一種六自由度機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種六自由度機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)制造加工企業(yè)廣泛采用工業(yè)機(jī)器人是目前至將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用不僅可以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)，而且有效改善了勞動(dòng)環(huán)境，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)保障人身安全、提高生產(chǎn)效率具有重要的意義。目前各種類型的工業(yè)機(jī)械手在各行各業(yè)中發(fā)揮著其優(yōu)勢(shì)，但一些多自由度機(jī)械手存在著剛性不足的缺陷，致使機(jī)械手的壽命與精確性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種剛性較好的六自由度機(jī)械手。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:一種六自由度機(jī)械手，包括:
第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座一、減速器一、電機(jī)一及輸出軸一，所述減速器一設(shè)于底座一上，所述電機(jī)一與減速器一的輸入端連接，所述輸出軸一與減速器一的輸出端連接；
第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座二、減速器二、電機(jī)二及輸出軸二，所述底座二與輸出軸一固定連接，所述輸出軸二與輸出軸一垂直；
第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座四、減速器四、電機(jī)四及輸出軸四；
第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，該第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺臂與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述擺臂的一端與輸出軸二固定連接，另一端與底座四鉸接；所述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括電機(jī)三、滾珠絲杠及螺母座及設(shè)于螺母座上與滾珠絲杠相匹配的絲杠螺母，所述螺母座與底座四鉸接，所述電機(jī)三與擺臂下端鉸接；所述絲杠螺母包括并排設(shè)置的螺母一與螺母二 ；
第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)座、電機(jī)五及減速器五；
第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)支架、電機(jī)六及行星減速器，所述電機(jī)支架與減速器五的輸出端固定連接，所述電機(jī)六固定安裝于電機(jī)支架上，所述行星減速器設(shè)有輸出軸。
[0005]進(jìn)一步的，所述減速器一和/或減速器二和/或減速器四和/或減速器五為蝸輪蝸桿減速器，所述蝸輪蝸桿減速器包括蝸輪與蝸桿，所述蝸桿的齒厚自蝸桿的連接電機(jī)端沿軸向逐步增大。
[0006]進(jìn)一步的，所述電機(jī)五與減速器五的輸入端之間還設(shè)有延伸臂，所述延伸臂內(nèi)設(shè)有連接電機(jī)五與減速器五的連接桿。
[0007]本發(fā)明的六自由度機(jī)械手，具有六級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在其第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中，絲杠螺母包括并排設(shè)置的螺母一與螺母二，該雙螺母機(jī)構(gòu)使絲杠螺母正反轉(zhuǎn)過(guò)程中均無(wú)間隙，使得機(jī)械手的整體剛性較好；在其第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，均采用蝸輪蝸桿減速器，其中蝸桿的齒厚自蝸桿的連接電機(jī)端沿軸向逐步增大，該結(jié)構(gòu)通過(guò)齒厚的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)背隙精度，有助于提升六自由度機(jī)械手的剛性；此外，第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用的摩擦行星減速器，其固定柔輪、行星柔輪、柔性圓筒與輸入軸之間只做純滾動(dòng)利用摩擦力傳遞扭矩，沒(méi)有傳動(dòng)間隙，有助于提高本實(shí)施例六自由度機(jī)械手的剛性。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)施例六自由度機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1所示六自由度機(jī)械手的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本實(shí)施例蝸輪蝸桿減速器中蝸輪與蝸桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0010]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0011]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0012]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例的六自由度機(jī)械手包括第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
[0013]上述第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座一 11、減速器一 10、電機(jī)一 12及輸出軸一 13，其中減速器一 10設(shè)于底座一 11上，其電機(jī)一 12與減速器一 10的輸入端連接，輸出軸一 13與減速器一 10的輸出端連接，且該減速器一 10的輸入端的軸線與輸出端的軸線相互垂直。
[0014]上述第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座二 21、減速器二 20、電機(jī)二 22及輸出軸二 23，其中底座二 21與輸出軸一 13固定連接，電機(jī)二 22與減速器二 20的輸入端連接，輸出軸二 23與減速器二 20的輸出端連接，且該減速器二 20的輸出軸二 23與減速器一 10的輸出軸一13垂直。
[0015]上述第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座四41、減速器四40、電機(jī)四42及輸出軸四43，其中電機(jī)四42與減速器四40的輸入端連接，輸出軸四43與減速器四40的輸出端連接，且該減速器四40的輸入端軸線與輸出端軸線相互垂直。
[0016]上述第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺臂30與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，該擺臂30的一端通過(guò)底座三31與輸出軸二 23固定連接，另一端與底座四41通過(guò)轉(zhuǎn)軸一 39鉸接。上述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括電機(jī)三33、滾珠絲杠34、螺母座35及設(shè)于螺母座35上與滾珠絲杠34相匹配的絲杠螺母。其中所述螺母座35與底座四41通過(guò)轉(zhuǎn)軸二 38鉸接，且電機(jī)三33與擺臂30的下端通過(guò)轉(zhuǎn)軸三32鉸接。需要說(shuō)明的是，上述絲杠螺母包括并排設(shè)置的螺母一 36與螺母二 37，該雙螺母機(jī)構(gòu)使絲杠螺母34正反轉(zhuǎn)過(guò)程中均無(wú)間隙，使得機(jī)械手的整體剛性較好。
[0017]上述第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)座54、電機(jī)五53及減速器五51，其中電機(jī)座54與減速器四40的輸出軸四43連接，電機(jī)五53與減速器五51的輸入端連接。在本實(shí)施例中，電機(jī)五53與減速器五51的輸入端之間還設(shè)有延伸臂52，在其延伸臂52內(nèi)設(shè)有連接電機(jī)五53與減速器五51的連接桿。該延伸臂52的作用在于延伸機(jī)械手的工作范圍。
[0018]上述第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)支架62、電機(jī)六61及行星減速器60，其中電機(jī)支架62與減速器五51的輸出端固定連接，在減速器五51工作狀態(tài)下，電機(jī)支架62繞減速器五51輸出端的軸線擺動(dòng)。此外，上述電機(jī)六61固定安裝于電機(jī)支架62上，其行星減速器60設(shè)有輸出軸70，該輸出軸70為六自由度機(jī)械手的輸出端。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例的行星減速器60優(yōu)選采用公開(kāi)號(hào)為“CN 104061295 A”的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)的摩擦行星減速器，該摩擦行星減速器用于本實(shí)施例機(jī)械手的優(yōu)勢(shì)在于，固定柔輪、行星柔輪、柔性圓筒與輸入軸之間只做純滾動(dòng)利用摩擦力傳遞扭矩，沒(méi)有傳動(dòng)間隙，有助于提高本實(shí)施例六自由度機(jī)械手的剛性。
[0019]進(jìn)一步的，如圖3所示，本實(shí)施例中的減速器一和/或減速器二和/或減速器四和/或減速器五優(yōu)選采用蝸輪蝸桿減速器，該蝸輪蝸桿減速器包括蝸輪80與蝸桿81，需要特別說(shuō)明的是，上述蝸桿81的齒厚自蝸桿的連接電機(jī)端沿軸向逐步增大，該結(jié)構(gòu)通過(guò)齒厚的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)背隙精度，同樣有助于提升本實(shí)施例六自由度機(jī)械手的剛性。
[0020]總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種六自由度機(jī)械手，其特征在于，包括: 第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座一、減速器一、電機(jī)一及輸出軸一，所述減速器一設(shè)于底座一上，所述電機(jī)一與減速器一的輸入端連接，所述輸出軸一與減速器一的輸出端連接； 第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座二、減速器二、電機(jī)二及輸出軸二，所述底座二與輸出軸一固定連接，所述輸出軸二與輸出軸一垂直； 第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座四、減速器四、電機(jī)四及輸出軸四； 第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，該第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺臂與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述擺臂的一端與輸出軸二固定連接，另一端與底座四鉸接；所述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括電機(jī)三、滾珠絲杠及螺母座及設(shè)于螺母座上與滾珠絲杠相匹配的絲杠螺母，所述螺母座與底座四鉸接，所述電機(jī)三與擺臂下端鉸接；所述絲杠螺母包括并排設(shè)置的螺母一與螺母二 ； 第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)座、電機(jī)五及減速器五； 第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)支架、電機(jī)六及行星減速器，所述電機(jī)支架與減速器五的輸出端固定連接，所述電機(jī)六固定安裝于電機(jī)支架上，所述行星減速器設(shè)有輸出軸。2.按照權(quán)利要求1所述的六自由度機(jī)械手，其特征在于，所述減速器一和/或減速器二和/或減速器四和/或減速器五為蝸輪蝸桿減速器，所述蝸輪蝸桿減速器包括蝸輪與蝸桿，所述蝸桿的齒厚自蝸桿的連接電機(jī)端沿軸向逐步增大。3.按照權(quán)利要求1或2所述的六自由度機(jī)械手，其特征在于，所述電機(jī)五與減速器五的輸入端之間還設(shè)有延伸臂，所述延伸臂內(nèi)設(shè)有連接電機(jī)五與減速器五的連接桿。
【專利摘要】本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種六自由度機(jī)械手，其具有六級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在其第三級(jí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中，絲杠螺母包括并排設(shè)置的螺母一與螺母二，該雙螺母機(jī)構(gòu)使絲杠螺母正反轉(zhuǎn)過(guò)程中均無(wú)間隙，使得機(jī)械手的整體剛性較好；在其第一級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第四級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及第五級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，均采用蝸輪蝸桿減速器，其中蝸桿的齒厚自蝸桿的連接電機(jī)端沿軸向逐步增大，該結(jié)構(gòu)通過(guò)齒厚的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)背隙精度，有助于提升六自由度機(jī)械手的剛性；此外，第六級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用的摩擦行星減速器，其固定柔輪、行星柔輪、柔性圓筒與輸入軸之間只做純滾動(dòng)利用摩擦力傳遞扭矩，沒(méi)有傳動(dòng)間隙，有助于提高本實(shí)施例六自由度機(jī)械手的剛性。
【IPC分類】B25J9/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105437225
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510473182
【發(fā)明人】李繡峰, 王正初, 王三秀
【申請(qǐng)人】臺(tái)州學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月5日