CN205852800U - 一种三自由度机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三自由度机械手，其特征在于：由底座、水平移动模块、垂直移动模块和转动模块构成，所述的水平移动模块安装在底座上，所述的垂直移动模块垂直安装在水平移动模块的第一丝杆螺母连接板上，所述的转动模块安装在垂直移动模块的第二丝杆螺母连接板上。本实用新型设计两个移动模块，使得工件在搬运过程中能做平移和上下移动；设计转动模块，可调整工件在搬运过程中的摆放方向，最终实现机械手三自由度的传输和搬运；设计在两个移动模块上设计了导轨和滑块，实现导轨和滑块的导向作用，提高移动的稳定性；两级同步带减速设计，提升了减速装置的减速比，使得该装置能够承受更大负载的工件。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化生产领域，尤其是一种三自由度机械手，属于技术领域。
背景技术
随着机械制造加工的普及，对于生产过程中的效率和产品的质量要求也越来越高，但很多产品的机械加工过程中，工件的抓取、输送和摆放还需要大量的人工来完成，自动化程度低，既有的生产领域也出现了许多四轴和六轴机器人，但在某些特定的领域，至需要控制工件的平移和上下以及工件的摆放方向，本实用新型设计一种三自由度机械手装置，控制工件搬运过程中两个移动自由度和一个转动自由度，调整工件的平移和上下位置以及摆放方向。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种传动平稳、精度高、承载力大的三自由度机械手。
本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种三自由度机械手，其特征在于：由底座、水平移动模块、垂直移动模块和转动模块构成，所述的水平移动模块安装在底座上，所述的垂直移动模块垂直安装在水平移动模块的第一丝杆螺母连接板上，所述的转动模块安装在垂直移动模块的第二丝杆螺母连接板上。
作为一种优选方案，所述的水平移动模块包含第一伺服电机、第一联轴器、第一轴承座、第一导轨、第一丝杆、第一滑块、第一丝杆螺母和第一丝杆螺母连接板，沿工件水平移动方向安装第一丝杆和第一丝杆螺母，第一丝杆两端安装在第一轴承座上，第一伺服电机通过第一联轴器与第一丝杆相连。
作为一种优选方案，所述的垂直移动模块包含导轨安装座、第二伺服电机、第二联轴器、第二轴承座、第二丝杆、第二丝杆螺母、第二滑块、第二导轨和第二丝杆螺母连接板，沿垂直方向安装第二丝杆和第二丝杆螺母，第二丝杆两端安装在第二轴承座上，第二伺服电机通过第二联轴器与第二丝杆相连。
作为一种优选方案，所述的转动模块包含第一同步轮、第一同步带、第二同步轮、第三同步轮、第二同步带、第四同步轮、第三伺服电机、第三轴承座、中间旋转轴、末端旋转轴和气动手指，第三伺服电机带动第一同步轮，通过第一同步带传输带动中间旋转轴上的第二同步轮，中间旋转轴上的第三同步轮通过第二同步带带动末端旋转轴上的第四同步轮，末端旋转轴连接气动手指。
本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：
1、本实用新型设计两个移动模块，使得工件在搬运过程中能做平移和上下移动；设计转动模块，可调整工件在搬运过程中的摆放方向，最终实现机械手三自由度的传输和搬运；
2、本实用新型设计在两个移动模块上设计了导轨和滑块，实现导轨和滑块的导向作用，提高移动的稳定性；
3、本实用新型两级同步带减速设计，提升了减速装置的减速比，使得该装置能够承受更大负载的工件。
附图说明
图1、图2、图3为本实用新型的立体结构示意图。
图4为本实用新型的左视图。
图5为本实用新型转动模块的俯视图。
图6为本实用新型的主视图。
其中，10－底座,20－水平移动模块，21－第一伺服电机，22－第一联轴器，23－第一轴承座，24－第一导轨，25－第一丝杆，26－第一滑块，27－第一丝杆螺母，28－第一丝杆螺母连接板，30－垂直移动模块，31－导轨安装座，32－第二伺服电机，33－第二联轴器，34－第二轴承座，35－第二丝杆，36－第二丝杆螺母，37－第二滑块，38－第二导轨，39－第二丝杆螺母连接板，40－转动模块，401－第一同步轮，402－第一同步带，403－第二同步轮，404－第三同步轮，405－第二同步带，406－第四同步轮，407－第三伺服电机，408－第三轴承座，409－中间旋转轴，410－末端旋转轴，411－气动手指。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对一种三自由度机械手进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：
如图1至图6所示，本实施例的一种三自由度机械手，其特征在于：由底座10、水平移动模块20、垂直移动模块30和转动模块40构成，所述的水平移动模块20安装在底座10上，所述的垂直移动模块30垂直安装在水平移动模块20的第一丝杆螺母连接板28上，水平移动模块20的第一伺服电机21和第一丝杆25带动整个垂直移动模块30平移。所述的转动模块40安装在垂直移动模块30的第二丝杆螺母连接板39上，垂直移动模块30的第二伺服电机32和第二丝杆35带动整个转动模块40上下移动。两个移动模块运动控制工件的两个移动自由度，使得工件在搬运过程中能做平移和上下移动；转动模块40控制工件抓手绕垂直方向的旋转自由度，可调整工件在搬运过程中的摆放方向。
如图2至图4所示，所述的水平移动模块20包含第一伺服电机21、第一联轴器22、第一轴承座23、第一导轨24、第一丝杆25、第一滑块26、第一丝杆螺母27和第一丝杆螺母连接板28，沿工件水平移动方向安装第一丝杆25和第一丝杆螺母27，第一丝杆25两端安装在第一轴承座23上，第一轴承座23支撑第一丝杆25的旋转，第一伺服电机21通过第一联轴器22与第一丝杆25相连，并带动第一丝杆25旋转，通过第一丝杆25副带动第一丝杆螺母27移动，第一丝杆螺母27上的第一丝杆螺母连接板28在第一导轨24和第一滑块26的导向作用下，在水平方向上平稳移动。
如图4、图5所示，所述的垂直移动模块30包含导轨安装座31、第二伺服电机32、第二联轴器33、第二轴承座34、第二丝杆35、第二丝杆螺母36、第二滑块37、第二导轨38和第二丝杆螺母连接板39，沿垂直方向安装第二丝杆35和第二丝杆螺母36，第二丝杆35两端安装在第二轴承座34上，第二轴承座34支撑第二丝杆35旋转，第二伺服电机32通过第二联轴器33与第二丝杆35相连，并带动第二丝杆35旋转。通过第二丝杆35副带动第二丝杆螺母36移动，第二丝杆螺母36上的第二丝杆螺母连接板39在第二导轨38和第二滑块37的导向作用下，上下移动。
如图6所示，所述的转动模块40包含第一同步轮401、第一同步带402、第二同步轮403、第三同步轮404、第二同步带405、第四同步轮406、第三伺服电机407、第三轴承座408、中间旋转轴409、末端旋转轴410和气动手指411，第三伺服电机407带动第一同步轮401旋转，通过第一同步带402传输带动中间旋转轴409上的第二同步轮403转动，实现第一级减速。中间旋转轴409上的第三同步轮404通过第二同步带405带动末端旋转轴410上的第四同步轮406，实现第二级减速。末端旋转轴410连接气动手指411，气动手指411用于夹持和抓取工件。经由两级同步带减速，提升了减速装置的减速比，使得该装置能够承受更大负载的工件，转动模块40的末端可以更换气动手指411等夹持装置，适用于不同类型的工件，可换性强。
本实用新型控制两个移动自由度和一个转动自由度，水平移动模块20可控制工件按设定的水平方向做平移运动，垂直移动模块30能控制工件的上下位置，转动模块40可以调整工件的摆放方向，传动平稳。
以上所述，仅为本实用新型专利优选的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。
Claims (4)
1.一种三自由度机械手，其特征在于：由底座（10）、水平移动模块（20）、垂直移动模块（30）和转动模块（40）构成，所述的水平移动模块（20）安装在底座（10）上，所述的垂直移动模块（30）垂直安装在水平移动模块（20）的第一丝杆螺母连接板（28）上，所述的转动模块（40）安装在垂直移动模块（30）的第二丝杆螺母连接板（39）上。
2.根据权利要求1所述的一种三自由度机械手，其特征在于：所述的水平移动模块（20）包含第一伺服电机（21）、第一联轴器（22）、第一轴承座（23）、第一导轨（24）、第一丝杆（25）、第一滑块（26）、第一丝杆螺母（27）和第一丝杆螺母连接板（28），沿工件水平移动方向安装第一丝杆（25）和第一丝杆螺母（27），第一丝杆（25）两端安装在第一轴承座（23）上，第一伺服电机（21）通过第一联轴器（22）与第一丝杆（25）相连。
3.根据权利要求1所述的一种三自由度机械手，其特征在于：所述的垂直移动模块（30）包含导轨安装座（31）、第二伺服电机（32）、第二联轴器（33）、第二轴承座（34）、第二丝杆（35）、第二丝杆螺母（36）、第二滑块（37）、第二导轨（38）和第二丝杆螺母连接板（39），沿垂直方向安装第二丝杆（35）和第二丝杆螺母（36），第二丝杆（35）两端安装在第二轴承座（34）上，第二伺服电机（32）通过第二联轴器（33）与第二丝杆（35）相连。
4.根据权利要求1所述的一种三自由度机械手，其特征在于：所述的转动模块（40）包含第一同步轮（401）、第一同步带（402）、第二同步轮（403）、第三同步轮（404）、第二同步带（405）、第四同步轮（406）、第三伺服电机（407）、第三轴承座（408）、中间旋转轴（409）、末端旋转轴（410）和气动手指（411），第三伺服电机（407）带动第一同步轮（401），通过第一同步带（402）传输带动中间旋转轴（409）上的第二同步轮（403），中间旋转轴（409）上的第三同步轮（404）通过第二同步带（405）带动末端旋转轴（410）上的第四同步轮（406），末端旋转轴（410）连接气动手指（411）。
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2016
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