CN103862467B

CN103862467B - 四轴机械手臂

Info

Publication number: CN103862467B
Application number: CN201410114405.8A
Authority: CN
Inventors: 宋星亮
Original assignee: NINGBO MOKE ROBOT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NINGBO MOKE ROBOT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2034-03-25
Also published as: CN103862467A

Abstract

本发明公开了一种四轴机械手臂，包括：控制系统柜子、J1轴固定座、J2轴基座、J3轴基座、J4轴伸缩臂。该四轴机械手臂用于形成动作的电机均采用AC伺服电机，从而动作速度较快。在关键部位采用谐波减速器，且对丝杠螺母机构、齿轮齿条机构的采用均极大程度上降低了工作噪音，更提高了动作精度。同时，该四轴机械手臂较为合理的动作参数，使该机械手臂具有较好的通用性。

Description

四轴机械手臂

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种四轴机械手臂。

背景技术

随着工业自动化的普及应用，机械手臂已经广泛使用。然而，为数不少的机械手臂存在着动作速度慢、动作传递及定位精确度较差、噪音较大，且动作参数不合理的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种四轴机械手臂，它具有动作传递及定位精确度高，噪音较小，且动作参数较为合理的特点。进一步，它还具有动作速度较快的特点。

本发明所采用的技术方案是：四轴机械手臂，所述四轴机械手臂包括：

———控制系统柜子，该控制系统柜子固定于地面上，且该系统控制柜子内部设有控制系统，该控制系统柜子上固定有第一电机；

———J1轴固定座，该J1轴固定座枢接于该控制系统柜子上部，该J1轴固定座枢接于该控制系统柜子的枢轴呈竖向，该J1轴固定座连接至该第一电机，且该J1轴固定座具有向上延伸的J1轴机臂，该J1轴机臂内设有相互平行的丝杠和竖向滑道，该丝杠连接至一第二电机，该第二电机固定于该J1轴机臂上部；

———J2轴基座，该J2轴基座滑动设置于该竖向滑道内，且该J2轴基座上设有和该丝杠相配的螺母，同时，该J2轴基座上固定有第三电机；

———J3轴基座，该J3轴基座枢接于该J2轴基座上，该J3轴基座枢接于该J2轴基座的枢轴呈水平向，且该J3轴基座连接至该第三电机，同时，该J3轴基座上设有第四电机以及动力连接至该第四电机的齿轮；

———J4轴伸缩臂，该J4轴伸缩臂滑动设置于该J3轴基座上，且该J4轴伸缩臂具有和该齿轮相配的齿条。

所述J4轴伸缩臂的前端设有J4轴手爪。

所述J1轴固定座和第一电机之间通过一谐波减速器进行连接。

所述J3轴基座和该第三电机之间通过一谐波减速器进行连接。

所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均为AC伺服电机。

本发明所具有的优点是：动作速度较快、动作传递及定位精确度高，噪音较小，且动作参数较为合理。本发明的四轴机械手臂用于形成动作的电机均采用AC伺服电机，从而动作速度较快。根据动作特征，在关键部位采用谐波减速器，且对丝杠螺母机构、齿轮齿条机构的采用均极大程度上降低了工作噪音，更提高了动作精度。经实际使用，该四轴机械手臂可控半径可达1200mm、J轴固定座可回转340°、J2轴基座可上下移动达500mm、J3轴基座可回转180°、J4轴伸缩臂伸缩量可达450mm、负重可达3kg，前述较为合理的动作参数，使该机械手臂具有较好的通用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的实施例的主视图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图。

图中：10、J1轴固定座，11、第一电机，12、J1轴机臂，13、竖向滑道；20、J2轴基座，21、第二电机，22、丝杠；30、J3轴基座，31、第三电机，32、横向滑轨；40、J4轴伸缩臂，41、第四电机，42、齿轮，43、齿条；44、J4轴手爪；50、控制系统柜子。

具体实施方式

实施例，见图1至图3所示：四轴机械手臂，包括：J1轴固定座10、J2轴基座20、J3轴基座30、J4轴伸缩臂40、控制系统柜子50。具体的讲：

该控制系统柜子50固定于地面上，且该系统控制柜子50内部设有控制系统（图上未示出）。同时，该控制系统柜子50上固定有第一电机11。

该J1轴固定座10枢接于该控制系统柜子50上部，该J1轴固定座10枢接于该控制系统柜子50的枢轴呈竖向，该J1轴固定座10连接至该第一电机11。即，在该第一电机11的带动下，该J1轴固定座10能够以一竖向轴产生旋转。该J1轴固定座10具有向上延伸的J1轴机臂12。该J1轴机臂12内设有相互平行的丝杠22和竖向滑道13。该丝杠22连接至一第二电机21，该第二电机21固定于该J1轴机臂12上部。即，该第二电机21带动该丝杠22产生旋转。

该J2轴基座20滑动设置于该竖向滑道13内，且该J2轴基座20上设有和该丝杠22相配的螺母（图上未示出）。同时，该J2轴基座20上固定有第三电机31。即，在该丝杠22和该竖向滑轨13的共同作用下，该J2轴基座20能够上下滑动且该螺母相对于该J轴基座20不会产生旋转。这样，该丝杠22旋转后，该螺母和该丝杠22相互配合，形成丝杠螺母机构，继而通过该螺母带动该J2轴基座20上下滑动。

该J3轴基座30枢接于该J2轴基座20上，该J3轴基座30枢接于该J2轴基座20的枢轴呈水平向，且该J3轴基座30连接至该第三电机31。即，在该第三电机31的带动下，该J3轴基座30能够以一水平向的轴进行旋转。同时，该J3轴基座30上设有第四电机41以及动力连接至该第四电机41的齿轮42。即，该第四电机41带动该齿轮42旋转。比如，该齿轮42固定于该第四电机41的动力输出轴上。

该J4轴伸缩臂40滑动设置于该J3轴基座30上，且该J4轴伸缩臂40具有和该齿轮42相配的齿条43。比如，该J3轴基座30上设有横向滑轨32，该J4轴伸缩臂40滑动的卡在该横向滑轨32内。即，该齿轮42和该齿条43形成齿轮齿条机构，从而该齿轮42旋转后，通过该齿条43带动该J4轴伸缩臂40伸出或缩回。

更进一步的讲，该J4轴伸缩臂40的前端设有J4轴手爪44。

继续优化，该J1轴固定座10和第一电机11之间通过一谐波减速器进行连接。该J3轴基座30和该第三电机31之间通过一谐波减速器进行连接。该第一电机11、第二电机21、第三电机31、第四电机41均为AC伺服电机。

综上所述，本发明的四轴机械手臂用于形成动作的电机均采用AC伺服电机，从而动作速度较快。在关键部位采用谐波减速器，且对丝杠螺母机构、齿轮齿条机构的采用均极大程度上降低了工作噪音，提高了动作精度。经实际使用，该四轴机械手臂动作参数较为合理，具有较好的通用性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.四轴机械手臂，其特征在于：所述四轴机械手臂包括：

———控制系统柜子（50），该控制系统柜子（50）固定于地面上，且该系统控制柜子（50）内部设有控制系统，该控制系统柜子（50）上固定有第一电机（11）；

———J1轴固定座（10），该J1轴固定座（10）枢接于该控制系统柜子（50）上部，该J1轴固定座（10）枢接于该控制系统柜子（50）的枢轴呈竖向，该J1轴固定座（10）连接至该第一电机（11），且该J1轴固定座（10）具有向上延伸的J1轴机臂（12），该J1轴机臂（12）内设有相互平行的丝杠（22）和竖向滑道（13），该丝杠（22）连接至一第二电机（21），该第二电机（21）固定于该J1轴机臂（12）上部；

———J2轴基座（20），该J2轴基座（20）滑动设置于该竖向滑道（13）内，且该J2轴基座（20）上设有和该丝杠（22）相配的螺母，同时，该J2轴基座（20）上固定有第三电机（31）；

———J3轴基座（30），该J3轴基座（30）枢接于该J2轴基座（20）上，该J3轴基座（30）枢接于该J2轴基座（20）的枢轴呈水平向，且该J3轴基座（30）连接至该第三电机（31），同时，该J3轴基座（30）上设有第四电机（41）以及动力连接至该第四电机（41）的齿轮（42）；

———J4轴伸缩臂（40），该J4轴伸缩臂（40）滑动设置于该J3轴基座（30）上，且该J4轴伸缩臂（40）具有和该齿轮（42）相配的齿条（43）。

2.根据权利要求1所述的四轴机械手臂，其特征在于：所述J4轴伸缩臂（40）的前端设有J4轴手爪（44）。

3.根据权利要求1所述的四轴机械手臂，其特征在于：所述J1轴固定座（10）和第一电机（11）之间通过一谐波减速器进行连接。

4.根据权利要求1所述的四轴机械手臂，其特征在于：所述J3轴基座（30）和该第三电机（31）之间通过一谐波减速器进行连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的四轴机械手臂，其特征在于：所述第一电机（11）、第二电机（21）、第三电机（31）、第四电机（41）均为AC伺服电机。