[實用新型]集成式的兩自由度機械手及其控制系統

有效

• 申請號: 201520667708.2
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN204976626U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 王陽俊;劉吉柱;潘明強;薛立偉;陳立國;孫立寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02;B25J9/16
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本實用新型涉及工業機器人技術領域，特別是涉及一種集成式的兩自由度機械手及其控制系統。

背景技術

隨著我國經濟的持續發展和科學技術的突飛猛進，以及中國制造2025的目標提出，工業機器人將被更廣泛地應用在制造業的各個領域。

集成式的兩自由度機械手是工業機器人的一個重要的組成部分，作為直接的執行部位，被大量的應用在自動插件、焊錫、點膠、貼片等實裝技術領域。其本身的結構、重量、外形尺寸和精度對整個機器人的工作性能和技術性能有著直接的影響。目前已有的直線加旋轉運動的機構普遍采用同步帶、鏈條等轉接件來實現原動件與從動件的運動傳遞，并且原動件與原動件、原動件與從動件的分布不在同一根軸線上，因此現有的直線加旋轉的運動機構存在效率低、精度差、結構復雜、制造成本高的問題。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種集成式的兩自由度機械手及其控制系統。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種集成式的兩自由度機械手及其控制系統，其為一種直線加旋轉運動機構，能夠優化結構、改善性能、提高效率與精度，同時能夠降低制造成本。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供的技術方案如下：

一種集成式的兩自由度機械手，所述兩自由度機械手包括：

位于Z軸方向上的絲桿和花鍵，所述絲桿和花鍵水平設置，且絲桿和花鍵通過花鍵絲桿連接件固定連接；

設于絲桿下方的伺服電機；

設于花鍵周圍的中空電機；

位于中空電機上的編碼器，所述花鍵貫穿所述編碼器；

固定板，包括相互垂直設置的底板和后側板，所述伺服電機和中空電機固定安裝于底板上，花鍵絲桿連接件滑動安裝于所述后側板上；

所述伺服電機旋轉時，絲桿通過花鍵絲桿連接件帶動花鍵在Z軸方向上運動，所述中空電機旋轉時，花鍵在垂直于Z軸的平面內旋轉運動。

作為本實用新型的進一步改進，所述伺服電機與絲桿之間固定有聯軸器。

作為本實用新型的進一步改進，所述聯軸器固定安裝于伺服電機的轉動軸上，聯軸器的另一端與絲桿固定安裝，聯軸器外側安裝有聯軸器外筒及聯軸器蓋板，所述聯軸器外筒上還安裝有用于與絲桿固定安裝的軸承。

作為本實用新型的進一步改進，所述后側板上設有與絲桿相對應的上硬限位和下硬限位。

作為本實用新型的進一步改進，所述后側板上固定安裝有沿Z軸方向的滑軌，所述花鍵絲桿連接件上固定安裝有滑塊，所述滑塊在滑軌上沿Z軸方向上下運動。

作為本實用新型的進一步改進，所述中空電機包括中空電機定子、位于中空電機定子外側的中空電機轉子、以及位于中空電機轉子外側的永磁鐵貼片。

作為本實用新型的進一步改進，所述后側板上固定安裝有與花鍵對應的上限位光電開關和下限位光電開關，花鍵絲桿連接件上固定安裝有與上限位光電開關和下限位光電開關對應的光電開關擋塊。

作為本實用新型的進一步改進，所述底板和后側板上的連接處固定安裝有若干加強筋。

相應地，一種集成式的兩自由度機械手的控制系統，所述控制系統包括：計算機、與計算機相連的控制器、以及與控制器相連的第一驅動器和第二驅動器，所述第一驅動器用于驅動伺服電機，第二驅動器用于驅動中空電機并接收編碼器的位置反饋信息以保證中空電機的運動精度。

作為本實用新型的進一步改進，所述控制器采用脈沖的方式驅動伺服，脈沖數量決定伺服電機和/或中空電機的轉動圈數，脈沖頻率決定伺服電機和/或中空電機的轉動速度。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型利用中空電機和伺服電機來實現機構的直線位移加旋轉運動，即可以實現直線位移及垂直位移方向的平面內的旋轉運動，其傳動精度高、體積小、結構簡單，制造成本低。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型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，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，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為本實用新型一具體實施例中集成式的兩自由度機械手的剖視結構示意圖；

圖2為本實用新型一具體實施例中集成式的兩自由度機械手的立體結構示意圖；

圖3為本實用新型一具體實施例中集成式的兩自由度機械手的控制系統模塊示意圖。

具體實施方式