CN213674204U - 机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械手，该机械手包括底座、立柱、第一旋转臂、第二旋转臂、直线旋转电机和主轴。其中，底座上装设有立柱；第一旋转臂装设于立柱上，第一旋转臂与立柱连接处设有第一关节机构，第一关节机构内设有第一驱动机构；第二旋转臂连接于第一旋转臂远离立柱的端部上，第二旋转臂与第一旋转臂连接处设有第二关节机构，第二关节机构内设有第二驱动机构；直线旋转电机装设于第二旋转臂远离第一旋转臂的端部的一侧；主轴与直线旋转电机的输出端相连，装设于第二旋转臂端部的另一侧。本实用新型通过在机械手的操作端装设直线旋转电机，使得操作端不需要同时安装升降机构和旋转机构，直线旋转电机直驱末端，从而提升了机械手的操作精度。

Description

机械手

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种机械手。

背景技术

在装配领域，机器人是具有选择顺应性装配机械手臂的一种机器人，其类型为平面多关节型工业机器人，同时也是应用较广泛的一种机器人构型。传统的机器人采用4个旋转电机带动一个旋转直线运动的机械机构实现，这种机构的弊端是会带入机械误差并且对末端的输出力度也难以进行精密控制，使得机械手无法应用于控制位置和力控精度较高的场合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械手以解决现有技术中机械手的机械误差以及末端控制力较差，使得机械手无法应用在位置和力控精度较高的场合的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种机械手，该机械手包括：

底座，所述底座上装设有立柱；

第一旋转臂，装设于立柱上，所述第一旋转臂与立柱连接处设有第一关节机构，所述第一关节机构内设有第一驱动机构；

第二旋转臂，连接于第一旋转臂远离立柱的端部上，所述第二旋转臂与第一旋转臂连接处设有第二关节机构，所述第二关节机构内设有第二驱动机构；

直线旋转电机，装设于第二旋转臂远离第一旋转臂的端部的一侧；

主轴，与直线旋转电机的输出端相连，装设于第二旋转臂所述端部的另一侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一驱动机构包括第一伺服电机和第一谐波减速器，所述第一伺服电机装设于所述第一关节机构上，所述第一伺服电机的输出端与所述第一谐波减速器的输入端固定连接，所述第一旋转臂与所述第一谐波减速器的输出端固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一关节机构包括第一孔洞和与所述第一孔洞相匹配的第一凸起，所述第一伺服电机装设于所述第一孔洞内，所述第一谐波减速器装设于所述第一凸起上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二驱动机构包括第二伺服电机和第二谐波减速器，所述第二伺服电机装设于所述第二关节机构上，所述第二伺服电机的输出端于所述第二谐波减速器的输入端固定连接，所述第二旋转臂与所述第二谐波减速器的输出端固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二关节机构包括第二孔洞和与所述第二孔洞相匹配的第二凸起，所述第二伺服电机装设于所述第二孔洞内，所述第二谐波减速器装设于所述第二凸起上。

作为本实用新型的进一步改进，所述直线旋转电机与所述第二旋转臂的连接处设有第三孔洞，所述主轴从上往下穿过所述第三孔洞。

作为本实用新型的进一步改进，所述直线旋转电机包括从内到外依次设置的内定子、电机动子、外定子和壳体，所述电机动子为空心圆柱体，所述内定子装设于所述空心圆柱体内，所述电机动子的一端与所述直线旋转电机的输出轴连接，所述电机动子分别与所述内定子、所述输出轴同一轴心，所述输出轴贯穿所述壳体并延伸至外部，所述内定子上设有第一线圈绕组，所述外定子上设有第二线圈绕组，所述第一线圈绕组与所述第二线圈绕组分别驱动所述电机动子作旋转运动和直线运动。

作为本实用新型的进一步改进，所述直线旋转电机还包括轴承，所述轴承装设于所述壳体与所述输出轴的连接处，所述输出轴穿过所述轴承的轴心并延伸至外部。

作为本实用新型的进一步改进，所述电机动子包括磁性内芯。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一线圈绕组以所述内定子的轴心线为中心线进行缠绕，所述第二线圈绕组包括若干组子线圈，每一组子线圈均与所述内定子的轴心线平行。

本实用新型通过在机械手的操作端装设直线旋转电机，使得操作端不需要同时安装升降机构和旋转机构，减少了操作端的自重，从而提升了机械手的操作精度，同时由于自重的减少，进而减少了机械手旋转部的摩擦，提升了使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型机械手一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型机械手一个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型机械手一个实施例直线旋转电机的结构示意图。

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，对本实用新型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，并不用来限定本实用新型。

图1和图2展示了本实用新型机械手的一个实施例，参见图1在本实施例中，该机械手包括底座1、第一旋转臂2、第二旋转臂3，直线旋转电机4和主轴5。

其中，参见图2，底座1上装设有立柱11；第一旋转臂2装设于立柱11上，第一旋转臂2与立柱11连接处设有第一关节机构111，第一关节机构111内设有第一驱动机构6；第二旋转臂3连接于第一旋转臂2远离立柱11的端部上，第二旋转臂3与第一旋转臂2连接处设有第二关节机构21，第二关节机构21内设有第二驱动机构7；直线旋转电机4装设于第二旋转臂3远离第一旋转臂2的端部的一侧；主轴5与直线旋转电机4的输出端相连，装设于第二旋转臂3端部的另一侧。

具体地，第一驱动机构6包括第一伺服电机(未示出)和第一谐波减速器(未示出)，第一伺服电机装设于第一关节机构111上，第一伺服电机的输出端与第一谐波减速器的输入端固定连接，第一旋转臂2与第一谐波减速器的输出端固定连接。

进一步地，第一关节机构111包括第一孔洞(未示出)和与第一孔洞相匹配的第一凸起(未示出)，第一伺服电机装设于第一孔洞内，第一谐波减速器装设于第一凸起上。

具体地，第二驱动机构7包括第二伺服电机和第二谐波减速器，第二伺服电机装设于第二关节机构21上，第二伺服电机的输出端于第二谐波减速器的输入端固定连接，第二旋转臂3与第二谐波减速器的输出端固定连接。

进一步地，第二关节机构21包括第二孔洞(未示出)和与第二孔洞相匹配的第二凸起(未示出)，第二伺服电机装设于第二孔洞内，第二谐波减速器装设于第二凸起上。

具体地，直线旋转电机4与第二旋转臂3的连接处设有第三孔洞(未示出)，主轴5从上往下穿过第三孔洞。

优选地，本实施例不对旋转臂的个数进行限定，可以设置为仅有第一旋转臂2，或第二旋转臂3与第一旋转臂2配合，或更多旋转臂相互配合，只需将直线旋转电机4装设于末端的旋转臂上即可，本实施例优选两个旋转臂进行说明：

其中，第一旋转臂2作为大臂，其一端装设于立柱11上，立柱11作为大臂旋转的a-a轴，大臂的另一端装设第二旋转臂3(小臂)，且大臂另一端作为小臂旋转的b-b轴，小臂的一端与大臂连接，另一端装设直线旋转电机4，直线旋转电机4上的主轴5为c-c轴。

具体地，参见图3，所述直线旋转电机4包括从内到外依次设置的内定子41、电机动子42、外定子43和壳体44，所述电机动子42为空心圆柱体，所述内定子41装设于所述空心圆柱体内，所述电机动子42的一端与所述直线旋转电机4的输出轴连接，所述电机动子42分别与所述内定子41、所述输出轴同一轴心，所述输出轴贯穿所述壳体44并延伸至外部，所述内定子41上设有第一线圈绕组411，所述外定子43上设有第二线圈绕组431，所述第一线圈绕组411与所述第二线圈绕组431分别驱动所述电机动子42作旋转运动和直线运动。

具体地，所述直线旋转电机4还包括轴承45，所述轴承45装设于所述壳体44与所述输出轴的连接处，所述输出轴穿过所述轴承45的轴心并延伸至外部。

进一步地，所述电机动子42包括磁性内芯421。

进一步地，所述第一线圈绕组411以所述内定子41的轴心线为中心线进行缠绕，所述第二线圈绕组431包括若干组子线圈，每一组子线圈均与所述内定子41的轴心线平行。

具体地，谐波减速器包括具有内齿圈的刚性齿轮、具有外齿圈的柔性齿轮和波发生器。

其中，波发生器为一杆状部件，该杆状部件的剖面为椭圆形，杆状部件两端装设有滚动轴承以构成滚轮，该杆状部件的侧壁与柔性齿轮的内壁相互压紧。柔性齿轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔性齿轮后，迫使柔性齿轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形，柔性齿轮的长轴两端附近的齿与刚性齿轮的齿完全啮合，而柔性齿轮短轴两端附近的齿则与刚性齿轮完全脱开。

具体地，伺服电机的输出端与波发生器的轴心固定连接，旋转臂与刚性齿轮的外壁固定连接。

本实施例通过在机械手的操作端装设直线旋转电机4，使得操作端不需要同时安装升降机构和旋转机构，减少了操作端的自重，从而提升了机械手的操作精度，同时由于自重的减少，进而减少了机械手旋转部的摩擦，提升了使用寿命。

以上对实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该实用新型进行的等同修改或替代也都在本实用新型的范畴之中，因此，在不脱离本实用新型的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种机械手，其特征在于，所述机械手包括：

底座，所述底座上装设有立柱；

第一旋转臂，装设于立柱上，所述第一旋转臂与立柱连接处设有第一关节机构，所述第一关节机构内设有第一驱动机构；

第二旋转臂，连接于第一旋转臂远离立柱的端部上，所述第二旋转臂与第一旋转臂连接处设有第二关节机构，所述第二关节机构内设有第二驱动机构；

直线旋转电机，装设于第二旋转臂远离第一旋转臂的端部的一侧；

主轴，与直线旋转电机的输出端相连，装设于第二旋转臂所述端部的另一侧。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一伺服电机和第一谐波减速器，所述第一伺服电机装设于所述第一关节机构上，所述第一伺服电机的输出端与所述第一谐波减速器的输入端固定连接，所述第一旋转臂与所述第一谐波减速器的输出端固定连接。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述第一关节机构包括第一孔洞和与所述第一孔洞相匹配的第一凸起，所述第一伺服电机装设于所述第一孔洞内，所述第一谐波减速器装设于所述第一凸起上。

4.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二伺服电机和第二谐波减速器，所述第二伺服电机装设于所述第二关节机构上，所述第二伺服电机的输出端于所述第二谐波减速器的输入端固定连接，所述第二旋转臂与所述第二谐波减速器的输出端固定连接。

5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述第二关节机构包括第二孔洞和与所述第二孔洞相匹配的第二凸起，所述第二伺服电机装设于所述第二孔洞内，所述第二谐波减速器装设于所述第二凸起上。

6.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述直线旋转电机与所述第二旋转臂的连接处设有第三孔洞，所述主轴从上往下穿过所述第三孔洞。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述直线旋转电机包括从内到外依次设置的内定子、电机动子、外定子和壳体，所述电机动子为空心圆柱体，所述内定子装设于所述空心圆柱体内，所述电机动子的一端与所述直线旋转电机的输出轴连接，所述电机动子分别与所述内定子、所述输出轴同一轴心，所述输出轴贯穿所述壳体并延伸至外部，所述内定子上设有第一线圈绕组，所述外定子上设有第二线圈绕组，所述第一线圈绕组与所述第二线圈绕组分别驱动所述电机动子作旋转运动和直线运动。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述直线旋转电机还包括轴承，所述轴承装设于所述壳体与所述输出轴的连接处，所述输出轴穿过所述轴承的轴心并延伸至外部。

9.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述电机动子包括磁性内芯。

10.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述第一线圈绕组以所述内定子的轴心线为中心线进行缠绕，所述第二线圈绕组包括若干组子线圈，每一组子线圈均与所述内定子的轴心线平行。

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