一种具有柔性齿轮结构的五轴机械手的制作方法

本发明涉及机械手结构的技术领域，具体为一种具有柔性齿轮结构的五轴机械手。

背景技术：

现有的机械手结构，尤其是五轴机械手，由于采用金属材料制作的齿轮进行传动，其需要将底座做的很大很重，进而作为配重块的作用，其使得材料的成本高，且重量较大，导致机械手的搬运和转运相当困难和复杂；同时在机械手领域，为了降低成本，机械手的传动齿轮可以采用塑料制作，然而由于采用塑料注塑或打印成型，其齿轮在冷却后会有不同程度的缩水，即采用传动的齿轮啮合方式连接后，机械手的对应连接部分会因为塑料齿轮的尺寸精度不够、齿轮运动中会出现振动，最终影响传动的精度和齿轮的寿命。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种具有柔性齿轮结构的五轴机械手，其使得整个机械手轻便、灵活，便于搬运，且互相啮合的塑料齿轮在啮合过程中始终保持稳定的挤压状态，保证了齿轮传动的平稳准确，确保传动精度和齿轮寿命。

一种具有柔性齿轮结构的五轴机械手，其特征在于：其包括第一电机，所述第一电机的两侧布置有两根平行于第一输出端的轴向导杆，第一传动座套装于所述轴向导杆内，所述第一电机的第一输出端通过丝杆螺纹连接所述第一传动座内的丝杆螺母，所述第一传动座上固装有第二电机，所述第二电机的第二输出端平行于第一电机的第一输出端布置，所述第二输出端上套装有输出齿轮，所述第一传动座厚度方向上贯穿有传送轴，所述传递轴的位于所述第一传动座的两侧分别套装有第一输入齿轮、第一输出齿轮，所述输出齿轮啮合连接所述第一输入齿轮，所述第一传动座的远离所述轴向导杆的一端设置有第一轴承，第二轴插装于所述第一轴承内，所述第二轴上固装有第二传动座，所述第二轴的对应于所述第一输出齿轮的一端固装有第二输入齿轮，所述第二输入齿轮啮合连接所述第一输出齿轮，第二轴的转动通过第二电机转动进而驱动第二输入齿轮转动，所述第二传动座远离所述第二轴的一端固装有第二轴承，第三轴插装于所述第二轴承内，所述第二传动座上还固装有第三电机，所述第三电机的第三输出端固装有第三输出齿轮，所述第三轴的轴端固装有第三输入齿轮，所述第三输出齿轮啮合连接所述第三输入齿轮，所述第三轴的带有侧凸的连接板，所述连接板上固装有第四电机，所述第四电机的第四输出端固接有机械臂，所述第四输出端垂直于所述第三轴布置，所述机械臂的外端设置有第五电机，所述第五电机的第五输出端套装有第五输出齿轮，所述第五输出端垂直于所述机械臂的长度方向布置，所述输出齿轮、第一输入齿轮、第一输出齿轮、第二输入齿轮、第三输出齿轮、第三输入齿轮的齿圈内环均设置有环状不连续气孔结构，且均为塑料齿轮。

其进一步特征在于：

所述第一电机、第二电机、第三电机均平行向布置，确保整个结构占地面积少；

所述第三轴对应于所述第四电机的安装位置设置有侧凸安装座，所述第四输出端贯穿侧凸安装座后连接所述机械臂的内端，所述机械臂的内端和所述第四输出端的连接位置位于第四轴承内，确保传动的顺畅；

所述第一电机连接有第一编码器，所述第二电机连接有第二编码器，所述第三电机连接有第三编码器，所述第四电机连接有第四编码器，所述第五电机连接有第五编码器；编码器的设置确保控制精确；

所述第一传动座、第二传动座的主体端面平行布置，确保工作所覆盖的范围足够大；

所述环状不连续气孔结构可以为圆形、类圆形、扇形、弧形、矩形、类矩形的形状；

所述环状不连续气孔结构为三层排布结构，其确保齿轮啮合时相互挤压的尺寸、保证传动平稳；

所述环状不连续气孔结构总体径向压缩量为0.1mm～0.3mm。

采用本发明的结构后，第一电机带动第一传动座沿着轴向导杆直线方向行进，第二电机带动第二轴转动，第三电机带动第三轴转动，第四电机使得机械臂可绕机械臂的中心轴回转，第五电机驱动外部待装配结构进行角度定位，其使得整个机械臂的工作范围大，且所述输出齿轮、第一输入齿轮、第一输出齿轮、第二输入齿轮、第三输出齿轮、第三输入齿轮的齿圈内环均设置有环状不连续气孔结构，其使得互相啮合的塑料齿轮在啮合过程中始终保持稳定的挤压状态，保证了齿轮传动的平稳准确，确保传动精度和齿轮寿命，且由于齿轮为塑料齿轮，其使得整个机械手轻便、灵活，便于搬运。

附图说明

图1为本发明的立体图结构示意图；

图2为本发明的主视图结构示意图；

图3为图1的a处局部放大结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

第一电机1、第一输出端2、轴向导杆3、第一传动座4、丝杆5、第二电机6、第二输出端7、输出齿轮8、传递轴9、第一输入齿轮10、第一输出齿轮11、第一轴承12、第二轴13、第二传动座14、第二输入齿轮15、第二轴承16、第三轴17、第三电机18、第三输出端19、第三输出齿轮20、第三输入齿轮21、连接板22、第四电机23、第四轴承24、机械臂25、第五电机26、第五输出端27、第五输出齿轮28、环状不连续气孔结构29、侧凸安装座30、。

具体实施方式

一种具有柔性齿轮结构的五轴机械手，见图1、图2：其包括第一电机1，第一电机1的两侧布置有两根平行于第一输出端2的轴向导杆3，第一传动座4套装于轴向导杆3内，第一电机1的第一输出端2通过丝杆5螺纹连接第一传动座4内的丝杆螺母(图中未画出，属于现有成熟结构)，第一传动座4上固装有第二电机6，第二电机6的第二输出端7平行于第一电机1的第一输出端2布置，第二输出端7上套装有输出齿轮8，第一传动座4厚度方向上贯穿有传送轴9，传递轴9的位于第一传动座4的两侧分别套装有第一输入齿轮10、第一输出齿轮11，输出齿轮8啮合连接第一输入齿轮10，第一传动座4的远离轴向导杆3的一端设置有第一轴承12，第二轴13插装于第一轴承12内，第二轴13上固装有第二传动座14，第二轴13的对应于第一输出齿轮11的一端固装有第二输入齿轮15，第二输入齿轮15啮合连接第一输出齿轮11，第二轴13的转动通过第二电机6转动进而驱动第二输入齿轮15转动，第二传动座14远离第二轴13的一端固装有第二轴承16，第三轴17插装于第二轴承16内，

第二传动座14上还固装有第三电机18，第三电机18的第三输出端19固装有第三输出齿轮20，第三轴17的轴端固装有第三输入齿轮21，第三输出齿轮20啮合连接第三输入齿轮21，第三轴17的带有侧凸的连接板22，连接板22上固装有第四电机23，第四电机23的第四输出端固接有机械臂25，第四输出端垂直于第三轴17布置，机械臂25的外端设置有第五电机26，第五电机26的第五输出端27套装有第五输出齿轮28，第五输出端28垂直于机械臂25的长度方向布置，输出齿轮8、第一输入齿轮10、第一输出齿轮11、第二输入齿轮15、第三输出齿轮20、第三输入齿轮21的齿圈内环均设置有环状不连续气孔结构29，且均为塑料齿轮。

第一电机1、第二电机6、第三电机18均平行向布置，确保整个结构占地面积少；

第三轴17对应于第四电机23的安装位置设置有侧凸安装座30，第四输出端贯穿侧凸安装座30后连接机械臂25的内端，机械臂25的内端和第四输出端的连接位置位于第四轴承24内，确保传动的顺畅；

第一电机1连接有第一编码器，第二电机6连接有第二编码器，第三电机18连接有第三编码器，第四电机23连接有第四编码器，第五电机26连接有第五编码器；编码器的设置确保控制精确；

第一传动座4、第二传动座14的主体端面平行布置，确保工作所覆盖的范围足够大；

环状不连续气孔结构29可以为圆形、类圆形、扇形、弧形、矩形、类矩形的形状；

环状不连续气孔结构29为三层排布结构，其确保齿轮啮合时相互挤压的尺寸、保证传动平稳；

环状不连续气孔结构29总体径向压缩量为0.1mm～0.3mm，这样齿轮一周转下来，始终和另外一齿轮保持挤压的状态，保证了平稳准确的传动。柔性齿轮减速传动结构的应用，大大降低对塑料齿轮的精度要求。使原来的需求由+/-0.005mm降低到+/-0.15mm。一般工程塑料就可以满足要求。

采用本发明的结构后，第一电机带动第一传动座沿着轴向导杆直线方向行进，第二电机带动第二轴转动，第三电机带动第三轴转动，第四电机使得机械臂可绕机械臂的中心轴回转，第五电机驱动外部待装配结构进行角度定位，其使得整个机械臂的工作范围大，且输出齿轮、第一输入齿轮、第一输出齿轮、第二输入齿轮、第三输出齿轮、第三输入齿轮的齿圈内环均设置有环状不连续气孔结构，其使得互相啮合的塑料齿轮在啮合过程中始终保持稳定的挤压状态，保证了齿轮传动的平稳准确，确保传动精度和齿轮寿命，且由于齿轮为塑料齿轮，，其使得整个机械手轻便、灵活，便于搬运。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。