四轴机械手臂的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】四轴机械手臂
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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】
[0003]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。
[0004]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:
[0005]-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；
[0006]-Jl轴固定座，该Jl轴固定座枢接于该控制系统柜子上部，该Jl轴固定座
枢接于该控制系统柜子的枢轴呈竖向，该Jl轴固定座连接至该第一电机，且该Jl轴固定座具有向上延伸的JI轴机臂，该JI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Jl轴机臂上部；
[0007]-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；
[0008]-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；
[0009]-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。
[0010]所述J4轴伸缩臂的前端设有J4轴手爪。
[0011]所述Jl轴固定座和第一电机之间通过一谐波减速器进行连接。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
[0016]图1是本发明的实施例的主视图；
[0017]图2是图1的左视图；
[0018]图3是图1的俯视图。
[0019]图中:10、J1轴固定座，11、第一电机，12、J2轴机座，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】
[0020]实施例，见图1至图3所示:四轴机械手臂，包括Jl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:
[0021]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(图上未不出)。同时，该控制系统柜子50上固定有第一电机11。
[0022]该Jl轴固定座10枢接于该控制系统柜子50上部，该Jl轴固定座10枢接于该控制系统柜子50的枢轴呈竖向，该Jl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JI轴固定座10能够以一竖向轴产生旋转。该Jl轴固定座10具有向上延伸的Jl轴机臂12。该Jl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Jl轴机臂12上部。S卩，该第二电机21带动该丝杠22产生旋转。
[0023]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。S卩，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。
[0024]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。
[0025]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。S卩，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。
[0026]更进一步的讲，该J4轴伸缩臂40的前端设有J4轴手爪44。
[0027]继续优化，该Jl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。
[0028]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。
[0029]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。
【权利要求】
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)；-Jl轴固定座(10)，该Jl轴固定座(10)枢接于该控制系统柜子(50)上部，该Jl轴固定座(10)枢接于该控制系统柜子(50)的枢轴呈竖向，该Jl轴固定座(10)连接至该第一电机(11 )，且该Jl轴固定座(10 )具有向上延伸的Jl轴机臂(12 )，该Jl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Jl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Jl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。
【文档编号】B25J9/08GK103862467SQ201410114405
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】宋星亮 申请人:宁波摩科机器人科技有限公司