CN105522567A - 一种多功能六轴机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多功能六轴机械手，包括基座、上臂、下臂、第一转动座、第二转动座、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构和第六传动机构。该机械手臂整体结构采用铝合金浇铸件减轻手臂自身重量，减小马达负荷，六轴全部应用高精度谐波减速机，其中第一，二，三，六轴伺服电机和减速机直接连接有效减小误差提高精度。自动补偿模块随时监控伺服电机动态反馈进行位置纠正补偿。通过调整驱动器内部参数优化伺服电机性能，使伺服电机能够稳定工作。控制系统通过高效精确计算发出各种脉冲指令给伺服驱动器控制机械手臂高效精确的完成各种动作，保证精度的提高。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种多功能六轴机械手。
背景技术
目前工业生产面临工人短缺，人工成本高，而且工人作业会产生疲劳，产品质量不稳定以及一些恶劣的对人体健康造成伤害或有潜在危险的工作环境。因此，采用机械手来代替人工可以缓解企业工人短缺，人工成本高的压力以及采用机械手工作可以保证产品质量稳定，在有害环境中依然可以正常工作。目前在工业自动化快速发展的背景下，国外机器人技术应用已经有几十年历史，趋于成熟。而我国在近几年才大力发展自动化技术，尤其是机器人技术，并且取得了一些成果。可是目前国内机械手普遍有设计笨重，大功率，高耗能，低效率；且精度不高，运行不稳定，无法保证产品质量等问题。
发明内容
本发明提供一种多功能六轴机械手，具备自身重量轻、耗能低、精度高等优点，有效的保障了产品的质量。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种多功能六轴机械手，包括基座、上臂、下臂、第一转动座、第二转动座、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构和第六传动机构，所述第一传动机构设置在所述基座上，所述第一传动机构传动连接所述第一转动座；所述第二传动机构设置在所述第一转动座上，所述第二传动机构传动连接所述下臂的下部；所述第三传动机构传动连接所述下臂的上部；所述第二转动座设置在所述第三传动机构上，所述第四传动机构设置在所述第二转动座内，所述第四传动机构传动连接所述上臂；所述第五传动机构设置在所述上臂上，所述第五传动机构传动连接第六传动机构；所述第六传动机构传动连接由快切换头；还包括控制装置、自动补偿模块，所述控制装置分别连接所述自动补偿模块、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构和第六传动机构。
进一步地，所述第一传动机构包括第一伺服电机、第一谐波减速器，所述第一伺服电机传动连接所述第一谐波减速器，所述第一谐波减速器传动连接所述第一转动座；所述第二传动机构包括第二伺服电机、第二谐波减速器，所述第二伺服电机传动连接所述第二谐波减速器，所述第二谐波减速器传动连接所述下臂的下部；所述第三传动机构包括第三伺服电机、第三谐波减速器，所述第三伺服电机传动连接所述第三谐波减速器，所述第三谐波减速器传动连接所述下臂的上部；所述第二转动座传动连接所述第三谐波减速器。
进一步地，所述第四传动机构包括第四伺服电机、第四谐波减速器、第一同步轮、第二同步轮，所述第四伺服电机传动连接所述第一同步轮，所述第一同步轮通过皮带传动连接所述第二同步轮，所述第二同步轮传动连接所述第四谐波减速器，所述第四谐波减速器传动连接所述上臂；所述第五传动机构包括第五伺服电机、第五谐波减速器、第三同步轮、第四同步轮，所述第五伺服电机传动连接所述第三同步轮，所述第三同步轮通过皮带传动连接所述第四同步轮，所述第四同步轮传动连接所述第五谐波减速器，所述第五谐波减速器传动连接所述第六传动机构。
进一步地，所述第六传动机构包括第六固定壳、第六伺服电机、第六谐波减速器，所述第六伺服电机、第六谐波减速器分别设置在所述第六固定壳内；所述所述第五谐波减速器传动连接所述第六固定壳；所述第六伺服电机传动连接所述第六谐波减速器，所述第六谐波减速器传动连接所述快切换头。
进一步地，所述第一伺服电机直连所述第一谐波减速器，所述第二伺服电机直连所述第二谐波减速器，所述第三伺服电机直连所述第三谐波减速器，所述第六伺服电机直连所述第六谐波减速器。
优选地，在所述第二转动座内设置有中心穿线管；在所述第四传动机构上设置有快速I/O插拔端口。
进一步地，在所述第二传动机构的外部设置有第二外壳，在所述第三传动机构的外部设置有第三外壳；所述基座、第一转动座、第二外壳、第三外壳、第二转动座、下臂、上臂和第六固定壳分别通过铝合金浇注而成。
优选地，所述第一传动机构驱动所述第一转动座可绕所述基座轴线旋转±170°；所述第二传动机构驱动所述下臂可绕所述第二伺服电机轴线旋转-50～+90°；所述第三传动机构驱动所述第二转动座可绕所述第三伺服电机旋转-35～+150°。
优选地，所述第四传动机构驱动所述上臂可绕所述第四谐波减速器轴线旋转±270°，所述第五传动机构驱动所述第六固定壳可绕所述第五谐波减速器旋转±100°，所述第六传动机构驱动所述快切换头可绕所述第六伺服电机轴线旋转±360°。
本发明提供一种多功能六轴机械手，该机械手臂整体结构采用铝合金浇铸件减轻手臂自身重量，减小马达负荷，六轴全部应用高精度谐波减速机，其中第一，二，三，六轴伺服电机和减速机直接连接有效地减小误差，提高精度。自动补偿模块监控各个伺服电机动态反馈进行位置纠正补偿。通过调整控制装置内的相应参数进行各个伺服电机性能的优化，使伺服电机能够稳定工作。控制装置通过高效精确计算发出各种脉冲指令给伺服驱动器控制机械手臂高效精确的完成各种动作，保证精度的提高。
附图说明
图1是本发明一种多功能六轴机械手结构示意图；
图2是本发明一种多功能六轴机械手分解结构示意图；
图3是本发明一种多功能六轴机械手第一传动机构结构示意图；
图4是本发明一种多功能六轴机械手第二传动机构结构示意图；
图5是本发明一种多功能六轴机械手第三和第四传动机构结构示意图；
图6是图5的右视图结构示意图；
图7是本发明一种多功能六轴机械手第五和第六传动机构结构示意图；
图8是图7的后视图；
图9是本发明一种多功能六轴机械手控制模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
如图1至9所示，一种多功能六轴机械手，包括基座1、上臂5、下臂3、第一转动座2、第二转动座4、第一传动机构901、第二传动机构902、第三传动机构903、第四传动机构904、第五传动机构905和第六传动机构906，所述第一传动机构901设置在所述基座1上，所述第一传动机构901传动连接所述第一转动座2；所述第二传动机构902设置在所述第一转动座2上，所述第二传动机构902传动连接所述下臂3的下部；所述第三传动机构903传动连接所述下臂3的上部；所述第二转动座4设置在所述第三传动机构903上，所述第四传动机构904设置在所述第二转动座4内，所述第四传动机构904传动连接所述上臂5；所述第五传动机构905设置在所述上臂5上，所述第五传动机构905传动连接第六传动机构906；所述第六传动机构906传动连接由快切换头6；还包括控制装置90、自动补偿模块907，所述控制装置90分别连接所述自动补偿模块907、第一传动机构901、第二传动机构902、第三传动机构903、第四传动机构904、第五传动机构905和第六传动机构906。自动补偿模块907监控各个伺服电机动态反馈进行位置纠正补偿。通过调整控制装置90内的相应参数进行各个伺服电机性能的优化，使伺服电机能够稳定工作。控制装置90通过高效精确计算发出各种脉冲指令给各个伺服驱动器控制机械手臂高效精确的完成各种动作，保证精度的提高。
所述第一传动机构901包括第一伺服电机11、第一谐波减速器12，所述第一伺服电机11传动连接所述第一谐波减速器12，所述第一谐波减速器12传动连接所述第一转动座2；所述第二传动机构902包括第二伺服电机21、第二谐波减速器22，所述第二伺服电机21传动连接所述第二谐波减速器22，所述第二谐波减速器22传动连接所述下臂3的下部；所述第三传动机构903包括第三伺服电机31、第三谐波减速器32，所述第三伺服电机31传动连接所述第三谐波减速器32，所述第三谐波减速器32传动连接所述下臂3的上部；所述第二转动座4传动连接所述第三谐波减速器32。
所述第四传动机构904包括第四伺服电机41、第四谐波减速器42、第一同步轮、第二同步轮，所述第四伺服电机41传动连接所述第一同步轮，所述第一同步轮通过皮带传动连接所述第二同步轮，所述第二同步轮传动连接所述第四谐波减速器42，所述第四谐波减速器42传动连接所述上臂5；所述第五传动机构905包括第五伺服电机51、第五谐波减速器、第三同步轮52、第四同步轮，所述第五伺服电机51传动连接所述第三同步轮52，所述第三同步轮52通过皮带传动连接所述第四同步轮，所述第四同步轮传动连接所述第五谐波减速器，所述第五谐波减速器传动连接所述第六传动机构906。
所述第六传动机构906包括第六固定壳63、第六伺服电机61、第六谐波减速器62，所述第六伺服电机61、第六谐波减速器62分别设置在所述第六固定壳内63；所述所述第五谐波减速器传动连接所述第六固定壳63；所述第六伺服电机61传动连接所述第六谐波减速器62，所述第六谐波减速器62传动连接所述快切换头6。
所述第一伺服电机11直连所述第一谐波减速器12，所述第二伺服电机21直连所述第二谐波减速器22，所述第三伺服电机31直连所述第三谐波减速器32，所述第六伺服电机61直连所述第六谐波减速器62。
在所述第二转动座4内设置有中心穿线管43；在所述第四传动机构904上设置有快速I/O插拔端口。
在所述第二传动机构902的外部设置有第二外壳，在所述第三传动机构903的外部设置有第三外壳；所述基座1、第一转动座2、第二外壳、第三外壳、第二转动座4、下臂3、上臂5和第六固定壳63分别通过铝合金浇注而成。
所述第一传动机构901驱动所述第一转动座2可绕所述基座1轴线旋转±170°；所述第二传动机构902驱动所述下臂3可绕所述第二伺服电机21轴线旋转-50～+90°；所述第三传动机构903驱动所述第二转动座4可绕所述第三伺服电机31旋转-35～+150°。
所述第四传动机构904驱动所述上臂5可绕所述第四谐波减速器42轴线旋转±270°，所述第五传动机构605驱动所述第六固定壳63可绕所述第五谐波减速器旋转±100°，所述第六传动机构906驱动所述快切换头6可绕所述第六伺服电机61轴线旋转±360°。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种多功能六轴机械手，其特征在于：包括基座、上臂、下臂、第一转动座、第二转动座、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构和第六传动机构，所述第一传动机构设置在所述基座上，所述第一传动机构传动连接所述第一转动座；所述第二传动机构设置在所述第一转动座上，所述第二传动机构传动连接所述下臂的下部；所述第三传动机构传动连接所述下臂的上部；所述第二转动座设置在所述第三传动机构上，所述第四传动机构设置在所述第二转动座内，所述第四传动机构传动连接所述上臂；所述第五传动机构设置在所述上臂上，所述第五传动机构传动连接第六传动机构；所述第六传动机构传动连接由快切换头；还包括控制装置、自动补偿模块，所述控制装置分别连接所述自动补偿模块、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构和第六传动机构。
2.根据权利要求1所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：所述第一传动机构包括第一伺服电机、第一谐波减速器，所述第一伺服电机传动连接所述第一谐波减速器，所述第一谐波减速器传动连接所述第一转动座；所述第二传动机构包括第二伺服电机、第二谐波减速器，所述第二伺服电机传动连接所述第二谐波减速器，所述第二谐波减速器传动连接所述下臂的下部；所述第三传动机构包括第三伺服电机、第三谐波减速器，所述第三伺服电机传动连接所述第三谐波减速器，所述第三谐波减速器传动连接所述下臂的上部；所述第二转动座传动连接所述第三谐波减速器。
3.根据权利要求1所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：所述第四传动机构包括第四伺服电机、第四谐波减速器、第一同步轮、第二同步轮，所述第四伺服电机传动连接所述第一同步轮，所述第一同步轮通过皮带传动连接所述第二同步轮，所述第二同步轮传动连接所述第四谐波减速器，所述第四谐波减速器传动连接所述上臂；所述第五传动机构包括第五伺服电机、第五谐波减速器、第三同步轮、第四同步轮，所述第五伺服电机传动连接所述第三同步轮，所述第三同步轮通过皮带传动连接所述第四同步轮，所述第四同步轮传动连接所述第五谐波减速器，所述第五谐波减速器传动连接所述第六传动机构。
4.根据权利要求3所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：所述第六传动机构包括第六固定壳、第六伺服电机、第六谐波减速器，所述第六伺服电机、第六谐波减速器分别设置在所述第六固定壳内；所述所述第五谐波减速器传动连接所述第六固定壳；所述第六伺服电机传动连接所述第六谐波减速器，所述第六谐波减速器传动连接所述快切换头。
5.根据权利要求1所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：所述第一伺服电机直连所述第一谐波减速器，所述第二伺服电机直连所述第二谐波减速器，所述第三伺服电机直连所述第三谐波减速器，所述第六伺服电机直连所述第六谐波减速器。
6.根据权利要求1所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：在所述第二转动座内设置有中心穿线管；在所述第四传动机构上设置有快速I/O插拔端口。
7.根据权利要求1所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：在所述第二传动机构的外部设置有第二外壳，在所述第三传动机构的外部设置有第三外壳；所述基座、第一转动座、第二外壳、第三外壳、第二转动座、下臂、上臂和第六固定壳分别通过铝合金浇注而成。
8.根据权利要求2所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：所述第一传动机构驱动所述第一转动座可绕所述基座轴线旋转±170°；所述第二传动机构驱动所述下臂可绕所述第二伺服电机轴线旋转-50～+90°；所述第三传动机构驱动所述第二转动座可绕所述第三伺服电机旋转-35～+150°。
9.根据权利要求4所述的一种多功能六轴机械手，其特征在于：所述第四传动机构驱动所述上臂可绕所述第四谐波减速器轴线旋转±270°，所述第五传动机构驱动所述第六固定壳可绕所述第五谐波减速器旋转±100°，所述第六传动机构驱动所述快切换头可绕所述第六伺服电机轴线旋转±360°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160427 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |