專利名稱：一種雙臂搬運機械手的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在工業上移送物件過程中使用的機械手機構，尤其涉及一種雙臂搬運機械手。
背景技術：
現有雙臂搬運機械手的雙臂一般在大臂根部安裝減速機，承擔傳遞轉矩和手臂重力產生的負載彎矩。然而，隨著工業技術的飛速發展和工業生產需求的不斷提升，基板搬運的規格越來越大。為了增大雙臂搬運機械手的負載能力，相應的需要在大臂根部使用更大規格的減速機，以承擔更大的傳遞轉矩和手臂重力產生的負載重力彎矩。然而，大規格的減速機造價昂貴，相對于普通規格減速機的價格高出2 7倍。因此，如何用普通軸承和普通規格的減速機，實現雙臂搬運機械手的大負載搬運功能成為亟待解決的難題。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種使用普通規格減速機即可實現具有高負載能力的雙臂搬運機械手。為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種雙臂搬運機械手，包括底座、腰座、機械臂和末端構件；所述腰座可升降和旋轉地安裝在底座上；所述機械臂有兩個，機械臂的一端旋轉連接在腰座上，另一端旋轉連接末端構件；所述腰座內部固定有第一電機、第二電機、第一減速機、第二減速機、第一軸組件和第二軸組件，兩個機械臂的根部分別通過軸承安裝在第一軸組件和第二軸組件上，并分別以第一軸組件和第二軸組件為旋轉軸心，每個軸組件上的軸承至少有兩組，所述至少兩組軸承分別設置于軸組件的上半部分和下半部分；第一減速機的輸入端與第一電機傳動連接，輸出端與一個機械臂的根部間接傳動連接，第二減速機的輸入端與第二電機傳動連接，輸出端與另一個機械臂的根部間接傳動連接。所述至少兩組軸承分別設置于軸組件的頂端和底端。第一減速機的輸出端固定連接第一驅動帶輪，第二減速機的輸出端固定連接第二驅動帶輪，第一驅動帶輪通過第一同步帶與一個機械臂的根部傳動連接，第二驅動帶輪通過第二同步帶與另一個機械臂的根部傳動連接。所述機械臂包括大臂和小臂，大臂的一端為機械臂的根部，另一端與小臂同軸旋轉連接；所述末端構件可旋轉地安裝于兩個機械臂的小臂的末端，在兩個機械臂的驅動下承載基板做直線運動。第一軸組件和第二軸組件上固定連接有大臂固定帶輪，機械臂的大臂上與小臂連接的一端固定有大臂軸組件，大臂軸組件上通過軸承安裝有以其為軸心旋轉的大臂從動帶輪，大臂從動帶輪通過大臂齒形帶與大臂固定帶輪嚙合，且大臂從動帶輪與小臂固定連接；大臂軸組件上固定連接有小臂固定帶輪，小臂上與末端構件連接的一端固定有小臂軸組件，小臂軸組件上通過軸承安裝有以其為軸心旋轉的小臂從動帶輪，小臂從動帶輪通過小臂齒形帶與小臂固定帶輪嚙合，且小臂從動帶輪與末端構件固定連接。大臂固定帶輪與大臂從動帶輪的齒數比為2 :1，小臂固定帶輪與小臂從動帶輪的齒數比為1: 2，大臂與小臂的旋轉方向相反，小臂與末端構件的旋轉方向相反，即大臂、小臂與末端構件為轉數比為1:-2:1的傳動結構。所述末端構件有兩個，兩個機械臂分別連接一個末端構件。本實用新型的雙臂搬運機械手，通過將以往設計中機械臂的大臂根部的減速機放置在腰座的其他位置，大臂不通過減速機與腰座連接，而是通過至少兩組有一定間隔距離的軸承和軸組件安裝在腰座上，減速機通過驅動帶輪和同步帶間接驅動大臂轉動。利用軸承代替減速機承受重力彎矩，又通過增加軸承的間距，進一步提高了機械手的抗彎力臂，進而實現平衡大負載機械手的重力彎矩。由于減速機并不直接與機械臂連接，抗彎力臂不是由減速機提供的，所以不使用大規格減速機，僅使用普通規格的減速機也可實現具有高負載能力的雙臂搬運機械手，達到了降低成本的目的。

圖1為本實用新型實施例的雙臂搬運機械手的立體結構示意圖。圖2為本實用新型實施例的雙臂搬運機械手完全伸展時的俯視圖。圖3為圖2的B-B面剖視圖。
圖4為本實用新型實施例的雙臂搬運機械手的腰座的內部結構俯視圖。 圖5為圖2的A-A面剖視圖。圖6為本實用新型實施例的雙臂搬運機械手的收縮狀態示意圖。附圖標號說明底座I腰座2第一機械臂3第二機械臂4末端構件5第一電機21第二電機22第一減速機23第二減速機24第一軸組件25 第二軸組件26第一大臂31第一小臂32第二大臂41第二小臂42第一驅動帶輪231 第二驅動帶輪241第一同步帶230第二同步帶240 第一大臂固定帶輪311 第一大臂從動帶輪312第一大臂軸組件35第一大臂齒形帶310第一小臂固定帶輪321第一小臂軸組件55第一小臂從動帶輪322 第一小臂齒形帶320第一軸承251第二軸承252承載基板具體實施方式
下面將結合附圖和具體的實施例對本實用新型的技術方案進行進一步詳細說明。如圖1所示，本實用新型提供的一種雙臂搬運機械手，包括底座1、腰座2、第一機械臂3、第二機械臂4和末端構件5。[0036]所述腰座2通過升降驅動機構和旋轉驅動機構可升降和旋轉地安裝在底座I上。所述第一機械臂3和第二機械臂4 一端旋轉連接在腰座2上，另一端旋轉連接末端構件5，兩機械臂完全伸展時互相平行，且長度相等。如圖2所示，所述第一機械臂3包括第一大臂31和第一小臂32，第一大臂31的一端為第一機械臂3的根部，另一端與第一小臂32同軸旋轉連接；所述第二機械臂4包括第二大臂41和第二小臂42，第二大臂41的一端為第二機械臂4的根部，另一端與第二小臂42同軸旋轉連接，所述末端構件5可旋轉地安裝于第一小臂32和第二小臂42的末端，在第一機械臂3和第二機械臂4的驅動下承載基板6做直線運動。如圖3、圖4和圖5所示，所述腰座2內部固定安裝有第一電機21、第二電機22、第一減速機23、第二減速機24、第一軸組件25和第二軸組件26。第一機械臂3和第二機械臂4的根部分別通過兩組軸承安裝在第一軸組件25和第二軸組件26上，并分別以第一軸組件25和第二軸組件26為旋轉軸心。第一減速機23的輸入端與第一電機21傳動連接，輸出端與第一機械臂3的根部間接傳動連接。第二減速機24的輸入端與第二電機22傳動連接，輸出端與第二機械臂4的根部間接傳動連接。具體的，第一減速機23的輸出端固定連接第一驅動帶輪231，第二減速機24的輸出端固定連接第二驅動帶輪241,第一驅動帶輪231通過第一同步帶230與第一機械臂3的根部傳動連接，第二驅動帶輪241通過第二同步帶240與第二機械臂4的根部傳動連接。第一機械臂3的內部結構如圖5所示，第一大臂31的一端通過第一軸承251和第二軸承252旋轉連接在第一軸組件25上，其中，第一軸承251位于第一軸組件25的頂端，第二軸承252位于第一軸組件25的底端。由于第一軸承251和第二軸承252之間的間距已增加達到最大，為第一機械臂3提供了足夠大的抗彎力臂，所以第一機械臂3可以承受更高的負載而不彎曲。進一步的，第一軸組件25上固定連接有第一大臂固定帶輪311，第一大臂31上與第一小臂32連接的一端固定有第一大臂軸組件35。第一大臂軸組件35上通過軸承安裝有以其為軸心旋轉的第一大臂從動帶輪312，第一大臂從動帶輪312通過第一大臂齒形帶310與第一大臂固定帶輪311嚙合，且第一大臂從動帶輪312與第一小臂32固定連接。第一大臂軸組件35上固定連接有第一小臂固定帶輪321，第一小臂32上與末端構件5連接的一端固定有第一小臂軸組件55，第一小臂軸組件55上通過軸承安裝有以其為軸心旋轉的第一小臂從動帶輪322，第一小臂從動帶輪322通過第一小臂齒形帶320與第一小臂固定帶輪321嚙合，且第一小臂從動帶輪322與末端構件5固定連接。第二機械臂4的內部傳動結構與第一機械臂3相同，在此不再贅述。本實用新型實施例中的末端構件5有兩個，第一機械臂3和第二機械臂4分別連接一個末端構件5。下面結合圖5和圖6，以第一機械臂3為例說明本實用新型實施例的工作過程。在傳動過程中，第一電機21驅動第一減速機23進行轉速的轉換，第一減速機23的輸出端帶動第一驅動帶輪231轉動,第一驅動帶輪231通過第一同步帶230將動力傳遞給第一大臂31，使之沿圖6中的順時針方向旋轉。由于第一大臂固定帶輪311通過第一大臂齒形帶310與第一大臂從動帶輪312相嚙合，在第一大臂31轉動過程中，第一大臂固定帶輪311和第一大臂從動帶輪312的相對位置產生了變化，第一大臂齒形帶310的嚙合作用使第一大臂從動帶輪312轉動。這也就帶動了第一大臂31和第一小臂32圍繞第一大臂軸組件35進行相對旋轉運動，第一大臂固定帶輪311與第一大臂從動帶輪312構成行星周轉輪系。與此同時，第一小臂從動帶輪322通過第一小臂齒形帶320與第一小臂固定帶輪321嚙合，第一小臂32相對于第一大臂軸組件35的轉動也就帶動了第一小臂32和末端構件5圍繞第一小臂軸組件55進行相對旋轉運動。在以第一大臂31為參考體系的第一小臂32中，第一小臂固定帶輪321和第一小臂從動帶輪322也構成一個行星周轉輪系。在這兩個行星周轉輪系的作用下，第一小臂32與末端構件5的旋轉連接軸心始終沿著A-A方向的直線伸縮動作。即承載于末端構件5上的承載基板6也做直線運動。需要指出的是，為保證第一小臂32與末端構件5的旋轉連接軸心始終沿著A-A方向的直線伸縮動作，第一大臂固定帶輪311與第一大臂從動帶輪312的齒數比為2 :1，第一小臂固定帶輪321與第一小臂從動帶輪322的齒比為1: 2，又由于第一大臂31與第一小臂32的旋轉方向相反,第一小臂32與末端構件5的旋轉方向相反，即第一大臂31與第一小臂32、末端構件5為1: -2 I轉數比的傳動結構。本實用新型的雙臂搬運機械手，通過將以往設計中機械臂的大臂根部的減速機放置在腰座的其他位置，大臂不通過減速機與腰座連接，而是通過至少兩組軸承和軸組件安裝在腰座上，減速機通過驅動帶輪和同步帶間接驅動大臂轉動。利用軸承代替減速機承受重力彎矩，又通過增加軸承的間距，進一步提高了機械手的抗彎力臂，進而實現平衡大負載機械手的重力彎矩。由于減速機并不直接與機械臂連接，抗彎力臂不是由減速機提供的，所以不使用大規格減速機，僅使用普通規格的減速機也可實現具有高負載能力的雙臂搬運機械手，達到了降低成本的目的。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，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。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種雙臂搬運機械手，其特征在于，包括底座、腰座、機械臂和末端構件； 所述腰座可升降和旋轉地安裝在底座上； 所述機械臂有兩個，機械臂的一端旋轉連接在腰座上，另一端旋轉連接末端構件； 所述腰座內部固定有第一電機、第二電機、第一減速機、第二減速機、第一軸組件和第二軸組件，兩個機械臂的根部分別通過軸承安裝在第一軸組件和第二軸組件上，并分別以第一軸組件和第二軸組件為旋轉軸心，每個軸組件上的軸承至少有兩組，所述至少兩組軸承分別設置于軸組件的上半部分和下半部分；第一減速機的輸入端與第一電機傳動連接，輸出端與一個機械臂的根部間接傳動連接，第二減速機的輸入端與第二電機傳動連接，輸出端與另一個機械臂的根部間接傳動連接。
2.根據權利要求1所述的雙臂搬運機械手，其特征在于，所述至少兩組軸承分別設置于軸組件的頂端和底端。
3.根據權利要求1所述的雙臂搬運機械手，其特征在于，第一減速機的輸出端固定連接第一驅動帶輪，第二減速機的輸出端固定連接第二驅動帶輪，第一驅動帶輪通過第一同步帶與一個機械臂的根部傳動連接，第二驅動帶輪通過第二同步帶與另一個機械臂的根部傳動連接。
4.根據權利要求1、2或3所述的雙臂搬運機械手，其特征在于，所述機械臂包括大臂和小臂，大臂的一端為機械臂的根部，另一端與小臂同軸旋轉連接；所述末端構件可旋轉地安裝于兩個機械臂的小臂的末端，在兩個機械臂的驅動下承載基板做直線運動。
5.根據權利要求4所述的雙臂搬運機械手，其特征在于，第一軸組件和第二軸組件上固定連接有大臂固定帶輪，機械臂的大臂上與小臂連接的一端固定有大臂軸組件，大臂軸組件上通過軸承安裝有以其為軸心旋轉的大臂從動帶輪，大臂從動帶輪通過大臂齒形帶與大臂固定帶輪嚙合，且大臂從動帶輪與小臂固定連接； 大臂軸組件上固定連接有小臂固定帶輪，小臂上與末端構件連接的一端固定有小臂軸組件，小臂軸組件上通過軸承安裝有以其為軸心旋轉的小臂從動帶輪，小臂從動帶輪通過小臂齒形帶與小臂固定帶輪嚙合，且小臂從動帶輪與末端構件固定連接。
6.根據權利要求5所述的雙臂搬運機械手，其特征在于，大臂固定帶輪與大臂從動帶輪的齒數比為2:1，小臂固定帶輪與小臂從動帶輪的齒數比為1: 2，大臂與小臂的旋轉方向相反，小臂與末端構件的旋轉方向相反，即大臂、小臂與末端構件為轉數比為1:-2:1的傳動結構。
7.根據權利要求6所述的雙臂搬運機械手，其特征在于，所述末端構件有兩個，兩個機械臂分別連接一個末端構件。
專利摘要本實用新型提供了一種雙臂搬運機械手，包括底座、腰座、機械臂和末端構件；所述腰座可升降和旋轉地安裝在底座上；機械臂的一端旋轉連接在腰座上，另一端旋轉連接末端構件；所述腰座內部固定有電機、減速機和軸組件，機械臂的根部通過軸承安裝在軸組件上。本實用新型的雙臂搬運機械手，通過將以往設計中機械臂的大臂根部的減速機放置在腰座的其他位置，大臂不直接與減速機連接，而是通過至少兩組軸承和軸組件安裝在腰座上，減速機通過驅動帶輪和同步帶間接驅動大臂轉動。利用軸承代替減速機承受重力彎矩，又通過增加軸承的間距，進一步提高了機械手的抗彎力臂，進而實現平衡大負載機械手的重力彎矩。
文檔編號B25J9/00GK202895222SQ20122058461
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者李學威, 王鳳利, 朱玉聰, 朱維金, 劉長斌, 姜飛 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司