CN2625122Y

CN2625122Y - 五轴机械手

Info

Publication number: CN2625122Y
Application number: CN 03258039
Authority: CN
Inventors: 张军辉; 张海林; 张则钢
Original assignee: 张军辉
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2013-07-11

Abstract

本实用新型涉及一种五轴机械手。其主要特征肩机构与固装在固定座上的腰机构的减速器轴一体固装实现肩机构与固定座减速器轴的径向摆动，肘机构、腕机构分别实现肩机构与肘机构、肘机构与腕机构之间的相对摆动，爪机构安装在腕机构的锥齿轮轴上并通过安装在腕机构减速器上的一对与爪机构的锥齿轮的啮合。本实用新型结构简单，功能全面，整机的可靠性、稳定性和准确性比较好，可完美地替代现有的机械手，适用于焊接、装配、加工等工业系统使用。

Description

五轴机械手

所属领域

本实用新型属于机电控制的机械手，尤其是一种可实现在五个方位动作的五轴(不含爪机构动作)机械手。

背景技术

在焊接和装配工作中，通常采用机械手代替人力来完成。现有的机械手通常为三轴机械手，可实现机械手在三个方位的动作。近年来，也出现了四轴机械手，这仅仅是多了一个方位的动作，其结构方式和驱动方式没有改变，采用的传动方式均为齿轮传动或链轮传动，普遍采用齿轮减速器，结构比较复杂，体积比较大，成本比较高，且动作比较单一。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单，在五个方位动作的五轴机械手。

本实用新型的目的是这样实现的：

机械手包括腰机构、肩机构、肘机构、腕机构、爪机构五部分构成，构成五级传动(不含爪机构的传动)，其中肩机构与固装在固定座上的腰机构中的减速器轴一体固装实现肩机构绕固定座上腰机构减速器轴的周向摆动，肘机构、腕机构分别安装在肩机构内、肘机构内的减速器上实现肘机构与肩机构、腕机构与肘机构之间的相对摆动，爪机构安装在腕机构的锥齿轮轴上并通过安装在腕机构减速器上的一对与爪机构的锥齿轮的啮合实现爪机构的摆动或者转动。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

腰机构、肩机构、肘机构、腕机构所采用的减速器均为谐波减速器；肩机构的减速器上固装有一可平衡肘机构扭矩的拉簧，该拉簧的另一端固装在肩机构的横杆上；在该横杆上还固装有一拉簧，该拉簧固装在可套装在肩机构减速器上的链轮上，并通过该链轮通过链条传动驱动固装在肘机构减速器轴上的链轮实现对腕机构的扭矩的平衡；腰机构、肩机构、肘机构、腕机构相互驱动方式均为电机通过皮带传动机构驱动减速器的方式；腕机构安装有两组电机通过皮带轮驱动减速器、减速器固装有锥齿轮的传动机构，该两个减速器同轴线相对安装。

本实用新型的优点和积极效果是：

1.机械手包括腰机构、肩机构、肘机构、腕机构、爪机构五部分构成，构成五级传动(不含爪机构的传动)，可实现五个方位动作(空间运动)，爪机构可据工作要求随意更换，功能全面；

2.传动部分的减速器采用谐波减速器，增加了传动的可靠性和准确性，使整机结构紧凑，体积小，重量轻，成本低。

3.在整机中，采用了平衡系统，有效地减小了所用的电机的功率，提高了系统的整体稳定性。

本实用新型结构简单，功能全面，整机的可靠性、稳定性和准确性比较好，可完美地替代现有的机械手，适用于焊接、装配、加工等工业系统使用。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1的A--A向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步详述：

本实用新型所述的机械手由腰机构、肩机构、肘机构、腕机构、爪机构五部分构成，构成五级传动(不含爪机构的传动)。肩机构与固装在固定座9上腰机构的减速器8的轴一体固装，可以实现肩机构与固定座上腰机构减速器轴线的周向相对摆动。固定座上腰机构的减速器和电机12均固装在支架10上，电机通过皮带传动机构11驱动减速器，底盘13支撑支架。肩机构由肩外壳7、电机25、皮带传动机构24减速器28构成。电机通过皮带传动机构通过轴驱动减速器，该减速器为谐波减速器，可实现减速器的外壳扭矩输出。肘机构的肘外壳5与该减速器的外壳固装在一起，在该减速器旋转时，肘机构随之旋转。在该减速器的外壳上还固装一拉簧27，该拉簧的另一端固装在肩机构的横杆上(参见图2)，这样，在减速器旋转时，该拉簧可平衡带动肘机构旋转的扭矩，减小电机的功率。

肘机构内的肘外壳内也固装有电机21、皮带传动机构20和减速器18，电机驱动方式与肩机构相同，该减速器也是谐波减速器，并与腕机构的腕外壳4相固装。在该减速器上还固装有一链轮19，该链轮通过链条与套装在肩机构的减速器上的链轮22连接(在肘机构上还安装一链条的张紧轮6，位置请见图1)，在该套装的链轮上还通过拉簧过度板23连接一拉簧26，该拉簧的另一端固装在肩机构的横杆上。该拉簧的作用是平衡腕机构与肘机构之间的扭矩。

腕机构的腕外壳上固装有两组传动机构，均是由电机17(该两个电机为上下安装，只标出一个号，参见图1)通过皮带传动机构15、29分别驱动减速器16、31，每个减速器的轴上均固装有锥齿轮14、30，该两个减速器同轴线相对安装，两个锥齿轮大小相同，也在各自的减速器轴上对向安装。爪机构1通过连接轴2上固装的锥齿轮3实现与腕机构的连接。其中锥齿轮与腕机构的两个锥齿轮同时啮合。在该两个锥齿轮同步反向转动时，可同时啮合与爪机构固装在一起的锥齿轮实现爪机构的转动；该两个锥齿轮同步顺向转动时，可实现爪机构在腕机构减速机轴的周向摆动；该两个锥齿轮不同步转动时，可同时实现爪机构的转动和摆动。

Claims

1.一种五轴机械手，由电机、减速器、皮带轮机构、链轮机构等传动构件驱动，其特征在于：机械手包括腰机构、肩机构、肘机构、腕机构、爪机构五级传动部分，其中肩机构与固装在固定座上的腰机构的减速器轴一体固装实现肩机构绕固定座上腰机构的减速器轴的周向摆动，肘机构、腕机构分别安装在肩机构内、肘机构内的减速器上实现肩机构与肘机构、肘机构与腕机构之间的相对摆动，爪机构安装在腕机构的锥齿轮轴上并通过安装在腕机构减速器上的一对与爪机构的锥齿轮的啮合实现爪机构的摆动或者转动。

2.根据权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于：腰机构、肩机构、肘机构、腕机构所采用的减速器均为谐波减速器。

3.根据权利要求1、2所述的五轴机械手，其特征在于：肩机构的减速器上固装有一可平衡肘机构扭矩的拉簧，该拉簧的另一端固装在肩机构的横杆上；在该横杆上还固装有一拉簧，该拉簧固装在可套装在肩机构减速器上的链轮上，并通过该链轮通过链条传动驱动固装在肘机构减速器轴上的链轮实现对肘机构的扭矩的平衡。

4.根据权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于：腰机构、肩机构、肘机构、腕机构相互驱动方式均为电机通过皮带传动机构驱动减速器的方式。

5.根据权利要求1所述的五轴机械手，其特征在于：腕机构安装有两组电机通过皮带轮驱动减速器、减速器固装有锥齿轮的传动机构，该两个减速器轴相互对接安装。