本實用新型屬于自動化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有旋轉(zhuǎn)直線螺旋運動末端的四軸機械手。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的不斷進步，為企業(yè)的發(fā)展提供強有力的經(jīng)濟及技術(shù)支柱，促使企業(yè)朝智能化及高集成化等的方向邁進，而機械手就是企業(yè)所研發(fā)的智能化的產(chǎn)品中一種。為了減輕操作人員的負(fù)擔(dān)，或者替代操作人員進行危險作業(yè)，都離不開機械手的應(yīng)用。通過機械手去替代操作人員的操作，因而達到提高效果或保護操作人員的目的，因此使得機械手在自動化生產(chǎn)的場合得到廣泛地應(yīng)用。對于機械手來說，由于它通過模仿人手的結(jié)構(gòu)而具有人手的運動功能，故機械手是包含眾多的驅(qū)動裝置。目前市場上機械手使用的減速機大多數(shù)諧波減速機，只能載重3.5KG，高度旋轉(zhuǎn)時會承受不良。對于能做四軸運動的現(xiàn)有機械手來說，由于其各驅(qū)動裝置設(shè)置不合理，故存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運動不平穩(wěn)及運動精度低下的缺陷，從而不利于現(xiàn)有的機械手適應(yīng)于工藝要求高的場合。

現(xiàn)有技術(shù)中的機械手的運動末端具有采用滾珠絲桿與滾珠螺桿花鍵同時使用的結(jié)構(gòu)，此設(shè)計需要占用較大的空間；也有采用滾珠與氣缸配合使用的，此設(shè)計需要配置氣壓，也需占用較大空間，且外加氣壓裝置。

因此，有必要提供一種新的具有旋轉(zhuǎn)直線螺旋運動末端的四軸機械手來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種具有旋轉(zhuǎn)直線螺旋運動末端的四軸機械手，結(jié)構(gòu)簡單，在減少軸數(shù)量的同時實現(xiàn)了運動末端的直線、旋轉(zhuǎn)以及螺旋運動動作，使得整體結(jié)構(gòu)輕量化。

本實用新型通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的：一種具有旋轉(zhuǎn)直線螺旋運動末端的四軸機械手，其包括第一減速機、第二減速機、大臂、小臂以及固定在所述小臂末端的旋轉(zhuǎn)直線運動模組，所述旋轉(zhuǎn)直線運動模組包括位于所述小臂末端的花鍵螺桿、與所述花鍵螺桿配合傳動的旋轉(zhuǎn)螺母、固定在所述旋轉(zhuǎn)螺母下方的第一齒輪、套設(shè)在所述花鍵螺桿上且位于所述旋轉(zhuǎn)螺母下方的花鍵外筒以及固定在所述花鍵外筒上方的第二齒輪，所述小臂上固定有驅(qū)動所述第一齒輪旋轉(zhuǎn)的第三驅(qū)動件、驅(qū)動所述第二齒輪旋轉(zhuǎn)的第四驅(qū)動件。

進一步的，所述第三驅(qū)動件與所述第一齒輪通過皮帶傳動連接，所述第四驅(qū)動件與所述第二齒輪通過皮帶傳動連接。

進一步的，還包括底座、固定在所述底座上的第一驅(qū)動件、固定在所述大臂末端的第二驅(qū)動件以及固定在所述小臂上方且包裹住所述旋轉(zhuǎn)直線運動模組的小臂殼體。

進一步的，所述第一減速機連接在所述第一驅(qū)動件的旋轉(zhuǎn)端，所述第二減速機連接在所述第二驅(qū)動件的旋轉(zhuǎn)端，所述大臂固定在所述第一減速機的旋轉(zhuǎn)端，所述小臂固定在所述第二減速機的旋轉(zhuǎn)端。

進一步的，所述小臂末端設(shè)置有第一通孔，所述花鍵螺桿穿過所述第一通孔。

進一步的，：所述小臂圍繞所述第一通孔周邊設(shè)置有凸起，所述花鍵外筒承載于所述凸起上。

進一步的，所述凸起表面固定有支撐柱，所述支撐柱上方設(shè)置有固定在所述支撐柱上的蓋板。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)螺母包括螺母內(nèi)圈以及與所述螺母內(nèi)圈可進行相對轉(zhuǎn)動的螺母外圈，所述螺母外圈與所述蓋板固定連接，所述第一齒輪固定在所述螺母內(nèi)圈上。

進一步的，所述花鍵外筒包括外筒內(nèi)圈以及與所述外筒內(nèi)圈可進行相對轉(zhuǎn)動的外筒外圈，所述外筒外圈與所述凸起固定連接，所述第二齒輪固定在所述外筒內(nèi)圈上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型一種具有旋轉(zhuǎn)直線螺旋運動末端的四軸機械手的有益效果在于：結(jié)構(gòu)簡單，在減少軸數(shù)量的同時實現(xiàn)了運動末端的直線、旋轉(zhuǎn)以及螺旋運動動作，使得整體結(jié)構(gòu)輕量化。具體的，僅用一根花鍵螺桿以及配合旋轉(zhuǎn)螺母與花鍵外筒，便可實現(xiàn)機械手末端所需的所有運動，包括直線上下運動、旋轉(zhuǎn)運動以及螺旋運動，一方面結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料；另一方面減小了整個裝置的體積與重量，有效的改善空間與安裝重量問題，使得使用范圍更廣。

【附圖說明】

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例中旋轉(zhuǎn)直線運動模組與小臂的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例中小臂殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例中小臂殼體內(nèi)熱量的流動路徑示意圖；

圖6為本實用新型實施例安裝狀態(tài)示意圖之一；

圖7為本實用新型實施例安裝狀態(tài)示意圖之二；

圖中數(shù)字表示：

100具有旋轉(zhuǎn)直線螺旋運動末端的四軸機械手；1底座，11第一安裝板，12第二安裝板；2第一驅(qū)動件；3第一減速機；4大臂；5第二驅(qū)動件；6第二減速機；7小臂，71第一通孔，72凸起，73支撐柱，74蓋板；8旋轉(zhuǎn)直線運動模組，81第三驅(qū)動件，82第四驅(qū)動件，83花鍵螺桿，84旋轉(zhuǎn)螺母，85第一齒輪，86花鍵外筒，87第二齒輪；9小臂殼體，91臺階面，92斜坡面，93第一排氣口，94第二排氣口，95第二通孔，96第三通孔。

【具體實施方式】

實施例：

請參照圖1-圖7，本實施例為具有旋轉(zhuǎn)直線螺旋運動末端的四軸機械手100，其包括底座1、固定在底座1上的第一驅(qū)動件2、受第一驅(qū)動件2驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的第一減速機3、固定在第一減速機3旋轉(zhuǎn)端的大臂4、固定在大臂4末端的第二驅(qū)動件5、受第二驅(qū)動件5驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的第二減速機6、固定在第二減速機6旋轉(zhuǎn)端的小臂7、固定在小臂7末端的旋轉(zhuǎn)直線運動模組8以及固定在小臂7上方且包裹住旋轉(zhuǎn)直線運動模組8的小臂殼體9。

底座1呈L型且包括第一安裝板11以及與第一安裝板11垂直設(shè)置的第二安裝板12。第一安裝板11與第二安裝板12的四周邊緣均布設(shè)置有若干安裝孔。將底座設(shè)置成L型，能夠靈活的根據(jù)客戶的工作環(huán)境需求進行正安裝或反安裝，也可將多個本實施例安裝在同一個機構(gòu)上使用，使得安裝方便靈活通用。

大臂4與小臂7均水平設(shè)置且進行水平面的旋轉(zhuǎn)運動。

第一減速機與第二減速機均為RV減速機，其能夠?qū)崿F(xiàn)高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速下運動的穩(wěn)定性，且RV減速機的體積相比于諧波減速機的體積較小，有助于縮小機械手的整體空間體積，可提高適用范圍。在軸與軸臂之間的關(guān)節(jié)處采用RV減速機來承受旋轉(zhuǎn)時的扭力，使得運轉(zhuǎn)時不會產(chǎn)生晃動，保證了運動穩(wěn)定性。

小臂7末端設(shè)置有第一通孔71。

旋轉(zhuǎn)直線運動模組8包括固定在小臂7上的第三驅(qū)動件81與第四驅(qū)動件82、穿過第一通孔71的花鍵螺桿83、與花鍵螺桿83配合傳動的旋轉(zhuǎn)螺母84、固定在旋轉(zhuǎn)螺母84下方的第一齒輪85、套設(shè)在花鍵螺桿83上且位于旋轉(zhuǎn)螺母84下方的花鍵外筒86以及固定在花鍵外筒86上方的第二齒輪87。

小臂7圍繞第一通孔71周邊設(shè)置有凸起72，花鍵外筒86承載于凸起72上，凸起72表面固定有支撐柱73。支撐柱73上方設(shè)置有固定在支撐柱73上的蓋板74。蓋板74壓住旋轉(zhuǎn)螺母84的上表面。第三驅(qū)動件81與第一齒輪85通過皮帶傳動連接，第四驅(qū)動件82與第二齒輪87通過皮帶傳動連接。

旋轉(zhuǎn)螺母84包括螺母內(nèi)圈(圖中未標(biāo)示)以及與所述螺母內(nèi)圈可進行相對轉(zhuǎn)動的螺母外圈(圖中未標(biāo)示)。所述螺母外圈與蓋板74固定連接，第一齒輪85固定在所述螺母內(nèi)圈上。

花鍵外筒86包括外筒內(nèi)圈(圖中未標(biāo)示)以及與所述外筒內(nèi)圈可進行相對轉(zhuǎn)動的外筒外圈(圖中未標(biāo)示)。所述外筒外圈與凸起72固定連接，第二齒輪87固定在所述外筒內(nèi)圈上。

花鍵螺桿83采用的是滾珠螺桿花鍵，是在一根軸上交叉地開設(shè)滾珠螺桿溝槽與滾珠花鍵溝槽，在各自螺母的外圓上直接裝入專用的支撐軸承的直線、回轉(zhuǎn)運動裝置。當(dāng)有且僅有第三驅(qū)動件81驅(qū)動旋轉(zhuǎn)螺母84進行正向或反向旋轉(zhuǎn)時，便可實現(xiàn)花鍵螺桿83的直上直下運動；當(dāng)?shù)谌?qū)動件81與第四驅(qū)動件82同時同向分別驅(qū)動旋轉(zhuǎn)螺母84、花鍵外筒86進行旋轉(zhuǎn)時，便可實現(xiàn)花鍵螺桿83的原地正轉(zhuǎn)或原地反轉(zhuǎn)運動；當(dāng)且僅當(dāng)?shù)谒尿?qū)動件82驅(qū)動花鍵外筒86進行旋轉(zhuǎn)時，便可實現(xiàn)花鍵螺桿83的螺旋運動。

采用花鍵螺桿傳動形式實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)直線運動模組8的運動動作，僅用一根花鍵螺桿以及配合旋轉(zhuǎn)螺母與花鍵外筒，便可實現(xiàn)機械手末端所需的所有運動，包括直線上下運動、旋轉(zhuǎn)運動以及螺旋運動，一方面結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料；另一方面減小了整個裝置的體積與重量，有效的改善空間與安裝重量問題，使得使用范圍更廣。

小臂殼體9下部輪廓與小臂7外圍輪廓仿形。小臂殼體9的外圍輪廓尺寸自下而上逐漸縮小，且沿著其外圍表面形成有臺階面91。小臂殼體9的上表面對應(yīng)于第四驅(qū)動件82的上方位置設(shè)置有斜坡面92。斜坡面92上設(shè)置有貫通內(nèi)外的第一排氣口93。小臂殼體9上表面對應(yīng)于第三驅(qū)動件81的上方位置設(shè)置有貫通內(nèi)外的第二排氣口94。小臂殼體9的上表面末端設(shè)置有供花鍵外筒86穿過的第二通孔95，其位于第二驅(qū)動件5的上方位置設(shè)置有供導(dǎo)線穿過的第三通孔96。

小臂殼體9設(shè)置成“下部胖、上部瘦”的結(jié)構(gòu)形式，使得第二驅(qū)動件5、第三驅(qū)動件81與第四驅(qū)動件82產(chǎn)生的熱量能夠在小臂殼體9內(nèi)形成盤旋上升的形式，而不會始終處于內(nèi)部死循環(huán)狀態(tài)；另外在其上表面設(shè)置有兩處排氣口，并具有一定高度差，便于其中一排氣口進氣、另一排氣口出氣，從而使得小臂殼體9內(nèi)部的熱量能夠排出，且外界的冷空氣能夠進入小臂殼體9內(nèi)部，從而構(gòu)成循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)，有效的、快速的降低小臂殼體9內(nèi)部的溫度，保護驅(qū)動件，從而保證了運動精度。

以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。