[發(fā)明專利]一種基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的五自由度機(jī)械手軸臂

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710440043.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN107053250A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳光明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市新本自動(dòng)化設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B25J18/00
• 分類號(hào): B25J18/00;B25J9/00;B25J9/08
• 代理公司: 東莞眾業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44371
• 代理人: 李宇翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)化領(lǐng)域，特別指一種基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的五自由度機(jī)械手軸臂。

背景技術(shù)

機(jī)械手是一種廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)等，通過軸座與軸臂的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在三維空間的靈活移動(dòng)；傳統(tǒng)的機(jī)械手一般通過X、Y、Z方向的直線運(yùn)動(dòng)配合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)位置移動(dòng)，該種運(yùn)動(dòng)方式要求配備相應(yīng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及升降機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，且運(yùn)動(dòng)靈活度不夠，無法適應(yīng)需要進(jìn)行多角度加工、搬運(yùn)、夾持的場(chǎng)合；傳統(tǒng)的機(jī)械手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如電機(jī)、減速器等一般采用外置式安裝結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不緊湊，使得機(jī)械手空間占用量大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)替代直線驅(qū)動(dòng)方式，有效地保證了運(yùn)動(dòng)靈活性，且動(dòng)力及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)置式安裝結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)緊湊，有效地降低了空間占用量的基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的五自由度機(jī)械手軸臂。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的五自由度機(jī)械手軸臂，包括旋轉(zhuǎn)組件、第一旋轉(zhuǎn)座體、第二旋轉(zhuǎn)座體、第三旋轉(zhuǎn)座體及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中，上述旋轉(zhuǎn)組件水平放置，第一旋轉(zhuǎn)座體放置在旋轉(zhuǎn)組件上，并經(jīng)旋轉(zhuǎn)組件驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；上述第二旋轉(zhuǎn)座體可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于第一旋轉(zhuǎn)座體上，并經(jīng)設(shè)置于第一旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；上述第三旋轉(zhuǎn)座體連接于第二旋轉(zhuǎn)座體上，并經(jīng)設(shè)置于第二旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接于第三旋轉(zhuǎn)座體的一側(cè)，并經(jīng)設(shè)置于第三旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)的第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端連接有機(jī)械手安裝座，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手安裝座旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的旋轉(zhuǎn)組件包括電機(jī)、傳動(dòng)箱、齒輪組件及旋轉(zhuǎn)座，其中，上述電機(jī)設(shè)置于傳動(dòng)箱的下部，電機(jī)的輸出軸由下而上伸入傳動(dòng)箱內(nèi)；上述旋轉(zhuǎn)座可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在傳動(dòng)箱上，旋轉(zhuǎn)座通過齒輪組件與電機(jī)的輸出軸連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)座在傳動(dòng)箱上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的齒輪組件包括主動(dòng)齒輪及被動(dòng)齒輪，其中，電機(jī)的輸出軸上套設(shè)有主動(dòng)齒輪；上述旋轉(zhuǎn)座的下部連接有圓柱狀的支軸部，該支軸部通過軸承與傳動(dòng)箱連接，支軸部的下端套設(shè)有被動(dòng)齒輪，被動(dòng)齒輪與上述主動(dòng)齒輪相互嚙合，電機(jī)通過主動(dòng)齒輪及被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)座在傳動(dòng)箱上方旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的第一旋轉(zhuǎn)座體包括第一前蓋、第一后蓋、第一電機(jī)及第一傳動(dòng)軸，其中，上述第一前蓋及第一后蓋相互蓋合，兩者之間形成空腔結(jié)構(gòu)；上述第一電機(jī)設(shè)置于上述空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)電機(jī)的輸出軸通過齒輪與插設(shè)在第一旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)的第一傳動(dòng)軸的一端連接，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的第一傳動(dòng)軸的另一端穿過第一旋轉(zhuǎn)座體延伸至第一旋轉(zhuǎn)座體的側(cè)部，并與上述第二旋轉(zhuǎn)座體連接，以便帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)座體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的第二旋轉(zhuǎn)座體包括第二后蓋、蓋體、第二前蓋、第二電機(jī)、第一斜齒輪、第二斜齒輪、第二傳動(dòng)軸及第一連接蓋，其中，上述第二后蓋及第二前蓋平行間隔設(shè)置，上述蓋體設(shè)置于第二后蓋與第二前蓋之間，形成內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)的第二旋轉(zhuǎn)座體。

優(yōu)選地，所述的第二電機(jī)54豎直設(shè)置于第二旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)，第二電機(jī)的輸出軸朝上方設(shè)置；上述第一斜齒輪套設(shè)于第二電機(jī)的輸出軸上；上述第二傳動(dòng)軸從第二旋轉(zhuǎn)座體的側(cè)部插入第二旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)，第二傳動(dòng)軸的內(nèi)端套設(shè)有第二斜齒輪，第二斜齒輪與上述第一斜齒輪嚙合連接，第一斜齒輪通過第二斜齒輪帶動(dòng)第二傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第二傳動(dòng)軸的內(nèi)端通過第一連接蓋可轉(zhuǎn)動(dòng)地插設(shè)在蓋體上，以便支撐第二傳動(dòng)軸。

優(yōu)選地，所述的第二傳動(dòng)軸的外端與第三旋轉(zhuǎn)座體連接，以便帶動(dòng)第三旋轉(zhuǎn)座體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的第三旋轉(zhuǎn)座體包括第三前蓋、第三后蓋、第三電機(jī)、第三斜齒輪、第四斜齒輪、第三傳動(dòng)軸及第二連接蓋，其中，上述第三前蓋及第三后蓋相互蓋合，形成內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)的第三旋轉(zhuǎn)座體；上述第三電機(jī)設(shè)置于第三旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)。

優(yōu)選地，所述的第三電機(jī)的輸出軸上套設(shè)有第三斜齒輪；上述第三傳動(dòng)軸從第三旋轉(zhuǎn)座體的側(cè)部插入第三旋轉(zhuǎn)座體內(nèi)，第三傳動(dòng)軸的內(nèi)端套設(shè)有第四斜齒輪，第四斜齒輪與第三斜齒輪嚙合連接，第三斜齒輪通過第四斜齒輪帶動(dòng)第三傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；第三傳動(dòng)軸的內(nèi)端通過第二連接蓋可轉(zhuǎn)動(dòng)地插設(shè)在第三后蓋上，以便支撐第三傳動(dòng)軸；第三傳動(dòng)軸的外端連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果在于：