五轴智能机械手

1.五轴智能机械手，包括机座、垂直运动机构、摆臂运动机构、水平运动机构、翻转运动机构和执行端旋转机构；其特征是：垂直运动机构载承于机架上，摆臂运动机构载承于垂直运动机构上，水平运动机构载承于摆臂运动机构上，翻转运动机构载承于水平运动机构上，执行端旋转机构载承于翻转运动机构上。
2.如权利要求1所述的五轴智能机械手，其特征是：垂直运动机构（2）由第一电机（21）、垂直丝杆（22）、垂直螺母（23）和导柱（24）构成；垂直丝杆（22）与垂直螺母（23）配合构成垂直螺母丝杆副；垂直螺母（23）在垂直方向运动的自由度被限制，第一电机（21）对垂直螺母（23）进行传动；垂直丝杆（22）与导柱（24）连接在一起，导柱（24）随垂直丝杆（22）作升降运动。
3.如权利要求1所述的五轴智能机械手，其特征是：摆臂运动机构（3）由第二电机（31）、减速器（32）和连接板（33）构成；第二电机（31）对减速器（32）进行传动，连接板（33）与减速器（32）的输出端连接在一起，连接板（33）随减速器（32）的输出端作旋转运动。
4.如权利要求2所述的五轴智能机械手，其特征是：摆臂运动机构（3）由第二电机（31）、减速器（32）和连接板（33）构成；第二电机（31）对减速器（32）进行传动，连接板（33）与减速器（32）的输出端连接在一起，连接板（33）随减速器（32）的输出端作旋转运动；第二电机（31）和减速器（32）安装在导柱（24）的内部，减速器（32）与导柱（24）固定在一起。
5.如权利要求1所述的五轴智能机械手，其特征是：水平运动机构（4）由第三电机（41）、水平丝杆（42）、水平螺母（43）、水平托架（44）和水平拖板（45）构成；水平拖板（45）与水平托架（44）之间通过导柱导套副进行导向；水平丝杆（42）与水平螺母（43）配合构成水平螺母丝杆副；第三电机（41）固定在水平托架（44）上，对水平丝杆（42）进行传动；水平螺母（43）与水平拖板（45）连接在一起。
6.如权利要求1所述的五轴智能机械手，其特征是：翻转运动机构（5）由第四电机（51）、翻转轴座（52）和吊板（53）构成；第四电机（51）固定在吊板（53）上，翻转轴座（52）安装在吊板（53）上；翻转轴座（52）可相对吊板（53）自转；翻转轴座（52）的自转中轴线在水平面内；第四电机（51）对翻转轴座（52）进行传动。
7.如权利要求1所述的五轴智能机械手，其特征是：执行端旋转机构（6）由第五电机（61）、执行端轴座（62）和执行臂（63）构成；第五电机（61）固定在执行臂（63）上，执行端轴座（62）安装在执行臂（63）上；执行端轴座（62）可相对执行臂（63）自转；第五电机（61）对执行端轴座（62）进行传动。

五轴智能机械手\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及自动化机械设备，特别涉及一种冲床智能机械手。\n背景技术\n[0002] 现在的冲床智能机械手，如申请日为2010年8月23日，专利号为201020501241.1的中国实用新型专利，其包括五个运动机构，分别是：水平运动机构、翻转运动机构、摆臂运动机构、执行端旋转运动机构和垂直运动机构。但是其技术方案中，是由摆臂运动机构作为其他4个机构的支撑机构，摆臂运动机构运动时必须带动其余4个机构运动。\n[0003] 由于摆臂运动机构承受着很大的重量，导致摆臂运动机构的转动惯量很大，水平面上的定位精度较差，但水平面的定位精度是机器的重要精度要求之一。针对此缺点，需要开发出新的产品。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型提供一种定位精度高、结构紧凑的智能机械手。\n[0005] 为达到上述目的，本实用新型采取以下的技术方案：\n[0006] 五轴智能机械手，包括机座、垂直运动机构、摆臂运动机构、水平运动机构、翻转运动机构和执行端旋转机构；特别地，垂直运动机构载承于机架上，摆臂运动机构载承于垂直运动机构上，水平运动机构载承于摆臂运动机构上，翻转运动机构载承于水平运动机构上，执行端旋转机构载承于翻转运动机构上。\n[0007] 生产的过程中，通常对执行端的垂直位置精度的要求较低，而对执行端在水平面上的定位精度以及执行端的旋转定位精度要求较高。本实用新型通过将垂直运动机构作为其他机构的最底层载承机构，可降低关键机构的重量，从而降低关键机构的运动惯量，提高其动作速度和精度，从而提升产品的性能、延长维护周期。\n[0008] 本实用新型通过合理配置各运动机构的位置，使得本机械手具有精度高、动作速度快、动作惯量小、维护周期长等优点。\n附图说明\n[0009] 图1是实施例的结构示意图。\n[0010] 附图标记说明：1-机座；2-垂直运动机构；3-摆臂运动机构；4-水平运动机构；\n5-翻转运动机构；6-执行端旋转机构；7-真空吸盘；21-第一电机；22-垂直丝杆；23-垂直螺母；24-导柱；31-第二电机；32-减速器；33-连接板；41-第三电机；42-水平丝杆；\n43-水平螺母；44-水平托架；45-水平拖板；51-第四电机；52-翻转轴座；53-吊板；61-第五电机；62-执行端轴座；63-执行臂。\n具体实施方式\n[0011] 下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步说明。\n[0012] 如图1所示，本实施例的五轴智能机械手包括：机座1、垂直运动机构2、摆臂运动机构3、水平运动机构4、翻转运动机构5和执行端旋转机构6。垂直运动机构2载承于机架\n1上，摆臂运动机构3载承于垂直运动机构上2，水平运动机构4载承于摆臂运动机构3上，翻转运动机构5载承于水平运动机构4上，执行端旋转机构6载承于翻转运动机构5上。其中：\n[0013] 垂直运动机构2由第一电机21、垂直丝杆22、垂直螺母23和导柱24构成。垂直丝杆22与垂直螺母23配合构成垂直螺母丝杆副；垂直螺母23在垂直方向运动的自由度被限制，第一电机21对垂直螺母23进行传动；垂直丝杆22与导柱24连接在一起，导柱24随垂直丝杆22作升降运动。\n[0014] 摆臂运动机构3由第二电机31、减速器32和连接板33构成。第二电机31对减速器32进行传动，连接板33与减速器32的输出端连接在一起，连接板33随减速器32的输出端作旋转运动。本实施例中，第二电机31和减速器32安装在导柱24的内部，减速器32与导柱24固定在一起。当第二电机31通电时，连接板33将相对导柱24旋转，此时安装于连接板33之上的水平运动机构4将可实现在水平面内转动。\n[0015] 水平运动机构4由第三电机41、水平丝杆42、水平螺母43、水平托架44和水平拖板45构成。水平拖板45与水平托架44之间通过导柱导套副进行导向；水平丝杆42与水平螺母43配合构成水平螺母丝杆副；第三电机41固定在水平托架44上，对水平丝杆42进行传动；水平螺母43与水平拖板45连接在一起。当第三电机41通电时，水平拖板45将在导柱导套副的导向下相对水平托架44运动，此时安装于水平拖板45上的翻转运动机构\n5将可实现在水平面内作直线运动。本实施例的水平托架44是安装固定在摆臂运动机构3的连接板33上的。\n[0016] 翻转运动机构5由第四电机51、翻转轴座52和吊板53构成。第四电机51固定在吊板53上，翻转轴座52安装在吊板53上；翻转轴座52可相对吊板53自转；翻转轴座52的自转中轴线在水平面内；第四电机51对翻转轴座52进行传动。吊板53安装固定在水平拖板45上。当第四电机51通电时，安装于翻转轴座52上的执行端旋转机构6将可实现在垂直面内的转动。\n[0017] 执行端旋转机构6由第五电机61、执行端轴座62和执行臂63构成。第五电机61固定在执行臂63上，执行端轴座62安装在执行臂63上；执行端轴座62可相对执行臂63自转；第五电机61对执行端轴座62进行传动。执行臂63安装固定在翻转轴座52上。当第五电机61通电时，安装于执行端轴座62上的执行装置将可实现旋转运动。本实施例的执行装置为真空吸盘7。根据需要，执行装置也可采用其他装置。\n[0018] 相对垂直运动机构2而言，摆臂运动机构3、水平运动机构4、翻转运动机构5和执行端旋转机构6的工作精度对生产更为重要。将摆臂运动机构3、水平运动机构4、翻转运动机构5和执行端旋转机构6布置在垂直运动机构2之上，并由垂直运动机构2承担其他机构的重量，即可有效提高机械手的工作精度。另外，本实施例中，各机构的结构都十分紧凑，可有效节约体积和成本。