一种长臂工业机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械手结构，尤其是一种长臂工业机械手。
【背景技术】
[0002]工业制造加工企业广泛采用工业机器手是未来的发展趋势，工业机器手的应用不仅可以提高产品的产量和品质，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高生产率有着重要的意义。
[0003]机械结构是提高工业机械手性能的一项关键技术，直接影响到工业机械手的稳定性和精准度。中国发明专利申请ZL201410425207.3公开了一种玻璃搬运码垛机械手，由固定基座、旋转台座、大动臂、小动臂、末端动臂、固定滑轨、调节滑轨、吸盘滑动架、吸盘、真空气栗、横向调节气缸、纵向调节气缸、液压马达1、液压马达I1、伺服电机组成，旋转台座安装在固定基座内，大动臂由液压马达I与旋转台座形成铰连接，小动臂由液压马达II与大动臂形成铰连接，末端动臂通过伺服电机与小动臂铰连接，固定滑轨与末端动臂端面固接，调节滑轨安装在固定滑轨上，横向调节气缸安装在末端动臂后部，吸盘滑动架安装在调节滑轨上，纵向调节气缸安装在调节滑轨内侧，吸盘安装在调节滑轨和吸盘滑动架上。该机械手的结构虽然相对简单，但该机械手各个电机只是简单的布置在各个臂的端部，使用时各个臂需要承受较大的扭力，特别是当动臂相对较长时，容易疲劳断裂，使用寿命较低。
[0004]有鉴于此，本发明人对机械手的机构进行了深入的研究，遂有本案产生。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种结构简单且使用寿命较高的长臂工业机械手。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种长臂工业机械手，包括基座，还包括支撑臂和长臂，所述基座上安装有水平放置的转盘和用于驱动所述转盘转动的第一电机，所述支撑臂的一端转动连接在所述转盘上，另一端与所述长臂的一端转动连接，所述长臂包括与所述支撑臂转动连接的安装部、一端与所述安装部转动连接的旋转关节和转动连接在所述旋转关节另一端的活动关节，所述活动关节上转动连接有执行件，所述安装部和所述旋转关节转动连接的转动轴与所述旋转关节的中心轴同轴，所述安装部上设置有用于驱动所述旋转关节转动的第二电机、用于驱动所述活动关节转动的第三电机以及用于驱动所述执行件转动的第四电机。
[0008]采用上述技术方案，由于第二电机、第三电机和第四电机都布置在长臂的安装部上，安装部又有支撑臂的支撑，而长臂的旋转关节和活动关节上都不需要设置电机，重量相对较轻，使用时长臂所受到的扭力相对较小，结构简单且使用寿命较高。
[0009]作为本实用新型的一种改进，所述第二电机传动连接有第二传动组件，所述第二传动组件包括与所述第二电机的输出轴连接的第二主动轮、与所述第二主动轮配合的第二从动轮、连接在所述第二主动轮和所述第二从动轮之间的第二皮带、与所述第二从动轮同轴连接的第二轴套以及与所述第二轴套同轴连接的第二减速器，所述第二减速器的输出轴与所述旋转关节固定连接。通过上述改进，便于控制旋转关节的转动，同时由于采用了皮带传动的方式，可以让出较大的空间，便于布置第三电机和第四电机的传动结构。
[0010]作为本实用新型的一种改进，所述第三电机传动连接有第三传动组件，所述第三传动组件包括与所述第三电机的输出轴连接的第三主动轮、与所述第三主动轮配合的第三从动轮、连接在所述第三主动轮和所述第三从动轮之间的第三皮带，以及一端与所述第三从动轮同轴连接的空心传动杆，所述空心传动杆穿过所述第二轴套和所述第二减速器且与所述第二轴套和所述第二减速器同轴，所述空心传动杆远离所述第三电机的一端设置有主动伞齿轮和与所述主动伞齿轮配合的从动伞齿轮，所述从动伞齿轮与所述活动关节固定连接。通过上述改进，将空心传动杆穿插在第二轴套和第二减速器上，较为节省空间，结构更加紧凑。
[0011]作为本实用新型的一种改进，所述第四电机传动连接有第四传动组件，所述第四传动组件包括穿插在所述空心传动杆内的实心传动杆，所述空心传动杆的一端与所述第四电机的输出轴传动连接，另一端设置有锥蜗杆，所述执行件上设置有与所述执行件同轴连接的第一伞齿轮，所述活动关节上设置有与所述锥蜗杆配合的锥蜗轮和与所述第一伞齿轮配合的第二伞齿轮，所述锥蜗轮具有蜗轮杆且所述蜗轮杆的端部设置有第一齿轮，所述第二伞齿轮具有齿轮杆且所述齿轮杆的端部设置有与所述第一齿轮配合的第二齿轮，所述锥蜗杆与所述齿轮杆平行且与所述从动伞齿轮的中心轴同轴。通过上述改进，将实心传动杆穿插在空心传动杆内，进一步节省空间，同时通过蜗轮蜗杆及各齿轮之间的传动结构，有效避开各关节的连接结构将第四电机的动力传递到执行件上。
[0012]作为本实用新型的一种改进，所述实心传动杆包括两根通过联轴器相互串联的内杆，所述空心传动杆包括两根相互串联的外杆，其中一根所述外杆朝向另一根所述外杆的一端具有外花键结构，另一根所述外杆相应的一端固定连接有接头，所述接头具有与所述外花键结构配合的内花键结构，所述联轴器位于所述接头内。通过上述改进，将空心传动杆和实心传动杆分为两段，避免传动杆太长不易加工。
[0013]作为本实用新型的一种改进，所述转盘具有两个关节臂，所述支撑臂与所述转盘转动连接的一端位于两个所述关节臂之间，其中一个所述关节臂上设置有用于驱动所述支撑臂转动的第五电机。通过上述改进，两个关节臂可以防止支撑臂的位置产生偏移，提供支撑臂的稳定性。
[0014]作为本实用新型的一种改进，还包括一端相互转动连接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆未与所述第二连杆连接的一端连接有用于驱动所述第一连杆转动的第六电机，所述第六电机固定在未设置所述第五电机的所述关节臂上，所述第二连杆未与所述第一连杆连接的一端转动连接在所述长臂上。通过上述改进，用于控制长臂转动的第六电机安装位置可以相对较低，整个机械手的重心也相对较低，工作时较为稳定。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型长臂工业机械手的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型长臂工业机械手的侧视结构示意图；
[0017]图3为图2中A-A位置的剖切结构示意图；
[0018]图4为图2中B-B位置的剖切结构示意图；
[0019]图5为图4中C处的局部放大图；
[0020]图6为图4中D处的局部放大图。
[0021]上述视图省略部分零部件，图中标示对应如下:
[0022]10-基座；20-支撑臂；
[0023]21-第五电机；22-减速器；
[0024]23-第一连杆；24-第二连杆；
[0025]25-第六电机；30-长臂；
[0026]31-安装部；32-旋转关节；
[0027]33-活动关节；34-第二电机；
[0028]35-第三电机；36-第四电机；
[0029]40-转盘；41-关节臂；
[0030]50-执行件；51-第一伞齿轮；
[0031]60-第二传动组件；
[0032]61-第二主动轮；62-第二从动轮；
[0033]63-第二轴套；64-第二减速器；
[0034]70-第三传动组件；71-第三主动轮；
[0035]72-第三从动轮；73-空心传动杆；
[0036]73a-外杆；73b_ 接头；
[0037]74-主动伞齿轮；75-从动伞齿轮；
[0038]76-减速器；
[0039]80-第四传动组件；
[0040]81-实心传动杆；81a_联轴器；
[0041]81b-内杆；82-锥蜗杆；
[0042]83-锥蜗轮；84-第二伞齿轮；
[0043]85-祸轮杆；86-第一齿轮；
[0044]87-齿轮杆；88-第二齿轮。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0046]如图1、图2和图3所示，本实施例提供的长臂工业机械手，包括基座10、支撑臂20和长臂30。基座10固定在底板或工作台上，其上安装有水平放置的转盘40和用于驱动转盘40转动的第一电机(图中未视出)，在本实施例中，第一电机的输出轴竖直布置，通过减速器直接与转盘传动连接，有效减小了传动损耗，传动效率较高。
[0047]支撑臂20的一端转动连接在转盘40上，另一端与长臂30的一端转动连接。转盘40具有两个关节臂41，支撑臂20与转盘转动连接的一端位于两个所述关节臂41之间，其中一个关节臂41上设置有用于驱动支撑臂20转动的第五电机21，第五电机21的输出轴上连接有与之同轴的减速器22，减速器22的输出轴与支撑臂20固定连接。
[0048]本实施例的长臂工业机械手还包括一端相互转动连接的第一连杆23和第二连杆24，第一连杆23未与第二连杆24连接的一端连接有用于驱动第一连杆23转动的第六电机25，第六电机25固定在未设置第五电机21的关节臂41上。第二连杆24未与第一连杆23连接的一端转动连接在长臂30上，需要说明的是，第二连杆24转动连接在长臂30的端部上，支撑臂20与长臂30的连接位置位于长臂30的臂身上，即两个转动连接的连接位置相互间距有一定的距离，具体的距离可以根据实际需要确定。
[0049]第一连杆23、第二连杆24、支撑臂20和长臂30位于同一平面上，且第一连杆23、第二连杆24、支撑臂20和长臂30形成一个四边形结构，这样第二连杆24、第一连杆23和第六电机25的输出轴之间形成一个曲柄连杆结构，通过第一连杆23将第六电机25的输出轴的旋转运动转化成第二连杆24的上下摆动，进而拉动长臂30以支撑臂20为支点进行杠杆式运动。
[0050]第五电机21和第六电机25最好对称布置，这样可以使得整个