一种新型三自由度机械手的制作方法

本发明涉及工业机械手领域，具体是一种新型三自由度机械手。

背景技术：

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新型三自由度机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种新型三自由度机械手，包括支架、轴向运动机构、圆周运动机构、径向运动机构、机械手伸缩机构，所述支架上端设有垂直向上延伸的导向轴，所述轴向运动机构包括竖直设置在导向轴上的轴向丝杠、设置在导向轴上第一伺服电机、与轴向丝杠螺纹连接的轴向滑块，所述第一伺服电机主轴轴接轴向丝杠，所述轴向滑块与导向轴之间滑动连接；

所述圆周运动机构包括第二伺服电机、直角架，所述直角架的一直角端面固定连接轴向滑块，所述第二伺服电机固定于直角架的另一直角端面；

所述径向运动机构包括第三伺服电机、径向丝杠、直角座、径向滑块，所述第三伺服电机设置在直角座的直角内平面上，所述径向丝杠水平设置在直角座的直角内平面上并与第三伺服电机主轴轴接，所述径向滑块与径向丝杠螺纹连接，并与直角座之间滑动连接；

所述机械手伸缩机构与径向运动机构的运动方向一致，包括平台、轮架、齿条、齿轮、主动轮、从动轮、连接件、导轨、机械手，所述平台设置在径向滑块上，所述轮架设置在平台上，所述齿条设置在直角座的直角边顶端，所述齿轮与齿条齿合，且齿轮与主动轮共轴，所述主动轮与从动轮均设置在轮架上，并通过传动带传动连接，所述导轨安装在轮架上，所述连接件与导轨滑动连接，且连接件下端通过螺栓连接传送带，所述机械手固定于连接件上。

进一步的，所述径向滑块的运动方向与机械手的伸缩运动方向一致。

进一步的，所述径向滑块与机械手在同一个时间段内的运动行程比例为1：2。

进一步的，所述支架下方设有滑轮。

进一步的，所述支架上端与导向轴之间设有加强筋。

本发明的有益效果是：

本发明结构提供一种新型三自由度机械手，其结构新颖，通过径向滑块与机械手在同一个时间段内的运动行程比例为1：2，使机械手的运动速度更快，反应更灵敏，且使用伺服电机控制机械手在圆周转动和上下运动，保证了运动的精确性，故新型机械手是一种运动精确稳定的机构，能适应现代化工业的发展需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明结构正视图。

图2是本发明结构俯视图。

图3是圆周运动机构与径向运动机构以及机械手伸缩机构的连接示意图。

图4是径向运动机构与机械手伸缩机构连接结构的左视图。

图5是机械手伸缩机构的右视图。

图中：1、支架，2、轴向运动机构，20、轴向丝，21、第一伺服电机，22、轴向滑块，3、圆周运动机构，30、第二伺服电机，31、直角架，4、径向运动机构，40、第三伺服电机，41、径向丝杠，42、直角座，43、径向滑块，5、机械手伸缩机构，50、平台，51、轮架，52、齿条，53、齿轮，54、主动轮，55、从动轮，56、传动带，57、连接件，58、导轨，59、机械手，6、导向轴，7、滑轮，8、加强筋。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～5所示，本发明提供一种新型三自由度机械手，包括支架1、轴向运动机构2、圆周运动机构3、径向运动机构4、机械手伸缩机构5，所述支架1上端设有垂直向上延伸的导向轴6，所述轴向运动机构2包括竖直设置在导向轴6上的轴向丝杠20、设置在导向轴6上第一伺服电机21、与轴向丝杠20螺纹连接的轴向滑块22，所述第一伺服电机21主轴轴接轴向丝杠20，所述轴向滑块22与导向轴6之间滑动连接；

所述圆周运动机构3包括第二伺服电机30、直角架31，所述直角架31的一直角端面固定连接轴向滑块22，所述第二伺服电机30固定于直角架31的另一直角端面；

所述径向运动机构4包括第三伺服电机40、径向丝杠41、直角座42、径向滑块43，所述第三伺服电机40设置在直角座的直角内平面上，所述径向丝杠41水平设置在直角座42的直角内平面上并与第三伺服电机40主轴轴接，所述径向滑块43与径向丝杠41螺纹连接，并与直角座42之间滑动连接；

所述机械手伸缩机构5与径向运动机构4的运动方向一致，包括平台50、轮架51、齿条52、齿轮53、主动轮54、从动轮55、传动带56、连接件57、导轨58、机械手59，所述平台50设置在径向滑块43上，所述轮架51设置在平台50上，所述齿条52设置在直角座42的直角边顶端，所述齿轮53与齿条52齿合，且齿轮53与主动轮54共轴，所述主动轮54与从动轮55均设置在轮架51上，并通过传动带56传动连接，所述导轨58安装在轮架51上，所述连接件57与导轨58滑动连接，且连接件57下端通过螺栓连接传送带56，所述机械手59固定于连接件57上。

所述径向滑块43的运动方向与机械手59的伸缩运动方向一致。

所述径向滑块43与机械手59在同一个时间段内的运动行程比例为1：2。

所述支架1下方设有滑轮7。

所述支架1上端与导向轴6之间设有加强筋8，目的是为了加强稳固性。

工作过程：通过第一伺服电机21转动，轴向丝杠20转动，轴向滑块22沿着导向轴6上移；轴向滑块22上移带动圆周运动机构3，圆周运动机构中3的第二伺服电机30通过转动，调节径向运动机构4与机械手伸缩机构5在水平面内的运动摆角；通过径向运动机构4中的第三伺服电机40转动，径向丝杠41转动，使径向滑块43移动；径向滑块43移动带动平台50移动，此时设置在直角座42直角边顶端的齿条52与齿轮53发生相对运动，齿轮53带动主动轮54转动，主动轮54通过传动带56带动从动轮55转动，连接传动带56的连接件57带动机械手59在滑轨58上滑动，使机械手59前伸或后缩。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定，任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种新型三自由度机械手，包括支架、轴向运动机构、圆周运动机构、径向运动机构、机械手伸缩机构，所述支架上端设有垂直向上延伸的导向轴，所述轴向运动机构包括竖直设置在导向轴上的轴向丝杠、设置在导向轴上第一伺服电机、与轴向丝杠螺纹连接的轴向滑块；所述圆周运动机构包括第二伺服电机、直角架；所述径向运动机构包括第三伺服电机、径向丝杠、直角座、径向滑块；所述机械手伸缩机构包括平台、轮架、齿条、齿轮、主动轮、从动轮、连接件、导轨、机械手，本发明结构新颖，使机械手的运动更加迅速、灵活、稳定，使机械手能更好的适应现代机械自动化发展的潮流。

技术研发人员：侯继伟;朱宇辉
受保护的技术使用者：浙江科技学院
技术研发日：2017.10.12
技术公布日：2018.01.09