四自由度伺服机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。一种四自由度伺服机械手，包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、扭转臂、基座和手爪；所述升降臂固连于所述基座上，所述基座固定于地面上；所述手爪固连于所述扭转臂的输出端；所述伸缩臂的固定板固连于所述回转盖板；所述伸缩臂的一端固连立式法兰盘，所述立式法兰盘上固连所述扭转臂。本实用新型专利技术适用于机械制造过程中，实现物料的搬运传输，并且摩擦阻力小，运行平稳、精度高、寿命长，使用本实用新型专利技术四自由度伺服机械手可以拾取工件，本实用新型专利技术四自由度伺服机械手通过紧凑的结构布置，有效控制外形尺寸，并获取最大的运行空间。

【技术实现步骤摘要】
四自由度伺服机械手
[0001 ] 本技术涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。
技术介绍
机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。然而，现有的机械手往往由电机驱动，结构复杂，价格昂贵。现有的机械手的寿命不长。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种四自由度伺服机械手，本技术适用于机械制造过程中，实现物料的搬运传输，并且摩擦阻力小，运行平稳、精度高、寿命长，使用本技术四自由度伺服机械手可以拾取工件，并完成工件的升降、伸缩及旋转功能。—种四自由度伺服机械手，包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、扭转臂、基座和手爪；所述升降臂固连于所述基座上，所述基座固定于地面上；所述升降臂包括第一伺服电机、升降丝杠、升降螺母、同步带、导柱、基座板；所述升降丝杠的下端活动连接于所述基座板，所述第一伺服电机固连于所述基座板，所述第一伺服电机连接所述同步带，所述同步带连接所述升降丝杠的一端，所述升降丝杠活动连接所述升降螺母；所述升降螺母固连于所述回转手臂的回转架，所述升降螺母位于所述回转架的边缘处；所述导柱固连于所述基座板的边缘处，所述导柱数量为4，并且相互平行；所述回转架上设置有和所述导柱相匹配的导套；所述回转手臂包括:回转架、第二伺服电机、回转减速器；所述回转架包括上回转架、立柱、下回转架，所述立柱的上部固连于所述上回转架的边缘处，所述立柱的下部固连于所述下回转架的边缘处；所述回转减速器的外壳固连于所述上回转架，所述回转减速器位于所述上回转架上部的中间位置；所述第二伺服电机连接于所述回转减速器，并位于所述上回转架下部的中间位置，所述升降丝杠位于所述第二伺服电机的侧边；所述回转减速器的上部固连有回转盖板；所述伸缩臂包括底板、丝杠、长导轨、方形滑块、螺母、第三伺服电机、联轴器；所述丝杠的一端活动连接有丝杠固定座、另外一端活动连接有丝杠支撑座，所述丝杠固定座和所述丝杠支撑座固定连接于所述底板上；所述第三伺服电机的伸出轴和所述丝杠通过所述联轴器实现固定连接；所述底板的另外一面上，固定连接有所述长导轨，所述长导轨上活动连接方形滑块，所述方形滑块下方固连有固定板；所述丝杠上活动连接所述螺母，所述螺母的外部固连有螺母连接板，所述螺母连接板的两侧固连有立板，所述立板固连于所述固定板上；所述丝杠和所述长导轨平行；所述扭转臂包括第四伺服电机和扭转减速器，所述第四伺服电机的输出轴连接至所述扭转减速器；所述手爪固连于所述扭转臂的输出端；所述伸缩臂的固定板固连于所述回转盖板；所述伸缩臂的一端固连立式法兰盘，所述立式法兰盘上固连所述扭转臂。和传统技术相比，本技术四自由度伺服机械手的有益效果如下:所述基座固连于地面或者其它设备上，实现对本技术四自由度伺服机械手的安装固定。本技术四自由度伺服机械手通过紧凑的结构布置，有效控制外形尺寸，并获取最大的运行空间。和传统的线性坐标的机器人相比，本技术四自由度伺服机械手的体积小。所述升降臂位于最下部，所述第一伺服电机位于所述基座内部；所述升降丝杠、所述导柱和所述第二伺服电机同排布置，缩短本技术四自由度伺服机械手的高度尺寸。所述回转手臂在所述第三伺服电机的驱动下，实现精密转动。所述第三伺服电机的输出角度经过所述回转减速器后，获取更加精密的角度；同时，所述回转减速器的输出扭矩也更大。所述回转手臂刚性高，角度准，扭矩大。传统的机器人减速器关节价格昂贵，和传统的关节式工业机器人相比，本技术四自由度伺服机械手的所述升降臂和伸缩臂采用滚珠丝杠加导轨的结构形式，可以明显提闻经济效益。所述导柱的数量为4个，所述导套的数量为4个，导向精度高，刚性高。对于所述伸缩手臂，所述方形滑块和所述固定板固连于所述减速器盖板，在所述第三伺服电机的驱动下，所述底板和所述丝杆一起向前伸出或向后缩回。所述方形滑块和所述长导轨之间为滚动摩擦，以减小摩擦阻力。本技术四自由度伺服机械手的手臂包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、扭转臂。所述升降臂位于本技术四自由度伺服机械手的下部，具有升降功能，即在所述第一伺服电机的带动下，可以驱动所述回转手臂、伸缩臂、扭转臂一起上升或者下降；所述回转手臂连接于所述升降臂，所述回转手臂具有回转功能，即在所述第二伺服电机的带动下，可以驱动所述伸缩臂、扭转臂一起做顺时针或逆时针的水平转动；所述伸缩臂连接于所述回转手臂上，所述伸缩臂具有线性伸缩功能，即在所述第三伺服电机的带动下，可以驱动所述扭转臂伸出或者缩回；所述扭转臂连接于所述伸缩臂上，所述扭转臂具备扭转功能，即在所述第四伺服电机的带动下，可以驱动所述手爪做顺时针或逆时针的转动。本技术四自由度伺服机械手的手臂具备4个自由度的运动控制。【附图说明】图1是本技术四自由度伺服机械手的结构示意图；图2是本技术四自由度伺服机械手的结构示意图；图3是本技术四自由度伺服机械手的结构示意图；图4是本技术四自由度伺服机械手的升降臂的结构示意图；图5是本技术四自由度伺服机械手的升降臂的结构示意图；图6是本技术四自由度伺服机械手的线性手臂的结构示意图。【具体实施方式】下面将结合附图对本技术作进一步地详细说明，但不构成对本技术的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本技术提供了一种导轨式机械手，用于实现物料的抓取和转移。图1、图2、图3是本技术四自由度伺服机械手的结构示意图，图4、图5是本技术四自由度伺服机械手的升降臂的结构示意图，图6是本技术四自由度伺服机械手的线性手臂的结构示意图。四自由度伺服机械手，包括升降臂1001、回转手臂1002、伸缩臂1003、扭转臂1004、基座336和手爪120 ；所述升降臂1001固连于所述基座336上,所述基座336固定于地面上；所述升降臂1001包括第一伺服电机330、升降丝杠332、升降螺母335、同步带331、导柱334、基座板333 ;所述升降丝杠332的下端活动连接于所述基座板333，所述第一伺服电机330固连于所述基座板333，所述第一伺服电机330连接所述同步带331，所述同步带331连接所述升降丝杠332的一端，所述升降丝杠332活动连接所述升降螺母335 ;所述升降螺母335固连于所述回转手臂1002的回转架261，所述升降螺母335位于所述回转架261的边缘处；所述导柱334固连于所述基座板333的边缘处，所述导柱334数量为4，并且相互平行；所述回转架261上设置有和所述导柱334相匹配的导套262 ；所述回转手臂10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四自由度伺服机械手，其特征在于组成如下：包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、扭转臂、基座和手爪；所述升降臂固连于所述基座上，所述基座固定于地面上；所述升降臂包括第一伺服电机、升降丝杠、升降螺母、同步带、导柱、基座板；所述升降丝杠的下端活动连接于所述基座板，所述第一伺服电机固连于所述基座板，所述第一伺服电机连接所述同步带，所述同步带连接所述升降丝杠的一端，所述升降丝杠活动连接所述升降螺母；所述升降螺母固连于所述回转手臂的回转架，所述升降螺母位于所述回转架的边缘处；所述导柱固连于所述基座板的边缘处，所述导柱数量为4，并且相互平行；所述回转架上设置有和所述导柱相匹配的导套；所述回转手臂包括：回转架、第二伺服电机、回转减速器；所述回转架包括上回转架、立柱、下回转架，所述立柱的上部固连于所述上回转架的边缘处，所述立柱的下部固连于所述下回转架的边缘处；所述回转减速器的外壳固连于所述上回转架，所述回转减速器位于所述上回转架上部的中间位置；所述第二伺服电机连接于所述回转减速器，并位于所述上回转架下部的中间位置，所述升降丝杠位于所述第二伺服电机的侧边；所述回转减速器的上部固连有回转盖板；所述伸缩臂包括底板、丝杠、长导轨、方形滑块、螺母、第三伺服电机、联轴器；所述丝杠的一端活动连接有丝杠固定座、另外一端活动连接有丝杠支撑座，所述丝杠固定座和所述丝杠支撑座固定连接于所述底板上；所述第三伺服电机的伸出轴和所述丝杠通过所述联轴器实现固定连接；所述底板的另外一面上，固定连接有所述长导轨，所述长导轨上活动连接方形滑块，所述方形滑块下方固连有固定板；所述丝杠上活动连接所述螺母，所述螺母的外部固连有螺母连接板，所述螺母连接板的两侧固连有立板，所述立板固连于所述固定板上；所述丝杠和所述长导轨平行；所述扭转臂包括第四伺服电机和扭转减速器，所述第四伺服电机的输出轴连接至所述扭转减速器；所述手爪固连于所述扭转臂的输出端；所述伸缩臂的固定板固连于所述回转盖板；所述伸缩臂的一端固连立式法兰盘，所述立式法兰盘上固连所述扭转臂。...

【技术特征摘要】
1.一种四自由度伺服机械手，其特征在于组成如下:包括升降臂、回转手臂、伸缩臂、扭转臂、基座和手爪； 所述升降臂固连于所述基座上，所述基座固定于地面上； 所述升降臂包括第一伺服电机、升降丝杠、升降螺母、同步带、导柱、基座板；所述升降丝杠的下端活动连接于所述基座板，所述第一伺服电机固连于所述基座板，所述第一伺服电机连接所述同步带，所述同步带连接所述升降丝杠的一端，所述升降丝杠活动连接所述升降螺母；所述升降螺母固连于所述回转手臂的回转架，所述升降螺母位于所述回转架的边缘处；所述导柱固连于所述基座板的边缘处，所述导柱数量为4，并且相互平行；所述回转架上设置有和所述导柱相匹配的导套； 所述回转手臂包括:回转架、第二伺服电机、回转减速器；所述回转架包括上回转架、立柱、下回转架，所述立柱的上部固连于所述上回转架的边缘处，所述立柱的下部固连于所述下回转架的边缘处；所述回转减速器的外壳固连于所述上回转架，所述回转减速器位于所述上回转架上部的中间位置；所述第二伺服电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：余胜东，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33