[发明专利]一种新型五自由度机械手

说明书

本发明公开了一种新型五自由度机械手，包括底座、旋转部、第一连接部、第一轴臂、第二连接部、第二轴臂、第三连接部、第三轴臂及夹爪机构，底座设置于水平面上，旋转部设置于底座上；第一连接部设置于旋转部上；第一轴臂的下端可转动地连接于第一连接部上，第一轴臂的上端设有第二连接部；第二轴臂的一端可转动地连接在第二连接部上，第二轴臂的另一端设有第三连接部；第三轴臂的一端连接在第三连接部上，第三轴臂的另一端连接有夹爪机构。本发明结构简单，空间占用率低，自由度高，运动稳定性及精准度高。

技术领域

本发明涉及机械手领域，特别指一种新型五自由度机械手。

背景技术

机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。衡量机械手性能的最重要的一个参数是自由度，自由度越多表示机械手运动的范围及灵活性越好；机械手一般包括底座、轴臂及夹爪，夹爪通过轴臂连接于底座上，通过底座与轴臂，以及轴臂与夹爪之间的相对运动带动夹爪运动；运动动力部件一般为电机；传统的机械手底座一般直接固定于水平面上，电机装设于底座底部或侧部，电机占用底座较多空间，导致底座体积增大，且底座功能单一，仅具备支撑及带动轴臂整体旋转功能，限制了机械手的自由度；另外，对于传统的机械手，机械手臂是占用空间最大的结构部件，且作为轴臂运动驱动机构的电机一般设置于轴臂侧部；因此，针对机械手臂的结构改进以及电机安装位置的结构改进以及自由度的提高对于机械手的优化和发展具有较重要的意义；另外，传统的夹爪一般包括2个夹块及2个动力机构，两动力机构分别单独的驱动两夹块相对运动，完成夹紧或松开动作；该种结构设计复杂，成本较高；且由于分别对应两夹块采用两套独立的驱动机构，在实际工作过程中，对两套驱动机构的驱动同步性要求高，驱动不同步会直接导致两夹块相对运动出现偏差，影响夹块的运动精准性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单，空间占用率低，自由度高，运动稳定性及精准度高的新型五自由度机械手。

本发明采取的技术方案如下：一种新型五自由度机械手，包括底座、旋转部、第一连接部、第一轴臂、第二连接部、第二轴臂、第三连接部、第三轴臂及夹爪机构，其中，上述底座设置于水平面上，旋转部设置于底座上，并在水平面内旋转运动；上述第一连接部设置于旋转部上，并随旋转部旋转运动；上述第一轴臂的下端可转动地连接于第一连接部上，并经第一连接部驱动而旋转运动，第一轴臂的上端设有第二连接部；上述第二轴臂的一端可转动地连接在第二连接部上，并经第二连接部驱动而转动，第二轴臂的另一端设有第三连接部；上述第三轴臂的一端连接在第三连接部上，并经第三连接部驱动而旋转运动，第三轴臂的另一端连接有夹爪机构，第三轴臂驱动夹爪机构旋转运动，以便调整夹爪机构的夹取角度。

优选地，所述的底座包括第一支杆、第一支板、第二支杆及第二支板，其中，上述第一支杆包括至少二根，第一支杆沿第一支板的边沿方向间隔竖直连接于第一支板的下部，以便支撑第一支板；上述第二支杆包括至少二根，第二支杆的上端沿第二支板的边沿间隔竖直连接于第二支板的底部，第二支杆的下端固定于第一支板上，以便悬空支撑第二支板。

优选地，所述的旋转部包括旋转电机及旋转座，其中，上述旋转电机设置于上述第一支板与第二支板之间，并固定于第二支板的底部，旋转电机的输出轴穿过第二支板向上延伸；上述旋转座水平设置于第二支板的上方，旋转座的底部与上述旋转电机的输出轴连接固定，旋转电机驱动旋转座在水平面方向旋转运动。

优选地，所述的第一连接部包括第一支架、第二支架、第一电机及第二电机，其中，上述第一支架及第二支架平行间隔地设置于旋转座上，并沿竖直方向向上延伸；上述第一电机及第二电机分别固定设置于第一支架及第二支架的一侧，且第一电机及第二电机输出轴分别延伸至第一支架及第二支架的另一侧。