CN105922241A - 一种带配重双面双导轨的五轴机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带配重双面双导轨的五轴机械手，包括固定底座，固定底座上依次连接有第一至第五轴组件，第五轴组件连接有机械臂手指，第二轴组件中的第二轴正面一号、二号线性导轨相互平行且安装在第二轴固定臂的正面，第二轴正面固定板安装在第二轴正面一号、二号线性导轨的第二轴正面滑块上；第二轴反面一号、二号线性导轨相互平行且安装在第二轴固定臂的反面，第二轴反面固定板安装在第二轴反面一号、二号线性导轨的第二轴反面滑块上；第二轴正面、反面固定板通过两侧的第二轴前后连接板相互固定连接。本发明将传统的五轴机械手的上下运动由第五轴位置移动到第二轴的位置，能够加大机械手的负载力，有效提高五轴机械手的稳定性。

Description

一种带配重双面双导轨的五轴机械手
技术领域
本发明涉及机械手领域，尤其是一种带配重双面双导轨的五轴机械手。
背景技术
随着经济的不断发展及科学技术的不断进步，为企业的发展提供强有力的经济及技术支柱，促使企业朝智能化及高集成化等的方向迈进，而机械手就是企业所研发的智能化产品中的一种。
众所周知，为了减轻操作人员的负担，或者替代操作人员进行危险作业，都离不开机械手的应用。通过机械手去替代操作人员的操作，因而达到提高效果或保护操作人员的目的，因此使得机械手在自动化生产的场合得到广泛地应用。
其中，对于机械手来说，它通过模仿人手的结构而具有人手的运动功能，而对于传统的五轴机械手来说，上下运动和前段旋转结构都是放在第五轴部位，通过丝杠传动完成机械手前段上下运动的功能，但是这样在高负重情况下，让整个五轴机械手发生抖动或者超负重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种带配重双面双导轨的五轴机械手，将在第五轴的上下运动移动到第二轴的位置，能够加大机械手的负载力，有效提高五轴机械手的稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种带配重双面双导轨的五轴机械手，包括固定底座，固定底座上依次连接有第一轴组件、第二轴组件、第三轴组件、第四轴组件和第五轴组件，第五轴组件连接有机械臂手指，第二轴组件包括第二轴固定臂、第二轴正面一号线性导轨、第二轴正面二号线性导轨、第二轴反面一号线性导轨、第二轴反面二号线性导轨、第二轴正面固定板、第二轴反面固定板、第二轴前后连接板、第二轴正面滑块和第二轴反面滑块，第二轴正面一号线性导轨和第二轴正面二号线性导轨相互平行且安装在第二轴固定臂的正面，第二轴正面固定板安装在第二轴正面一号线性导轨和第二轴正面二号线性导轨的第二轴正面滑块上；第二轴反面一号线性导轨和第二轴反面二号线性导轨相互平行且安装在第二轴固定臂的反面，第二轴反面固定板安装在第二轴反面一号线性导轨和第二轴反面二号线性导轨的第二轴反面滑块上；第二轴正面固定板和第二轴反面固定板通过两侧的第二轴前后连接板相互固定连接。
进一步地，第二轴组件还包括固定臂配重块、第二轴滚珠丝杠机构、第二轴伺服电机、第二轴承重板机构和第二轴手臂，固定臂配重块固定在第二轴固定臂的下平面后侧，第二轴滚珠丝杠机构与第二轴正面一号线性导轨、第二轴正面二号线性导轨平行且安装在第二轴固定臂的正面，第二轴伺服电机固定在第二轴固定臂的顶端，通过第二轴伺服电机输出轴与第二轴滚珠丝杠机构连接，第二轴承重板机构通过法兰固定在第二轴正面固定板上，第二轴手臂通过法兰固定在第二轴承重板机构上。
进一步地，第一轴组件包括第一轴减速机和第一轴伺服电机，第一轴减速机安装在固定底座上，第一轴伺服电机通过法兰和第一轴伺服电机的输出轴固定在第一轴减速机的动力输入端，第一轴减速机的动力输出端上通过法兰安装有第二轴固定臂。
进一步地，第三轴组件包括第三轴减速机、第三轴伺服电机和第三轴手臂，第三轴减速机安装在第二轴组件中的第二轴手臂上，第三轴伺服电机通过法兰和第三轴伺服电机的输出轴与第三轴减速机的动力输入端连接，第三轴手臂安装在第三轴减速机的动力输出端。
进一步地，第四轴组件包括第四轴手臂固定架、第四轴手臂、第四轴减速机固定架、第四轴减速机、第四轴伺服电机、第四轴动力同步轮、第四轴动力同步带和第四轴从动同步轮，第四轴手臂固定架通过法兰固定在第三轴组件中的第三轴手臂的最前端，第四轴手臂安装在第四轴手臂固定架上，第四轴减速机固定架通过法兰固定在第三轴组件中第三轴手臂的下方，第四轴减速机固定在第四轴减速机固定架内，第四轴伺服电机通过法兰和第四轴伺服电机的输出轴与第四轴减速机的动力输入端连接，第四轴动力同步轮安装在第四轴减速机动力输出端上，第四轴从动同步轮安装在第四轴手臂的输入端，第四轴动力同步轮通过第四轴动力同步带与第四轴从动同步轮连接。
进一步地，第五轴部件包括第五轴减速机、第五轴伺服电机和第五轴手臂，第五轴减速机固定在第四轴组件中的第四轴手臂内，第五轴伺服电机通过法兰和第五轴伺服电机的输出轴与第五轴减速机的动力输入端连接，第五轴手臂安装在第五轴减速机的动力输出端上，第五轴手臂的末端安装有机械臂手指。
进一步地，五轴机械手整体绕固定底座360°旋转。
进一步地，第二轴正面滑块沿着第二轴正面一号线性导轨和第二轴正面二号线性导轨上下运动，第二轴反面滑块沿着第二轴反面一号线性导轨和第二轴反面二号线性导轨上下运动。
进一步地，第三轴组件、第四轴组件和第五轴组件整体绕第三轴伺服电机360°旋转，第四轴组件和第五轴组件整体绕第四轴伺服电机360°旋转，第五轴组件整体绕第五轴伺服电机360°旋转。
本发明的有益效果：将传统的五轴机械手的上下运动由第五轴位置移动到第二轴的位置，能够加大机械手的负载力，有效提高五轴机械手的稳定性。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图。
具体实施方式
本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
如图1所示，一种带配重双面双导轨的五轴机械手，包括固定底座1，固定底座1上安装有第一轴减速机21，第一轴伺服电机22通过法兰和第一轴伺服电机22的输出轴固定在第一轴减速机21的动力输入端，第一轴减速机21的动力输出端上通过法兰安装有第二轴固定臂31。如图2所示，第二轴正面一号线性导轨321和第二轴正面二号线性导轨322相互平行且安装在第二轴固定臂31的正面，第二轴正面固定板341安装在第二轴正面一号线性导轨321和第二轴正面二号线性导轨322的第二轴正面滑块351上；第二轴反面一号线性导轨331和第二轴反面二号线性导轨332相互平行且安装在第二轴固定臂31的反面，第二轴反面固定板342安装在第二轴反面一号线性导轨331和第二轴反面二号线性导轨332的第二轴反面滑块352上；第二轴正面固定板341和第二轴反面固定板342通过两侧的第二轴前后连接板343相互固定连接；固定臂配重块36固定在第二轴固定臂31的下平面后侧；第二轴承重板机构39通过法兰固定在第二轴正面固定板341上，第二轴手臂310通过法兰固定在第二轴承重板机构39上。如图3所示，第二轴滚珠丝杠机构37与第二轴正面一号线性导轨321、第二轴正面二号线性导轨322平行且安装在第二轴固定臂31的正面，第二轴伺服电机38固定在第二轴固定臂31的顶端，通过第二轴伺服电机38输出轴与第二轴滚珠丝杠机构37连接。如图1所示，第三轴减速机41安装在第二轴手臂310上。如图3所示，第三轴伺服电机42通过法兰和第三轴伺服电机42的输出轴与第三轴减速机41的动力输入端连接，第三轴手臂43安装在第三轴减速机41的动力输出端；第四轴手臂固定架51通过法兰固定在第三轴手臂43的最前端，第四轴手臂52安装在第四轴手臂固定架51上，第四轴减速机固定架53通过法兰固定在第三轴手臂43的下方，第四轴减速机54固定在第四轴减速机固定架53内，第四轴伺服电机55通过法兰和第四轴伺服电机55的输出轴与第四轴减速机54的动力输入端连接，第四轴动力同步轮56安装在第四轴减速机54的动力输出端上，第四轴从动同步轮58安装在第四轴手臂52的输入端，第四轴动力同步轮56通过第四轴动力同步带57与第四轴从动同步轮58连接。如图1所示，第五轴减速机61固定在第四轴手臂52内，第五轴伺服电机62通过法兰和第五轴伺服电机62的输出轴与第五轴减速机61的动力输入端连接，第五轴手臂63安装在第五轴减速机61的动力输出端上，第五轴手臂63的末端安装有机械臂手指7。
本发明的工作原理：第一轴组件通过第一轴伺服电机22带动第一轴减速机21转动，从而带动五轴机械手整体绕固定底座1作360°旋转；第二轴组件通过第二轴伺服电机38带动第二轴滚珠丝杠机构37，拖动第二轴正面滑块351及第二轴反面滑块352分别在第二轴正面一号线性导轨321和第二轴正面二号线性导轨322及第二轴反面一号线性导轨331和第二轴反面二号线性导轨332上下运动，从而完成五轴机械手整体上下运动，由于第二轴滚珠丝杠机构37及固定臂配重块36，负载都加在第二轴固定臂31上，第二轴组件可以承载很大的负重；第三轴组件通过第三轴伺服电机42带动第三轴减速机41转动，从而带动机械手中前段整体(即第三轴组件、第四轴组件和第五轴组件)绕第三轴伺服电机42作360°旋转，使得手臂可以弯曲的，能够有效避开在手臂使用过程中的障碍物，比如需要避开机械手在使用过程中正面遇到的轴状物等；第四轴组件通过第四轴伺服电机55带动第四轴减速机54转动，从而带动机械手前段(即第四轴组件和第五轴组件)整体绕第四轴伺服电机55作360°旋转，使得手臂可以完成旋转的功能；第五轴组件通过第五轴伺服电机62带动第五轴减速机61转动，从而带动机械手最前段(即第五轴组件)整体绕第五轴伺服电机62作360°旋转，使得手臂可以完成最前段旋转的功能。
综上所述：将传统的五轴机械手的上下运动由第五轴位置移动到第二轴的位置，从而完成五轴机械手整体上下运动，能够加大机械手的负载力，有效提高五轴机械手的稳定性。

Claims (9)

1.一种带配重双面双导轨的五轴机械手，包括固定底座(1)，固定底座(1)上依次连接有第一轴组件、第二轴组件、第三轴组件、第四轴组件和第五轴组件，第五轴组件连接有机械臂手指(7)，其特征在于：所述第二轴组件包括第二轴固定臂(31)、第二轴正面一号线性导轨(321)、第二轴正面二号线性导轨(322)、第二轴反面一号线性导轨(331)、第二轴反面二号线性导轨(332)、第二轴正面固定板(341)、第二轴反面固定板(342)、第二轴前后连接板(343)、第二轴正面滑块(351)和第二轴反面滑块(352)，第二轴正面一号线性导轨(321)和第二轴正面二号线性导轨(322)相互平行且安装在第二轴固定臂(31)的正面，第二轴正面固定板(341)安装在第二轴正面一号线性导轨(321)和第二轴正面二号线性导轨(322)的第二轴正面滑块(351)上；第二轴反面一号线性导轨(331)和第二轴反面二号线性导轨(332)相互平行且安装在第二轴固定臂(31)的反面，第二轴反面固定板(342)安装在第二轴反面一号线性导轨(331)和第二轴反面二号线性导轨(332)的第二轴反面滑块(352)上；第二轴正面固定板(341)和第二轴反面固定板(342)通过两侧的第二轴前后连接板(343)相互固定连接。
2.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述第二轴组件还包括固定臂配重块(36)、第二轴滚珠丝杠机构(37)、第二轴伺服电机(38)、第二轴承重板机构(39)和第二轴手臂(310)，固定臂配重块(36)固定在第二轴固定臂(31)的下平面后侧，第二轴滚珠丝杠机构(37)与第二轴正面一号线性导轨(321)、第二轴正面二号线性导轨(322)平行且安装在第二轴固定臂(31)的正面，第二轴伺服电机(38)固定在第二轴固定臂(31)的顶端，通过第二轴伺服电机(38)输出轴与第二轴滚珠丝杠机构(37)连接，第二轴承重板机构(39)通过法兰固定在第二轴正面固定板(341)上，第二轴手臂(310)通过法兰固定在第二轴承重板机构(39)上。
3.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述第一轴组件包括第一轴减速机(21)和第一轴伺服电机(22)，第一轴减速机(21)安装在固定底座(1)上，第一轴伺服电机(22)通过法兰和第一轴伺服电机(22)的输出轴固定在第一轴减速机(21)的动力输入端，第一轴减速机(21)的动力输出端上通过法兰安装有第二轴固定臂(31)。
4.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述第三轴组件包括第三轴减速机(41)、第三轴伺服电机(42)和第三轴手臂(43)，第三轴减速机(41)安装在第二轴组件中的第二轴手臂(310)上，第三轴伺服电机(42)通过法兰和第三轴伺服电机(42)的输出轴与第三轴减速机(41)的动力输入端连接，第三轴手臂(43)安装在第三轴减速机(41)的动力输出端。
5.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述第四轴组件包括第四轴手臂固定架(51)、第四轴手臂(52)、第四轴减速机固定架(53)、第四轴减速机(54)、第四轴伺服电机(55)、第四轴动力同步轮(56)、第四轴动力同步带(57)和第四轴从动同步轮(58)，第四轴手臂固定架(51)通过法兰固定在第三轴组件中的第三轴手臂(43)的最前端，第四轴手臂(52)安装在第四轴手臂固定架(51)上，第四轴减速机固定架(53)通过法兰固定在第三轴组件中第三轴手臂(43)的下方，第四轴减速机(54)固定在第四轴减速机固定架(53)内，第四轴伺服电机(55)通过法兰和第四轴伺服电机(55)的输出轴与第四轴减速机(54)的动力输入端连接，第四轴动力同步轮(56)安装在第四轴减速机(54)动力输出端上，第四轴从动同步轮(58)安装在第四轴手臂(52)的输入端，第四轴动力同步轮(56)通过第四轴动力同步带(57)与第四轴从动同步轮(58)连接。
6.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述第五轴部件包括第五轴减速机(61)、第五轴伺服电机(62)和第五轴手臂(63)，第五轴减速机(61)固定在第四轴组件中的第四轴手臂(52)内，第五轴伺服电机(62)通过法兰和第五轴伺服电机(62)的输出轴与第五轴减速机(61)的动力输入端连接，第五轴手臂(63)安装在第五轴减速机(61)的动力输出端上，第五轴手臂(63)的末端安装有机械臂手指(7)。
7.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述五轴机械手整体绕固定底座(1)360°旋转。
8.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述第二轴正面滑块(351)沿着第二轴正面一号线性导轨(321)和第二轴正面二号线性导轨(322)上下运动，第二轴反面滑块(352)沿着第二轴反面一号线性导轨(331)和第二轴反面二号线性导轨(332)上下运动。
9.根据权利要求1所述的带配重双面双导轨的五轴机械手，其特征在于：所述第三轴组件、第四轴组件和第五轴组件整体绕第三轴伺服电机(42)360°旋转，第四轴组件和第五轴组件整体绕第四轴伺服电机(55)360°旋转，第五轴组件整体绕第五轴伺服电机(62)360°旋转。
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