安全灵巧节能的工业机械手的制作方法

本实用新型涉及一种机械手，特别是一种示教安全、动作灵巧、工作节能的工业机械手。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，劳动力越来越紧张，用工成本不断增加，许多有毒有害及繁种体力劳动的工作岗位纷纷被工业机械手所代替。目前中国工业机械手市场存在以下三大问题：一是不是谁都能操作，当然在汽车行里的工业机械手，有专业人员操作，不管是编程还是示教，工作人员通过一段时间专业的学习，都能胜任这份工作；但其它行业的中小微企业就很难达到这种要求，或许他们卖过工业机械手，但由于没有稳定的专业操作人员，只能弃之不用，或者找到专业人员后再开机使用。

二是必须安装安全防护栏，由于工业机械手转动力矩大，为了安全，工业机械手工作时，需要装安全防护栏，汽车行业比较规范，但一般的中小微企业，因为实际原因，很多做不到这一点，常常发生工业机械手伤人事故，存在严重的安全隐患。

三是工业机械手价格昂贵，工业机械手就需要十多万元，再加上实际应用中所需的工装夹具费用，与4万－5万的年人工工资相比，大多数企业不会选择工业机械手。为此，许多科研院所、生产厂家和有识之士进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。

技术实现要素：

为克服现有工业机械手存在的上述弊病，本实用新型的目的是提供一种结构简单合理、示教操作方便、转动灵巧轻便、工作力矩小、使用安全可靠、重量轻、使用寿命长、节能环保的安全灵巧节能的工业机械手。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括第一关节机构、第二关节机构、第三关节机构、第四关节机构、第五关节机构，所述的第一关节机构包括第一关节座、第一关节盖、第一传动机构、第一关节转动座，所述的第一传动机构包括第一关节电机座、第一关节电机、第一关节转动螺母、第一关节丝杆，第一关节电机座可转动地设置在第一关节座上，第一关节电机固定在第一关节电机座上，第一关节转动螺母可转动地设置在第一关节电机座上，第一关节丝杆设置在第一关节转动螺母上，第一关节转动座可转动地设置在第一关节盖和第一关节座上，第一关节丝杆的头部连接在第一关节转动座上，第一关节电机带动第一关节转动螺母旋转使第一关节丝杆做直线往复运动并推动第一关节转动座左右摆动。

本实用新型的进一步方案，所述的第二关节机构包括第二关节盖、第二关节座、第二传动机构、第二关节臂、第二关节转动轴，第二关节座固定在第一关节转动座的一侧，第二关节转动轴可转动地设置在第二关节座上并与第二关节臂的下部固定连接，所述的第二传动机构包括第二关节电机座、第二关节电机、第二关节转动螺母、第二关节丝杆，第二关节电机座可转动地设置在第二关节座上，第二关节电机固定在第二关节电机座上，第二关节转动螺母可转动地设置在第二关节电机座，第二关节丝杆设置在第二关节转动螺母上，第二关节丝杆的头部连接在第二关节转动轴上，第二关节电机带动第二关节转动螺母旋转使第二关节丝杆做直线往复运动，第二关节丝杆带动第二关节转动轴转动，第二关节转动轴带动第二关节臂前后摆动。

本实用新型的进一步方案，所述的第三关节机构包括第三关节盖、第三关节座、第三传动机构、第三关节转动轴、第三关节摆臂、第三关节连杆、第三关节摇臂，第三关节座固定在第一关节转动座的另一侧，第三关节转动轴可转动地设置在第三关节座上并与第三关节摆臂的一端固定连接，所述的第三传动机构包括第三关节电机座、第三关节电机、第三关节转动螺母、第三关节丝杆，第三关节电机座可转动地设置在第三关节座上，第三关节电机固定在第三关节电机座上，第三关节转动螺母可转动地设置在第三关节电机座，第三关节丝杆设置在第三关节转动螺母上，第三关节丝杆的头部连接在第三关节转动轴上，第三关节电机带动第三关节转动螺母旋转使第三关节丝杆做直线往复运动，第三关节丝杆带动第三关节转动轴转动，第三关节转动轴带动第三关节摆臂上下摆动；所述的第四关节机构包括第四关节座、第四关节下连杆、第四关节三角连杆、第四关节上连杆，第四关节座固定在第一关节转动座上，第四关节下连杆铰接在第四关节三角连杆与第四关节座之间，第四关节上连杆铰接在第五关节机构与第四关节三角连杆之间，第四关节三角连杆及第三关节摇臂同轴铰接在第二关节臂上部，第三关节连杆铰接在第三关节摇臂的一端与第三关节摆臂之间，第三关节摇臂的另一端铰接在第五关节机构上。

本实用新型的进一步方案，所述第二关节臂的上部与第二关节座之间连接有第二关节弹簧，第三关节摆臂与第一关节转动座之间连接有第三关节弹簧。

本实用新型的进一步方案，所述第三关节摆臂的另一端可转动地并与第二关节转动轴同轴设置在第二关节臂上。

采用上述结构后，与现有技术相比有如下优点和效果：一是由于第二关节机构、第三关节机构通过弹簧达到重力平衡，电机只需要能驱动工件的力矩就能驱动机械手臂完成既定任务，电机功率小，用电省，节电可达70%以上，而不像传统工业机械手，还要附带驱动自己本体的力矩，往往自己本体比所要驱动的工件重几十到几百倍，在工作状态下本方案所产生的力矩比传统机械手产生的力矩少70%以上，相比较而言，使用更加安全。 二是由于第一、第二和第三传动机构采用电机通过旋转转动螺母带动丝杆直线往复运动并推动各运动部件工作，各关节在弹簧作用下自动达到平衡，示教时，谁都可以直接用手拉动机械手臂的关节，让机械手臂末端到达我们想要的工作空间位置，在这个过程中，电机没有通电工作，只是电机的编码器在采集机械手臂各个关节的旋转绝对值，所以，针对传统机械手用示教器来控制电机运动方式来到达目的来说， 示教绝对安全、高效、形象、拟人化，就像拉着别人的手，教他工作一遍，把传统工业机械人需要专业人员操作的事，变成了谁都可以操作的工业机械手。三是在减速器方面，传统的RV摆线针轮减速器的比速一般都在1:100左右，用手一般是拉不动的，使用转动螺母旋转，丝杆做直线往返运动的传动结构代替传统的RV摆线针轮减速器，用手可以慢速拉动，转动角度可达到150度，具体重量轻、生产成本低、耐磨、精度高、使用寿命长、维修简单方便等特点。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的局部分解结构示意图。

图3为本实用新型的分解结构示意图。

其中1第一关节机构，2第二关节机构，3第三关节机构，4第四关节机构，5第五关节机构，11第一关节座，12第一关节盖，13第一关节电机座，14第一关节电机，15第一关节转动螺母，16第一关节丝杆，17第一关节转动座，21第二关节盖，22第二关节座，23第二关节弹簧，24第二关节臂，25第二关节电机座，26第二关节电机，27第二关节转动螺母，28第二关节丝杆，29第二关节转动轴，30第三关节电机座，31第三关节弹簧，32第三关节盖，33第三关节摆臂，34第三关节座，35第三关节连杆，36第三关节摇臂，37第三关节电机，38第三关节转动螺母，39第三关节丝杆，40第三关节转动轴，41第四关节座，42第四关节下连杆，43第四关节三角连杆，44第四关节上连杆。

具体实施方式

图1、图2和图3所示，为本实用新型一种安全灵巧节能的工业机械手的具体实施方案，它包括第一关节机构1、第二关节机构2、第三关节机构3、第四关节机构4、第五关节机构5，所述的第一关节机构1包括第一关节座11、第一关节盖12、第一传动机构、第一关节转动座17，所述的第一传动机构包括第一关节电机座13、第一关节电机14、第一关节转动螺母15、第一关节丝杆16，第一关节电机座13通过固定轴可转动地设置在第一关节座11上，第一关节电机14固定在第一关节电机座13上，第一关节转动螺母15通过轴承可转动地设置在第一关节电机座13上，第一关节丝杆16通过螺纹配合设置在第一关节转动螺母15上，第一关节转动座17可转动地设置在第一关节盖12和第一关节座11上，第一关节丝杆16的头部通过连接销铰接在第一关节转动座17上。第一关节机构1工作时，第一关节电机14通过同步带带动第一关节转动螺母15旋转使第一关节丝杆16做直线往复运动并推动第一关节转动座17左右摆动，第一关节转动座17左右摆动的同时带动第二关节机构2、第三关节机构3、第四关节机构4、第五关节机构5左右摆动。

所述的第二关节机构2包括第二关节盖21、第二关节座22、第二传动机构、第二关节臂24、第二关节转动轴29，第二关节座22固定在第一关节转动座17的一侧，第二关节转动轴29通过轴承可转动地设置在第二关节座22上并与第二关节臂24的下部固定连接，所述第二关节臂24的上部与第二关节座22之间连接有第二关节弹簧23。所述的第二传动机构包括第二关节电机座25、第二关节电机26、第二关节转动螺母27、第二关节丝杆28，第二关节电机座25通过固定轴可转动地设置在第二关节座22上，第二关节电机26固定在第二关节电机座25上，第二关节转动螺母27通过轴承可转动地设置在第二关节电机座25，第二关节丝杆28通过螺纹配合设置在第二关节转动螺母27上，第二关节丝杆28的头部通过连接销铰接在第二关节转动轴29上。第二关节机构2工作时，第二关节电机26带动第二关节转动螺母27旋转使第二关节丝杆28做直线往复运动，第二关节丝杆28带动第二关节转动轴29转动，第二关节转动轴29带动第二关节臂24前后移动。

所述的第三关节机构3包括第三关节盖32、第三关节座34、第三传动机构、第三关节转动轴40、第三关节摆臂33、第三关节连杆35、第三关节摇臂36，第三关节座34固定在第一关节转动座17的另一侧，第三关节转动轴40通过轴承可转动地设置在第三关节座34上并与第三关节摆臂33的一端固定连接，所述第三关节摆臂33的另一端可转动地并与第二关节转动轴29同轴设置在第二关节臂24上，第三关节摆臂33与第一关节转动座17之间连接有第三关节弹簧31。所述的第三传动机构包括第三关节电机座30、第三关节电机37、第三关节转动螺母38、第三关节丝杆39，第三关节电机座30通过固定轴可转动地设置在第三关节座34上，第三关节电机37固定在第三关节电机座30上，第三关节转动螺母38通过轴承可转动地设置在第三关节电机座30，第三关节丝杆39通过螺纹配合设置在第三关节转动螺母38上，第三关节丝杆39的头部通过连接销铰接在第三关节转动轴40上。所述的第四关节机构4包括第四关节座41、第四关节下连杆42、第四关节三角连杆43、第四关节上连杆44，第四关节座41固定在第一关节转动座17上，第四关节下连杆42铰接在第四关节三角连杆43与第四关节座41之间，第四关节上连杆44铰接在第五关节机构5与第四关节三角连杆43之间，第四关节三角连杆43及第三关节摇臂36同轴铰接在第二关节臂24上部，第三关节连杆35铰接在第三关节摇臂36的一端与第三关节摆臂33之间，第三关节摇臂36的另一端铰接在第五关节机构5上。第三关节机构3工作时，第三关节电机37带动第三关节转动螺母38旋转使第三关节丝杆39做直线往复运动，第三关节丝杆39带动第三关节转动轴40转动，第三关节转动轴40带动第三关节摆臂33上下摆动，第三关节摆臂33通过第三关节连杆35带动第三关节摇臂36上下摆动，从而带动第五关节机构5上下移动。当第一关节转动座17左右摆动时还同时带动第四关节座41左右摆动，并通过第四关节下连杆42、第四关节三角连杆43及第四关节上连杆44带动第五关节机构5左右摆动。第二关节臂24前后移动时通过第三关节机构3和第四关节机构4带动第五关节机构5前后移动。

以上所述，只是本实用新型的具体实施例，并非对本实用新型作出任何形式上的限制，在不脱离本实用新型的技术方案基础上，所作出的简单修改、等同变化或修饰，均落入本实用新型的保护范围。