一種雙臂搬運(yùn)機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，包括底座、腰座、機(jī)械臂和末端構(gòu)件；所述腰座可升降和旋轉(zhuǎn)地安裝在底座上；機(jī)械臂的一端旋轉(zhuǎn)連接在腰座上，另一端旋轉(zhuǎn)連接末端構(gòu)件；所述腰座內(nèi)部固定有電機(jī)、減速機(jī)和軸組件，機(jī)械臂的根部通過(guò)軸承安裝在軸組件上。本發(fā)明的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，通過(guò)將以往設(shè)計(jì)中機(jī)械臂的大臂根部的減速機(jī)放置在腰座的其他位置，大臂不直接與減速機(jī)連接，而是通過(guò)至少兩組軸承和軸組件安裝在腰座上，減速機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶輪和同步帶間接驅(qū)動(dòng)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)。利用軸承代替減速機(jī)承受重力彎矩，又通過(guò)增加軸承的間距，進(jìn)一步提高了機(jī)械手的抗彎力臂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平衡大負(fù)載機(jī)械手的重力彎矩。
【專利說(shuō)明】一種雙臂搬運(yùn)機(jī)械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在工業(yè)上移送物件過(guò)程中使用的機(jī)械手機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種雙臂搬運(yùn)機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有雙臂搬運(yùn)機(jī)械手的雙臂一般在大臂根部安裝減速機(jī)，承擔(dān)傳遞轉(zhuǎn)矩和手臂重力產(chǎn)生的負(fù)載彎矩。然而，隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)需求的不斷提升，基板搬運(yùn)的規(guī)格越來(lái)越大。為了增大雙臂搬運(yùn)機(jī)械手的負(fù)載能力，相應(yīng)的需要在大臂根部使用更大規(guī)格的減速機(jī)，以承擔(dān)更大的傳遞轉(zhuǎn)矩和手臂重力產(chǎn)生的負(fù)載重力彎矩。然而，大規(guī)格的減速機(jī)造價(jià)昂貴，相對(duì)于普通規(guī)格減速機(jī)的價(jià)格高出2?7倍。因此，如何用普通軸承和普通規(guī)格的減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙臂搬運(yùn)機(jī)械手的大負(fù)載搬運(yùn)功能成為亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種使用普通規(guī)格減速機(jī)即可實(shí)現(xiàn)具有高負(fù)載能力的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，包括底座、腰座、機(jī)械臂和末端構(gòu)件；
[0006]所述腰座可升降和旋轉(zhuǎn)地安裝在底座上；
[0007]所述機(jī)械臂有兩個(gè)，機(jī)械臂的一端旋轉(zhuǎn)連接在腰座上，另一端旋轉(zhuǎn)連接末端構(gòu)件；
[0008]所述腰座內(nèi)部固定有第一電機(jī)、第二電機(jī)、第一減速機(jī)、第二減速機(jī)、第一軸組件和第二軸組件，兩個(gè)機(jī)械臂的根部分別通過(guò)軸承安裝在第一軸組件和第二軸組件上，并分別以第一軸組件和第二軸組件為旋轉(zhuǎn)軸心，每個(gè)軸組件上的軸承至少有兩組，所述至少兩組軸承分別設(shè)置于軸組件的上半部分和下半部分；第一減速機(jī)的輸入端與第一電機(jī)傳動(dòng)連接，輸出端與一個(gè)機(jī)械臂的根部間接傳動(dòng)連接，第二減速機(jī)的輸入端與第二電機(jī)傳動(dòng)連接，輸出端與另一個(gè)機(jī)械臂的根部間接傳動(dòng)連接。
[0009]所述至少兩組軸承分別設(shè)置于軸組件的頂端和底端。
[0010]第一減速機(jī)的輸出端固定連接第一驅(qū)動(dòng)帶輪，第二減速機(jī)的輸出端固定連接第二驅(qū)動(dòng)帶輪，第一驅(qū)動(dòng)帶輪通過(guò)第一同步帶與一個(gè)機(jī)械臂的根部傳動(dòng)連接，第二驅(qū)動(dòng)帶輪通過(guò)第二同步帶與另一個(gè)機(jī)械臂的根部傳動(dòng)連接。
[0011]所述機(jī)械臂包括大臂和小臂，大臂的一端為機(jī)械臂的根部，另一端與小臂同軸旋轉(zhuǎn)連接；所述末端構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地安裝于兩個(gè)機(jī)械臂的小臂的末端，在兩個(gè)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)下承載基板做直線運(yùn)動(dòng)。
[0012]第一軸組件和第二軸組件上固定連接有大臂固定帶輪，機(jī)械臂的大臂上與小臂連接的一端固定有大臂軸組件，大臂軸組件上通過(guò)軸承安裝有以其為軸心旋轉(zhuǎn)的大臂從動(dòng)帶輪，大臂從動(dòng)帶輪通過(guò)大臂齒形帶與大臂固定帶輪嚙合，且大臂從動(dòng)帶輪與小臂固定連接；
[0013]大臂軸組件上固定連接有小臂固定帶輪，小臂上與末端構(gòu)件連接的一端固定有小臂軸組件，小臂軸組件上通過(guò)軸承安裝有以其為軸心旋轉(zhuǎn)的小臂從動(dòng)帶輪，小臂從動(dòng)帶輪通過(guò)小臂齒形帶與小臂固定帶輪嚙合，且小臂從動(dòng)帶輪與末端構(gòu)件固定連接。
[0014]大臂固定帶輪與大臂從動(dòng)帶輪的齒數(shù)比為2:1，小臂固定帶輪與小臂從動(dòng)帶輪的齒數(shù)比為1: 2，大臂與小臂的旋轉(zhuǎn)方向相反，小臂與末端構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向相反，即大臂、小臂與末端構(gòu)件為轉(zhuǎn)數(shù)比為1:-2:1的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
[0015]所述末端構(gòu)件有兩個(gè)，兩個(gè)機(jī)械臂分別連接一個(gè)末端構(gòu)件。
[0016]本發(fā)明的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，通過(guò)將以往設(shè)計(jì)中機(jī)械臂的大臂根部的減速機(jī)放置在腰座的其他位置，大臂不通過(guò)減速機(jī)與腰座連接，而是通過(guò)至少兩組有一定間隔距離的軸承和軸組件安裝在腰座上，減速機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶輪和同步帶間接驅(qū)動(dòng)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)。利用軸承代替減速機(jī)承受重力彎矩，又通過(guò)增加軸承的間距，進(jìn)一步提高了機(jī)械手的抗彎力臂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平衡大負(fù)載機(jī)械手的重力彎矩。由于減速機(jī)并不直接與機(jī)械臂連接，抗彎力臂不是由減速機(jī)提供的，所以不使用大規(guī)格減速機(jī)，僅使用普通規(guī)格的減速機(jī)也可實(shí)現(xiàn)具有高負(fù)載能力的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，達(dá)到了降低成本的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手完全伸展時(shí)的俯視圖。
[0019]圖3為圖2的B-B面剖視圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手的腰座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。
`[0021 ] 圖5為圖2的A-A面剖視圖。
[0022]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手的收縮狀態(tài)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0024]底座I腰座2第一機(jī)械臂3
[0025]第二機(jī)械臂4末端構(gòu)件5第一電機(jī)21
[0026]第二電機(jī)22第一減速機(jī)23第二減速機(jī)24
[0027]第一軸組件25第二軸組件26第一大臂31
[0028]第一小臂32第二大臂41第二小臂42
[0029]第一驅(qū)動(dòng)帶輪231 第二驅(qū)動(dòng)帶輪241 第一同步帶230
[0030]第二同步帶240第一大臂固定帶輪311第一大臂從動(dòng)帶輪312
[0031]第一大臂軸組件35 第一大臂齒形帶310 第一小臂固定帶輪321
[0032]第一小臂軸組件55 第一小臂從動(dòng)帶輪322第一小臂齒形帶320
[0033]第一軸承251第二軸承252承載基板6
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，包括底座1、腰座2、第一機(jī)械臂
3、第二機(jī)械臂4和末端構(gòu)件5。[0036]所述腰座2通過(guò)升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可升降和旋轉(zhuǎn)地安裝在底座I上。
[0037]所述第一機(jī)械臂3和第二機(jī)械臂4 一端旋轉(zhuǎn)連接在腰座2上，另一端旋轉(zhuǎn)連接末端構(gòu)件5，兩機(jī)械臂完全伸展時(shí)互相平行，且長(zhǎng)度相等。
[0038]如圖2所示，所述第一機(jī)械臂3包括第一大臂31和第一小臂32，第一大臂31的一端為第一機(jī)械臂3的根部，另一端與第一小臂32同軸旋轉(zhuǎn)連接；所述第二機(jī)械臂4包括第二大臂41和第二小臂42，第二大臂41的一端為第二機(jī)械臂4的根部，另一端與第二小臂42同軸旋轉(zhuǎn)連接，所述末端構(gòu)件5可旋轉(zhuǎn)地安裝于第一小臂32和第二小臂42的末端，在第一機(jī)械臂3和第二機(jī)械臂4的驅(qū)動(dòng)下承載基板6做直線運(yùn)動(dòng)。
[0039]如圖3、圖4和圖5所示，所述腰座2內(nèi)部固定安裝有第一電機(jī)21、第二電機(jī)22、第一減速機(jī)23、第二減速機(jī)24、第一軸組件25和第二軸組件26。第一機(jī)械臂3和第二機(jī)械臂4的根部分別通過(guò)兩組軸承安裝在第一軸組件25和第二軸組件26上，并分別以第一軸組件25和第二軸組件26為旋轉(zhuǎn)軸心。第一減速機(jī)23的輸入端與第一電機(jī)21傳動(dòng)連接，輸出端與第一機(jī)械臂3的根部間接傳動(dòng)連接。第二減速機(jī)24的輸入端與第二電機(jī)22傳動(dòng)連接，輸出端與第二機(jī)械臂4的根部間接傳動(dòng)連接。
[0040]具體的，第一減速機(jī)23的輸出端固定連接第一驅(qū)動(dòng)帶輪231，第二減速機(jī)24的輸出端固定連接第二驅(qū)動(dòng)帶輪241,第一驅(qū)動(dòng)帶輪231通過(guò)第一同步帶230與第一機(jī)械臂3的根部傳動(dòng)連接，第二驅(qū)動(dòng)帶輪241通過(guò)第二同步帶240與第二機(jī)械臂4的根部傳動(dòng)連接。
[0041]第一機(jī)械臂3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示，第一大臂31的一端通過(guò)第一軸承251和第二軸承252旋轉(zhuǎn)連接在第一軸組件25上，其中，第一軸承251位于第一軸組件25的頂端，第二軸承252位于第一軸組件25的底端。由于第一軸承251和第二軸承252之間的間距已增加達(dá)到最大，為第一機(jī)械臂3提供了足夠大的抗彎力臂，所以第一機(jī)械臂3可以承受更高的負(fù)載而不彎曲。
[0042]進(jìn)一步的，第一軸組件25上固定連接有第一大臂固定帶輪311，第一大臂31上與第一小臂32連接的一端固定有第一大臂軸組件35。第一大臂軸組件35上通過(guò)軸承安裝有以其為軸心旋轉(zhuǎn)的第一大臂從動(dòng)帶輪312，第一大臂從動(dòng)帶輪312通過(guò)第一大臂齒形帶310與第一大臂固定帶輪311嚙合，且第一大臂從動(dòng)帶輪312與第一小臂32固定連接。
[0043]第一大臂軸組件35上固定連接有第一小臂固定帶輪321，第一小臂32上與末端構(gòu)件5連接的一端固定有第一小臂軸組件55，第一小臂軸組件55上通過(guò)軸承安裝有以其為軸心旋轉(zhuǎn)的第一小臂從動(dòng)帶輪322，第一小臂從動(dòng)帶輪322通過(guò)第一小臂齒形帶320與第一小臂固定帶輪321嚙合，且第一小臂從動(dòng)帶輪322與末端構(gòu)件5固定連接。
[0044]第二機(jī)械臂4的內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與第一機(jī)械臂3相同，在此不再贅述。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例中的末端構(gòu)件5有兩個(gè)，第一機(jī)械臂3和第二機(jī)械臂4分別連接一個(gè)末端構(gòu)件5。
[0046]下面結(jié)合圖5和圖6，以第一機(jī)械臂3為例說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的工作過(guò)程。
[0047]在傳動(dòng)過(guò)程中，第一電機(jī)21驅(qū)動(dòng)第一減速機(jī)23進(jìn)行轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換，第一減速機(jī)23的輸出端帶動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)帶輪231轉(zhuǎn)動(dòng),第一驅(qū)動(dòng)帶輪231通過(guò)第一同步帶230將動(dòng)力傳遞給第一大臂31，使之沿圖6中的順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。由于第一大臂固定帶輪311通過(guò)第一大臂齒形帶310與第一大臂從動(dòng)帶輪312相嚙合，在第一大臂31轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，第一大臂固定帶輪311和第一大臂從動(dòng)帶輪312的相對(duì)位置產(chǎn)生了變化，第一大臂齒形帶310的嚙合作用使第一大臂從動(dòng)帶輪312轉(zhuǎn)動(dòng)。這也就帶動(dòng)了第一大臂31和第一小臂32圍繞第一大臂軸組件35進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第一大臂固定帶輪311與第一大臂從動(dòng)帶輪312構(gòu)成行星周轉(zhuǎn)輪系。
[0048]與此同時(shí)，第一小臂從動(dòng)帶輪322通過(guò)第一小臂齒形帶320與第一小臂固定帶輪321嚙合，第一小臂32相對(duì)于第一大臂軸組件35的轉(zhuǎn)動(dòng)也就帶動(dòng)了第一小臂32和末端構(gòu)件5圍繞第一小臂軸組件55進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在以第一大臂31為參考體系的第一小臂32中，第一小臂固定帶輪321和第一小臂從動(dòng)帶輪322也構(gòu)成一個(gè)行星周轉(zhuǎn)輪系。在這兩個(gè)行星周轉(zhuǎn)輪系的作用下，第一小臂32與末端構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)連接軸心始終沿著A-A方向的直線伸縮動(dòng)作。即承載于末端構(gòu)件5上的承載基板6也做直線運(yùn)動(dòng)。
[0049]需要指出的是，為保證第一小臂32與末端構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)連接軸心始終沿著A-A方向的直線伸縮動(dòng)作，第一大臂固定帶輪311與第一大臂從動(dòng)帶輪312的齒數(shù)比為2:1，第一小臂固定帶輪321與第一小臂從動(dòng)帶輪322的齒比為1: 2，又由于第一大臂31與第一小臂32的旋轉(zhuǎn)方向相反,第一小臂32與末端構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)方向相反，即第一大臂31與第一小臂32、末端構(gòu)件5為1: -2: I轉(zhuǎn)數(shù)比的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
[0050]本發(fā)明的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，通過(guò)將以往設(shè)計(jì)中機(jī)械臂的大臂根部的減速機(jī)放置在腰座的其他位置，大臂不通過(guò)減速機(jī)與腰座連接，而是通過(guò)至少兩組軸承和軸組件安裝在腰座上，減速機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶輪和同步帶間接驅(qū)動(dòng)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)。利用軸承代替減速機(jī)承受重力彎矩，又通過(guò)增加軸承的間距，進(jìn)一步提高了機(jī)械手的抗彎力臂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平衡大負(fù)載機(jī)械手的重力彎矩。由于減速機(jī)并不直接與機(jī)械臂連接，抗彎力臂不是由減速機(jī)提供的，所以不使用大規(guī)格減速機(jī)，僅使用普通規(guī)格的減速機(jī)也可實(shí)現(xiàn)具有高負(fù)載能力的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，達(dá)到了降低成本的目的。
[0051]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，包括底座、腰座、機(jī)械臂和末端構(gòu)件； 所述腰座可升降和旋轉(zhuǎn)地安裝在底座上； 所述機(jī)械臂有兩個(gè)，機(jī)械臂的一端旋轉(zhuǎn)連接在腰座上，另一端旋轉(zhuǎn)連接末端構(gòu)件； 所述腰座內(nèi)部固定有第一電機(jī)、第二電機(jī)、第一減速機(jī)、第二減速機(jī)、第一軸組件和第二軸組件，兩個(gè)機(jī)械臂的根部分別通過(guò)軸承安裝在第一軸組件和第二軸組件上，并分別以第一軸組件和第二軸組件為旋轉(zhuǎn)軸心，每個(gè)軸組件上的軸承至少有兩組，所述至少兩組軸承分別設(shè)置于軸組件的上半部分和下半部分；第一減速機(jī)的輸入端與第一電機(jī)傳動(dòng)連接，輸出端與一個(gè)機(jī)械臂的根部間接傳動(dòng)連接，第二減速機(jī)的輸入端與第二電機(jī)傳動(dòng)連接，輸出端與另一個(gè)機(jī)械臂的根部間接傳動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述至少兩組軸承分別設(shè)置于軸組件的頂端和底端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，第一減速機(jī)的輸出端固定連接第一驅(qū)動(dòng)帶輪，第二減速機(jī)的輸出端固定連接第二驅(qū)動(dòng)帶輪，第一驅(qū)動(dòng)帶輪通過(guò)第一同步帶與一個(gè)機(jī)械臂的根部傳動(dòng)連接，第二驅(qū)動(dòng)帶輪通過(guò)第二同步帶與另一個(gè)機(jī)械臂的根部傳動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述機(jī)械臂包括大臂和小臂，大臂的一端為機(jī)械臂的根部，另一端與小臂同軸旋轉(zhuǎn)連接；所述末端構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地安裝于兩個(gè)機(jī)械臂的小臂的末端，在兩個(gè)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)下承載基板做直線運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，第一軸組件和第二軸組件上固定連接有大臂固定帶輪，機(jī)械臂的大臂上與小臂連接的一端固定有大臂軸組件，大臂軸組件上通過(guò)軸承安裝有以其為軸心旋轉(zhuǎn)的大臂從動(dòng)帶輪，大臂從動(dòng)帶輪通過(guò)大臂齒形帶與大臂固定帶輪嚙合，且大臂從動(dòng)帶輪與小臂固定連接； 大臂軸組件上固定連接有小臂固定帶輪，小臂上與末端構(gòu)件連接的一端固定有小臂軸組件，小臂軸組件上通過(guò)軸承安裝有以其為軸心旋轉(zhuǎn)的小臂從動(dòng)帶輪，小臂從動(dòng)帶輪通過(guò)小臂齒形帶與小臂固定帶輪嚙合，且小臂從動(dòng)帶輪與末端構(gòu)件固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，大臂固定帶輪與大臂從動(dòng)帶輪的齒數(shù)比為2:1，小臂固定帶輪與小臂從動(dòng)帶輪的齒數(shù)比為1: 2，大臂與小臂的旋轉(zhuǎn)方向相反，小臂與末端構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向相反，即大臂、小臂與末端構(gòu)件為轉(zhuǎn)數(shù)比為1:-2:1的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙臂搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述末端構(gòu)件有兩個(gè)，兩個(gè)機(jī)械臂分別連接一個(gè)末端構(gòu)件。
【文檔編號(hào)】B25J9/08GK103802090SQ201210445436
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】李學(xué)威, 王鳳利, 朱玉聰, 朱維金, 劉長(zhǎng)斌, 姜飛 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司