[發明專利]一種具備示教作用的六軸機械手及其工作方法

有效

• 申請號: 201610339875.3
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN105751214B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 郭建文;黃泳波;孫振忠;陳海彬;易小華
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;東莞市三喜智能機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具備示教作用的六軸機械手，主要由機械連接或電性連接的動力部分、控制部分和驅動部分組成，其特征在于，所述六軸機械手高度設置為1.5m或1.5m以內，其動力部分主要包括六軸運動機構和末端執行機構，其中六軸運動機構由連貫相接的自轉回旋機構、兩個左右搖擺機構、關節俯仰擺動機構、橫向轉動機構、末端俯仰擺動機構組成；自轉回旋機構為設置在底部并帶動所述六軸機械手整體回旋的第一軸運動機構，兩個左右搖擺機構相互對向設置并從底部安裝在自轉回旋機構之上，分別作為第二、三軸運動機構，關節俯仰擺動機構安裝在兩左右搖擺機構頂部形成第四軸運動機構，同時兩個左右搖擺機構與關節俯仰擺動機構之間并聯連接有導桿連桿機構，橫向轉動機構、末端俯仰擺動機構分別為第五軸運動機構、第六軸運動機構，并在關節俯仰擺動機構末端依次銜接；

末端執行機構安裝在末端俯仰擺動機構的運動輸出端，主要包括安裝架、探測器和執行部件，執行部件包括一端鄰接并切換執行的焊錫槍、涂膠槍、噴漆槍、搬運夾具和取放夾抓，安裝架成型為對執行部件進行定位或轉換定位的方形框架式腔體結構，腔體頂壁開設中通孔，末端俯仰擺動機構的運動輸出端從腔體頂壁外貫穿中通孔后連接任一執行部件，同時腔體內部安裝有固定軸與轉換軸，固定軸設置為腔體內壁的縱橫固定梁，多段轉換軸一端通過驅動控制的運動件活動垂直連接在固定軸上，另一端軸套并獨立連接單個執行部件，以分別控制各個執行部件沿固定軸定位或轉換定位時切換連接至末端俯仰擺動機構處，其中焊錫槍、涂膠槍或噴漆槍連接至末端俯仰擺動機構時二者之間還通過傳動力夾臂傳動連接；

所述的驅動部分為分別驅動六軸運動機構與末端執行機構運動的驅動機構，六軸運動機構均通過同步帶減速機與步進電機結合驅動；末端執行機構的驅動機構主要由減速馬達、位移傳感器、伺服電機組成，軸向驅動連接在執行部件與末端俯仰擺動機構之間；

所述的控制部分主要包括通過終端控制箱實時操控的功能轉換系統和執行控制系統，功能轉換系統和執行控制系統通過模塊定義輸出進行啟動控制、功能轉換和實時調控。

2.根據權利要求1所述的一種具備示教作用的六軸機械手，其特征在于，所述的自轉回旋機構主要包括移動底座、固定基座、旋轉基軸、第一軸法蘭和第一軸驅動安裝座，固定基座為中通圓環柱狀，軸向固定安裝在移動底座的上表面，旋轉基軸軸套連接在固定基座內；第一軸驅動安裝座為中通的板塊狀結構，包括成型為一體的圓環板塊和從圓環邊緣延伸的突出端板塊，第一軸驅動安裝座的圓環板塊軸套安裝在旋轉基軸外，突出端板塊上安裝第一軸步進電機與第一軸同步帶減速機，并通過同步帶驅動連接旋轉基軸；第一軸法蘭為圓盤狀結構，軸向連接在旋轉基軸之上，其上表面固裝有一對對向支撐豎板，通過第一軸法蘭輸出回旋動力；移動底座設置在水平面上，底部安裝有移動皮帶輪和移動限位柱，實時轉移位置或固定定位。

3.根據權利要求1所述的一種具備示教作用的六軸機械手，其特征在于，所述的兩個左右搖擺機構主體結構相同，分別連接在第一軸法蘭的一對支撐豎板上，其中，第二軸運動機構的左右搖擺機構主要由搖擺大臂、第二軸法蘭、旋轉中軸組成，搖擺大臂為首端寬末端逐漸變窄的長臂狀，旋轉中軸貫穿支撐豎板然后與搖擺大臂首端、第二軸法蘭軸套安裝在支撐豎板的一側，支撐豎板的另一側為與旋轉中軸驅動連接的第二軸步進電機，第二軸步進電機驅動旋轉中軸旋轉并由第二軸法蘭輸出動力以帶動搖擺大臂搖擺；第三軸運動機構的左右搖擺機構與第二軸運動機構對向設置，兩機構的搖擺大臂之間安裝有橋接兩大臂的橫向加強筋。

4.根據權利要求1所述的一種具備示教作用的六軸機械手，其特征在于，所述的關節俯仰擺動機構主要包括一對末端通過側板相連的關節扭轉塊和第四軸驅動安裝座，一對關節扭轉塊沿其側面通過轉動銷軸鉸接在兩搖擺大臂末端外側，第四軸驅動安裝座連接在兩關節扭轉塊的首端邊緣上以形成關節扭轉塊與第四軸驅動安裝座的側面垂直相交，第四軸驅動安裝座上安裝驅動轉動銷軸的第四軸步進電機，以驅動關節扭轉塊沿搖擺大臂俯仰擺動；兩個左右搖擺機構與關節俯仰擺動機構之間并聯連接的導桿連桿機構的導桿一端通過橫桿鉸接在一對關節扭轉塊之間，另一端通過橫桿鉸接在第二、三軸法蘭之間，當第二、三軸法蘭輸出搖擺動力時，在導桿連桿機構的連桿作用帶動下，兩關節扭轉塊亦相應俯仰擺動，當兩關節扭轉塊輸出擺動動力時，在導桿連桿機構的連桿作用帶動下，第二、三軸法蘭亦相應左右搖擺。