[發明專利]五自由度機械手

有效

• 申請號: 201210020978.5
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN103240733A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 張偉;唐粲;魯京立;姚沖;程勝;張建偉;周佳
• 申請（專利權）人: 昆山市工業技術研究院有限責任公司
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種多自由度氣動機械手。

背景技術

近年來，隨著社會經濟的飛速發展以及機器人技術研究的不斷深入，工廠從以往依靠人工運送物料的方式已經逐步開始朝自動化方式發展，智能化的方向發展，這種方式不僅效率高，而且大大降低了工人在操作中潛在的危險。然而，當今機器人領域的多自由度搬運機械手存在結構復雜、成本高、應用范圍窄、定位精度差等缺點。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種具有改良結構的多自由度機械手，以克服上述缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種結構簡單、高效可靠、多點定位、高定位精度、可廣泛應用的五自由度氣動機械手，從而把機器人自動搬運、送料的技術推向應用。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種五自由度機械手，其包括豎直升降關節、橫向平移關節、縱向伸縮關節及夾爪關節，所述夾爪關節固定于所述縱向伸縮關節上，所述縱向伸縮關節固定于所述橫向平移關節上，所述橫向平移關節固定于所述豎直升降關節上，所述夾爪關節包括夾爪升降機構與夾爪夾持機構，所述夾爪升降機構包括安裝于夾爪升降支架、夾爪底板以及豎直安裝于夾爪底板上的夾爪升降氣缸，所述夾爪升降氣缸與所述夾爪升降支架固連，所述夾爪夾持機構包括夾爪定位撞塊、夾持氣缸、夾持氣缸頭、定位氣缸及定位氣缸頭，所述夾持氣缸頭固連于夾持氣缸的活塞桿頭部，所述定位氣缸頭固連于定位氣缸的活塞桿頭部。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述豎直升降關節、橫向平移關節、縱向伸縮關節及夾爪關節的運動方式為氣動方式。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述豎直升降關節、橫向平移關節、縱向伸縮關節及夾爪關節均設有緩沖裝置和/或定位螺栓，所述緩沖裝置的緩沖方式為油壓緩沖或氣壓緩沖或彈簧緩沖。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述夾爪升降氣缸的活塞桿兩側對稱固連若干個滑塊，所述滑塊安裝于夾爪夾持機構上，所述夾爪升降機構還包括與滑塊配合滑動的導軌，所述導軌豎直安裝于夾爪升降支架上。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述夾爪夾持機構的定位氣缸與所述夾持氣缸水平對稱設置，所述定位氣缸的缸徑大于所述夾持氣缸的缸徑。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述夾持氣缸頭與定位氣缸頭上對稱安裝有夾持臂與爪頭，夾持氣缸頭與所述夾持臂及爪頭共同構成了左夾爪與右夾爪。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述豎直升降關節包括升降滑臺底板、底座框架、固定于底座框架中央且豎直放置的豎直升降氣缸、固連于底座框架兩側的光軸及位于豎直升降氣缸兩側并與光軸配合滑動的滑塊，所述豎直升降氣缸設有氣缸活塞桿，所述氣缸活塞桿的端部固連著升降滑臺底板。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述橫向平移關節包括橫向關節基座、兩根矩形導軌、前第一定位法蘭、后第一定位法蘭、縱向關節安裝基座、固定于該橫向關節基座一端的橫向平移氣缸以及橫向關節導軌基準板，所述縱向關節安裝基座固連于前第一定位法蘭與后第一定位法蘭之間，所述兩根矩形導軌對稱平行固定于橫向關節導軌基準板的兩側，所述橫向關節導軌基準板的底部的四個角位置安裝有四個第一矩形滑塊。

優選的，在上述五自由度機械手中，所述縱向伸縮關節包括有縱向關節導軌基準板、固定于縱向關節導軌基準板兩側的兩根矩形導軌、縱向關節導軌滑塊基座、縱向關節撞擊塊、縱向伸縮氣缸、縱向關節基座、后第二定位法蘭，所述縱向伸縮氣缸固定于所述縱向關節基座的一端，所述縱向伸縮氣缸的運動方向與橫向平移關節的運動方向相互垂直，所述后第二定位法蘭與活塞桿前端固連且固連于縱向關節導軌滑塊基座上，縱向關節導軌滑塊基座底部的四個角部位安裝有四個第二矩形滑塊。

從上述技術方案可以看出，本發明實施例的五自由度機械手不但相較于現有技術中三自由度或四自由度的機械手增加了自由度，而且，五自由度機械手的各關節作為運動模塊相互之間均可自由組合搭配組裝及拆卸，模塊化的設計使得五自由度機械手結構簡單緊湊，實現多點定位的同時，保證了定位的高效可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關本發明的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明五自由度機械手的立體示意圖；

圖2是圖1中五自由度機械手的左視圖；