CN216634381U - 一种基于多维度的四轴桁架机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多维度的四轴桁架机械手，涉及机械手技术领域。本实用新型包括四轴桁架主体，X轴机构安装在四轴桁架主体的框架上且用于驱动机械手爪沿着一水平方向移动，Y轴机构安装在X轴机构上且用于驱动机械手爪沿着另一水平方向移动，Z轴机构安装在Y轴机构上且用于驱动机械手爪升降，R轴机构安装在Z轴机构上且用于驱动机械手爪旋转。通过在四轴桁架主体上设置X轴机构、Y轴机构、Z轴机构、R轴机构，采用伺服电机加行星减速机的驱动方式，动态响应更好，能够适应复杂的、高精度的工作环境，X轴采用双边驱动方式，使四轴桁架机械手爪的工作区域更大，也能够很好的保证动作精度。

Description

一种基于多维度的四轴桁架机械手

技术领域

本实用新型属于机械手技术领域，特别是涉及一种基于多维度的四轴桁架机械手。

背景技术

现有技术中铝板生产过程中需要利用四轴桁架机械手进行转运，现有的桁架机械手在使用的时候存在一定的弊端，传统桁架机械手在使用过程中容易出现晃动现象，从而导致机械手无法稳定的对材料进行抓取，当桁架机械手在使用过程中出现晃动，机械手上的材料很容易掉落在地面上，因此很容易将人给砸伤，从而让给工作者带来了一定的影响。

现有公开的专利CN201920079095.9公开了一种四轴桁架机械手，包括横板，所述横板底端两侧下方均放置有竖板，所述顶端均开设有第一滑槽，所述横板底端两侧均固定设有滑块，所述滑块与所述第一滑槽相匹配，所述滑块滑动放置在相对应的第一滑槽内，所述横板底端与所述竖板顶端相接触，所述横板底端两侧均固定设有第一L型滑板。有益效果：通过第一液压式伸缩缸带动横板在竖板上滑动，第二液压式伸缩缸带动方板在横板上进行移动，通过第三液压式伸缩缸的第一活塞杆带动机械手进行移动，两个第二半圆板内壁与第一活塞杆相接触，第一活塞杆在移动时，第二半圆板防止第一活塞杆晃动的作用。

但是，上述公开的技术在使用四轴桁架机械手时，机械手不能转动，不能适应复杂的工作环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多维度的四轴桁架机械手，通过在四轴桁架主体上设置X轴机构、Y轴机构、Z轴机构、R轴机构，解决了现有的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种基于多维度的四轴桁架机械手，一种基于多维度的四轴桁架机械手，包括四轴桁架主体，所述四轴桁架主体包括框架和机械手爪；X轴机构，安装在四轴桁架主体的框架上且用于驱动机械手爪沿着一水平方向移动；Y轴机构，安装在X轴机构上且用于驱动机械手爪沿着另一水平方向移动；Z轴机构，安装在Y轴机构上且用于驱动机械手爪升降；R轴机构，安装在Z轴机构上且用于驱动机械手爪旋转。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述X轴机构驱动机械手爪移动的方向与Y轴机构驱动机械手爪移动的方向相互垂直。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述框架包括支撑腿、加固横杆、安装横杆、加强杆、安装底板、加固三角板；所述支撑腿设置有四根且相互平行；所述支撑腿之间构成规则四方体结构；所述支撑腿之间设置有加固横杆；所述支撑腿的底部设置有安装底板；所述支撑腿的下部的周侧设置有加固三角板；所述加固三角板的一直角边与支撑腿固定连接；所述加固三角板的另一直角边与安装底板固定连接；所述安装底板上开设有安装孔。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述X轴机构包括X轴支撑杆、X轴驱动电机、X轴减速机、X轴分动箱、X轴齿轮、X轴直线导轨；所述X轴支撑杆设置有两根且相互平行，每根X轴支撑杆的下表面的两端均与一根所述支撑腿的顶部固定连接；所述X轴支撑杆横向设置；两根所述X轴支撑杆之间固定安装有两根安装横杆，其中一根安装横杆上固定安装有X轴驱动电机；两根所述X轴支撑杆与两根所述安装横杆构成中空的四边形结构。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述X轴驱动电机的输出轴上安装有X轴减速机；每根所述X轴支撑杆上均安装有X轴分动箱；所述X轴分动箱内活动安装有X轴齿轮；所述X轴减速机的输出端与X轴齿轮通过机械传动机构传动连接；所述X轴支撑杆的上表面设置有X轴直线导轨；所述X轴支撑杆与X轴直线导轨相互平行。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述X轴支撑杆与所述支撑腿之间设置有加强杆。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述Y轴机构包括Y轴支撑杆、Y轴滑块、Y轴齿条、Y轴直线导轨、Y轴驱动电机、Y轴减速机、Y轴齿轮；所述Y轴支撑杆横向设置；所述Y轴支撑杆的下表面的两端均设置有Y轴滑块；所述Y轴滑块滑动安装在X轴直线导轨上；所述Y轴支撑杆的下表面的两端均固定连接有Y轴齿条；所述Y轴齿条与X轴齿轮啮合；所述Y轴齿条与X轴直线导轨相互平行；所述Y轴齿条与Y轴支撑杆相互垂直。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述Y轴支撑杆的上表面设置有Y轴直线导轨；所述Y轴支撑杆与Y轴直线导轨相互平行；所述Y轴支撑杆上安装有Y轴驱动电机；所述Y轴驱动电机的输出轴上安装有Y轴减速机；所述Y轴减速机的输出端固定安装有Y轴齿轮。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述Z轴机构包括Z轴支撑杆、Z轴滑块、Z轴齿条、Z轴直线导轨、Z轴驱动电机、Z轴减速机、Z轴齿轮；所述Z轴支撑杆竖直设置；所述Z轴支撑杆的一表面设置有Z轴滑块；所述Z轴滑块滑动安装在Y轴直线导轨上；所述Z轴支撑杆的一表面固定连接有Z轴齿条；所述Z轴齿条与Y轴齿轮啮合；所述Z轴齿条与Y轴直线导轨相互平行；所述Z轴支撑杆的一表面设置有Z轴直线导轨；所述Z轴直线导轨与Z轴支撑杆相互平行；所述Z轴支撑杆上安装有Z轴驱动电机；所述Z轴驱动电机的输出轴上安装有Z轴减速机；所述Z轴减速机的输出端固定安装有Z轴齿轮。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述所述R轴机构包括R轴支撑杆、R轴滑块、R轴齿条、R轴驱动电机、R轴减速机；所述R轴支撑杆的一表面设置有R轴滑块；所述R轴滑块滑动安装在Z轴直线导轨；所述R轴支撑杆的一表面设置有R轴齿条；所述R轴齿条与Z轴齿轮啮合；所述R轴齿条与Z轴直线导轨相互平行；所述R轴支撑杆上安装有R轴驱动电机；所述R轴驱动电机的输出轴上安装有R轴减速机；所述R轴减速机的输出端与机械手爪连接。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过在四轴桁架主体上设置X轴机构、Y轴机构、Z轴机构、R轴机构，采用伺服电机加行星减速机的驱动方式，动态响应更好，能够适应复杂的、高精度的工作环境，X轴采用双边驱动方式，使四轴桁架机械手爪的工作区域更大，也能够很好的保证动作精度。

2、本实用新型通过将X轴机构、Y轴机构、Z轴机构的传动方式采用齿轮齿条加直线导轨的方式，不仅能够保证系统的传动效率还能够延长系统的养护周期。

3、本实用新型通过X轴支撑杆与支撑腿之间设置有加强杆，使X轴支撑杆与支撑腿安装连接的更加稳固，支撑腿的底部设置有安装底板，支撑腿的下部的周侧设置有加固三角板，安装底板上开设有安装孔，便于将四轴桁架主体稳固安装在工作需要的区域，满足不同的工作需求。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种基于多维度的四轴桁架机械手的结构示意图；

图2为图1中的A处局部放大的结构示意图；

图3为图1中的B处局部放大的结构示意图；

图4为图1中的C处局部放大的结构示意图；

图5为图1中的D处局部放大的结构示意图；

图6为图1中的E处局部放大的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-支撑腿，2-加固横杆，3-安装横杆，4-加强杆，5-安装底板，6-X轴支撑杆，7-X轴驱动电机，8-X轴减速机，9-X轴分动箱，10-X轴直线导轨，11-Y轴支撑杆，12-Y轴齿条，13-Y轴直线导轨，14-Z轴支撑杆，15-Z轴齿条，16-Z轴直线导轨，17-R轴支撑杆，18-R轴齿条，19-加固三角板，20-安装孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本实用新型为一种基于多维度的四轴桁架机械手，包括四轴桁架主体、X轴机构、Y轴机构、Z轴机构、R轴机构。四轴桁架主体包括框架和机械手爪，X轴机构安装在四轴桁架主体的框架上且用于驱动机械手爪沿着一水平方向移动，Y轴机构安装在X轴机构上且用于驱动机械手爪沿着另一水平方向移动，Z轴机构安装在Y轴机构上且用于驱动机械手爪升降，R轴机构安装在Z轴机构上且用于驱动机械手爪旋转，X轴机构驱动机械手爪移动的方向与Y轴机构驱动机械手爪移动的方向相互垂直。通过设置、X轴机构、Y轴机构、Z轴机构、R轴机构使四轴桁架机械手的工作区域更大。

实施例二

基于上述实施例一所述的技术方案。请参阅图1-5所示，框架包括支撑腿1、加固横杆2、安装横杆3。支撑腿1设置有四根且相互平行，支撑腿1之间构成规则四方体结构，支撑腿1之间设置有加固横杆2。

X轴机构包括X轴支撑杆6、X轴驱动电机7、X轴减速机8、X轴分动箱9、X轴齿轮、X轴直线导轨10。X轴支撑杆6设置有两根且相互平行，每根X轴支撑杆6的下表面的两端均与一根支撑腿1的顶部固定连接，X轴支撑杆6横向设置。两根X轴支撑杆6之间固定安装有两根安装横杆3，其中一根安装横杆3上固定安装有X轴驱动电机7，两根X轴支撑杆6与两根安装横杆3构成中空的四边形结构。

X轴驱动电机7的输出轴上安装有X轴减速机8，每根X轴支撑杆6上均安装有X轴分动箱9，X轴分动箱9内活动安装有X轴齿轮，X轴减速机8的输出端与X轴齿轮通过机械传动机构传动连接，机械传动机构可以采用齿轮等部件。X轴支撑杆6的上表面设置有X轴直线导轨10，X轴支撑杆6与X轴直线导轨10相互平行。

Y轴机构包括Y轴支撑杆11、Y轴滑块、Y轴齿条12、Y轴直线导轨13、Y轴驱动电机、Y轴减速机、Y轴齿轮。Y轴支撑杆11横向设置，Y轴支撑杆11的下表面的两端均设置有Y轴滑块，Y轴滑块滑动安装在X轴直线导轨10上，Y轴支撑杆11的下表面的两端均固定连接有Y轴齿条12，Y轴齿条12与X轴齿轮啮合，Y轴齿条12与X轴直线导轨10相互平行，Y轴齿条12与Y轴支撑杆11相互垂直。

Y轴支撑杆11的上表面设置有Y轴直线导轨13，Y轴支撑杆11与Y轴直线导轨13相互平行，Y轴支撑杆11上安装有Y轴驱动电机，Y轴驱动电机的输出轴上安装有Y轴减速机，Y轴减速机的输出端固定安装有Y轴齿轮。

Z轴机构包括Z轴支撑杆14、Z轴滑块、Z轴齿条15、Z轴直线导轨16、Z轴驱动电机、Z轴减速机、Z轴齿轮。Z轴支撑杆14竖直设置，Z轴支撑杆14的一表面设置有Z轴滑块，Z轴滑块滑动安装在Y轴直线导轨13上，Z轴支撑杆14的一表面固定连接有Z轴齿条15，Z轴齿条15与Y轴齿轮啮合，Z轴齿条15与Y轴直线导轨13相互平行。

Z轴支撑杆14的一表面设置有Z轴直线导轨16，Z轴直线导轨16与Z轴支撑杆14相互平行，Z轴支撑杆14上安装有Z轴驱动电机，Z轴驱动电机的输出轴上安装有Z轴减速机，Z轴减速机的输出端固定安装有Z轴齿轮。

R轴机构包括R轴支撑杆17、R轴滑块、R轴齿条18、R轴驱动电机、R轴减速机，R轴支撑杆17的一表面设置有R轴滑块，R轴滑块滑动安装在Z轴直线导轨16，R轴支撑杆17的一表面设置有R轴齿条18，R轴齿条18与Z轴齿轮啮合，R轴齿条18与Z轴直线导轨16相互平行，R轴支撑杆17上安装有R轴驱动电机，R轴驱动电机的输出轴上安装有R轴减速机，R轴减速机的输出端与机械手爪连接。

本实施例中：通过驱动X轴驱动电机7来带动X轴减速机8，X轴减速机8驱动X轴齿轮转动，X轴齿轮转动使Y轴齿条12沿着X轴支撑杆6的长度方向移动，Y轴滑块滑动安装在X轴直线导轨10上保证了Y轴支撑杆11在两根X轴支撑杆6上移动的稳定性；通过驱动Y轴驱动电机来带动Y轴减速机，Y轴减速机驱动Y轴齿轮转动，Y轴齿轮转动使Z轴齿条15沿着Y轴支撑杆11的长度方向移动，Z轴滑块滑动安装在Y轴直线导轨13上保证了Z轴支撑杆14在Y轴支撑杆11上移动的稳定性；通过驱动Z轴驱动电机来带动Z轴减速机，Z轴减速机驱动Z轴齿轮转动，Z轴齿轮转动使R轴齿条18沿着Z轴支撑杆14的长度方向升降，R轴滑块滑动安装在Z轴直线导轨16上保证了R轴支撑杆17在Z轴支撑杆14上升降的稳定性；通过驱动R轴驱动电机来带动R轴减速机，R轴减速机驱动机械手爪转动。

本实施例中采用的驱动方式为伺服电机加行星减速机，动态响应更好，能够适应复杂的、高精度的工作环境，X轴采用双边驱动方式，使四轴桁架机械手爪的工作区域更大，也能够很好的保证动作精度。与目前类似的产品相比，此套系统能够适应恶劣的工作环境，更换机械手爪后能够适应不同的工作场景，在速度快的同时也能够保证很好的位置精度。

X轴、Y轴、Z轴、Z轴的驱动均采用伺服电机加减速机的驱动方式，提高系统的动态响应能力。传动方式是采用齿轮齿条加直线导轨的方式，不仅能够保证系统的传动效率还能够延长系统的养护周期。

实施例三

基于上述实施例二所述的技术方案。请参阅图1所示，X轴支撑杆6与支撑腿1之间设置有加强杆4，使X轴支撑杆6与支撑腿1安装连接的更加稳固。

请参阅图6所示，框架还包括安装底板5、加固三角板19，支撑腿1的底部设置有安装底板5，支撑腿1的下部的周侧设置有加固三角板19，加固三角板19的一直角边与支撑腿1固定连接，加固三角板19的另一直角边与安装底板5固定连接，安装底板5上开设有安装孔20，便于将四轴桁架主体稳固安装在工作需要的区域，满足不同的工作需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：包括

四轴桁架主体，所述四轴桁架主体包括框架和机械手爪；

X轴机构，安装在四轴桁架主体的框架上且用于驱动机械手爪沿着一水平方向移动；

Y轴机构，安装在X轴机构上且用于驱动机械手爪沿着另一水平方向移动；

Z轴机构，安装在Y轴机构上且用于驱动机械手爪升降；

R轴机构，安装在Z轴机构上且用于驱动机械手爪旋转。

2.根据权利要求1所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述X轴机构驱动机械手爪移动的方向与Y轴机构驱动机械手爪移动的方向相互垂直。

3.根据权利要求1所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述框架包括支撑腿(1)、加固横杆(2)、安装横杆(3)、加强杆(4)、安装底板(5)、加固三角板(19)；

所述支撑腿(1)设置有四根且相互平行；所述支撑腿(1)之间构成规则四方体结构；所述支撑腿(1)之间设置有加固横杆(2)，所述支撑腿(1)的底部设置有安装底板(5)；

所述支撑腿(1)的下部的周侧设置有加固三角板(19)；所述加固三角板(19)的一直角边与支撑腿(1)固定连接；所述加固三角板(19)的另一直角边与安装底板(5)固定连接；

所述安装底板(5)上开设有安装孔(20)。

4.根据权利要求3所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述X轴机构包括X轴支撑杆(6)、X轴驱动电机(7)、X轴减速机(8)、X轴分动箱(9)、X轴齿轮、X轴直线导轨(10)；

所述X轴支撑杆(6)设置有两根且相互平行，每根X轴支撑杆(6)的下表面的两端均与一根所述支撑腿(1)的顶部固定连接；所述X轴支撑杆(6)横向设置；

两根所述X轴支撑杆(6)之间固定安装有两根安装横杆(3)，其中一根安装横杆(3)上固定安装有X轴驱动电机(7)；两根所述X轴支撑杆(6)与两根所述安装横杆(3)构成中空的四边形结构。

5.根据权利要求4所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述X轴驱动电机(7)的输出轴上安装有X轴减速机(8)；

每根所述X轴支撑杆(6)上均安装有X轴分动箱(9)；所述X轴分动箱(9)内活动安装有X轴齿轮；所述X轴减速机(8)的输出端与X轴齿轮通过机械传动机构传动连接；

所述X轴支撑杆(6)的上表面设置有X轴直线导轨(10)；所述X轴支撑杆(6)与X轴直线导轨(10)相互平行。

6.根据权利要求4所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述X轴支撑杆(6)与所述支撑腿(1)之间设置有加强杆(4)。

7.根据权利要求5所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述Y轴机构包括Y轴支撑杆(11)、Y轴滑块、Y轴齿条(12)、Y轴直线导轨(13)、Y轴驱动电机、Y轴减速机、Y轴齿轮；

所述Y轴支撑杆(11)横向设置；所述Y轴支撑杆(11)的下表面的两端均设置有Y轴滑块；所述Y轴滑块滑动安装在X轴直线导轨(10)上；

所述Y轴支撑杆(11)的下表面的两端均固定连接有Y轴齿条(12)；所述Y轴齿条(12)与X轴齿轮啮合；

所述Y轴齿条(12)与X轴直线导轨(10)相互平行；所述Y轴齿条(12)与Y轴支撑杆(11)相互垂直。

8.根据权利要求7所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述Y轴支撑杆(11)的上表面设置有Y轴直线导轨(13)；所述Y轴支撑杆(11)与Y轴直线导轨(13)相互平行；

所述Y轴支撑杆(11)上安装有Y轴驱动电机；所述Y轴驱动电机的输出轴上安装有Y轴减速机；所述Y轴减速机的输出端固定安装有Y轴齿轮。

9.根据权利要求8所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述Z轴机构包括Z轴支撑杆(14)、Z轴滑块、Z轴齿条(15)、Z轴直线导轨(16)、Z轴驱动电机、Z轴减速机、Z轴齿轮；

所述Z轴支撑杆(14)竖直设置；所述Z轴支撑杆(14)的一表面设置有Z轴滑块；所述Z轴滑块滑动安装在Y轴直线导轨(13)上；

所述Z轴支撑杆(14)的一表面固定连接有Z轴齿条(15)；所述Z轴齿条(15)与Y轴齿轮啮合；所述Z轴齿条(15)与Y轴直线导轨(13)相互平行；

所述Z轴支撑杆(14)的一表面设置有Z轴直线导轨(16)；所述Z轴直线导轨(16)与Z轴支撑杆(14)相互平行；

所述Z轴支撑杆(14)上安装有Z轴驱动电机；所述Z轴驱动电机的输出轴上安装有Z轴减速机；所述Z轴减速机的输出端固定安装有Z轴齿轮。

10.根据权利要求9所述的一种基于多维度的四轴桁架机械手，其特征在于：所述R轴机构包括R轴支撑杆(17)、R轴滑块、R轴齿条(18)、R轴驱动电机、R轴减速机；所述R轴支撑杆(17)的一表面设置有R轴滑块；所述R轴滑块滑动安装在Z轴直线导轨(16)；

所述R轴支撑杆(17)的一表面设置有R轴齿条(18)；所述R轴齿条(18)与Z轴齿轮啮合；所述R轴齿条(18)与Z轴直线导轨(16)相互平行；

所述R轴支撑杆(17)上安装有R轴驱动电机；所述R轴驱动电机的输出轴上安装有R轴减速机；所述R轴减速机的输出端与机械手爪连接。

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