本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及采用直接驅(qū)動(dòng)方式的機(jī)械手腕。

背景技術(shù)：

機(jī)械手是一種能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件(或工具)的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度，但是現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)角度由于手腕的限制，其活動(dòng)范圍較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供采用直接驅(qū)動(dòng)方式的機(jī)械手腕，增大機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)角度范圍。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

采用直接驅(qū)動(dòng)方式的機(jī)械手腕，包括依次連接的翻轉(zhuǎn)電機(jī)、第一傳動(dòng)軸、俯仰電機(jī)、第二傳動(dòng)軸、傳動(dòng)架，所述傳動(dòng)架呈弓狀，第二傳動(dòng)軸連接在傳動(dòng)架凸起端的中部；還包括偏轉(zhuǎn)電機(jī)，所述偏轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在傳動(dòng)架凹陷的內(nèi)側(cè)，并且偏轉(zhuǎn)電機(jī)的偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上端、偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸下端分別連接在傳動(dòng)架的上下兩端；還包括法蘭，所述傳動(dòng)架兩側(cè)均連接在法蘭上；所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)的翻轉(zhuǎn)軸包括翻轉(zhuǎn)軸前端和翻轉(zhuǎn)軸后端，所述翻轉(zhuǎn)軸前端設(shè)置在翻轉(zhuǎn)電機(jī)上，所述翻轉(zhuǎn)軸后端穿過(guò)法蘭并設(shè)置在法蘭中部；所述偏轉(zhuǎn)電機(jī)的一側(cè)設(shè)置有一個(gè)太陽(yáng)軸和一個(gè)行星軸，太陽(yáng)軸處于偏轉(zhuǎn)電機(jī)中部，行星軸設(shè)置在靠近偏轉(zhuǎn)電機(jī)邊緣的位置，所述傳動(dòng)架一端的內(nèi)側(cè)設(shè)置有一個(gè)太陽(yáng)孔和一個(gè)行星槽，所述太陽(yáng)軸放置在太陽(yáng)孔中，行星軸放置在行星槽中。

翻轉(zhuǎn)軸前端連接翻轉(zhuǎn)電機(jī)端的另一端連接在機(jī)械手上，機(jī)械手是用于夾持物體的部件；翻轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)軸前端轉(zhuǎn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)軸前端與翻轉(zhuǎn)軸后端是同步轉(zhuǎn)動(dòng)的，其中翻轉(zhuǎn)軸前端直接連接在翻轉(zhuǎn)電機(jī)上，所以翻轉(zhuǎn)軸前端屬于主動(dòng)部件，而翻轉(zhuǎn)軸后端并沒(méi)有直接接觸翻轉(zhuǎn)電機(jī)，因此翻轉(zhuǎn)軸后端屬于從動(dòng)部件，在翻轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作之后，翻轉(zhuǎn)軸前端、翻轉(zhuǎn)軸后端以及它們之間的部件均圍繞翻轉(zhuǎn)軸前端與翻轉(zhuǎn)軸后端所在軸線進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

偏轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸設(shè)置在弓狀的傳動(dòng)架之間，偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸所在直線與翻轉(zhuǎn)軸所在直線垂直，偏轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作，則驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)架圍繞偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)所掃過(guò)的平面與翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面垂直；傳動(dòng)架在偏轉(zhuǎn)電機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi)始偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)軸前端、傳動(dòng)架及其之間的部件也開(kāi)始圍繞偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。偏轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作時(shí)，太陽(yáng)軸在太陽(yáng)孔中可以轉(zhuǎn)動(dòng)，行星軸在行星槽中滑動(dòng)，行星軸在行星槽中轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為250°。

俯仰電機(jī)設(shè)置在第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸之間，第二傳動(dòng)軸與俯仰電機(jī)的位置是相對(duì)靜止的，第一傳動(dòng)軸、翻轉(zhuǎn)軸前端及其之間的部件相對(duì)于俯仰電機(jī)是運(yùn)動(dòng)的，而且第一傳動(dòng)軸、翻轉(zhuǎn)軸前端及其之間的部件動(dòng)作所掃過(guò)的平面是垂直于翻轉(zhuǎn)軸前端運(yùn)動(dòng)的平面以及傳動(dòng)架所掃過(guò)的平面。

為表述清楚，將上述涉及的平面關(guān)系應(yīng)用到三維坐標(biāo)系進(jìn)行表述，設(shè)翻轉(zhuǎn)軸前端與翻轉(zhuǎn)軸后端所在軸線為三維坐標(biāo)系中的y軸，則翻轉(zhuǎn)軸前端轉(zhuǎn)動(dòng)的平面則是xz平面，翻轉(zhuǎn)軸能在xz平面中轉(zhuǎn)動(dòng)300°；偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸線則為z軸，傳動(dòng)架所掃過(guò)的平面則為xy平面，傳動(dòng)架在xy平面所掃過(guò)的角度為250°，俯仰電機(jī)帶動(dòng)第一傳動(dòng)軸、翻轉(zhuǎn)軸前端及其之間的部件所動(dòng)作的平面為yz平面，俯仰電機(jī)在x軸上，俯仰電機(jī)在yz平面能驅(qū)動(dòng)的角度為250°。

進(jìn)一步地，第一傳動(dòng)軸與第二傳動(dòng)軸之間設(shè)置有環(huán)狀轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述環(huán)狀轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括實(shí)心弧形條和空心弧形套筒，所述實(shí)心弧形條兩端插入空心弧形套筒兩端，所述俯仰電機(jī)設(shè)置在空心弧形套筒內(nèi)側(cè)同時(shí)與實(shí)心弧形條兩端連接。

俯仰電機(jī)動(dòng)作，施加驅(qū)動(dòng)力在實(shí)心弧形條兩端，實(shí)心弧形條在空心弧形套筒兩端之間滑動(dòng)，則能促使第一傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，第一傳動(dòng)軸與翻轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)第一固定裝置連接，所述第一固定裝置采用螺釘螺母。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本發(fā)明通過(guò)翻轉(zhuǎn)電機(jī)、俯仰電機(jī)、偏轉(zhuǎn)電機(jī)及其外圍部件，提供了一種結(jié)構(gòu)使得機(jī)械手腕在翻轉(zhuǎn)角度、俯仰角度、偏轉(zhuǎn)角度都得到了提升，增大機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)角度范圍，提升了機(jī)械手的靈活度。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明傳動(dòng)架與偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸下端接觸的表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明偏轉(zhuǎn)電機(jī)底部結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱：

1-翻轉(zhuǎn)軸前端，2-翻轉(zhuǎn)電機(jī)，3-第一固定裝置，4-第一傳動(dòng)軸，5-俯仰電機(jī)，6-第二傳動(dòng)軸，7-傳動(dòng)架，8-第一連接架，9-第二固定裝置，10-第三固定裝置，11-第二連接架，12-偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上端，13-翻轉(zhuǎn)軸后端，14-偏轉(zhuǎn)電機(jī)，15-法蘭，16-偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸下端。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1至圖3所示，采用直接驅(qū)動(dòng)方式的機(jī)械手腕，包括依次連接的翻轉(zhuǎn)電機(jī)2、第一傳動(dòng)軸4、俯仰電機(jī)5、第二傳動(dòng)軸6、傳動(dòng)架7，所述傳動(dòng)架7呈弓狀，第二傳動(dòng)軸6連接在傳動(dòng)架7凸起端的中部；還包括偏轉(zhuǎn)電機(jī)14，所述偏轉(zhuǎn)電機(jī)14設(shè)置在傳動(dòng)架7凹陷的內(nèi)側(cè)，并且偏轉(zhuǎn)電機(jī)14的偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上端12、偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸下端16分別連接在傳動(dòng)架7的上下兩端；還包括法蘭15，所述傳動(dòng)架7兩側(cè)均連接在法蘭15上；所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)2的翻轉(zhuǎn)軸包括翻轉(zhuǎn)軸前端1和翻轉(zhuǎn)軸后端13，所述翻轉(zhuǎn)軸前端1設(shè)置在翻轉(zhuǎn)電機(jī)2上，所述翻轉(zhuǎn)軸后端13穿過(guò)法蘭15并設(shè)置在法蘭15中部；所述偏轉(zhuǎn)電機(jī)14的一側(cè)設(shè)置有一個(gè)太陽(yáng)軸和一個(gè)行星軸，太陽(yáng)軸處于偏轉(zhuǎn)電機(jī)中部，行星軸設(shè)置在靠近偏轉(zhuǎn)電機(jī)14邊緣的位置，所述傳動(dòng)架7一端的內(nèi)側(cè)設(shè)置有一個(gè)太陽(yáng)孔和一個(gè)行星槽，所述太陽(yáng)軸放置在太陽(yáng)孔中，行星軸放置在行星槽中。

第一傳動(dòng)軸4與第二傳動(dòng)軸6之間設(shè)置有環(huán)狀轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述環(huán)狀轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括實(shí)心弧形條和空心弧形套筒，所述實(shí)心弧形條兩端插入空心弧形套筒兩端，所述俯仰電機(jī)5設(shè)置在空心弧形套筒內(nèi)側(cè)同時(shí)與實(shí)心弧形條兩端連接。

第一傳動(dòng)軸4與翻轉(zhuǎn)電機(jī)2通過(guò)第一固定裝置3連接，所述第一固定裝置3采用螺釘螺母。

翻轉(zhuǎn)軸前端1連接翻轉(zhuǎn)電機(jī)2端的另一端連接在機(jī)械手上，機(jī)械手是用于夾持物體的部件；翻轉(zhuǎn)電機(jī)2用于驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)軸前端1轉(zhuǎn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)軸前端1與翻轉(zhuǎn)軸后端13是同步轉(zhuǎn)動(dòng)的，其中翻轉(zhuǎn)軸前端1直接連接在翻轉(zhuǎn)電機(jī)2上，所以翻轉(zhuǎn)軸前端1屬于主動(dòng)部件，而翻轉(zhuǎn)軸后端13并沒(méi)有直接接觸翻轉(zhuǎn)電機(jī)2，因此翻轉(zhuǎn)軸后端13屬于從動(dòng)部件，在翻轉(zhuǎn)電機(jī)2動(dòng)作之后，翻轉(zhuǎn)軸前端1、翻轉(zhuǎn)軸后端13以及它們之間的部件均圍繞翻轉(zhuǎn)軸前端1與翻轉(zhuǎn)軸后端13所在軸線進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

偏轉(zhuǎn)電機(jī)14通過(guò)偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸設(shè)置在弓狀的傳動(dòng)架之間，偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸所在直線與翻轉(zhuǎn)軸所在直線垂直，偏轉(zhuǎn)電機(jī)14動(dòng)作，則驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)架7圍繞偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)所掃過(guò)的平面與翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面垂直；傳動(dòng)架7在偏轉(zhuǎn)電機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi)始偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)軸前端1、傳動(dòng)架7及其之間的部件也開(kāi)始圍繞偏轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。偏轉(zhuǎn)電機(jī)14動(dòng)作時(shí)，太陽(yáng)軸在太陽(yáng)孔中可以轉(zhuǎn)動(dòng)，行星軸在行星槽中滑動(dòng)，行星軸在行星槽中轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為250°。

俯仰電機(jī)5設(shè)置在第一傳動(dòng)軸4和第二傳動(dòng)軸6之間，第二傳動(dòng)軸6與俯仰電機(jī)5的位置是相對(duì)靜止的，第一傳動(dòng)軸4、翻轉(zhuǎn)軸前端1及其之間的部件相對(duì)于俯仰電機(jī)5是運(yùn)動(dòng)的，而且第一傳動(dòng)軸4、翻轉(zhuǎn)軸前端1及其之間的部件動(dòng)作所掃過(guò)的平面是垂直于翻轉(zhuǎn)軸前端1運(yùn)動(dòng)的平面以及傳動(dòng)架7所掃過(guò)的平面。

為表述清楚，將上述涉及的平面關(guān)系應(yīng)用到三維坐標(biāo)系進(jìn)行表述，設(shè)翻轉(zhuǎn)軸前端1與翻轉(zhuǎn)軸后端13所在軸線為三維坐標(biāo)系中的y軸，則翻轉(zhuǎn)軸前端1轉(zhuǎn)動(dòng)的平面則是xz平面，翻轉(zhuǎn)軸能在xz平面中轉(zhuǎn)動(dòng)300°；偏轉(zhuǎn)電機(jī)14轉(zhuǎn)軸的軸線則為z軸，傳動(dòng)架7所掃過(guò)的平面則為xy平面，傳動(dòng)架7在xy平面所掃過(guò)的角度為250°，俯仰電機(jī)5帶動(dòng)第一傳動(dòng)軸4、翻轉(zhuǎn)軸前端1及其之間的部件所動(dòng)作的平面為yz平面，俯仰電機(jī)5在x軸上，俯仰電機(jī)5在yz平面能驅(qū)動(dòng)的角度為250°。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。