速机162，第二电机161设置于安装移动筒158内，第二电机161的主轴与机器人减速机162的输入端驱动连接，机器人减速机162的输出端与固定手臂120驱动连接。具体的，第二电机161设置于安装移动筒158内其有以下几点作用:一、能够有效地节省第二电机161安装时的占据空间，让整个设备的结构更加紧凑;二、第二电机161能够实现随着固定手臂120进行上下移动，配合第二电机161能够有效地控制固定手臂120进行旋转运动;三、减少了第二电机161的传动距离，无需使用皮带连接，减少运行过程中的设备故障率;另外，机器人减速机162具有结构紧凑，传动比大，振动小，噪音低，能耗低，控制精度高的优点，以及在一定的条件下，其具有自锁的功能，使用寿命长。
[0032]本实施例中，水平传动机构170包括安装于固定手臂120两侧的第二线性滑轨171以及水平驱动装置，第二线性滑轨171的两滑块通过滑块连接板172连接，移动手臂130与该滑块连接板172固定连接;水平驱动装置包括第三电机173、第三主动轮174、第三从动轮175及第三皮带176，第三主动轮174和第三从动轮175分别安装于固定手臂120的前后两端，第三电机173的主轴与第三主动轮174驱动连接，第三皮带176绕设于第三主动轮174和第三从动轮175，第三皮带176设置于固定手臂120内并与滑块连接板172固定连接。具体的，第三电机173工作时其主轴带动第三主动轮174转动，第三主动轮174带动绕设于第三主动轮174和第三从动轮175的第三皮带176转动，第三皮带176带动滑块连接板172以第二线性滑轨171的导轨为导向实现水平移动;其中，水平传动机构170采用双线性滑轨的设置，可确保控制移动手臂130的水平移动更加平稳，左右不出现失衡；另外，第三皮带176设置于固定手臂120内以及通过滑块连接板172的设置，实现了该第三皮带176转动时，通过带动两滑块沿着固定手臂120的两侧的导轨移动，且固定手臂120还能够对第三皮带176起到保护作用，避免第三皮带176外露，减少该第三皮带176出现故障的可能性。
[0033]如图4所示，为本实用新型多功能机械手的R1轴传动机构与固定手臂的连接结构示意图。
[0034]R1轴传动机构160与固定手臂120的连接处将固定手臂120分成执行段121和驱动段122，执行段121的长度占固定手臂120总长度的2/3，驱动段122的长度占固定手臂120总长度的1/3;第三电机173安装于驱动段122的端部。根据杠杆原理，为保证平衡，支点的距离与重量应该成反比;本技术方案的该种设置可尽量确保R1轴传动机构160控制固定手臂120旋转时，控制手臂两端的质量接近相等，从而将固定手臂120的质量中心尽量靠近于R1轴传动机构160，从而获得更好的旋转速度和精度，且可提高执行段121端部的负载能力。
[0035]本实施例中，R2轴传动机构180包括R2轴驱动装置和转动轴181，R2轴驱动装置安装于移动手臂130靠近机箱110的一端，转动轴181安装于移动手臂130的另一端，R2轴驱动装置与转动轴181驱动连接，夹取执行件140与转动轴181转动连接。具体的，R2轴传动机构180控制转动轴181转动，转动轴181带动与其转动连接的夹取执行件140实现小范围的旋转运动，提尚控制夹取执彳丁件140的定位精度，提尚使用效果。
[0036]本实施例中，R2轴驱动装置包括第四电机182、第四主动轮183、第四从动轮184及第四皮带185，第四主动轮183和第四从动轮184分别安装于移动手臂130的两端，第四电机182的主轴与第四主动轮183套接，第四皮带185绕设于第四主动轮183和第四从动轮184并设置于移动手臂130内，第四从动轮184与转动轴181套接。具体的，第四电机182主轴转动带动第四主动轮183转动从而通过第四皮带185带动第四从动轮184转动，第四从动轮184带动转动轴181转动，最后实现转动轴181带动夹取执行件140小范围转动;其中，将第四皮带185设置于移动手臂130内，即实现减少安装空间，防止第四皮带185影响移动手臂130的工作，同时，又通过移动手臂130保护了第四皮带185，防止第四皮带185在工作时受到外界的影响，设计合理，实用性强。
[0037]本实施例中，夹取执行件140位于移动手臂130的上方，可使得夹取执行件140本身对夹取执行件140夹取的模具或者零件有一个承托的作用，进而可避免当夹取执行夹取模具或者零件时，模具和零件易于掉落的问题发生。
[0038]本实用新型的工作原理为:
[0039]首先，当零部件需要翻转冲压时，将翻转传动机构190安装在R2轴传动机构180上方，将驱动气缸191的输出端通过连接盘192连接于夹取执行件140。然后，启动本实用新型的五轴机械手100，Z轴传动机构150工作，驱动固定手臂120上下移动，即与固定手臂120连接的移动手臂130实现上下移动，从而实现驱动移动手臂130连接的夹取执行件140上下移动;R1轴传动机构160工作，驱动固定手臂120旋转运动，即与固定手臂120连接的移动手臂130实现旋转运动，从而实现驱动移动手臂130连接的夹取执行件140大范围旋转运动;水平传动机构170工作，驱动固定手臂120水平移动，即与固定手臂120连接的移动手臂130实现水平移动，从而实现驱动移动手臂1303连接的夹取执行件140水平移动;R2轴传动机构180工作，直接驱动夹取执行件140进行小范围旋转运动;翻转传动机构190工作，通过驱动气缸191直接启动夹取执行件140翻转。整个机械手100实现五轴运动，运动行程可长可短，适用于各种非标准模具，可在冲压平台任意角度架高模具，对模具进行准确定位以及对零件进行准确放取，适用范围广，使用效果良好。其中，本技术方案的夹取执行件140用于夹取模具和零件进行定位和放取。
[0040]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.多功能机械手，其特征在于:包括机箱、设置于机箱上方的固定手臂，连接于固定手臂且用于驱动固定手臂旋转的R1轴传动机构，设置于机箱内且用于驱动固定手臂上下移动的Z轴传动机构，设置于固定手臂上方的移动手臂，连接于固定手臂且用于驱动移动手臂水平移动的水平传动机构，安装于移动手臂端部的夹取执行件，连接于移动手臂且用于驱动夹取执行件旋转的R2轴传动机构和用于驱动夹取执行件翻转的翻转传动机构，且翻转传动机构可拆卸的安装于R2轴传动机构上方，翻转传动机构包括驱动气缸、位于驱动气缸输出端用于连接驱动气缸和夹取执行件的连接盘。2.根据权利要求1所述的多功能机械手，其特征在于:所述Z轴传动机构包括安装于机箱内的Z轴驱动装置、丝杆和第一线性滑轨，丝杆和第一线性滑轨均沿Z轴方向竖直安装，Z轴驱动装置与丝杆驱动连接，丝杆螺接有移动螺母，固定手臂与移动螺母连接，第一线性滑轨的滑块与移动螺母固定连接。3.根据权利要求2所述的多功能机械手，其特征在于:所述Z轴驱动装置包括第一电机、第一主动轮、第一从动轮及第一皮带，第一电机的主轴与第一主动轮套接，第一从动轮与丝杆的端部套接，第一皮带绕设于第一主动轮和第一从动轮。4.根据权利要求3所述的多功能机械手，其特征在于:所述Z轴传动机构还包括安装移动筒和连接块，安装移动筒的顶端与固定手臂连接，安装移动筒的底端与连接块固定连接，连接块分别与移动螺母、第一线性滑轨的滑块固定连接。5.根据权利要求4所述的多功能机械手，其特征在于:所述R1轴传动机构包括第二电机和机器人减速机，第二电机设置于安装移动筒内，第二电机的主轴与机器人减速机的输入端驱动连接，机器人减速机的输出端与固定手臂驱动连接。6.根据权利要求5所述的多功能机械手，其特征在于:所述水平传动机构包括安装于固定手臂两侧的第二线性滑轨以及水平驱动装置，第二线性滑轨的两滑块通过滑块连接板连接，移动手臂与该滑块连接板固定连接;水平驱动装置包括第三电机、第三主动轮、第三从动轮及第三皮带，第三主动轮和第三从动轮分别安装于固定手臂的前后两端，第三电机的主轴与第三主动轮驱动连接，第三皮带绕设于第三主动轮和第三从动轮，第三皮带设置于固定手臂内并与滑块连接板固定连接。7.根据权利要求6所述的多功能机械手，其特征在于:所述R1轴传动机构与固定手臂的连接处将固定手臂分成执行段和驱动段，执行段的长度占固定手臂总长度的2/3，驱动段的长度占固定手臂总长度的1/3;第三电机安装于驱动段的端部。8.根据权利要求7所述的多功能机械手，其特征在于:所述R2轴传动机构包括R2轴驱动装置和转动轴，R2轴驱动装置安装于移动手臂靠近机箱的一端，转动轴安装于移动手臂的另一端，R2轴驱动装置与转动轴驱动连接，夹取执行件与转动轴转动连接。9.根据权利要求8所述的多功能机械手，其特征在于:所述R2轴驱动装置包括第四电机、第四主动轮、第四从动轮及第四皮带，第四主动轮和第四从动轮分别安装于移动手臂的两端，第四电机的主轴与第四主动轮套接，第四皮带绕设于第四主动轮和第四从动轮并设置于移动手臂内，第四从动轮与转动轴套接。10.根据权利要求1-9任意一项所述的多功能机械手，其特征在于:所述夹取执行件位于移动手臂的上方。
【专利摘要】本实用新型涉及工业自动化领域，具体涉及一种多功能机械手，包括机箱、设置于机箱上方的固定手臂，连接于固定手臂且用于驱动固定手臂旋转的R1轴传动机构，设置于机箱内且用于驱动固定手臂上下移动的Z轴传动机构，设置于固定手臂上方的移动手臂，连接于固定手臂且用于驱动移动手臂水平移动的水平传动机构，安装于移动手臂端部的夹取执行件，连接于移动手臂且用于驱动夹取执行件旋转的R2轴传动机构和用于驱动夹取执行件翻转的翻转传动机构，且翻转传动机构可拆卸的安装于R2轴传动机构上方，翻转传动机构包括驱动气缸、位于驱动气缸输出端用于连接驱动气缸和夹取执行件的连接盘。本实用新型结构简单、造价低、安装调试方便、且适用范围广。
【IPC分类】B21D43/10, B25J9/14, B25J9/12
【公开号】CN205129855
【申请号】CN201520876071
【发明人】韩文召, 房豪, 欧阳于超, 袁土薇
【申请人】东莞市信腾机器人科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月3日