本發(fā)明涉及機(jī)械手領(lǐng)域,特別指一種新型五自由度機(jī)械手。
背景技術(shù):
機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人,也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人,它可代替人的繁重勞動以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化,能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全,因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。衡量機(jī)械手性能的最重要的一個參數(shù)是自由度,自由度越多表示機(jī)械手運(yùn)動的范圍及靈活性越好;機(jī)械手一般包括底座、軸臂及夾爪,夾爪通過軸臂連接于底座上,通過底座與軸臂,以及軸臂與夾爪之間的相對運(yùn)動帶動夾爪運(yùn)動;運(yùn)動動力部件一般為電機(jī);傳統(tǒng)的機(jī)械手底座一般直接固定于水平面上,電機(jī)裝設(shè)于底座底部或側(cè)部,電機(jī)占用底座較多空間,導(dǎo)致底座體積增大,且底座功能單一,僅具備支撐及帶動軸臂整體旋轉(zhuǎn)功能,限制了機(jī)械手的自由度;另外,對于傳統(tǒng)的機(jī)械手,機(jī)械手臂是占用空間最大的結(jié)構(gòu)部件,且作為軸臂運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的電機(jī)一般設(shè)置于軸臂側(cè)部;因此,針對機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及電機(jī)安裝位置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及自由度的提高對于機(jī)械手的優(yōu)化和發(fā)展具有較重要的意義;另外,傳統(tǒng)的夾爪一般包括2個夾塊及2個動力機(jī)構(gòu),兩動力機(jī)構(gòu)分別單獨(dú)的驅(qū)動兩夾塊相對運(yùn)動,完成夾緊或松開動作;該種結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜,成本較高;且由于分別對應(yīng)兩夾塊采用兩套獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu),在實(shí)際工作過程中,對兩套驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動同步性要求高,驅(qū)動不同步會直接導(dǎo)致兩夾塊相對運(yùn)動出現(xiàn)偏差,影響夾塊的運(yùn)動精準(zhǔn)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種結(jié)構(gòu)簡單,空間占用率低,自由度高,運(yùn)動穩(wěn)定性及精準(zhǔn)度高的新型五自由度機(jī)械手。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:一種新型五自由度機(jī)械手,包括底座、旋轉(zhuǎn)部、第一連接部、第一軸臂、第二連接部、第二軸臂、第三連接部、第三軸臂及夾爪機(jī)構(gòu),其中,上述底座設(shè)置于水平面上,旋轉(zhuǎn)部設(shè)置于底座上,并在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述第一連接部設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部上,并隨旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述第一軸臂的下端可轉(zhuǎn)動地連接于第一連接部上,并經(jīng)第一連接部驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第一軸臂的上端設(shè)有第二連接部;上述第一軸臂的一端可轉(zhuǎn)動地連接于第一連接部上,并經(jīng)第一連接部驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第一軸臂的另一端設(shè)有第二連接部;上述第二軸臂的一端可轉(zhuǎn)動地連接在第二連接部上,并經(jīng)第二連接部驅(qū)動而轉(zhuǎn)動,第二軸臂的另一端設(shè)有第三連接部;上述第三軸臂的一端連接在第三連接部上,并經(jīng)第三連接部驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第三軸臂的另一端連接有夾爪機(jī)構(gòu),第三軸臂驅(qū)動夾爪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,以便調(diào)整夾爪機(jī)構(gòu)的夾取角度。
優(yōu)選地,所述的底座包括第一支桿、第一支板、第二支桿及第二支板,其中,上述第一支桿包括至少二根,第一支桿沿第一支板的邊沿方向間隔豎直連接于第一支板的下部,以便支撐第一支板;上述第二支桿包括至少二根,第二支桿的上述沿第二支板的邊沿間隔豎直連接于第二支板的底部,第二支桿的下端固定于第一支板上,以便懸空支撐第二支板。
優(yōu)選地,所述的旋轉(zhuǎn)部包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)及旋轉(zhuǎn)座,其中,上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置于上述第一支板與第二支板之間,并固定于第二支板的底部,旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸穿過第二支板向上延伸;上述旋轉(zhuǎn)座水平設(shè)置于第二支板的上方,旋轉(zhuǎn)座的底部與上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸連接固定,旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)座在水平面方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
優(yōu)選地,所述的第一連接部包括第一支架、第二支架、第一電機(jī)及第二電機(jī),其中,上述第一支架及第二支架平行間隔地設(shè)置于旋轉(zhuǎn)座上,并沿豎直方向向上延伸;上述第一電機(jī)及第二電機(jī)分別固定設(shè)置于第一支架及第二支架的一側(cè),且第一電機(jī)及第二電機(jī)輸出軸分別延伸至第一支架及第二支架的另一側(cè)。
優(yōu)選地,所述的第一軸臂包括第一側(cè)板及第一連桿,其中,上述第一側(cè)板包括二塊,兩第一側(cè)板平行間隔設(shè)置,且通過至少二根第一連桿連接形成整體的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu);兩第一側(cè)板的下端分別與上述第一電機(jī)及第二電機(jī)的輸出軸連接,第一電機(jī)及第二電機(jī)驅(qū)動第一側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
優(yōu)選地,所述的第二連接部包括第二軸臂電機(jī)及連板,其中,上述第二軸臂電機(jī)設(shè)置于上述兩第一側(cè)板的上端間隙空間內(nèi),第二軸臂電機(jī)的輸出軸從第二軸臂電機(jī)的一側(cè)伸出,第二軸臂電機(jī)的輸出軸伸入其中一塊第一側(cè)板內(nèi),并與該第一側(cè)板螺紋連接,第二軸臂電機(jī)的另一側(cè)與另一塊第一側(cè)板可轉(zhuǎn)動地連接,第二軸臂電機(jī)驅(qū)動其輸出軸旋轉(zhuǎn)時,通過與第一側(cè)板之間的齒傳動,使第二軸臂電機(jī)在兩第一側(cè)板之間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述連板固定連接于第二軸臂電機(jī)的端部,以便連接上述第二軸臂。
優(yōu)選地,所述的第二軸臂包括第二側(cè)板,第二側(cè)板包括二塊,兩第二側(cè)板平行間隔設(shè)置,兩第二側(cè)板的一端分別與上述連板固定連接,并經(jīng)連板帶動而隨第二軸臂電機(jī)轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選地,所述的第三連接部包括第二連桿及第三軸臂電機(jī),其中,上述第二連桿包括二根,兩第二連桿分別上下間隔設(shè)置,兩第二連桿的兩端分別連接于上述兩第二側(cè)板的另一端上,并使第三軸臂電機(jī)固定連接于第二側(cè)板上;第三軸臂電機(jī)的輸出上延伸出第三軸臂電機(jī)的一側(cè)。
優(yōu)選地,所述的第三軸臂包括第三側(cè)板及夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī),其中,上述第三側(cè)板包括二塊,兩第三側(cè)板平行間隔設(shè)置,兩第三側(cè)板的一端分別延伸至上述第三軸臂電機(jī)的兩側(cè),其中一塊第三側(cè)板連接于第三軸臂電機(jī)的輸出軸上,另一塊第三側(cè)板與第三軸臂電機(jī)的另一側(cè)可轉(zhuǎn)動地連接,第三軸臂電機(jī)驅(qū)動第三側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定連接于上述兩第三側(cè)板的另一端,并隨第三側(cè)板運(yùn)動,夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸向外伸出。
優(yōu)選地,所述的夾爪機(jī)構(gòu)連接于上述夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上,并經(jīng)夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;
夾爪機(jī)構(gòu)包括夾爪支座、夾爪支板、夾爪電機(jī)、左夾組件及右夾組件,其中,上述夾爪支座豎直設(shè)置,夾爪支座的一側(cè)連接于上述夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上,經(jīng)夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述夾爪支板水平連接于夾爪支座的另一側(cè),并插設(shè)固定在夾爪支座內(nèi),形成水平支撐面;上述夾爪電機(jī)連接于夾爪支板下部的左側(cè)或右側(cè),夾爪電機(jī)的輸出軸向上穿過夾爪支板延伸至夾爪支板的上部;上述左夾組件及右夾組件分別設(shè)置于夾爪支板上部的左右兩側(cè),左夾組件或右夾組件與夾爪電機(jī)的輸出端連接,夾爪電機(jī)驅(qū)動左夾組件或右夾組件在水平面內(nèi)相對運(yùn)動,以便夾緊或松開;
上述左夾組件與上述夾爪電機(jī)的輸出端連接,夾爪電機(jī)驅(qū)動左夾組件在水平面內(nèi)相對右夾組件轉(zhuǎn)動;左夾組件包括第一左傳動件、第二左傳動件及左夾塊,其中,上述左夾塊為三角形塊體結(jié)構(gòu),包括第一左短邊、第二左短邊及左長邊;其中第一左短邊分別與第一左傳動件及第二左傳動件連接,第二左短邊的側(cè)面為夾緊或松開物料的端面;
上述第一左傳動件包括一塊,第一左傳動件的一端連接在夾爪電機(jī)的輸出端上,第一左傳動件的另一端可轉(zhuǎn)動地連接于左夾塊的第一左短邊的一角處;上述第二左傳動件包括二塊,兩第二左傳動件的一端分別上下對應(yīng)地連接在夾爪支板上,并與夾爪支板可轉(zhuǎn)動連接,兩第二左傳動件的另一端分別上下對應(yīng)地連接于左夾塊第一左短邊的另一角處;第一左傳動件在夾爪電機(jī)驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時,拉動左夾塊同時在水平面內(nèi)移動和轉(zhuǎn)動,以使左夾塊的第二左短邊夾緊或松開物料;
上述右夾組件包括第一右傳動件、第二右傳動件及右夾塊,其中,上述右夾塊為三角形塊體結(jié)構(gòu),右夾塊包括第一右短邊、第二右短邊及右長邊;其中第一右短邊分別與第一右傳動件及第二右傳動件連接,第二右短邊的側(cè)面為夾緊或松開物料的端面;
上述第一右傳動件包括二塊,兩第一右傳動件的一端分別上下對應(yīng)地連接于夾爪支板上,并與夾爪支板可轉(zhuǎn)動連接,兩第一右傳動件的另一端分別上下對應(yīng)地連接于右夾塊的第一右短邊的一角處,且與右夾塊可轉(zhuǎn)動地連接;上述第二右傳動件包括二塊,兩第二右傳動件的一端分別上下對應(yīng)地連接于夾爪支板上,并與夾爪支板可轉(zhuǎn)動連接,兩第二右傳動件的另一端分別上下對應(yīng)地連接于右夾塊第一短邊的另一角處,且與右夾塊可轉(zhuǎn)動地連接;
上述第二左傳動件級第二右傳動件的連接于夾爪支板上的一端端面為弧面結(jié)構(gòu);上述第二左傳動件隨左夾塊轉(zhuǎn)動時,第二左傳動件一端的弧面抵住第二右傳動件的一端弧面,并推動第二右傳動件帶動右夾塊相向于左夾塊運(yùn)動,以便夾緊或松開物料。
本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足進(jìn)行研究開發(fā),設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單,空間占用率低,自由度高,運(yùn)動穩(wěn)定性及精準(zhǔn)度高的新型五自由度機(jī)械手。本發(fā)明的底座設(shè)計在豎直方向上平行間隔設(shè)置的第一支板及第二支板,通過第一支桿及第二支桿連接支撐,形成懸空的支撐結(jié)構(gòu),在提高支撐穩(wěn)定性的同時,還可將旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)置于第二支板與第一支板之間的間隙空間內(nèi),提高空間利用率。本發(fā)明的軸臂針對傳統(tǒng)的機(jī)械手臂設(shè)計相互平行間隔設(shè)置的雙側(cè)板結(jié)構(gòu)作為軸臂的主要結(jié)構(gòu),并將電機(jī)內(nèi)置于雙側(cè)板之間的間隙空間內(nèi),在保證支撐穩(wěn)定性的同時,有效地利用兩側(cè)板之間的間隙空間,整體結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊,空間利用率高;本發(fā)明的夾爪設(shè)計水平放置的支板作為支撐平臺,在支板的左右兩側(cè)分別設(shè)計有左夾組件和右夾組件,特別之處在于,左夾組件與右夾組件之間并不是獨(dú)立運(yùn)動,兩者之間存在運(yùn)動干涉,該運(yùn)動干涉通過可轉(zhuǎn)動地連接于支板上的第二左傳動件及第二右傳動件實(shí)現(xiàn),第二左傳動件及第二右傳動件連接于支板上的一端端面采用弧面結(jié)構(gòu),且兩者相互貼緊,當(dāng)?shù)诙髠鲃蛹D(zhuǎn)時,通過其端面朝相反方向抵壓第二右傳動件的端面,使第二右傳動件的另一端與第二左傳動件的另一端同步相向或相離運(yùn)動,從而帶動左夾塊及右夾塊同步相向或相離運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)夾緊或松開動作;本發(fā)明僅需采用一個電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu),電機(jī)可連接第一左傳動件或第一右傳動件,通過驅(qū)動第一左傳動件或第一右傳動件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)動力傳遞;通過上述簡單直接地結(jié)構(gòu)設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了左夾塊及右夾塊高度同步運(yùn)動,保證了機(jī)械手運(yùn)動的精準(zhǔn)性;本發(fā)明的第一個自由度方向為旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)座在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第二個自由度方向為第一連接部處的第一電機(jī)及第二電機(jī)驅(qū)動第一軸臂的第一側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第三個自由度方向為第二連接部處的第二軸臂電機(jī)驅(qū)動第二側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第四個自由度方向為第三連接部處的第三軸臂電機(jī)驅(qū)動第三軸臂的第三側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第五自由度方向為夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動夾爪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖3為本發(fā)明的部件結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖4為本發(fā)明的部件結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖5為圖4中夾爪機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
如圖1至圖5所示,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:一種新型五自由度機(jī)械手,包括底座1、旋轉(zhuǎn)部2、第一連接部3、第一軸臂4、第二連接部5、第二軸臂6、第三連接部7、第三軸臂8及夾爪機(jī)構(gòu)9,其中,上述底座1設(shè)置于水平面上,旋轉(zhuǎn)部2設(shè)置于底座1上,并在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述第一連接部3設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部2上,并隨旋轉(zhuǎn)部2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述第一軸臂4的下端可轉(zhuǎn)動地連接于第一連接部3上,并經(jīng)第一連接部3驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第一軸臂4的上端設(shè)有第二連接部5;上述第一軸臂4的一端可轉(zhuǎn)動地連接于第一連接部3上,并經(jīng)第一連接部3驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第一軸臂4的另一端設(shè)有第二連接部5;上述第二軸臂6的一端可轉(zhuǎn)動地連接在第二連接部5上,并經(jīng)第二連接部5驅(qū)動而轉(zhuǎn)動,第二軸臂6的另一端設(shè)有第三連接部7;上述第三軸臂8的一端連接在第三連接部7上,并經(jīng)第三連接部7驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第三軸臂8的另一端連接有夾爪機(jī)構(gòu)9,第三軸臂8驅(qū)動夾爪機(jī)構(gòu)9旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,以便調(diào)整夾爪機(jī)構(gòu)9的夾取角度。
底座1包括第一支桿11、第一支板12、第二支桿13及第二支板14,其中,上述第一支桿11包括至少二根,第一支桿11沿第一支板12的邊沿方向間隔豎直連接于第一支板12的下部,以便支撐第一支板12;上述第二支桿13包括至少二根,第二支桿13的上述沿第二支板14的邊沿間隔豎直連接于第二支板14的底部,第二支桿13的下端固定于第一支板12上,以便懸空支撐第二支板14。
旋轉(zhuǎn)部2包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)及旋轉(zhuǎn)座21,其中,上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置于上述第一支板12與第二支板14之間,并固定于第二支板14的底部,旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸穿過第二支板14向上延伸;上述旋轉(zhuǎn)座21水平設(shè)置于第二支板14的上方,旋轉(zhuǎn)座21的底部與上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸連接固定,旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)座21在水平面方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
第一連接部3包括第一支架31、第二支架32、第一電機(jī)33及第二電機(jī)34,其中,上述第一支架31及第二支架32平行間隔地設(shè)置于旋轉(zhuǎn)座21上,并沿豎直方向向上延伸;上述第一電機(jī)33及第二電機(jī)34分別固定設(shè)置于第一支架31及第二支架32的一側(cè),且第一電機(jī)33及第二電機(jī)34輸出軸分別延伸至第一支架31及第二支架32的另一側(cè)。
第一軸臂4包括第一側(cè)板41及第一連桿42,其中,上述第一側(cè)板41包括二塊,兩第一側(cè)板41平行間隔設(shè)置,且通過至少二根第一連桿42連接形成整體的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu);兩第一側(cè)板41的下端分別與上述第一電機(jī)33及第二電機(jī)34的輸出軸連接,第一電機(jī)33及第二電機(jī)34驅(qū)動第一側(cè)板41旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
第二連接部5包括第二軸臂電機(jī)51及連板52,其中,上述第二軸臂電機(jī)51設(shè)置于上述兩第一側(cè)板41的上端間隙空間內(nèi),第二軸臂電機(jī)51的輸出軸從第二軸臂電機(jī)51的一側(cè)伸出,第二軸臂電機(jī)51的輸出軸伸入其中一塊第一側(cè)板41內(nèi),并與該第一側(cè)板41螺紋連接,第二軸臂電機(jī)51的另一側(cè)與另一塊第一側(cè)板41可轉(zhuǎn)動地連接,第二軸臂電機(jī)51驅(qū)動其輸出軸旋轉(zhuǎn)時,通過與第一側(cè)板41之間的齒傳動,使第二軸臂電機(jī)51在兩第一側(cè)板41之間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述連板52固定連接于第二軸臂電機(jī)51的端部,以便連接上述第二軸臂6。
第二軸臂6包括第二側(cè)板61,第二側(cè)板61包括二塊,兩第二側(cè)板平行間隔設(shè)置,兩第二側(cè)板61的一端分別與上述連板52固定連接,并經(jīng)連板52帶動而隨第二軸臂電機(jī)51轉(zhuǎn)動。
第三連接部7包括第二連桿71及第三軸臂電機(jī)72,其中,上述第二連桿71包括二根,兩第二連桿71分別上下間隔設(shè)置,兩第二連桿71的兩端分別連接于上述兩第二側(cè)板61的另一端上,并使第三軸臂電機(jī)72固定連接于第二側(cè)板61上;第三軸臂電機(jī)72的輸出上延伸出第三軸臂電機(jī)72的一側(cè)。
第三軸臂8包括第三側(cè)板81及夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)82,其中,上述第三側(cè)板81包括二塊,兩第三側(cè)板81平行間隔設(shè)置,兩第三側(cè)板81的一端分別延伸至上述第三軸臂電機(jī)72的兩側(cè),其中一塊第三側(cè)板81連接于第三軸臂電機(jī)72的輸出軸上,另一塊第三側(cè)板81與第三軸臂電機(jī)72的另一側(cè)可轉(zhuǎn)動地連接,第三軸臂電機(jī)72驅(qū)動第三側(cè)板81旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)82固定連接于上述兩第三側(cè)板81的另一端,并隨第三側(cè)板81運(yùn)動,夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)82的輸出軸向外伸出。
夾爪機(jī)構(gòu)9連接于上述夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)82的輸出軸上,并經(jīng)夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)82驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;
夾爪機(jī)構(gòu)9包括夾爪支座91、夾爪支板92、夾爪電機(jī)93、左夾組件94及右夾組件95,其中,上述夾爪支座91豎直設(shè)置,夾爪支座91的一側(cè)連接于上述夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)82的輸出軸上,經(jīng)夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)82驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;上述夾爪支板92水平連接于夾爪支座91的另一側(cè),并插設(shè)固定在夾爪支座91內(nèi),形成水平支撐面;上述夾爪電機(jī)93連接于夾爪支板92下部的左側(cè)或右側(cè),夾爪電機(jī)93的輸出軸向上穿過夾爪支板92延伸至夾爪支板92的上部;上述左夾組件94及右夾組件95分別設(shè)置于夾爪支板92上部的左右兩側(cè),左夾組件94或右夾組件95與夾爪電機(jī)93的輸出端連接,夾爪電機(jī)93驅(qū)動左夾組件94或右夾組件95在水平面內(nèi)相對運(yùn)動,以便夾緊或松開;
上述左夾組件94與上述夾爪電機(jī)93的輸出端連接,夾爪電機(jī)93驅(qū)動左夾組件94在水平面內(nèi)相對右夾組件95轉(zhuǎn)動;左夾組件94包括第一左傳動件941、第二左傳動件942及左夾塊943,其中,上述左夾塊943為三角形塊體結(jié)構(gòu),包括第一左短邊、第二左短邊及左長邊;其中第一左短邊分別與第一左傳動件941及第二左傳動件942連接,第二左短邊的側(cè)面為夾緊或松開物料的端面;
上述第一左傳動件941包括一塊,第一左傳動件941的一端連接在夾爪電機(jī)93的輸出端上,第一左傳動件941的另一端可轉(zhuǎn)動地連接于左夾塊943的第一左短邊的一角處;上述第二左傳動件942包括二塊,兩第二左傳動件942的一端分別上下對應(yīng)地連接在夾爪支板92上,并與夾爪支板92可轉(zhuǎn)動連接,兩第二左傳動件942的另一端分別上下對應(yīng)地連接于左夾塊943第一左短邊的另一角處;第一左傳動件941在夾爪電機(jī)93驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時,拉動左夾塊943同時在水平面內(nèi)移動和轉(zhuǎn)動,以使左夾塊943的第二左短邊夾緊或松開物料;
上述右夾組件95包括第一右傳動件951、第二右傳動件952及右夾塊953,其中,上述右夾塊953為三角形塊體結(jié)構(gòu),右夾塊953包括第一右短邊、第二右短邊及右長邊;其中第一右短邊分別與第一右傳動件951及第二右傳動件952連接,第二右短邊的側(cè)面為夾緊或松開物料的端面;
上述第一右傳動件951包括二塊,兩第一右傳動件951的一端分別上下對應(yīng)地連接于夾爪支板92上,并與夾爪支板92可轉(zhuǎn)動連接,兩第一右傳動件951的另一端分別上下對應(yīng)地連接于右夾塊953的第一右短邊的一角處,且與右夾塊953可轉(zhuǎn)動地連接;上述第二右傳動件952包括二塊,兩第二右傳動件952的一端分別上下對應(yīng)地連接于夾爪支板92上,并與夾爪支板92可轉(zhuǎn)動連接,兩第二右傳動件952的另一端分別上下對應(yīng)地連接于右夾塊953第一短邊的另一角處,且與右夾塊可轉(zhuǎn)動地連接;
上述第二左傳動件942級第二右傳動件952的連接于夾爪支板92上的一端端面為弧面結(jié)構(gòu);上述第二左傳動件942隨左夾塊943轉(zhuǎn)動時,第二左傳動件943一端的弧面抵住第二右傳動件952的一端弧面,并推動第二右傳動件952帶動右夾塊953相向于左夾塊943運(yùn)動,以便夾緊或松開物料。
進(jìn)一步,本發(fā)明設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單,空間占用率低,自由度高,運(yùn)動穩(wěn)定性及精準(zhǔn)度高的新型五自由度機(jī)械手。本發(fā)明的底座設(shè)計在豎直方向上平行間隔設(shè)置的第一支板及第二支板,通過第一支桿及第二支桿連接支撐,形成懸空的支撐結(jié)構(gòu),在提高支撐穩(wěn)定性的同時,還可將旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)置于第二支板與第一支板之間的間隙空間內(nèi),提高空間利用率。本發(fā)明的軸臂針對傳統(tǒng)的機(jī)械手臂設(shè)計相互平行間隔設(shè)置的雙側(cè)板結(jié)構(gòu)作為軸臂的主要結(jié)構(gòu),并將電機(jī)內(nèi)置于雙側(cè)板之間的間隙空間內(nèi),在保證支撐穩(wěn)定性的同時,有效地利用兩側(cè)板之間的間隙空間,整體結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊,空間利用率高;本發(fā)明的夾爪設(shè)計水平放置的支板作為支撐平臺,在支板的左右兩側(cè)分別設(shè)計有左夾組件和右夾組件,特別之處在于,左夾組件與右夾組件之間并不是獨(dú)立運(yùn)動,兩者之間存在運(yùn)動干涉,該運(yùn)動干涉通過可轉(zhuǎn)動地連接于支板上的第二左傳動件及第二右傳動件實(shí)現(xiàn),第二左傳動件及第二右傳動件連接于支板上的一端端面采用弧面結(jié)構(gòu),且兩者相互貼緊,當(dāng)?shù)诙髠鲃蛹D(zhuǎn)時,通過其端面朝相反方向抵壓第二右傳動件的端面,使第二右傳動件的另一端與第二左傳動件的另一端同步相向或相離運(yùn)動,從而帶動左夾塊及右夾塊同步相向或相離運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)夾緊或松開動作;本發(fā)明僅需采用一個電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu),電機(jī)可連接第一左傳動件或第一右傳動件,通過驅(qū)動第一左傳動件或第一右傳動件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)動力傳遞;通過上述簡單直接地結(jié)構(gòu)設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了左夾塊及右夾塊高度同步運(yùn)動,保證了機(jī)械手運(yùn)動的精準(zhǔn)性;本發(fā)明的第一個自由度方向為旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)座在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第二個自由度方向為第一連接部處的第一電機(jī)及第二電機(jī)驅(qū)動第一軸臂的第一側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第三個自由度方向為第二連接部處的第二軸臂電機(jī)驅(qū)動第二側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第四個自由度方向為第三連接部處的第三軸臂電機(jī)驅(qū)動第三軸臂的第三側(cè)板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,第五自由度方向為夾爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動夾爪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
本發(fā)明的實(shí)施例只是介紹其具體實(shí)施方式,不在于限制其保護(hù)范圍。本行業(yè)的技術(shù)人員在本實(shí)施例的啟發(fā)下可以作出某些修改,故凡依照本發(fā)明專利范圍所做的等效變化或修飾,均屬于本發(fā)明專利權(quán)利要求范圍內(nèi)。