一种搬运机械手装置的制作方法

本实用新型机械自动化控制装置技术领域，具体涉及一种搬运机械手装置。

背景技术：

随着工业的快速发展，越来越多的重复劳动工作被机械装置代替，这些机械装置可以带来一次投入长久收益的效果，具有工作效率高、一致性好的优点。机械装置种类有很多如：龙门式，但是这些机械装置具有运动不灵活，而且体积大占用工作空间等缺点，所以发明一种结构简单、运动灵活，体积小巧的机械手来满足日常工业要求就显得尤为重要了。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了结构合理的一种搬运机械手装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种搬运机械手装置，包括底座，其特征在于，所述底座内设有主转动装置，所述主转动装置上连接设置大承载臂，所述大承载臂一端与主转动装置相连，另一端连接设置副转动装置，所述大承载臂上方设有小承载臂，所述副转动装置与小承载臂固定连接，所述小承载臂上设有搬运自转装置，所述小承载臂还设有用于搬运自转装置位置移动的搬运上下移动装置，所述搬运自转装置上设有搬运工具，搬运工具通过搬运自转装置进行自转，通过搬运上下移动装置进行上下位置调整，通过副转动装置进行小圆周运动，通过主转动装置进行大圆周运动。

所述的一种搬运机械手装置，其特征在在于，所述搬运自转装置包括设置在小承载臂上的第一伺服电机、与第一伺服电机传动连接的第一谐波减速器、设置在小承载臂左端的第三轴承、设置在第三轴承内的轴套、设置在轴套内的花键螺母及与花键螺母配合的花键轴；

所述搬运工具配合设置在花键轴上，所述轴套上设有第一同步带轮，所述第一谐波减速器的输出端设有第二同步带轮，所述第二同步带轮与第一同步带轮通过同步带传动连接，从而通过花键轴带动搬运工具进行自转。

所述的一种搬运机械手装置，其特征在在于，所述第一伺服电机与第一谐波减速器之间设有第一连接法兰，并通过第一连接法兰进行固定连接；所述小承载臂上设有第一安装孔，所述第一安装孔中设有第一垫块，所述第一谐波减速器固定在第一垫块上；所述小承载臂上设有第七安装孔，所述第三轴承设置在第七安装孔内；所述第一谐波减速器上的输出端设有第二连接法兰，所述第二同步带轮固定在第二连接法兰上。

所述的一种搬运机械手装置，其特征在在于，所述搬运上下移动装置包括设置在小承载臂上的第二伺服电机、设置在第二伺服电机的输出轴上的第三同步带轮、设置在小承载臂上的套筒、设置在套筒内的第一轴承及设置在第一轴承内的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上设有丝杠螺母，所述丝杠螺母上设有连接桥，并通过连接桥与花键轴相连，所述滚珠丝杠端部设有第四同步带轮，所述第四同步带轮与第三同步带轮通过同步带传动连接，使得滚珠丝杠的上下运动，从而通过连接桥带动花键轴上下运动。

所述的一种搬运机械手装置，其特征在在于，所述连接桥上设有安装通孔，所述安装通孔内配合设置第二轴承，所述花键轴设置在第二轴承上；所述套筒底部设有压块，并通过压块将套筒封住，形成一个整体；所述小承载臂上设有第二安装孔，所述套筒设置在第二安装孔内；所述小承载臂上还设有第三安装孔，所述第三安装孔内设有第二垫块，所述第二伺服电机固定在第二垫块上。

所述的一种搬运机械手装置，其特征在在于，所述副转动装置包括设置在小承载臂上的第三伺服电机及设置在第三伺服电机上的第二谐波减速器，所述第三伺服电机与第二谐波减速器之间设有第三连接法兰，并通过第三连接法兰固定连接，所述小承载臂上设有第四安装孔，所述第二谐波减速器固定在第四安装孔上，所述第二谐波减速器的输出轴上设有第四连接法兰，所述大承载臂上设有第八安装孔，所述第四连接法兰设置在第八安装孔中，所述第二谐波减速器通过第四连接法兰与大承载臂固定连接，所述第三伺服电机旋转带动小承载臂旋转，进而带动花键轴进行小圆周运动。

所述的一种搬运机械手装置，其特征在在于，所述主转动装置包括设置在底座内的第四伺服电机及与第四伺服电机传动连接的第三谐波减速器，所述第四伺服电机与第三谐波减速器之间设有第五连接法兰，并通过第五连接法兰固定连接，所述底座上设有第五安装孔，所述第五连接法兰设置在第五安装孔中，所述第三谐波减速器的输出轴上设有第六连接法兰，所述大承载臂上设有第六安装孔，所述第六连接法兰设置在第六安装孔中，所述第六连接法兰与大承载臂固定连接，所述第四伺服电机能够大承载臂旋转，进而带动花键轴运动作大圆周运动。

所述的一种搬运机械手装置，其特征在在于，所述小承载臂上设有外罩，通过外罩能够将副转动装置、搬运自转装置及搬运上下移动装置罩住。

本实用新型的有益效果是：

1）该装置由四个伺服电机进行控制，分别对搬运工具进行大圆周、小圆周、上下及自转一系列运动，使得搬运工具安装在该装置上使用更加的灵活。

2）该装置结构简单紧凑、运行稳定可靠、体积小，有效的节省工作空间。

附图说明

图1为本实用新型的整体内部结构示意图；

图2为本实用新型的小承载臂结构示意图；

图3为本实用新型的大承载臂结构示意图；

图4为本实用新型的底座结构示意图；

图中：1-连接桥，2-花键轴，3-第二轴承，4-滚珠丝杠，5-丝杠螺母，6-花键螺母，7-轴套，8-第三轴承，9-第一同步带轮，10-第四同步带轮，11-压块，12-套筒，13-第一轴承，14-第三同步带轮，15-第二伺服电机，16-第二垫块，17-第一伺服电机，18-第一谐波减速器，19-第二连接法兰，20-第二同步带轮，21-第一垫块，22-第一连接法兰，23-第三伺服电机，24-第三连接法兰，25-第二谐波减速器，26-第四连接法兰，27-大承载臂，28-小承载臂，29-第六连接法兰，30-第三谐波减速器，31-第五连接法兰，32-第四伺服电机，33-底座，34-第七安装孔，35-第二安装孔，36-第三安装孔，37-第一安装孔，38-第四安装孔，39-第八安装孔，40-第六安装孔，41-第五安装孔，42-外罩。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步描述。

如图1-4所示，一种搬运机械手装置，包括连接桥1、花键轴2、第二轴承3、滚珠丝杠4、丝杠螺母5、花键螺母6、轴套7、第三轴承8、第一同步带轮9、第四第四同步带轮10、压块11、套筒12、第一轴承13、第三同步带轮14、第二伺服电机15、第二垫块16、第一伺服电机17、第一谐波减速器18、第二连接法兰19、第二同步带轮20、第一垫块21、第一连接法兰22、第三伺服电机23、第三连接法兰24、第二谐波减速器25、第四连接法兰26、大承载臂27、小承载臂28、第六连接法兰29、第三谐波减速器30、第五连接法兰31、第四第四伺服电机32、底座33、第七安装孔34、第二安装孔35、第三安装孔36、第一安装孔37、第四安装孔38、第八安装孔39、第六安装孔40、第五安装孔41及外罩42。

花键轴2和花键螺母6配合，保证花键轴2可以上下移动和旋转；花键螺母6插入轴套7内，保证第三轴承8可以带动花键螺母6转动；轴承8套在轴套7上，然后一起放入小承载臂28上的第七安装孔34中，保证花键轴2固定在小承载臂28上；第一同步带轮9套在轴套7上，保证第一同步带轮9可以带动轴套7旋转；第一伺服电机17和第一谐波减速器18分别固定在第一连接法兰22的两面，同时第一伺服电机17的轴插入到第一谐波减速器18的输入孔内，即保证第一伺服电机17和第一谐波减速器18固定到一起，又保证第一伺服电机17的旋转运动输入到第一谐波减速器18上；第一谐波减速器18固定在第一垫块21上，第一垫块21固定在小承载臂28上第一安装孔37中，保证第一伺服电机17固定在了小承载臂28上；第二连接法兰19固定在第一谐波减速器18上的输出端，保证第一谐波减速18带动第二连接法兰19旋转；第二同步带轮20固定在第二连接法兰19输出轴上，保证第二连接法兰19带动第二同步带轮20旋转；第二同步带轮20和第一同步带轮9通过同步带连接，保证第二同步带轮20带动第一同步带轮9转动，第一同步带轮9带动轴套7旋转，实现花键轴2转动。

轴承3套在花键轴2上，然后轴承3插入连接桥1的安装通孔中，保证花键轴2可以在连接桥1的安装通孔中既可以旋转，还可以随连接桥1一起上下运动；连接桥1固定在丝杠螺母5上，保证连接桥1可以随丝杠螺母5一起运动；滚珠丝杠4插入丝杠螺母5内，保证滚珠丝杠4旋转时使丝杠螺母5上下运动；第一轴承13套在滚珠丝杠4上，然后第一轴承13插入套筒12中，压块11封住套筒12，形成一个整体，然后整体固插入小承载臂28上第二安装孔35中，保证滚珠丝杠4固定在小承载臂28上；第四第四同步带轮10固定在滚珠丝杠4末端，保证同步带轮可以带动滚珠丝杠4旋转；第二第二伺服电机15固定在第二垫块16上，第二垫块16固定在小承载臂28上第三安装孔36中，保证第二第二伺服电机15固定在小承载臂28上；第三第三同步带轮14固定在第二伺服电机15的输出轴上，保证第二伺服电机15带动第三同步带轮14旋转；第三同步带轮14与同步带带轮10通过同步带连接，保证第三同步带轮14带动第四同步带轮10转动，第四同步带轮10带滚珠丝杠4旋转，使丝杠螺母5上下运动，通过连接桥1实现花键轴2上下运动。

第三伺服电机23和第二谐波减速器25分别固定在第三连接法兰24的两面，同时第三伺服电机23的轴插入到第二谐波减速器25的输入孔内，即保证第三伺服电机23和第二谐波减速器25固定到一起，又保证第三伺服电机23的旋转运动输入到第二谐波减速器25上；第二谐波减速器25固定在小承载臂28上第四安装孔38中，保证第三伺服电机23固定在了小承载臂28上；第二谐波减速器25固定在连接法兰26上，连接法兰26插入大承载臂27上第八安装孔39中，保证小承载臂28固定在大承载臂27上，当第三伺服电机23旋转，大承载臂27不动时，就会使小承载臂28旋转，进而带动花键轴2运动。

第三谐波减速器30固定在第六连接法兰29上，第六连接法兰29插入大承载臂27上第六安装孔40中，保证谐波减速器30固定在大承载臂27上。

第四伺服电机32和第三谐波减速器30分别固定在第五连接法兰31的两面，同时第四伺服电机32的轴插入到第三谐波减速器30的输入孔内，即保证第四伺服电机32和第三谐波减速器30固定到一起，又保证第四伺服电机32的旋转运动输入到第三谐波减速器30上；第三谐波减速器30固定在第六连接法兰29上，第六连接法兰29插入大承载臂27上第六安装孔40中，保证第三谐波减速器30可以带动大承载臂27旋转；第五连接法兰31插入底座33上第五安装孔41中，保证第四伺服电机32固定在底座33上，底座33固定不动，第四伺服电机32旋转带动第三谐波减速器30旋转，使大承载臂27旋转，进而带动花键轴2运动。

外罩42罩在小承载臂28上，保护小承载臂上的零件。

该机械手的花键轴2末端会安装搬运工具，搬运工具和花键轴2固定在一起，搬运工具状态视工作性质而定，可以采用手抓、钳子等抓取工具。

工作原理：

该机械手整体个搬运过程是在这四个电机的相互配合下实完成的，花键轴末端连接搬运工具，搬运工具的运动与花键轴同步。第一伺服电机带动花键旋转实现搬用工具旋转；第二伺服电机带动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠带动花键轴运动实现搬运工具上下运动；花键轴和滚珠丝杠安装在小承载臂上；第三伺服电机带动小承载臂旋转实现小承载臂旋转，进而带动花键轴运动；小承载臂安装在大承载臂上；第四伺服电机带动大承载臂旋转实现大承载臂旋转，进而带动花键轴运动。