CN216229454U - 一种模块化机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模块化机械手，底座与运动模块可拆卸连接，运动模块远离底座的一端与安装箱可拆卸连接，运动模块包括至少一个分运动模块，分运动模块为摆臂模块、伸缩模块或转动模块，摆臂模块用于驱动安装箱摆动，伸缩模块用于驱动安装箱做直线运动，转动模块用于驱动安装箱转动，安装箱与工作模块可拆卸连接。本实用新型根据所适配生产线的需求，将任意个摆臂模块、转动模块和移动模块按任意顺序进行组合形成所需的运动模块，运动模块将工作模块带动到指定位置，不同的工作模块具有不同的取放、检测和加工的功能，解决了现有的整体式机械臂的运动机构不能模块化改装，在转换生产线时改装步骤繁琐的问题。

Description

一种模块化机械手

技术领域

本实用新型涉及机械臂领域，尤其是一种模块化机械手。

背景技术

现有的多轴机械臂都是一个整体，各个组件之间可以拆卸后进行维护和维修，但是不能各个组件之间互相组合。这样就造成一个机械臂不能通过简单的改造来实现不同的功能，不利于机械臂转用在别的生产线。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供了一种模块化机械手，解决了现有的整体式机械臂的运动机构不能模块化改装，在转换生产线时改装步骤繁琐的问题。

一种模块化机械手，包括：底座、运动模块、工作模块和安装箱，所述底座与运动模块可拆卸连接，所述运动模块远离底座的一端与安装箱可拆卸连接，所述运动模块包括至少一个分运动模块，所述分运动模块为摆臂模块、伸缩模块或转动模块，所述摆臂模块用于驱动安装箱摆动，所述伸缩模块用于驱动安装箱做直线运动，所述转动模块用于驱动安装箱转动，所述安装箱与工作模块可拆卸连接，所述工作模块用于取放、检测和/或加工工件。

进一步地，相邻的两个分运动模块通过螺纹连接件固定，所述安装箱通过螺纹连接件与分运动模块固定，所述底座通过螺纹连接件与分运动模块固定。

进一步地，所述底座包括底座箱体、第一电机和第一转盘，所述第一电机在底座箱体内部，所述第一电机的壳体与底座箱体固定连接，所述第一转盘位于底座箱体上方并与底座箱体转动连接，所述第一电机驱动第一转盘转动，所述第一转盘与分运动模块可拆卸连接并驱动分运动模块转动。

进一步地，所述摆臂模块包括第一箱体、第二箱体、减速器和第二电机，所述减速器的壳体与第一箱体固定连接，所述减速器两侧的输出轴分别与第二箱体固定连接，所述第二电机位于第一箱体内部，所述第二电机的壳体与第一箱体固定连接，所述第二电机的输出轴与减速器输入轴固定连接。

进一步地，所述伸缩模块包括固定筒、移动筒、第一丝杠、第一丝母、第三箱体和第三电机，所述固定筒与第三箱体固定连接，所述第三电机位于第三箱体内部，所述第三电机的壳体与第三箱体固定连接，所述第三电机驱动第一丝杠转动，所述第一丝杠穿过第三箱体并与第三箱体转动连接，所述第一丝杠与固定筒转动连接，所述第一丝杠与第一丝母连接并驱动第一丝母移动，所述移动筒套装在固定筒外侧并与固定筒滑动连接，所述固定筒形成有长条孔，所述第一丝母穿过长条孔与移动筒的内壁固定连接。

进一步地，所述转动模块包括第四箱体、第四电机和第二转盘，所述第四电机固定安装在第四箱体内部，所述第四电机驱动第二转盘相对第四箱体转动。

进一步地，所述工作模块为夹爪，所述夹爪包括第五电机、第二丝杠、固定架、夹头、第二丝母和连杆，所述安装箱与固定架可拆卸连接，所述第五电机位于安装箱中并与安装箱可拆卸连接，所述第五电机驱动第二丝杠转动，所述第二丝杠与固定架转动连接，所述第二丝杠与第二丝母连接并驱动第二丝母移动，所述第二丝母两侧分别与连杆转动连接，所述连杆与夹头转动连接，所述夹头与固定架转动连接。

进一步地，所述工作模块为焊枪。

进一步地，所述运动模块包括两个摆臂模块、一个伸缩模块和一个转动模块，所述伸缩模块两端分别与摆臂模块固定，一个摆臂模块与底座可拆卸连接，另一个摆臂模块与转动模块可拆卸连接，所述转动模块与安装箱可拆卸连接。

进一步地，所述运动模块包括一个摆臂模块和一个转动模块，所述摆臂模块一端与第一转盘固定，另一端与转动模块可拆卸连接，所述转动模块与安装箱可拆卸连接。

本实用新型具有如下优点：根据所适配生产线的需求，将任意个摆臂模块、转动模块和移动模块按任意顺序进行组合形成所需的运动模块，运动模块将工作模块带动到指定位置，不同的工作模块具有不同的取放、检测和加工的功能，通过更换工作模块以适应不同的生产线，解决了现有的整体式机械臂的运动机构不能模块化改装，在转换生产线时改装步骤繁琐的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1：实施例一的立体结构示意图；

图2：实施例一的剖视立体结构示意图其一；

图3：实施例一的剖视立体结构示意图其二；

图4：底座的立体结构示意图；

图5：摆臂模块的立体结构示意图；

图6：伸缩模块的立体结构示意图；

图7：转动模块的立体结构示意图；

图8：夹爪的剖视结构示意图；

图9：实施例二的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

实施例一：

如图1到图8所示，本实施例提供了一种模块化机械手，包括：底座1、运动模块、工作模块和安装箱5，所述底座1与运动模块可拆卸连接，所述运动模块远离底座1的一端与安装箱5可拆卸连接，所述运动模块包括至少一个分运动模块，所述分运动模块为摆臂模块2、伸缩模块3或转动模块4，所述摆臂模块2用于驱动安装箱5摆动，所述伸缩模块3用于驱动安装箱5做直线运动，所述转动模块4用于驱动安装箱5转动，所述安装箱5与工作模块可拆卸连接，所述工作模块用于取放、检测和/或加工工件。

进一步地，相邻的两个分运动模块通过螺纹连接件固定，所述安装箱5通过螺纹连接件与分运动模块固定，所述底座1通过螺纹连接件与分运动模块固定。

进一步地，所述底座1包括底座箱体11、第一电机12和第一转盘13，所述第一电机12在底座箱体11内部，所述第一电机12的壳体与底座箱体11固定连接，所述第一转盘13位于底座箱体11上方并与底座箱体11转动连接，所述第一电机12驱动第一转盘13转动，所述第一转盘13与分运动模块可拆卸连接并驱动分运动模块转动。

进一步地，所述摆臂模块2包括第一箱体21、第二箱体22、减速器23和第二电机24，所述减速器23的壳体与第一箱体21固定连接，所述减速器23两侧的输出轴分别与第二箱体22固定连接，所述第二电机24位于第一箱体21内部，所述第二电机24的壳体与第一箱体21固定连接，所述第二电机24的输出轴与减速器23输入轴固定连接。

进一步地，所述伸缩模块3包括固定筒31、移动筒32、第一丝杠33、第一丝母34、第三箱体35和第三电机36，所述固定筒31与第三箱体35固定连接，所述第三电机36位于第三箱体35内部，所述第三电机36的壳体与第三箱体35固定连接，所述第三电机36驱动第一丝杠33转动，所述第一丝杠33穿过第三箱体35并与第三箱体35转动连接，所述第一丝杠33与固定筒31转动连接，所述第一丝杠33与第一丝母34连接并驱动第一丝母34移动，所述移动筒32套装在固定筒31外侧并与固定筒31滑动连接，所述固定筒31形成有长条孔311，所述第一丝母34穿过长条孔311与移动筒32的内壁固定连接。

进一步地，所述转动模块4包括第四箱体41、第四电机42和第二转盘43，所述第四电机42固定安装在第四箱体41内部，所述第四电机42驱动第二转盘43相对第四箱体41转动。

进一步地，所述工作模块为夹爪6，所述夹爪6包括第五电机61、第二丝杠62、固定架63、夹头64、第二丝母65和连杆66，所述安装箱5与固定架63可拆卸连接，所述第五电机61位于安装箱5中并与安装箱5可拆卸连接，所述第五电机61驱动第二丝杠62转动，所述第二丝杠62与固定架63转动连接，所述第二丝杠62与第二丝母65连接并驱动第二丝母65移动，所述第二丝母65两侧分别与连杆66转动连接，所述连杆66与夹头64转动连接，所述夹头64与固定架63转动连接。

进一步地，所述运动模块包括两个摆臂模块2、一个伸缩模块3和一个转动模块4，所述伸缩模块3两端分别与摆臂模块2固定，一个摆臂模块2与底座1可拆卸连接，另一个摆臂模块2与转动模块4可拆卸连接，所述转动模块4与安装箱5可拆卸连接。

工作原理：

底座1的第一转盘13通过螺纹连接件与第一个摆臂模块2的第一箱体21固定连接，第一个摆臂模块2的第二箱体22与第三箱体35通过螺纹连接件固定连接。移动筒32与第二个摆臂模块2的第一箱体21通过螺纹连接件固定连接，第二个摆臂模块2的第二箱体22与第四箱体41通过螺纹连接件固定连接，第二转盘43与安装箱5通过螺纹连接件固定连接。

工作时，底座1的第一电机12驱动第一个摆臂模块2转动(360度旋转)。第一个摆臂模块2的第二电机24驱动其第二箱体22相对第一箱体21摆动(小于360度)。第三箱体35中的第三电机36驱动第一丝杠33转动进而驱动移动筒32相对固定筒31直线移动。第二个摆臂模块2的第二电机24驱动其第二箱体22相对第一箱体21转动。转动模块4的第四电机42驱动第二转盘43和安装箱5同步转动(360度旋转)。

第五电机61驱动第二丝母65移动，进而驱动夹头64夹紧或松开工件。

夹头64将工件夹紧后，通过一个底座1、两个摆臂模块2、一个转动模块4和一个伸缩模块3共同运动，将夹爪48和工件带动到另一个指定地点，夹爪48松开将工件放到指定地点。

其中，第一转盘13形成有第一螺纹孔；第一箱体21下方两侧形成有第一凸板211，第一凸板211形成有第一通孔211，第二箱体22上方形成有第二螺纹孔221；第三箱体35下方两侧形成有第二凸板351，所述第二凸板351形成有第二通孔352，移动筒32上方两侧分别形成有第三凸板321，所述第三凸板321形成有第三通孔322；第四箱体41下方两侧形成有两个第四凸板411，所述第四凸板411形成有第四通孔412；第二转盘43两侧形成有第五凸板431，所述第五凸板431形成有第五通孔432；所述安装箱5形成有第六凸板，所述第六凸板形成有第六通孔。相邻的不同分运动模块的凸板之间使用螺栓穿过两个通孔后与螺母螺纹连接来固定。相邻的螺纹孔和通孔使用螺钉来固定。

实施例二：

如图3到图7和图9所示，本实施例提供了一种模块化机械手，包括：底座1、运动模块、工作模块和安装箱5，所述底座1与运动模块可拆卸连接，所述运动模块远离底座1的一端与安装箱5可拆卸连接，所述运动模块包括至少一个分运动模块，所述分运动模块为摆臂模块2、伸缩模块3或转动模块4，所述摆臂模块2用于驱动安装箱5摆动，所述伸缩模块3用于驱动安装箱5做直线运动，所述转动模块4用于驱动安装箱5转动，所述安装箱5与工作模块可拆卸连接，所述工作模块用于取放、检测和/或加工工件。

进一步地，相邻的两个分运动模块通过螺纹连接件固定，所述安装箱5通过螺纹连接件与分运动模块固定，所述底座1通过螺纹连接件与分运动模块固定。

进一步地，所述底座1包括底座箱体11、第一电机12和第一转盘13，所述第一电机12在底座箱体11内部，所述第一电机12的壳体与底座箱体11固定连接，所述第一转盘13位于底座箱体11上方并与底座箱体11转动连接，所述第一电机12驱动第一转盘13转动，所述第一转盘13与分运动模块可拆卸连接并驱动分运动模块转动。

进一步地，所述摆臂模块2包括第一箱体21、第二箱体22、减速器23和第二电机24，所述减速器23的壳体与第一箱体21固定连接，所述减速器23两侧的输出轴分别与第二箱体22固定连接，所述第二电机24位于第一箱体21内部，所述第二电机24的壳体与第一箱体21固定连接，所述第二电机24的输出轴与减速器23输入轴固定连接。

进一步地，所述转动模块4包括第四箱体41、第四电机42和第二转盘43，所述第四电机42固定安装在第四箱体41内部，所述第四电机42驱动第二转盘43相对第四箱体41转动。

进一步地，所述工作模块为焊枪7。

进一步地，所述运动模块包括一个摆臂模块2和一个转动模块4，所述摆臂模块2一端与第一转盘13固定，另一端与转动模块4可拆卸连接，所述转动模块4与安装箱5可拆卸连接。

工作原理：

本实施例的运动模块不使用伸缩模块3。

底座1驱动摆臂模块2转动(360度旋转)，摆臂模块2驱动转动模块4摆动，转动模块4驱动安装箱5转动。

安装箱5外侧安装有焊枪7，其中焊枪7自带的机构可以驱动焊头相对安装箱5转动。本实施例用于焊接生产线上的工件。

本实施例可以进一步增加摆臂模块2的数量，来增加焊枪7的活动角度和范围。如本实施例可以使用三个摆臂模块2，三个摆臂模块2首尾相连排布。不同的摆臂模块2的减速器23的输出轴的轴线可以相垂直。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种模块化机械手，其特征在于，包括：底座(1)、运动模块、工作模块和安装箱(5)，所述底座(1)与运动模块可拆卸连接，所述运动模块远离底座(1)的一端与安装箱(5)可拆卸连接，所述运动模块包括至少一个分运动模块，所述分运动模块为摆臂模块(2)、伸缩模块(3)或转动模块(4)，所述摆臂模块(2)用于驱动安装箱(5)摆动，所述伸缩模块(3)用于驱动安装箱(5)做直线运动，所述转动模块(4)用于驱动安装箱(5)转动，所述安装箱(5)与工作模块可拆卸连接，所述工作模块用于取放、检测和/或加工工件。

2.根据权利要求1所述的一种模块化机械手，其特征在于：相邻的两个分运动模块通过螺纹连接件固定，所述安装箱(5)通过螺纹连接件与分运动模块固定，所述底座(1)通过螺纹连接件与分运动模块固定。

3.根据权利要求1所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述底座(1)包括底座箱体(11)、第一电机(12)和第一转盘(13)，所述第一电机(12)在底座箱体(11)内部，所述第一电机(12)的壳体与底座箱体(11)固定连接，所述第一转盘(13)位于底座箱体(11)上方并与底座箱体(11)转动连接，所述第一电机(12)驱动第一转盘(13)转动，所述第一转盘(13)与分运动模块可拆卸连接并驱动分运动模块转动。

4.根据权利要求1所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述摆臂模块(2)包括第一箱体(21)、第二箱体(22)、减速器(23)和第二电机(24)，所述减速器(23)的壳体与第一箱体(21)固定连接，所述减速器(23)两侧的输出轴分别与第二箱体(22)固定连接，所述第二电机(24)位于第一箱体(21)内部，所述第二电机(24)的壳体与第一箱体(21)固定连接，所述第二电机(24)的输出轴与减速器(23)输入轴固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述伸缩模块(3)包括固定筒(31)、移动筒(32)、第一丝杠(33)、第一丝母(34)、第三箱体(35)和第三电机(36)，所述固定筒(31)与第三箱体(35)固定连接，所述第三电机(36)位于第三箱体(35)内部，所述第三电机(36)的壳体与第三箱体(35)固定连接，所述第三电机(36)驱动第一丝杠(33)转动，所述第一丝杠(33)穿过第三箱体(35)并与第三箱体(35)转动连接，所述第一丝杠(33)与固定筒(31)转动连接，所述第一丝杠(33)与第一丝母(34)连接并驱动第一丝母(34)移动，所述移动筒(32)套装在固定筒(31)外侧并与固定筒(31)滑动连接，所述固定筒(31)形成有长条孔(311)，所述第一丝母(34)穿过长条孔(311)与移动筒(32)的内壁固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述转动模块(4)包括第四箱体(41)、第四电机(42)和第二转盘(43)，所述第四电机(42)固定安装在第四箱体(41)内部，所述第四电机(42)驱动第二转盘(43)相对第四箱体(41)转动。

7.根据权利要求1所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述工作模块为夹爪(6)，所述夹爪(6)包括第五电机(61)、第二丝杠(62)、固定架(63)、夹头(64)、第二丝母(65)和连杆(66)，所述安装箱(5)与固定架(63)可拆卸连接，所述第五电机(61)位于安装箱(5)中并与安装箱(5)可拆卸连接，所述第五电机(61)驱动第二丝杠(62)转动，所述第二丝杠(62)与固定架(63)转动连接，所述第二丝杠(62)与第二丝母(65)连接并驱动第二丝母(65)移动，所述第二丝母(65)两侧分别与连杆(66)转动连接，所述连杆(66)与夹头(64)转动连接，所述夹头(64)与固定架(63)转动连接。

8.根据权利要求3所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述工作模块为焊枪(7)。

9.根据权利要求1所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述运动模块包括两个摆臂模块(2)、一个伸缩模块(3)和一个转动模块(4)，所述伸缩模块(3)两端分别与摆臂模块(2)固定，一个摆臂模块(2)与底座(1)可拆卸连接，另一个摆臂模块(2)与转动模块(4)可拆卸连接，所述转动模块(4)与安装箱(5)可拆卸连接。

10.根据权利要求8所述的一种模块化机械手，其特征在于：所述运动模块包括一个摆臂模块(2)和一个转动模块(4)，所述摆臂模块(2)一端与第一转盘(13)固定，另一端与转动模块(4)可拆卸连接，所述转动模块(4)与安装箱(5)可拆卸连接。

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