一种任意角度回转式两轴伺服机械手的制作方法

本实用新型涉及一种机械手，特别是一种两轴可回转伺服机械手。

背景技术：

在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械手用于替代人工操作越来越普遍。

现有的机械手多种多样，根据动力驱动机构不同可以分为气压驱动机械手，液压驱动机械手，以及机械驱动机械手；根据灵活度区分，又可以区分为两轴机械手，三轴机械手，四轴机械手……。目前最常见的是三轴以上的机械手，这种机械手依靠其高度灵活度以及可调节空间适用环境能力而广受好评，如中国专利申请号：201710649834.9，名称：机械手，该机械手是典型的六轴机械手，其灵活度极高，但是，该机械手的制造成本较高，例如同样是80公斤级的六轴机械手制造成本大约为三十多万人民币，而两轴的机械手制造成本大约五万人民币，而且配合误差随着轴数的增加累积的误差也就越多，在精度上，也难以达到两轴机械手的精度。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本实用新型提供一种低成本高精度的可以任意角度转动的回转式两轴伺服机械手。

本实用新型采用的技术方案为一种任意角度回转式两轴伺服机械手，包括旋转机构和升降机构，以及安装在所述升降机构上的机械手机构，所述旋转机构包括减速组件和设置在所述减速组件上的旋转板，所述减速组件连接有旋转电机，所述旋转板上部连接所述升降机构；所述升降机构包括升降板和升降动力机构，所述升降动力机构驱动所述升降板上下移动；所述机械手机构包括至少一块中心板，所述中心板安装有固定组件，所述固定组件固定在所述升降板上，所述中心板还安装有张紧组件，所述张紧组件上安装有抓持组件。

进一步地，所述减速组件由精密减速机和行星减速机组成，所述行星减速机安装在所述精密减速机和旋转电机之间。

进一步地，所述减速组件底部连接有底板，所述底板上安装有感应台，所述感应台安装有接近开关，所述旋转板侧面部安装有突出块，所述突出块与所述接近开关感应配合。

进一步地，所述升降机构还包括顶板和支撑杆，所述支撑杆底部连接所述旋转板，中部穿过所述升降板，顶部连接所述顶板，所述升降动力机构设置在所述顶板上。

进一步地，所述顶板上安装有顶架，所述旋转板上安装有底架，所述升降动力机构包括升降电机，所述升降电机固定在顶架上，所述升降电机通过联轴器与丝杆连接，所述丝杆上安装配合块，所述配合块固定在所述升降板上，所述丝杆底端活动连接所述底架。

进一步地，所述升降板侧部开设有侧口，所述顶板和旋转板至少之一，连接有排线管道和感应位，所述感应位上安装有至少一个接近开关。

进一步地，所述固定组件由固定板和安装在所述固定板321上的固定卡座组成，所述固定组件安装在升降板上。

进一步地，所述张紧组件由转臂，推块以及气缸组成，所述推块一端连接所述转臂，另一端连接所述气缸的活塞杆，所述转臂中部活动连接在所述中心板上。

进一步地，所述抓持组件由支撑臂以及抓持块组成，所述支撑臂固定在所述转臂上，所述转臂上安装所述抓持块。

本实用新型的有益效果：

1.设计一组旋转机构以及一组升降机构，实现两轴运动，旋转机构由于没有其他干扰，可以任意角度的转动，两轴运动，误差积累少，提高了运行精度，因为只需要设计两轴的运动机构，也降低了制造成本。

2.在底板上安装有感应台并在感应台上安装有接近开关，在顶板和旋转板至少之一上安装有接近开关，当运动到特定位置时可以及时收到接近开关的信号，进行下一动作，使得机械手的运行安全性和可靠性提到。

附图说明：

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的内部结构图一；

图3是本实用新型的内部结构图二；

图4是本实用新型的图1中A处结构放大示意图；

图5是本实用新型的图2中B处结构放大示意图；

图6是本实用新型的图3中C处结构放大示意图；

图7是本实用新型的机械手机构正面立体结构示意图；

图8是本实用新型的机械手机构背面立体结构示意图；

图9是本实用新型的机械手机构张开结构示意图；

图10是本实用新型的升降板立体结构示意图。

结合附图作以下说明：

11、顶板；111、顶架；112、排线管道；12、升降板；121、侧口；13、升降电机；131、联轴器；14、丝杆；15、配合块；16、支撑杆；17、套筒；18、感应位；181、条形钢；182、接近开关；21、底板；211、限位块；22、旋转板；221、突出块；222、底架；23、紧密减速机；24、行星减速机；25、旋转电机；26、感应台；3、机械手机构；31、中心板；32、固定组件；321、固定板；322、固定卡座；33、张紧组件；331、转臂；332、推块；333、气缸；34、抓持组件；341、支撑臂；342、抓持块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，一种任意角度回转式两轴伺服机械手，包括旋转机构和升降机构，以及安装在所述升降机构上的机械手机构3，所述旋转机构包括减速组件和设置在所述减速组件上的旋转板22，所述减速组件连接有旋转电机25，所述旋转板22上部连接所述升降机构；所述升降机构包括升降板12和升降动力机构，所述升降动力机构驱动所述升降板12上下移动；所述机械手机构3包括至少一块中心板 31，所述中心板31安装有固定组件32，所述固定组件32固定在所述升降板12上，所述中心板31还安装有张紧组件33，所述张紧组件33上安装有抓持组件34。

由于旋转电机25输出的转速较大，工作机构运转过快，不适用生产，不仅如此，转速较大导致作用力过小，当负荷较大时旋转电机 25会出现无法驱动旋转机构运转，所以设置有减速组件把旋转电机 25输出的高转速转化为低转速，并相应的增加了输出的作用力，升降机构设置在旋转机构上，此外机械手机构3安装在升降板12上，随升降机构上下移动。

如图3和图6所示，所述减速组件底部连接有底板21，所述底板21上安装有感应台26，所述感应台26安装有接近开关182，所述旋转板22侧面部安装有突出块221，所述突出块221与所述接近开关182感应配合。

减速组件固定在底板21上，通过感应台26上的接近开关182与选择板侧面上的突出块221配合，实现旋转机构的动作运转，当突出块221靠近到接近开关182的正面时，接近开关182接收到信号，输出信号，机械手进行下一步骤。

如图1所示，进一步地公开了减速组件由精密减速机23和行星减速机24组成，所述行星减速机24安装在所述精密减速机23和旋转电机25之间。

旋转电机25的转速高达上千转每分钟，所以先通过行星减速机 24进行初步减速，再通过精密减速机23进行进一步的减速，达到目标转速。为了更好地固定紧密减速机23，在底板21上安装有限位块 211，限位块211上开设有螺纹孔，并安装有螺栓，螺栓拧紧抵触到紧密减速机23的侧壁上。

如图1所示，所述升降机构还包括顶板11和支撑杆16，所述支撑杆16底部连接所述旋转板22，中部穿过所述升降板12，顶部连接所述顶板11，所述升降动力机构设置在所述顶板11上。

支撑杆16支撑顶板11，并使得升降板12在支撑杆16上下移动，其中升降动力机构可以选择液压气压驱动，亦可以选择机械驱动，在本实施例中选择机械驱动，并详细地选择电机驱动丝杆。

如图1，图2和图5所示，所述顶板11上安装有顶架111，所述旋转板22上安装有底架222，所述升降动力机构包括升降电机13，所述升降电机13固定在顶架111上，所述升降电机13通过联轴器 131与丝杆14连接，所述丝杆14上安装配合块15，所述配合块15 固定在所述升降板12上，所述丝杆14底端活动连接所述底架222。

其中丝杆14穿透顶板11，顶架12内部中空，联轴器131在顶架12中空的内部连接丝杆14与升降电机13的转轴，该设计在工厂环境使用可以有效的保护到连接部分不受干扰和破坏，此外为了使丝杆14更加稳固，所以设计底架222固定丝杆14的底端。另外，顶板 11，底架222均通过轴承与丝杆过渡连接，使得丝杆14转动时摩擦力减少，此外，升降板12安装有套筒17，套筒17与支撑杆16配合，可减少摩擦力，为了运转平衡，本实施例中采用四根支撑柱16支撑。升降电机13运转带动丝杆14转动，配合块15顺着丝杆14移动并带动升降板12移动。

如图1，图4和图10所示，所述升降板12侧部开设有侧口121，所述顶板11和旋转板22至少之一，连接有排线管道112和感应位 18，所述感应位18上安装有至少一个接近开关182。

其中排线管道112安装和感应位18的安装存在多种方式，如把排线管道112和感应位18均安装在旋转板22或均安装在顶板11上，还可以把排线管道112安装在顶板11上，感应位18安装在旋转板 11上，反之亦可，此外本实施例中把排线管道112和感应位18的两端同时安装在顶板11和旋转板22上。排线管道112用于放置排线，数据传输；感应位18包括条形钢181，条形钢181开设有贯通的条槽，在本实施例中，条槽上安装有两个接近开关182，其中侧口121 与接近开关182配合，当升降板12向上移动时靠近到第一个接触开关182时，通过数据传输后进行下一步的动作，两个接触开关182起到对升降板12的上下移动的范围进行调整，通过调整两个接触开关 182的距离使得升降板12在两个接触开关182之间移动，当两个升降开关182均放置在升降板12上方或下方时，第二接触开关182还能起到保护作用，若第一个接触开关182发生故障后，升降电机13 继续上升或下降发生撞机事故，所以第二个接触开关182能及时使升降电机13停止工作。

如图4和7所示，所述固定组件32由固定板321和安装在所述固定板321上的固定卡座322组成，所述固定组件32安装在升降板 12上。

更详细地如图7和8所示，所述张紧组件33由转臂331，推块 332以及气缸333组成，所述推块332一端连接所述转臂331，另一端连接所述气缸333的活塞杆，所述转臂331中部活动连接在所述中心板31上。

其中固定板321和固定卡座322固定之间形成卡位，然后通过卡位与升降板12固定连接；推块332和转臂331以及气缸333的活塞杆均是可转动的连接。

如图7所示，所述抓持组件34由支撑臂341以及抓持块342组成，所述支撑臂341固定在所述转臂331上，所述转臂331上安装所述抓持块342。抓持块342采用软质材料制成，抓持物品时并不会刮伤物品，在本实施例中选择橡胶制成。

运转时如图8和图9所示，气缸333驱动活塞杆回缩，拉动推块 332，推块332再拉动转臂331，转臂331绕着中心板31转动，此时抓持组件34张开，再通旋转机构和升降机构运转到需要搬运的物品上，再驱动气缸333驱动活塞杆外伸，抓持组件34靠近物品并抓持物品，此时完成一个完整的抓持动作。

需要说明的是，为了附图结构清晰，本申请的附图中连接的螺栓结构和销钉结构未详细画出。

本实施例具有以下有益效果：

1.设计一组旋转机构以及一组升降机构，实现两轴运动，旋转机构由于没有其他干扰，可以任意角度的转动，两轴运动，误差积累少，提高了运行精度，因为只需要设计两轴的运动机构，也降低了制造成本。

2.在底板上安装有感应台并在感应台上安装有接近开关，在顶板和旋转板至少之一上安装有接近开关，当运动到特定位置时可以及时收到接近开关的信号，进行下一动作，使得机械手的运行安全性和可靠性提到。

3.机械手结构利用气缸推动实现张开看紧收，结构简单，但是实用性较强，同时抓持块采用橡胶材质使得抓持的物品不易刮伤，而且还能增加摩擦力，抓持更加牢固。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。