一种新型五自由度机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种新型五自由度机械手，包括底座、旋转部、第一连接部、第一轴臂、第二连接部、第二轴臂、第三连接部、第三轴臂及夹爪机构，底座设置于水平面上，旋转部设置于底座上；第一连接部设置于旋转部上；第一轴臂的下端可转动地连接于第一连接部上，第一轴臂的上端设有第二连接部；第一轴臂的一端可转动地连接于第一连接部上，第一轴臂的另一端设有第二连接部；第二轴臂的一端可转动地连接在第二连接部上，第二轴臂的另一端设有第三连接部；第三轴臂的一端连接在第三连接部上，第三轴臂的另一端连接有夹爪机构。本发明专利技术结构简单，空间占用率低，自由度高，运动稳定性及精准度高。

A new type of manipulator with five degrees of freedom

The invention discloses a novel five DOF Manipulator, which comprises a base, a rotating part, a first connecting part, a first shaft arm, second connecting parts, second axis arm and the third connecting part, third shaft arm and gripper mechanism, the base is arranged on the horizontal plane, the rotating part is arranged on the base; the first connecting part set on the rotating part; the lower end of the first shaft arm is pivotally connected to the first connecting part on the upper end of the first shaft arm is provided with a second connecting part; one end of the first shaft arm is pivotally connected to the first connecting part, a first shaft arm is arranged at the other end of the second connecting part; one end of the second shaft arm can rotate connected to the second connecting part, second shaft arm is arranged at the other end of the third connecting part; one end of the third shaft arm connected to the third connecting part, third shaft arm connected with the other end of the clamping claw mechanism. The invention has the advantages of simple structure, low space occupation rate, high degree of freedom, high motion stability and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械手领域，特别指一种新型五自由度机械手。
技术介绍
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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。衡量机械手性能的最重要的一个参数是自由度，自由度越多表示机械手运动的范围及灵活性越好；机械手一般包括底座、轴臂及夹爪，夹爪通过轴臂连接于底座上，通过底座与轴臂，以及轴臂与夹爪之间的相对运动带动夹爪运动；运动动力部件一般为电机；传统的机械手底座一般直接固定于水平面上，电机装设于底座底部或侧部，电机占用底座较多空间，导致底座体积增大，且底座功能单一，仅具备支撑及带动轴臂整体旋转功能，限制了机械手的自由度；另外，对于传统的机械手，机械手臂是占用空间最大的结构部件，且作为轴臂运动驱动机构的电机一般设置于轴臂侧部；因此，针对机械手臂的结构改进以及电机安装位置的结构改进以及自由度的提高对于机械手的优化和发展具有较重要的意义；另外，传统的夹爪一般包括2个夹块及2个动力机构，两动力机构分别单独的驱动两夹块相对运动，完成夹紧或松开动作；该种结构设计复杂，成本较高；且由于分别对应两夹块采用两套独立的驱动机构，在实际工作过程中，对两套驱动机构的驱动同步性要求高，驱动不同步会直接导致两夹块相对运动出现偏差，影响夹块的运动精准性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单，空间占用率低，自由度高，运动稳定性及精准度高的新型五自由度机械手。本专利技术采取的技术方案如下：一种新型五自由度机械手，包括底座、旋转部、第一连接部、第一轴臂、第二连接部、第二轴臂、第三连接部、第三轴臂及夹爪机构，其中，上述底座设置于水平面上，旋转部设置于底座上，并在水平面内旋转运动；上述第一连接部设置于旋转部上，并随旋转部旋转运动；上述第一轴臂的下端可转动地连接于第一连接部上，并经第一连接部驱动而旋转运动，第一轴臂的上端设有第二连接部；上述第一轴臂的一端可转动地连接于第一连接部上，并经第一连接部驱动而旋转运动，第一轴臂的另一端设有第二连接部；上述第二轴臂的一端可转动地连接在第二连接部上，并经第二连接部驱动而转动，第二轴臂的另一端设有第三连接部；上述第三轴臂的一端连接在第三连接部上，并经第三连接部驱动而旋转运动，第三轴臂的另一端连接有夹爪机构，第三轴臂驱动夹爪机构旋转运动，以便调整夹爪机构的夹取角度。优选地，所述的底座包括第一支杆、第一支板、第二支杆及第二支板，其中，上述第一支杆包括至少二根，第一支杆沿第一支板的边沿方向间隔竖直连接于第一支板的下部，以便支撑第一支板；上述第二支杆包括至少二根，第二支杆的上述沿第二支板的边沿间隔竖直连接于第二支板的底部，第二支杆的下端固定于第一支板上，以便悬空支撑第二支板。优选地，所述的旋转部包括旋转电机及旋转座，其中，上述旋转电机设置于上述第一支板与第二支板之间，并固定于第二支板的底部，旋转电机的输出轴穿过第二支板向上延伸；上述旋转座水平设置于第二支板的上方，旋转座的底部与上述旋转电机的输出轴连接固定，旋转电机驱动旋转座在水平面方向旋转运动。优选地，所述的第一连接部包括第一支架、第二支架、第一电机及第二电机，其中，上述第一支架及第二支架平行间隔地设置于旋转座上，并沿竖直方向向上延伸；上述第一电机及第二电机分别固定设置于第一支架及第二支架的一侧，且第一电机及第二电机输出轴分别延伸至第一支架及第二支架的另一侧。优选地，所述的第一轴臂包括第一侧板及第一连杆，其中，上述第一侧板包括二块，两第一侧板平行间隔设置，且通过至少二根第一连杆连接形成整体的转动结构；两第一侧板的下端分别与上述第一电机及第二电机的输出轴连接，第一电机及第二电机驱动第一侧板旋转运动。优选地，所述的第二连接部包括第二轴臂电机及连板，其中，上述第二轴臂电机设置于上述两第一侧板的上端间隙空间内，第二轴臂电机的输出轴从第二轴臂电机的一侧伸出，第二轴臂电机的输出轴伸入其中一块第一侧板内，并与该第一侧板螺纹连接，第二轴臂电机的另一侧与另一块第一侧板可转动地连接，第二轴臂电机驱动其输出轴旋转时，通过与第一侧板之间的齿传动，使第二轴臂电机在两第一侧板之间旋转运动；上述连板固定连接于第二轴臂电机的端部，以便连接上述第二轴臂。优选地，所述的第二轴臂包括第二侧板，第二侧板包括二块，两第二侧板平行间隔设置，两第二侧板的一端分别与上述连板固定连接，并经连板带动而随第二轴臂电机转动。优选地，所述的第三连接部包括第二连杆及第三轴臂电机，其中，上述第二连杆包括二根，两第二连杆分别上下间隔设置，两第二连杆的两端分别连接于上述两第二侧板的另一端上，并使第三轴臂电机固定连接于第二侧板上；第三轴臂电机的输出上延伸出第三轴臂电机的一侧。优选地，所述的第三轴臂包括第三侧板及夹爪旋转电机，其中，上述第三侧板包括二块，两第三侧板平行间隔设置，两第三侧板的一端分别延伸至上述第三轴臂电机的两侧，其中一块第三侧板连接于第三轴臂电机的输出轴上，另一块第三侧板与第三轴臂电机的另一侧可转动地连接，第三轴臂电机驱动第三侧板旋转运动；上述夹爪旋转电机固定连接于上述两第三侧板的另一端，并随第三侧板运动，夹爪旋转电机的输出轴向外伸出。优选地，所述的夹爪机构连接于上述夹爪旋转电机的输出轴上，并经夹爪旋转电机驱动而旋转运动；夹爪机构包括夹爪支座、夹爪支板、夹爪电机、左夹组件及右夹组件，其中，上述夹爪支座竖直设置，夹爪支座的一侧连接于上述夹爪旋转电机的输出轴上，经夹爪旋转电机驱动而旋转运动；上述夹爪支板水平连接于夹爪支座的另一侧，并插设固定在夹爪支座内，形成水平支撑面；上述夹爪电机连接于夹爪支板下部的左侧或右侧，夹爪电机的输出轴向上穿过夹爪支板延伸至夹爪支板的上部；上述左夹组件及右夹组件分别设置于夹爪支板上部的左右两侧，左夹组件或右夹组件与夹爪电机的输出端连接，夹爪电机驱动左夹组件或右夹组件在水平面内相对运动，以便夹紧或松开；上述左夹组件与上述夹爪电机的输出端连接，夹爪电机驱动左夹组件在水平面内相对右夹组件转动；左夹组件包括第一左传动件、第二左传动件及左夹块，其中，上述左夹块为三角形块体结构，包括第一左短边、第二左短边及左长边；其中第一左短边分别与第一左传动件及第二左传动件连接，第二左短边的侧面为夹紧或松开物料的端面；上述第一左传动件包括一块，第一左传动件的一端连接在夹爪电机的输出端上，第一左传动件的另一端可转动地连接于左夹块的第一左短边的一角处；上述第二左传动件包括二块，两第二左传动件的一端分别上下对应地连接在夹爪支板上，并与夹爪支板可转动连接，两第二左传动件的另一端分别上下对应地连接于左夹块第一左短边的另一角处；第一左传动件在夹爪电机驱动下旋转运动时，拉动左夹块同时在水平面内移动和转动，以使左夹块的第二左短边夹紧或松开物料；上述右夹组件包括第一右传动件、第二右传动件及右夹块，其中，上述右夹块为三角形块体结构，右夹块包括第一右短边、第二右短边及右长边；其中第一右短边分别与第一右传动件及第二右传动件连接，第二右短边的侧面为夹紧或松开物料的端面；上述第一右传动件包括二块，两第一右传动件的一端分别上下对应地连接于夹爪支板上，并与夹爪支板可转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型五自由度机械手，其特征在于：包括底座（1）、旋转部（2）、第一连接部（3）、第一轴臂（4）、第二连接部（5）、第二轴臂（6）、第三连接部（7）、第三轴臂（8）及夹爪机构（9），其中，上述底座（1）设置于水平面上，旋转部（2）设置于底座（1）上，并在水平面内旋转运动；上述第一连接部（3）设置于旋转部（2）上，并随旋转部（2）旋转运动；上述第一轴臂（4）的下端可转动地连接于第一连接部（3）上，并经第一连接部（3）驱动而旋转运动，第一轴臂（4）的上端设有第二连接部（5）；上述第一轴臂（4）的一端可转动地连接于第一连接部（3）上，并经第一连接部（3）驱动而旋转运动，第一轴臂（4）的另一端设有第二连接部（5）；上述第二轴臂（6）的一端可转动地连接在第二连接部（5）上，并经第二连接部（5）驱动而转动，第二轴臂（6）的另一端设有第三连接部（7）；上述第三轴臂（8）的一端连接在第三连接部（7）上，并经第三连接部（7）驱动而旋转运动，第三轴臂（8）的另一端连接有夹爪机构（9），第三轴臂（8）驱动夹爪机构（9）旋转运动，以便调整夹爪机构（9）的夹取角度。

【技术特征摘要】
1.一种新型五自由度机械手，其特征在于：包括底座（1）、旋转部（2）、第一连接部（3）、第一轴臂（4）、第二连接部（5）、第二轴臂（6）、第三连接部（7）、第三轴臂（8）及夹爪机构（9），其中，上述底座（1）设置于水平面上，旋转部（2）设置于底座（1）上，并在水平面内旋转运动；上述第一连接部（3）设置于旋转部（2）上，并随旋转部（2）旋转运动；上述第一轴臂（4）的下端可转动地连接于第一连接部（3）上，并经第一连接部（3）驱动而旋转运动，第一轴臂（4）的上端设有第二连接部（5）；上述第一轴臂（4）的一端可转动地连接于第一连接部（3）上，并经第一连接部（3）驱动而旋转运动，第一轴臂（4）的另一端设有第二连接部（5）；上述第二轴臂（6）的一端可转动地连接在第二连接部（5）上，并经第二连接部（5）驱动而转动，第二轴臂（6）的另一端设有第三连接部（7）；上述第三轴臂（8）的一端连接在第三连接部（7）上，并经第三连接部（7）驱动而旋转运动，第三轴臂（8）的另一端连接有夹爪机构（9），第三轴臂（8）驱动夹爪机构（9）旋转运动，以便调整夹爪机构（9）的夹取角度。2.根据权利要求1所述的一种新型五自由度机械手，其特征在于：所述的底座（1）包括第一支杆（11）、第一支板（12）、第二支杆（13）及第二支板（14），其中，上述第一支杆（11）包括至少二根，第一支杆（11）沿第一支板（12）的边沿方向间隔竖直连接于第一支板（12）的下部，以便支撑第一支板（12）；上述第二支杆（13）包括至少二根，第二支杆（13）的上述沿第二支板（14）的边沿间隔竖直连接于第二支板（14）的底部，第二支杆（13）的下端固定于第一支板（12）上，以便悬空支撑第二支板（14）。3.根据权利要求2所述的一种新型五自由度机械手，其特征在于：所述的旋转部（2）包括旋转电机及旋转座（21），其中，上述旋转电机设置于上述第一支板（12）与第二支板（14）之间，并固定于第二支板（14）的底部，旋转电机的输出轴穿过第二支板（14）向上延伸；上述旋转座（21）水平设置于第二支板（14）的上方，旋转座（21）的底部与上述旋转电机的输出轴连接固定，旋转电机驱动旋转座（21）在水平面方向旋转运动。4.根据权利要求3所述的一种新型五自由度机械手，其特征在于：所述的第一连接部（3）包括第一支架（31）、第二支架（32）、第一电机（33）及第二电机（34），其中，上述第一支架（31）及第二支架（32）平行间隔地设置于旋转座（21）上，并沿竖直方向向上延伸；上述第一电机（33）及第二电机（34）分别固定设置于第一支架（31）及第二支架（32）的一侧，且第一电机（33）及第二电机（34）输出轴分别延伸至第一支架（31）及第二支架（32）的另一侧。5.根据权利要求4所述的一种新型五自由度机械手，其特征在于：所述的第一轴臂（4）包括第一侧板（41）及第一连杆（42），其中，上述第一侧板（41）包括二块，两第一侧板（41）平行间隔设置，且通过至少二根第一连杆（42）连接形成整体的转动结构；两第一侧板（41）的下端分别与上述第一电机（33）及第二电机（34）的输出轴连接，第一电机（33）及第二电机（34）驱动第一侧板（41）旋转运动。6.根据权利要求4所述的一种新型五自由度机械手，其特征在于：所述的第二连接部（5）包括第二轴臂电机（51）及连板（52），其中，上述第二轴臂电机（51）设置于上述两第一侧板（41）的上端间隙空间内，第二轴臂电机（51）的输出轴从第二轴臂电机（51）的一侧伸出，第二轴臂电机（51）的输出轴伸入其中一块第一侧板（41）内，并与该第一侧板（41）螺纹连接，第二轴臂电机（51）的另一侧与另一块第一侧板（41）可转动地连接，第二轴臂电机（51）驱动其输出轴旋转时，通过与第一侧板（41）之间的齿传动，使第二轴臂电机（51）在两第一侧板（41）之间旋转运动；上述连板（52）固定连接于第二轴臂电机（51）的端部，以便连接上述第二轴臂（6）。7.根据权利要求6所述的一种新型五自由度机械手，其特征在于：所述的第二轴臂（6）包括第二侧板（61），第二侧板（61）包括二块，两第二侧板平行间隔设置，两第二侧板（61）的一端分别与上述连板（52）固定连接，并经连板（52）带动而随第二轴臂电机（51）转动。8.根据权利要求7所述的一种新型五自由度机械手，其特征在于：所述的第三连接部（7）包括第二连杆（71）及第三轴臂电机（72），其中，上述第二连杆（71）包括二根，两第二连...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎响欣，
申请(专利权)人：东莞市云飞扬工业机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44