CN211940941U - 机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械手，包括R轴组件和Z轴组件，R轴组件包括末端工件、转轴、两个支撑座和第一驱动装置，转轴的两端分别可转动设于两支撑座上，末端工件固定设于转轴的一端，第一驱动装置的输出端与转轴的另一端连接；Z轴组件包括型材、机座、主动同步轮、两个导向轮、同步带和第二驱动装置，型材的两端分别固定于两支撑座上，型材与基座沿型材的长轴方向可活动连接，主动同步轮和两导向轮均可转动安装于基座上，两导向轮分设于主动同步轮两侧，同步带依次穿绕过三者，且沿型材的长轴方向设置，同步带与主动同步轮啮合，第二驱动装置的输出端与主动同步轮连接。本实用新型机械手，可实现Z轴移动和R轴转动的功能，工作效率高，体积小。

Description

机械手

技术领域

本实用新型涉及自动化生产，尤其是涉及一种机械手。

背景技术

现有的机械手，广泛应用于点胶、滴塑、喷涂、码垛、分拣、包装、焊接、金属加工、搬运、上下料、装配、印刷等常见的工业生产中，实现工业生产的自动化生产，提高生产效率。但目前的机械手的末端工具件通常由单个或2～3个依次连接并相互垂直的线形模组驱动，通过单个或多个线形模组之间的相互移动配合，对应实现末端工具件的某一方向、二维空间或三维空间内的移动；而除此之外，在实际工业生产中的很多情况下，往往还需要实现沿某一方向的偏转，而这往往需要额外的R轴机械手配合操作，操作繁琐，工作效率低；目前也有机械手具有Z轴移动和R轴转动的功能，但通常这两部分结构分开设置，导致整体结构比较臃肿，体积庞大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种机械手，能够实现Z轴移动和R轴转动的功能，工作效率高，体积小。

第一方面，本实用新型的一个实施例提供了一种机械手，包括：

R轴组件，包括末端工件、转轴、第一支撑座、第二支撑座和第一驱动装置，所述转轴的两端分别可转动穿设于所述第一支撑座和所述第二支撑座上；所述末端工件固定连接于所述转轴的一端；所述第一驱动装置的输出端与所述转轴的另一端连接，用于驱动所述转轴转动，进而带动所述末端工件转动；

Z轴组件，包括型材、基座、主动同步轮、第一导向轮、第二导向轮、同步带和第二驱动装置；所述型材的两端分别与所述第一支撑座和所述第二支撑座固定连接；所述型材与所述基座沿所述型材的长轴方向可活动连接；所述主动同步轮、所述第一导向轮、所述第二导向轮均可转动安装于所述基座上，所述第一导向轮和所述第二导向轮分设于所述主动同步轮的两侧；所述同步带沿所述型材的长轴方向设置，且依次穿绕过所述第一导向轮、所述主动同步轮和所述第二导向轮，所述同步带与所述主动同步轮啮合；所述第二驱动装置的输出端与所述主动同步轮连接，用于驱动所述主动同步轮转动，以带动所述Z轴组件沿所述型材的长轴方向运动。

本实用新型实施例的机械手至少具有如下有益效果：该机械手将R轴组件集成在Z轴组件上，极大压缩了机械手的体积，其兼具Z轴移动和R轴转动的功能，操作简单，可提高工作效率。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述同步带的两端固定于所述型材上；或者，所述同步带的两端分别固定于所述第一支撑座和所述第二支撑座上。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述型材上沿长轴方向开设有同步槽，所述同步带嵌于所述同步槽内。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述型材上沿长轴方向设有两个导向杆，两个所述导向杆分设于所述同步槽的两侧边，且与所述同步槽平行；所述基座上设有与两个所述导向杆适配的第一滑槽；所述型材与所述基座通过所述导向杆和所述第一滑槽配合沿所述型材的长轴方向可活动连接。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述基座包括滑动架和固定设于所述滑动架上的支撑架；所述第一滑槽设于所述滑动架上，所述滑动架与所述型材通过所述第一滑槽与所述导向杆配合沿所述型材的长轴方向可活动连接；所述主动同步轮、所述第一导向轮和所述第二导向轮均可转动设于所述支撑架上。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述支撑架上设有调节卡槽，所述调节卡槽沿所述型材的长轴方向设置；所述第一导向轮通过滚动轴承和从动轴架设于所述支撑架上，所述从动轴的两端卡设于所述调节卡槽中，且可沿调节卡槽的设置方向调节运动，以调节所述同步带的松紧。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述型材上具有安装通孔，所述转轴穿设于所述安装通孔内，且两端可转动穿设于所述第一支撑座和所述第二支撑座上。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述主动同步轮距所述型材的距离大于或等于所述第一导向轮和第二导向轮距所述型材的距离；所述同步带依次绕设于所述第一导向轮上靠近所述型材的一侧、所述主动同步轮上背离所述型材的一侧和所述第二导向轮上靠近所述型材的一侧。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，还包括安装部，所述安装部与所述基座固定连接，用于将所述机械手固定安装于待配合机组上。

根据本实用新型的另一些实施例的机械手，所述型材上沿长轴方向设有直线滑轨，所述安装部设有与所述直线滑轨配合的第二滑槽；所述安装部与所述型材通过所述直线滑轨和所述第二滑槽配合滑动连接。

附图说明

图1是本实用新型一实施例机械手一视角的结构示意图；

图2是图1所示机械手另一视角的结构示意图；

图3是图1所示机械手中R轴组件的结构示意图；

图4是图1所示机械手中Z轴组件的内部结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

请参照图1至图4，本实施例机械手包括R轴组件10和Z轴组件20。

其中，R轴组件10包括末端工件11、转轴12、第一支撑座13、第二支撑座14和第一驱动装置15，转轴11的两端分别可转动穿设于第一支撑座13和第二支撑座14上；末端工件11固定连接于转轴12的一端；第一驱动装置15的输出端与转轴12的另一端连接，用于驱动转轴12转动，进而带动末端工件11转动。

Z轴组件20包括型材21、基座22、主动同步轮23、第一导向轮24、第二导向轮25、同步带26和第二驱动装置27。型材21的两端分别与第一支撑座13和第二支撑座14固定连接；型材21与基座22沿型材21的长轴方向可活动连接；主动同步轮23、第一导向轮24、第二导向轮25均可转动安装于基座22上，第一导向轮24和第二导向轮25分设于主动同步轮23的两侧；同步带26沿型材21的长轴方向设置，且依次穿绕过第一导向轮24、主动同步轮23和第二导向轮25，同步带26与主动同步轮23啮合；第二驱动装置27的输出端与主动同步轮23连接，用于驱动主动同步轮23转动，以带动Z轴组件20沿型材21的长轴方向运动。

为了减小整体结构的体积，在本实施例中，在型材21上设有安装通孔211，R轴组件10中的转轴12穿设于安装通孔211内，且两端可转动穿设于第一支撑座13和第二支撑座14上；具体可将安装通孔211沿型材21的长轴方向设于型材21的中轴处。

在本实施例中，同步带26的两端分别固定于第一支撑座13和第二支撑座14上。在其他实施例中，也可将同步带26的两端固定于型材21上。型材21上沿其长轴方向开设有同步槽212，同步带26嵌于同步槽212内，从而可防止同步带26窜动，提高结构的稳定性，并且可缩小体积。

另外，在本实施例中，型材21上沿长轴方向设于两个导向杆213，两个导向杆213分设于同步槽212的两侧边，且与同步槽212平行；基座22上设有与两个导向杆213适配的第一滑槽221；基座22和型材21通过第一滑槽221与导向杆213配合沿型材21的长轴方向可活动连接。具体地，基座22包括滑动架222和固定设于滑动架222上的支撑架223，第一滑槽221设于滑动架222上，滑动架222与型材21通过第一滑槽221与导向杆213配合沿型材21的长轴方向可活动连接；主动同步轮23、第一导向轮24和第二导向轮25均可转动设于支撑架223上。当然，在其他实施例中，设计为其他结构的型材21与基座22，以使两者配合沿型材21的长轴方向可活动连接。

支撑架223上设有调节卡槽224，调节卡槽224沿型材21的长轴方向设置，第一导向轮24通过滚动轴承和从动轴架设于支撑架223上，从动轴的两端卡设于调节卡槽224中，且可沿调节卡槽224的设置方向调节运动，以调节同步带26的松紧。在本实施例中，第二导向轮25的设置方式与第一导向轮24类似，不同之处在于，其中的从动轴的两端固定架设于支撑架223上。主动同步轮23通过转动轴和设于转动轴上、位于主动同步轮23两侧的滚动轴承与支撑架223可转动连接。当然，在其他实施例中，第一导向轮24、第二导向轮25和主动同步轮23也可通过其他方式可转动安装于支撑架223上。一般而言，第一导向轮24和第二导向轮25的从动轴，以及主动同步轮23的传动轴垂直于型材21的长轴方向。具体可将第一导向轮24和第二导向轮25靠近型材21上的同步槽212设置，主动同步轮23设于第一导向轮24和第二导向轮25背离型材21的一侧，或三者平行设置，使主动同步轮23距型材21的距离大于或等于第一导向轮24和第二导向轮25距型材21的距离；同步带26依次绕设于第一导向轮24上靠近型材21的一侧、主动同步轮23上背离型材21的一侧和第二导向轮25上靠近型材21的一侧；从而可通过第一导向轮24和第二导向轮25将同步带26向同步槽212内引导，减小同步带26扩展所占用空间，从而减小结构体积。当然，在其他实施例中，同步带26也可按其他方式绕设。

R轴组件10中的第一驱动装置15和Z轴组件20中的第二驱动装置27可为电机，具体可采用进步电机或伺服电机等。

另外，在本实施例中，机械手还包括安装部30，安装部30与Z轴组件20中的基座22固定连接，用于将机械手固定安装于待配合机组上。并且在型材21上沿长轴方向设有直线滑轨214，安装部30上设有与直线滑轨214配合的第二滑槽31，安装部30和型材21通过直线滑轨214和第二滑槽31滑动连接。通过直线滑轨214与第二滑槽31的设置，可提高Z轴组件20沿Z轴防方向(即型材21的长轴方向)移动的稳定性。当然，在其他实施例中，也可不设置以上直线滑轨214和第二滑槽31，甚至可以不设至安装部30。

本实施例机械手在工作时，可通过Z轴组件20中的第二驱动装置27驱动主动同步轮23转动，而后在与同步带26的啮合作用，以及第一导向轮24和第二导向轮25的辅助导向作用下，沿型材21的长轴方向运动以实行Z轴方向的移动；当移动至预定位置后，可通过R轴组件10中的第一驱动装置15驱动转轴12转动，进而带动末端工件11转动，以实现可R轴方向的转动；由上，本实施例机械手将R轴组件10集成在Z轴组件20上，极大地压缩了机械手的体积，且其兼具Z轴移动和R轴转动的功能，操作简单，可提高工作效率。除此之外，还可将以上机械手与其他线性模组(包括X轴模组和/或Y轴模组)配合，以实现其他方向的移动。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种机械手，其特征在于，包括：

R轴组件，包括末端工件、转轴、第一支撑座、第二支撑座和第一驱动装置，所述转轴的两端分别可转动穿设于所述第一支撑座和所述第二支撑座上；所述末端工件固定连接于所述转轴的一端；所述第一驱动装置的输出端与所述转轴的另一端连接，用于驱动所述转轴转动，进而带动所述末端工件转动；

Z轴组件，包括型材、基座、主动同步轮、第一导向轮、第二导向轮、同步带和第二驱动装置；所述型材的两端分别与所述第一支撑座和所述第二支撑座固定连接；所述型材与所述基座沿所述型材的长轴方向可活动连接；所述主动同步轮、所述第一导向轮、所述第二导向轮均可转动安装于所述基座上，所述第一导向轮和所述第二导向轮分设于所述主动同步轮的两侧；所述同步带沿所述型材的长轴方向设置，且依次穿绕过所述第一导向轮、所述主动同步轮和所述第二导向轮，所述同步带与所述主动同步轮啮合；所述第二驱动装置的输出端与所述主动同步轮连接，用于驱动所述主动同步轮转动，以带动所述Z轴组件沿所述型材的长轴方向运动。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述同步带的两端固定于所述型材上；或者，所述同步带的两端分别固定于所述第一支撑座和所述第二支撑座上。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述型材上沿其长轴方向开设有同步槽，所述同步带嵌于所述同步槽内。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述型材上沿长轴方向设有两个导向杆，两个所述导向杆分设于所述同步槽的两侧边，且与所述同步槽平行；所述基座上设有与两个所述导向杆适配的第一滑槽；所述型材与所述基座通过所述导向杆和所述第一滑槽配合沿所述型材的长轴方向可活动连接。

5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述基座包括滑动架和固定设于所述滑动架上的支撑架；所述第一滑槽设于所述滑动架上，所述滑动架与所述型材通过所述第一滑槽与所述导向杆配合沿所述型材的长轴方向可活动连接；所述主动同步轮、所述第一导向轮和所述第二导向轮均可转动设于所述支撑架上。

6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述支撑架上设有调节卡槽，所述调节卡槽沿所述型材的长轴方向设置；所述第一导向轮通过滚动轴承和从动轴架设于所述支撑架上，所述从动轴的两端卡设于所述调节卡槽中，且可沿调节卡槽的设置方向调节运动，以调节所述同步带的松紧。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述型材上具有安装通孔，所述转轴穿设于所述安装通孔内，且两端可转动穿设于所述第一支撑座和所述第二支撑座上。

8.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述主动同步轮距所述型材的距离大于或等于所述第一导向轮和第二导向轮距所述型材的距离；所述同步带依次绕设于所述第一导向轮上靠近所述型材的一侧、所述主动同步轮上背离所述型材的一侧和所述第二导向轮上靠近所述型材的一侧。

9.根据权利要求1至8任一项所述的机械手，其特征在于，还包括安装部，所述安装部与所述基座固定连接，用于将所述机械手固定安装于待配合机组上。

10.根据权利要求9所述的机械手，其特征在于，所述型材上沿长轴方向设有直线滑轨，所述安装部设有与所述直线滑轨配合的第二滑槽；所述安装部与所述型材通过所述直线滑轨和所述第二滑槽配合滑动连接。

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