一种侧挂式三轴机械手的制作方法

本实用新型涉及机械自动化领域，特别是涉及一种侧挂式三轴机械手。

背景技术：

在工厂等制造现场，为了实现自动化和人力节省，使用了多轴控制的工业用机械手。机械手是一种广泛应用于各种领域中的设备，这种设备不仅工作时间长、工作效率高而且其动作相对于人来说更加精确和稳定，因此，发挥着越来越重要的作用。但是，现有技术中的机械手存着着由于电机位置不同带来安装和接线困难的问题，以及降低自由度较低、机械臂改装费用较高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种侧挂式三轴机械手，解决了现有技术中由于电机位置不同带来安装和接线困难的问题，以及降低自由度较低和机械臂改装费用高的问题，本实用新型提高了机械手的通用性，能够在原有机械臂基础上提高机构灵活性，实现自动化生产。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种侧挂式三轴机械手，包括驱动组件、齿轮传动组件、转向齿轮组件、固定壳体和转动壳体构成，所述驱动组件连接安装在固定壳体的后端；所述驱动组件连接齿轮传动组件；所述齿轮传动组件连接安装在固定壳体的内部；所述齿轮传动组件的前端连接转动壳体和转向齿轮组件；所述转向齿轮组件连接安装在转动壳体的内部。

所述驱动组件包括伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ、伺服电机Ⅲ、减速器Ⅰ、减速器Ⅱ、减速器Ⅲ、一级减速小圆柱齿轮Ⅰ、一级减速小圆柱齿轮Ⅱ、一级减速小圆柱齿轮Ⅲ；

所述伺服电机Ⅰ连接减速器Ⅰ，减速器Ⅰ通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅰ连接；所述伺服电机Ⅱ连接减速器Ⅱ，减速器Ⅱ通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅱ连接；所述伺服电机Ⅲ连接减速器Ⅲ，减速器Ⅲ通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅲ连接。

所述齿轮传动组件包括Ⅰ轴、大圆柱齿轮Ⅰ、Ⅱ轴、大圆柱齿轮Ⅱ、Ⅱ轴传动锥齿轮、Ⅲ轴、大圆柱齿轮Ⅲ和Ⅲ轴传动锥齿轮；

所述大圆柱齿轮Ⅰ固定连接在Ⅰ轴的后端，大圆柱齿轮Ⅰ啮合连接一级减速小圆柱齿轮Ⅰ；所述大圆柱齿轮Ⅱ固定连接在Ⅱ轴的后端，大圆柱齿轮Ⅱ啮合连接一级减速小圆柱齿轮Ⅱ；所述Ⅱ轴的前端固定连接Ⅱ轴传动锥齿轮；所述Ⅱ轴位于Ⅰ轴内部，Ⅱ轴通过成对轴承与Ⅰ轴配合；所述大圆柱齿轮Ⅲ固定连接在Ⅲ轴的后端，大圆柱齿轮Ⅲ啮合连接一级减速小圆柱齿轮Ⅲ；所述Ⅲ轴的前端固定连接Ⅲ轴传动锥齿轮；所述Ⅲ轴位于Ⅱ轴内部，Ⅲ轴通过成对轴承与Ⅱ轴配合。

所述固定壳体包括机械手安装板、机械手连接板和挡板Ⅰ；所述机械手安装板的前端与机械手连接板连接，机械手连接板的前端与挡板Ⅰ连接；所述减速器Ⅰ、减速器Ⅱ和减速器Ⅲ各通过四个螺栓连接安装在机械手安装板的后端；所述Ⅰ轴通过成对轴承与机械手安装板和机械手连接板配合连接；所述Ⅰ轴的前端穿过挡板Ⅰ。

所述转动壳体包括挡板Ⅱ、转向安装板、端盖Ⅰ、端盖Ⅱ、末端连接板、末端连接器Ⅰ和末端连接器Ⅱ；

所述挡板Ⅱ的后端固定连接Ⅰ轴；所述挡板Ⅱ的前端固定连接转向安装板；所述转向安装板的上端转动配合连接在端盖Ⅰ的下端；

所述端盖Ⅰ固定连接在末端连接板的上端；所述端盖Ⅱ固定连接在末端连接板的下端；所述末端连接板的前端通过螺栓连接末端连接器Ⅱ和末端连接器Ⅰ，末端连接器Ⅰ设置在末端连接器Ⅱ的前端。

所述转向齿轮组件包括Ⅱ轴被动锥齿轮、Ⅲ轴被动锥齿轮、IV轴、V轴、大齿轮Ⅰ、大齿轮Ⅱ、VI轴、VII轴、小锥齿轮Ⅰ、小锥齿轮Ⅱ、IX轴和末端执行器；所述Ⅱ轴被动锥齿轮固定连接在IV轴的上端，IV轴的下端固定连接安装在末端连接板上；所述V轴间隙配合连接在IV轴的内侧；所述Ⅱ轴被动锥齿轮啮合连接Ⅱ轴传动锥齿轮；所述Ⅲ轴被动锥齿轮固定连接在V轴的上端，Ⅲ轴被动锥齿轮啮合连接Ⅲ轴传动锥齿轮；所述大齿轮Ⅰ固定连接在V轴的下端，V轴的下端通过轴承连接安装在末端连接板的下端；所述大齿轮Ⅰ设置在末端连接板内部的后端；所述大齿轮Ⅰ的啮合连接大齿轮Ⅱ，大齿轮Ⅱ设置在末端连接板内部的前端；所述大齿轮Ⅱ固定连接在VI轴的下端，VI轴的上端固定连接小锥齿轮Ⅰ；所述VII轴的上端通过轴承连接在末端连接板内部的上端，VII轴的下端通过轴承连接在末端连接板内部的下端；所述VII轴间隙配合连接在大齿轮Ⅱ、VI轴和小锥齿轮Ⅰ的内侧；所述小锥齿轮Ⅰ啮合连接小锥齿轮Ⅱ；所述小锥齿轮Ⅱ固定连接在IX轴的后端，IX轴通过轴承连接在末端连接器Ⅱ和末端连接器Ⅰ的内侧；所述IX轴的前端穿过末端连接器Ⅱ和末端连接器Ⅰ，IX轴的前端固定连接末端执行器。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种侧挂式三轴机械手，解决了现有技术中由于电机位置不同带来安装和接线困难的问题，以及降低自由度较低和机械臂改装费用高的问题，本实用新型提高了机械手的通用性，能够在原有机械臂基础上提高机构灵活性，实现自动化生产。

本实用新型的一种侧挂式三轴机械手，包括3个伺服电机、3个减速器，传动齿轮和轴承，3个伺服电机和减速器位于最上方，便于统一控制和安装，伺服电机连接减速器，减速器带动齿轮，齿轮之间减速传动和转换方向。作业时，伺服电机Ⅰ驱动Ⅰ轴实现围绕Z轴转动，伺服电机Ⅱ驱动Ⅱ轴实现围绕X轴转动，伺服电机Ⅲ驱动Ⅲ轴实现工件局部转动，在此基础上去除伺服电机Ⅲ、减速器Ⅲ和Ⅲ轴，并将Ⅲ轴锥齿轮与Ⅱ轴锥齿轮固联，可实现Ⅱ轴和Ⅲ轴联动控制，达到轻便性。本实用新型具有便携式安装，占地空间小等优点，尤其对于一些关节自由度较少的机械臂，加装三轴机械手可以提高机械灵活性，通用性好。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型内部的驱动组件与机械手安装板的连接结构示意图一；

图3是本实用新型内部的驱动组件与机械手安装板的连接结构示意图二；

图4是本实用新型内部的齿轮传动组件的结构示意图；

图5是本实用新型内部的固定壳体的结构示意图；

图6是本实用新型内部的转动壳体的结构示意图一；

图7是本实用新型内部的转动壳体的结构示意图二；

图8是本实用新型内部的转向齿轮组件的结构示意图。

图中：驱动组件1；伺服电机Ⅰ1-1；伺服电机Ⅱ1-2；伺服电机Ⅲ1-3；减速器Ⅰ1-4；减速器Ⅱ1-5；减速器Ⅲ1-6；一级减速小圆柱齿轮Ⅰ1-7；一级减速小圆柱齿轮Ⅱ1-8；一级减速小圆柱齿轮Ⅲ1-9；

齿轮传动组件2；Ⅰ轴2-1；大圆柱齿轮Ⅰ2-2；Ⅱ轴2-3；大圆柱齿轮Ⅱ2-4；Ⅱ轴传动锥齿轮2-5；Ⅲ轴2-6；大圆柱齿轮Ⅲ2-7；Ⅲ轴传动锥齿轮2-8；

转向齿轮组件3；Ⅱ轴被动锥齿轮3-1；Ⅲ轴被动锥齿轮3-2；IV轴3-3；V轴3-4；大齿轮Ⅰ3-5；大齿轮Ⅱ3-6；VI轴3-7；VII轴3-8；小锥齿轮Ⅰ3-9；小锥齿轮Ⅱ3-10；IX轴3-11；末端执行器3-12；

固定壳体4；机械手安装板4-1；机械手连接板4-2；挡板Ⅰ4-3；

转动壳体5；挡板Ⅱ5-1；转向安装板5-2；端盖Ⅰ5-3；端盖Ⅱ5-4；末端连接板5-5；末端连接器Ⅰ5-6；末端连接器Ⅱ5-7。

具体实施方式

下面结合附图1-8对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施方式一：

如图1-8所示，一种侧挂式三轴机械手，包括驱动组件1、齿轮传动组件2、转向齿轮组件3、固定壳体4和转动壳体5构成，所述驱动组件1连接安装在固定壳体4的后端；所述驱动组件1连接齿轮传动组件2；所述齿轮传动组件2连接安装在固定壳体4的内部；所述齿轮传动组件2的前端连接转动壳体5和转向齿轮组件3；所述转向齿轮组件3连接安装在转动壳体5的内部。

所述驱动组件1包括伺服电机Ⅰ1-1、伺服电机Ⅱ1-2、伺服电机Ⅲ1-3、减速器Ⅰ1-4、减速器Ⅱ1-5、减速器Ⅲ1-6、一级减速小圆柱齿轮Ⅰ1-7、一级减速小圆柱齿轮Ⅱ1-8和一级减速小圆柱齿轮Ⅲ1-9；

所述伺服电机Ⅰ1-1连接减速器Ⅰ1-4，减速器Ⅰ1-4通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅰ1-7连接；所述伺服电机Ⅱ1-2连接减速器Ⅱ1-5，减速器Ⅱ1-5通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅱ1-8连接；所述伺服电机Ⅲ1-3连接减速器Ⅲ1-6，减速器Ⅲ1-6通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅲ1-9连接。

所述齿轮传动组件2包括Ⅰ轴2-1、大圆柱齿轮Ⅰ2-2、Ⅱ轴2-3、大圆柱齿轮Ⅱ2-4、Ⅱ轴传动锥齿轮2-5、Ⅲ轴2-6、大圆柱齿轮Ⅲ2-7和Ⅲ轴传动锥齿轮2-8；

所述大圆柱齿轮Ⅰ2-2固定连接在Ⅰ轴2-1的后端，大圆柱齿轮Ⅰ2-2啮合连接一级减速小圆柱齿轮Ⅰ1-7；所述大圆柱齿轮Ⅱ2-4固定连接在Ⅱ轴2-3的后端，大圆柱齿轮Ⅱ2-4啮合连接一级减速小圆柱齿轮Ⅱ1-8；所述Ⅱ轴2-3的前端固定连接Ⅱ轴传动锥齿轮2-5；所述Ⅱ轴2-3位于Ⅰ轴2-1内部，Ⅱ轴2-3通过成对轴承与Ⅰ轴2-1配合；所述大圆柱齿轮Ⅲ2-7固定连接在Ⅲ轴2-6的后端，大圆柱齿轮Ⅲ2-7啮合连接一级减速小圆柱齿轮Ⅲ1-9；所述Ⅲ轴2-6的前端固定连接Ⅲ轴传动锥齿轮2-8；所述Ⅲ轴2-6位于Ⅱ轴2-3内部，Ⅲ轴2-6通过成对轴承与Ⅱ轴2-3配合。

所述固定壳体4包括机械手安装板4-1、机械手连接板4-2和挡板Ⅰ4-3；所述机械手安装板4-1的前端与机械手连接板4-2连接，机械手连接板4-2的前端与挡板Ⅰ4-3连接；所述减速器Ⅰ1-4、减速器Ⅱ1-5和减速器Ⅲ1-6各通过四个螺栓连接安装在机械手安装板4-1的后端；所述Ⅰ轴2-1通过成对轴承与机械手安装板4-1和机械手连接板4-2配合连接；所述Ⅰ轴2-1的前端穿过挡板Ⅰ4-3。

所述转动壳体5包括挡板Ⅱ5-1、转向安装板5-2、端盖Ⅰ5-3、端盖Ⅱ5-4、末端连接板5-5、末端连接器Ⅰ5-6和末端连接器Ⅱ5-7；

所述挡板Ⅱ5-1的后端固定连接Ⅰ轴2-1；所述挡板Ⅱ5-1的前端固定连接转向安装板5-2；所述转向安装板5-2的上端转动配合连接在端盖Ⅰ5-3的下端；

所述端盖Ⅰ5-3固定连接在末端连接板5-5的上端；所述端盖Ⅱ5-4固定连接在末端连接板5-5的下端；所述末端连接板5-5的前端通过螺栓连接末端连接器Ⅱ5-7和末端连接器Ⅰ5-6，末端连接器Ⅰ5-6设置在末端连接器Ⅱ5-7的前端。

所述转向齿轮组件3包括Ⅱ轴被动锥齿轮3-1、Ⅲ轴被动锥齿轮3-2、IV轴3-3、V轴3-4、大齿轮Ⅰ3-5、大齿轮Ⅱ3-6、VI轴3-7、VII轴3-8、小锥齿轮Ⅰ3-9、小锥齿轮Ⅱ3-10、IX轴3-11和末端执行器3-12；所述Ⅱ轴被动锥齿轮3-1固定连接在IV轴3-3的上端，IV轴3-3的下端固定连接安装在末端连接板5-5上；所述V轴3-4间隙配合连接在IV轴3-3的内侧；所述Ⅱ轴被动锥齿轮3-1啮合连接Ⅱ轴传动锥齿轮2-5；所述Ⅲ轴被动锥齿轮3-2固定连接在V轴3-4的上端，Ⅲ轴被动锥齿轮3-2啮合连接Ⅲ轴传动锥齿轮2-8；所述大齿轮Ⅰ3-5固定连接在V轴3-4的下端，V轴3-4的下端通过轴承连接安装在末端连接板5-5的下端；所述大齿轮Ⅰ3-5设置在末端连接板5-5内部的后端；所述大齿轮Ⅰ3-5的啮合连接大齿轮Ⅱ3-6，大齿轮Ⅱ3-6设置在末端连接板5-5内部的前端；所述大齿轮Ⅱ3-6固定连接在VI轴3-7的下端，VI轴3-7的上端固定连接小锥齿轮Ⅰ3-9；所述VII轴3-8的上端通过轴承连接在末端连接板5-5内部的上端，VII轴3-8的下端通过轴承连接在末端连接板5-5内部的下端；所述VII轴3-8间隙配合连接在大齿轮Ⅱ3-6、VI轴3-7和小锥齿轮Ⅰ3-9的内侧；所述小锥齿轮Ⅰ3-9啮合连接小锥齿轮Ⅱ3-10；所述小锥齿轮Ⅱ3-10固定连接在IX轴3-11的后端，IX轴3-11通过轴承连接在末端连接器Ⅱ5-7和末端连接器Ⅰ5-6的内侧；所述IX轴3-11的前端穿过末端连接器Ⅱ5-7和末端连接器Ⅰ5-6，IX轴3-11的前端固定连接末端执行器3-12。

本实用新型的一种侧挂式三轴机械手，其工作原理为：在使用时，将伺服电机Ⅰ1-1、伺服电机Ⅱ1-2和伺服电机Ⅲ1-3连通电源，通过控制开关控制伺服电机Ⅰ1-1、伺服电机Ⅱ1-2和伺服电机Ⅲ1-3进行工作；

所述伺服电机Ⅰ1-1连接减速器Ⅰ1-4，减速器Ⅰ1-4通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅰ1-7连接，伺服电机Ⅰ1-1开启时，带动一级减速小圆柱齿轮Ⅰ1-7转动；所述一级减速小圆柱齿轮Ⅰ1-7啮合连接大圆柱齿轮Ⅰ2-2，带动大圆柱齿轮Ⅰ2-2转动；大圆柱齿轮Ⅰ2-2固定连接在Ⅰ轴2-1的后端，带动Ⅰ轴2-1进行转动，Ⅰ轴2-1的前端穿过挡板Ⅰ4-3，Ⅰ轴2-1的前端固定连接挡板Ⅱ5-1的后端，从而实现Ⅰ轴2-1带动转动壳体5和转向齿轮组件3转动；

所述伺服电机Ⅱ1-2连接减速器Ⅱ1-5，减速器Ⅱ1-5通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅱ1-8连接，伺服电机Ⅱ1-2开启时，带动一级减速小圆柱齿轮Ⅱ1-8转动；所述一级减速小圆柱齿轮Ⅱ1-8啮合连接大圆柱齿轮Ⅱ2-4，从而带动大圆柱齿轮Ⅱ2-4进行转动；所述大圆柱齿轮Ⅱ2-4固定连接在Ⅱ轴2-3的后端，从而带动Ⅱ轴2-3进行转动；所述Ⅱ轴2-3的前端固定连接Ⅱ轴传动锥齿轮2-5，从而带动Ⅱ轴传动锥齿轮2-5转动；所述Ⅱ轴传动锥齿轮2-5啮合连接Ⅱ轴被动锥齿轮3-1，从而带动Ⅱ轴被动锥齿轮3-1进行转动，且Ⅱ轴传动锥齿轮2-5和Ⅱ轴被动锥齿轮3-1将力矩方向改变，使其力矩方向与转动壳体5转动的方向相反；所述Ⅱ轴被动锥齿轮3-1固定连接在IV轴3-3的上端，带动IV轴3-3进行转动，IV轴3-3的下端固定连接安装在末端连接板5-5上，IV轴3-3带动末端连接板5-5和其内部的工件转动；

所述伺服电机Ⅲ1-3连接减速器Ⅲ1-6，减速器Ⅲ1-6通过带键槽轴套与一级减速小圆柱齿轮Ⅲ1-9连接，伺服电机Ⅲ1-3开启时，带动一级减速小圆柱齿轮Ⅲ1-9转动；所述一级减速小圆柱齿轮Ⅲ1-9啮合连接大圆柱齿轮Ⅲ2-7，从而带动大圆柱齿轮Ⅲ2-7转动；所述大圆柱齿轮Ⅲ2-7固定连接在Ⅲ轴2-6的后端，从而带动Ⅲ轴2-6进行转动；所述Ⅲ轴2-6的前端固定连接Ⅲ轴传动锥齿轮2-8，从而带动Ⅲ轴传动锥齿轮2-8转动；所述Ⅲ轴传动锥齿轮2-8啮合连接Ⅲ轴被动锥齿轮3-2，从而带动Ⅲ轴被动锥齿轮3-2转动，且Ⅲ轴传动锥齿轮2-8和Ⅲ轴被动锥齿轮3-2将力矩方向改变；所述Ⅲ轴被动锥齿轮3-2固定连接在V轴3-4的上端，从而带动V轴3-4转动，V轴3-4的下端固定连接大齿轮Ⅰ3-5，从而带动大齿轮Ⅰ3-5转动，大齿轮Ⅰ3-5啮合连接大齿轮Ⅱ3-6，从而带动大齿轮Ⅱ3-6转动；所述大齿轮Ⅱ3-6固定连接在VI轴3-7的下端，从而带动VI轴3-7转动；所述VI轴3-7上端固定连接小锥齿轮Ⅰ3-9，从而带动小锥齿轮Ⅰ3-9的转动；所述小锥齿轮Ⅰ3-9啮合连接小锥齿轮Ⅱ3-10，从而带动小锥齿轮Ⅱ3-10转动，并实现力矩方向改变；所述小锥齿轮Ⅱ3-10固定连接在IX轴3-11的后端，从而带动IX轴3-11转动；所述IX轴3-11的前端固定连接末端执行器3-12，从而带动末端执行器3-12转动，最终带动安装在末端执行器3-12上的工件转动。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。