述校正传动带绕设于所述校正主动轮及校正从动轮上，所述手臂安装在所述校正轴伸出所述对接拓展座的部位处，所述手臂通过所述校正轴与所述悬臂枢接。

10.如权利要求9所述的五轴机械手，其特征在于，所述对接拓展座包含对接部及拓展部，所述容置腔形成于所述拓展部内，所述纵向腔还贯穿所述对接部而与所述容置腔连通，所述对接部在所述纵向腔的贯穿下界定出一对接腔，所述对接部还装配有位于所述对接腔内的第一涨紧轮和第二涨紧轮，所述第一涨紧轮及第二涨紧轮沿所述悬臂的纵向位于所述校正主动轮及校正从动轮之间，且所述第一涨紧轮沿所述悬臂的宽度方向抵压所述校正传动带的一外侧上，所述第二涨紧轮沿所述悬臂的宽度方向抵压所述校正传动带对应的另一外侧上，所述校正轴装配于所述拓展部并伸出该拓展部外。