[发明专利]一种五自由度机械手

权利要求书

1.一种五自由度机械手，其特征在于包括关节组，以及依次相连的底座(1)、内立柱(2)、外立柱(3)，关节组有五个关节，其中：第一关节(4)作上下移动且根据五自由度机械手规格大小具有不同的移动行程，除第一关节(4)外其它四个关节均含有转动端以及与转动端转动平面相垂直的固定端；第一关节(4)的移动端与外立柱(3)的侧部相连；第二关节(9)的固定端固定在外立柱(3)的上部，其转动端和第三关节的固定端相连；第三关节的转动端和第四关节的固定端相连，第四关节的转动端和第五关节的固定端相连。

2.根据权利要求1所述的五自由度机械手，其特征在于第一、二关节均采用水平结构，以增大机械臂的刚度并且减小机械手的振动，第一关节(4)作垂直上下运动，第二关节(9)绕外立柱(3)作旋转运动。

3.根据权利要求1所述的五自由度机械手，其特征在于所述第一关节(4)包括伺服电机(18)、传动装置(19)、调节装置(20)，其中：伺服电机(18)固定在带轮减速箱(15)的外侧，该伺服电机通过传动装置(19)以及调节装置(20)的滚珠丝杠副带动第一关节(4)升降，该升降方向垂直于第二关节(9)的转动平面。

4.根据权利要求3所述的五自由度机械手，其特征在于所述的调节装置(20)包括滚珠丝杠副、螺母连接套、螺母上下护套以及轴承压帽，其中滚珠丝杠副的一端在带轮减速箱(15)内部与被动同步带轮连接，滚珠丝杠副通过与其相连的螺母连接套与第一关节(4)上部固连，螺母上下护套和轴承压帽在滚珠丝杠副外侧起到保护防尘作用，螺母上下护套可以伸缩。

5.根据权利要求1所述的五自由度机械手，其特征在于所述的第二关节(9)包括力矩电机(13)、传动装置、支撑装置和走线管(16)，其中：力矩电机(13)装在内立柱(2)上，该力矩电机通过传动装置带动第二关节(9)以及和它相连的第一关节(4)绕外立柱(3)旋转，走线管布置在带轮减速箱(15)的外侧。

6.根据权利要求5所述的五自由度机械手，其特征在于所述的传动装置设有顶盖(14)和带轮减速箱(15)，其中：顶盖(14)的一侧与外立柱(3)相连，顶盖(14)的另一侧连接带轮减速箱(15)；带轮减速箱(15)的外侧固定有第一关节(4)的伺服电机(18)，带轮减速箱(15)的内侧布置有第一关节(4)的传动装置(19)。

7.根据权利要求5所述的五自由度机械手，其特征在于所述的支撑装置设有两个气缸(23)及气缸连接板(21)，每个气缸(23)穿过第二关节(9)并通过气缸连接板(21)与外立柱(3)以气缸连接螺柱(22)固连，其中润滑油通过压配式注油杯(26)导入到输油管(27)中，在上铜套(24)和下铜套(25)循环，从而对第二关节(9)和外立柱(3)起到了润滑作用。

8.根据权利要求1所述的五自由度机械手，其特征在于所述的第一关节(4)、第二关节(9)和其他三个关节，其内部用于控制电机的相关线束通过拖链(17)和走线管(16)及内部的空心管状结构从内立柱(2)下端的孔导出。

9.根据权利要求1所述的五自由度机械手，其特征在于所述每一关节的伺服电机均由统一的数控系统进行控制。

10.根据权利要求1所述的五自由度机械手，其特征在于所述的数控系统(10)，其使用方法有示教编程和代码编程两种，分别通过交流伺服电机控制五个关节，其中：数控系统的输入装置有键盘式和示教器两种；除通过数控程序控制各交流伺服电机动作外，该数控系统的操作面板上还分别设有五个关节的手动控制按钮。