CN212044730U - 五轴机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了五轴机械手，机架立柱的顶部侧壁上分别固定有与之垂直布置的水平臂，所述水平臂的底端固定安装有横板，所述横板的底端固定安装有实现横向移动的X轴平移模组，所述X轴平移模组上配合安装有横移滑座，所述横移滑座的底部固定安装有提供沿Z轴摆动的Z轴摆动机构，所述Z轴摆动机构的输出端安装有摆动箱体，所述摆动箱体的内部安装有Z轴升降装置，所述Z轴升降装置与升降板配合相连，并驱动其升降；所述升降板的外端面固定安装有Z轴旋转装置，所述Z轴旋转装置的输出端安装有用于对产品进行抓取的夹爪装置。此机械手采用旋转自由和直线自由度相结合的多自由度组合布置方式，进而大大的减小了其安装空间。

Description

五轴机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，具体涉及五轴机械手。

背景技术

在产品的自动化加工过程中，需要对产品进行夹取，并实现其远距离的搬运放置操作，但是由于现有的直线型机械手虽然能够实现物料的搬运和放置，但是其所占用的安装空间较大，无法适应整个狭小的安装需求，而且其也无法适用于密集度高的使用场合，因此，需要设计一种多自由的机械手替代传统的直线型机械手。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供五轴机械手，此机械手采用旋转自由和直线自由度相结合的多自由度组合布置方式，进而大大的减小了其安装空间，同时其采用多个夹指结构，能够实现夹指的自由切换，能够很好的适应高密集度的使用场合。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：五轴机械手，它包括平行布置的机架立柱，所述机架立柱的顶部侧壁上分别固定有与之垂直布置的水平臂，所述水平臂的底端固定安装有横板，所述横板的底端固定安装有实现横向移动的X轴平移模组，所述X轴平移模组上配合安装有横移滑座，所述横移滑座的底部固定安装有提供沿Z轴摆动的Z轴摆动机构，所述Z轴摆动机构的输出端安装有摆动箱体，所述摆动箱体的内部安装有Z轴升降装置，所述Z轴升降装置与升降板配合相连，并驱动其升降；所述升降板的外端面固定安装有Z轴旋转装置，所述Z轴旋转装置的输出端安装有用于对产品进行抓取的夹爪装置。

所述机架立柱的底部固定安装有底板，所述底板上加工有多个螺栓通孔，所述螺栓通孔上贯穿安装有螺栓，并将整个底板固定在工作台的顶部。

所述机架立柱的顶部通过横梁固定相连；所述横板通过中间连接板与水平臂的底部端面固定相连。

所述X轴平移模组包括横移驱动电机，所述横移驱动电机的输出轴通过同步带轮传动机构与滚珠丝杆机构配合相连，所述滚珠丝杆机构的螺母套与横移滑座固定相连，所述横移滑座上连接有横移拖链。

所述Z轴摆动机构包括与横移滑座固定相连的转动电机安装座，所述转动电机安装座上固定安装有第一摆动电机，所述第一摆动电机的输出轴通过第一转动盘与Z轴升降装置的摆动箱体相连，并驱动其转动。

所述Z轴升降装置固定在摆动箱体内部的升降电机，所述升降电机的输出轴安装有主动齿轮，所述主动齿轮与固定在升降板侧壁上的升降齿条啮合传动，所述升降板的侧壁上平行安装有竖直滑轨，所述竖直滑轨与升降齿条相平行布置，所述竖直滑轨与固定在摆动箱体上的滑块构成滑动配合，所述升降板上安装有升降拖链。

所述Z轴旋转装置包括固定在升降板上的旋转电机安装座，所述旋转电机安装座上固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴安装有第二转动盘，所述第二转动盘与夹爪装置相连。

所述夹爪装置包括固定在Z轴旋转装置的第二转动盘上的旋转气缸安装座，所述旋转气缸安装座上固定安装有旋转气缸，所述旋转气缸的旋转主轴上安装有三角形夹爪安装块，所述三角形夹爪安装块的另外两个侧壁上分别固定安装有第一夹爪气缸和第二夹爪气缸，所述第一夹爪气缸和第二夹爪气缸的末端安装有夹指机构。

所述旋转气缸上固定安装有气管安装板。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过采用上述结构的机械手，其采用多自由度结构能够实现夹爪装置的多自由动作，进而大大的减小了其安装空间，同时其采用多个夹指结构，能够实现夹指的自由切换，能够很好的适应高密集度的使用场合。

2、通过上述的X轴平移模组能够实现横移滑座的横向移动。

3、通过上述的Z轴摆动机构能够用于驱动摆动箱体的摆动。

4、通过上述结构的Z轴升降装置能够实现升降动作。

5、通过上述的Z轴旋转装置能够实现转动作业。

6、通过上述的夹爪装置能够实现夹紧动作，而且能够方便的实现第一夹爪气缸和第二夹爪气缸的旋转切换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的第一视角三维图。

图2为本实用新型的第二视角三维图。

图3为本实用新型的第三视角三维图。

图4为本实用新型的Z轴旋转装置和夹爪装置的局部放大图。

图中：底板1、机架立柱2、同步带轮传动机构3、横移驱动电机4、水平臂5、横梁6、中间连接板7、横板8、X轴平移模组9、横移滑座10、转动电机安装座11、第一摆动电机12、第一转动盘13、旋转电机14、升降板15、旋转电机安装座16、第二转动盘17、气管安装板18、旋转气缸19、旋转气缸安装座20、三角形夹爪安装块21、第一夹爪气缸22、第二夹爪气缸23、夹指机构24、摆动箱体25、升降拖链26、横移拖链27、升降齿条28、竖直滑轨29、升降电机30、主动齿轮31、滑块32。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

参见图1-4，五轴机械手，它包括平行布置的机架立柱2，所述机架立柱2的顶部侧壁上分别固定有与之垂直布置的水平臂5，所述水平臂5的底端固定安装有横板8，所述横板8的底端固定安装有实现横向移动的X轴平移模组9，所述X轴平移模组9上配合安装有横移滑座10，所述横移滑座10的底部固定安装有提供沿Z轴摆动的Z轴摆动机构，所述Z轴摆动机构的输出端安装有摆动箱体25，所述摆动箱体25的内部安装有Z轴升降装置，所述Z轴升降装置与升降板15配合相连，并驱动其升降；所述升降板15的外端面固定安装有Z轴旋转装置，所述Z轴旋转装置的输出端安装有用于对产品进行抓取的夹爪装置。通过采用上述结构的机械手，其采用多自由度结构能够实现夹爪装置的多自由动作，进而大大的减小了其安装空间，同时其采用多个夹指结构，能够实现夹指的自由切换，能够很好的适应高密集度的使用场合。

进一步的，所述机架立柱2的底部固定安装有底板1，所述底板1上加工有多个螺栓通孔，所述螺栓通孔上贯穿安装有螺栓，并将整个底板1固定在工作台的顶部。通过采用上述结构的底板1能够用于对整个机架立柱2进行固定和支撑。

进一步的，所述机架立柱2的顶部通过横梁6固定相连；所述横板8通过中间连接板7与水平臂5的底部端面固定相连。通过上述的横梁6能够增强机架立柱2的结构强度。

进一步的，所述X轴平移模组9包括横移驱动电机4，所述横移驱动电机4的输出轴通过同步带轮传动机构3与滚珠丝杆机构配合相连，所述滚珠丝杆机构的螺母套与横移滑座10固定相连，所述横移滑座10上连接有横移拖链27。通过上述的X轴平移模组9能够实现横移滑座10的横向移动，工作过程中，通过横移驱动电机4驱动同步带轮传动机构3，通过同步带轮传动机构3能够带动滚珠丝杆机构，进而通过滚珠丝杆机构带动横移滑座10滑动。

进一步的，所述Z轴摆动机构包括与横移滑座10固定相连的转动电机安装座11，所述转动电机安装座11上固定安装有第一摆动电机12，所述第一摆动电机12的输出轴通过第一转动盘13与Z轴升降装置的摆动箱体25相连，并驱动其转动。通过上述的Z轴摆动机构能够用于驱动摆动箱体25的摆动。工作过程中，通过第一摆动电机12驱动第一转动盘13，进而通过第一转动盘13驱动摆动箱体25摆动。

进一步的，所述Z轴升降装置固定在摆动箱体25内部的升降电机30，所述升降电机30的输出轴安装有主动齿轮31，所述主动齿轮31与固定在升降板15侧壁上的升降齿条28啮合传动，所述升降板15的侧壁上平行安装有竖直滑轨29，所述竖直滑轨29与升降齿条28相平行布置，所述竖直滑轨29与固定在摆动箱体25上的滑块32构成滑动配合，所述升降板15上安装有升降拖链26。通过上述结构的Z轴升降装置能够实现升降动作。工作过程中，通过升降电机30能够驱动主动齿轮31，通过主动齿轮31能够与升降齿条28啮合传动，进而通过升降齿条28实现升降板15实现升降。

进一步的，所述Z轴旋转装置包括固定在升降板15上的旋转电机安装座16，所述旋转电机安装座16上固定安装有旋转电机14，所述旋转电机14的输出轴安装有第二转动盘17，所述第二转动盘17与夹爪装置相连。通过上述的Z轴旋转装置能够实现转动作业。工作过程中，通过旋转电机14驱动第二转动盘17，进而通过第二转动盘17驱动整个夹爪装置转动。

进一步的，所述夹爪装置包括固定在Z轴旋转装置的第二转动盘17上的旋转气缸安装座20，所述旋转气缸安装座20上固定安装有旋转气缸19，所述旋转气缸19的旋转主轴上安装有三角形夹爪安装块21，所述三角形夹爪安装块21的另外两个侧壁上分别固定安装有第一夹爪气缸22和第二夹爪气缸23，所述第一夹爪气缸22和第二夹爪气缸23的末端安装有夹指机构24。通过上述的夹爪装置能够实现夹紧动作，而且能够方便的实现第一夹爪气缸22和第二夹爪气缸23的旋转切换。工作过程中，通过旋转气缸19能够驱动三角形夹爪安装块21转动，进而通过三角形夹爪安装块21带动第一夹爪气缸22和第二夹爪气缸23转动，而且通过第一夹爪气缸22和第二夹爪气缸23能够实现夹紧动作。

进一步的，所述旋转气缸19上固定安装有气管安装板18。通过采用上述结构的气管安装板18能够用于固定气管。

本实用新型的工作过程和原理为：

通过采用上述结构的五轴机械手能够用于驱动夹爪装置实现多自由度的动作，工作过程中，通过横移驱动电机4驱动同步带轮传动机构3，通过同步带轮传动机构3带动滚珠丝杆机构，进而通过滚珠丝杆机构带动横移滑座10滑动，进而实现横向移动，通过第一摆动电机12能够驱动第一转动盘13，进而通过第一转动盘13驱动摆动箱体25摆动；再由通过升降电机30驱动主动齿轮31，通过主动齿轮31能够与升降齿条28啮合传动，进而通过升降齿条28实现升降板15实现升降；并通过旋转电机14驱动第二转动盘17，进而通过第二转动盘17驱动整个夹爪装置转动，再通过旋转气缸19驱动三角形夹爪安装块21转动，进而通过三角形夹爪安装块21带动第一夹爪气缸22和第二夹爪气缸23转动，而且通过第一夹爪气缸22和第二夹爪气缸23能够实现夹紧动作。

Claims (9)

1.五轴机械手，其特征在于：它包括平行布置的机架立柱（2），所述机架立柱（2）的顶部侧壁上分别固定有与之垂直布置的水平臂（5），所述水平臂（5）的底端固定安装有横板（8），所述横板（8）的底端固定安装有实现横向移动的X轴平移模组（9），所述X轴平移模组（9）上配合安装有横移滑座（10），所述横移滑座（10）的底部固定安装有提供沿Z轴摆动的Z轴摆动机构，所述Z轴摆动机构的输出端安装有摆动箱体（25），所述摆动箱体（25）的内部安装有Z轴升降装置，所述Z轴升降装置与升降板（15）配合相连，并驱动其升降；所述升降板（15）的外端面固定安装有Z轴旋转装置，所述Z轴旋转装置的输出端安装有用于对产品进行抓取的夹爪装置。

2.根据权利要求1所述五轴机械手，其特征在于：所述机架立柱（2）的底部固定安装有底板（1），所述底板（1）上加工有多个螺栓通孔，所述螺栓通孔上贯穿安装有螺栓，并将整个底板（1）固定在工作台的顶部。

3.根据权利要求1所述五轴机械手，其特征在于：所述机架立柱（2）的顶部通过横梁（6）固定相连；所述横板（8）通过中间连接板（7）与水平臂（5）的底部端面固定相连。

4.根据权利要求1所述五轴机械手，其特征在于：所述X轴平移模组（9）包括横移驱动电机（4），所述横移驱动电机（4）的输出轴通过同步带轮传动机构（3）与滚珠丝杆机构配合相连，所述滚珠丝杆机构的螺母套与横移滑座（10）固定相连，所述横移滑座（10）上连接有横移拖链（27）。

5.根据权利要求1所述五轴机械手，其特征在于：所述Z轴摆动机构包括与横移滑座（10）固定相连的转动电机安装座（11），所述转动电机安装座（11）上固定安装有第一摆动电机（12），所述第一摆动电机（12）的输出轴通过第一转动盘（13）与Z轴升降装置的摆动箱体（25）相连，并驱动其转动。

6.根据权利要求1所述五轴机械手，其特征在于：所述Z轴升降装置固定在摆动箱体（25）内部的升降电机（30），所述升降电机（30）的输出轴安装有主动齿轮（31），所述主动齿轮（31）与固定在升降板（15）侧壁上的升降齿条（28）啮合传动，所述升降板（15）的侧壁上平行安装有竖直滑轨（29），所述竖直滑轨（29）与升降齿条（28）相平行布置，所述竖直滑轨（29）与固定在摆动箱体（25）上的滑块（32）构成滑动配合，所述升降板（15）上安装有升降拖链（26）。

7.根据权利要求1所述五轴机械手，其特征在于：所述Z轴旋转装置包括固定在升降板（15）上的旋转电机安装座（16），所述旋转电机安装座（16）上固定安装有旋转电机（14），所述旋转电机（14）的输出轴安装有第二转动盘（17），所述第二转动盘（17）与夹爪装置相连。

8.根据权利要求1所述五轴机械手，其特征在于：所述夹爪装置包括固定在Z轴旋转装置的第二转动盘（17）上的旋转气缸安装座（20），所述旋转气缸安装座（20）上固定安装有旋转气缸（19），所述旋转气缸（19）的旋转主轴上安装有三角形夹爪安装块（21），所述三角形夹爪安装块（21）的另外两个侧壁上分别固定安装有第一夹爪气缸（22）和第二夹爪气缸（23），所述第一夹爪气缸（22）和第二夹爪气缸（23）的末端安装有夹指机构（24）。

9.根据权利要求8所述五轴机械手，其特征在于：所述旋转气缸（19）上固定安装有气管安装板（18）。

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