三自由度机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械手，特别是涉及一种三自由度机械手。
【背景技术】
[0002]机械手也被称为自动手，其是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。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。
[0003]透水框架在航道整治工程中运用越来越广泛，数量也越来越大。但目前仍采用人工搬运、弯曲、焊接的方法。每架透水框架重达200斤，需4名工人才能搬运，移动、焊接均不方便，需要大量人力。人工焊接质量参差不齐，焊接效率低，在搬运抛投过程中容易脱焊散架，无法满足航道大建设大发展需要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种可取代人工搬运、焊接且成本低的三自由度机械手。
[0005]为了实现以上目的，本实用新型提供的一种三自由度机械手，包括竖直移动气缸，所述竖直移动气缸的伸缩端上安装有底座，所述底座顶面上通过滑轨滑动安装有滑座，所述底座两端分别设有用于防止所述滑座滑出所述底座的限位块，所述滑座侧面沿滑动方向设有齿条，所述底座侧面设有水平移动电机，所述水平移动电机的输出轴上安装有与所述齿条相配合的驱动齿轮，所述滑座内一端安装有旋转电机，所述滑座内另一端插装有转动杆，所述旋转电机的输出轴通过联轴器与所述转动杆的一端相连，所述转动杆的另一端伸出所述滑座并与手爪相连。通过竖直移动气缸驱动底座竖直上下移动，底座带动其上的滑座竖直上下移动，滑座再带动转动杆竖直上下移动，最后由转动杆带动手爪竖直上下移动，从而实现了手爪的竖直上下移动；同时，通过水平移动电机驱动滑座水平左右移动，滑座带动其内的转动杆水平左右移动，再由转动杆带动手爪水平左右移动，从而实现了手爪的水平左右移动；最后，通过旋转电机驱动转动杆360°回转，再由转动杆带动手爪360°回转，从而实现了手爪的360°回转；本结构可完全取代人工的搬运和焊接，且结构简单、成本低、操作方便。
[0006]在上述方案中，所述水平移动电机与齿条位于同侧，这样便于水平移动电机和齿条的布置和维护。
[0007]在上述方案中，所述竖直移动气缸竖直布置，所述底座、滑座和转动杆均水平布置。
[0008]在上述方案中，所述滑轨为方形滑轨，这样，滑座无法沿竖直方向与底座脱离。
[0009]在上述方案中，所述水平移动电机为步进电机，所述步进电机的输出轴通过减速器与所述驱动齿轮相连。通过加设的减速器使得运动更平稳。
[0010]在上述方案中，所述齿条为斜齿条，较之于直齿条，能够减小传动误差。
[0011]本实用新型与现有技术对比，充分显示其优越性在于:
[0012]1.通过竖直移动气缸驱动底座竖直上下移动，底座带动其上的滑座竖直上下移动，滑座再带动转动杆竖直上下移动，最后由转动杆带动手爪竖直上下移动，从而实现了手爪的竖直上下移动；同时，通过水平移动电机驱动滑座水平左右移动，滑座带动其内的转动杆水平左右移动，再由转动杆带动手爪水平左右移动，从而实现了手爪的水平左右移动；最后，通过旋转电机驱动转动杆360°回转，再由转动杆带动手爪360°回转，从而实现了手爪的360°回转；本结构可完全取代人工的搬运和焊接，且结构简单、成本低、操作方便；
[0013]2.通过将水平移动电机与齿条布置在同侧，这样便于水平移动电机和齿条的布置和维护；
[0014]3.通过将滑轨设计为方形滑轨，这样，滑座无法沿竖直方向与底座脱离；
[0015]4.通过加设的减速器使得运动更平稳；
[0016]5.通过将齿条设计为斜齿条，这样能减小传动误差。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图；
[0018]图2为驱动齿轮与齿条的位置关系结构示意图。
[0019]图中:转动杆I，手爪2，滑座3，旋转电机4，水平移动电机5，竖直移动气缸6，联轴器7，驱动齿轮8，齿条9，底座10，限位块11。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。
[0021]如图1所示:本实施例提供一种三自由度机械手，包括竖直移动气缸6，所述竖直移动气缸6的伸缩端上安装有底座10，所述底座10顶面上通过滑轨滑动安装有滑座3，所述底座10两端分别设有用于防止所述滑座3滑出所述底座10的限位块11，所述滑座3侧面沿滑动方向设有齿条9，所述底座10侧面设有水平移动电机5，所述水平移动电机5的输出轴上安装有与所述齿条9相配合的驱动齿轮8，所述滑座3内一端安装有旋转电机4，所述滑座3内另一端插装有转动杆1，所述旋转电机4的输出轴通过联轴器7与所述转动杆I的一端相连，所述转动杆I的另一端伸出所述滑座3并与手爪2相连。通过竖直移动气缸6驱动底座10竖直上下移动，底座10带动其上的滑座3竖直上下移动，滑座3再带动转动杆I竖直上下移动，最后由转动杆I带动手爪2竖直上下移动，从而实现了手爪2的竖直上下移动；同时，通过水平移动电机5驱动滑座3水平左右移动，滑座3带动其内的转动杆I水平左右移动，再由转动杆I带动手爪2水平左右移动，从而实现了手爪2的水平左右移动；最后，通过旋转电机4驱动转动杆1360°回转，再由转动杆I带动手爪2360°回转，从而实现了手爪2的360°回转；本结构可完全取代人工的搬运和焊接，且结构简单、成本低、操作方便。
[0022]上述水平移动电机5与齿条9位于同侧，这样便于水平移动电机5和齿条9的布置和维护。所述竖直移动气缸6竖直布置，所述底座10、滑座3和转动杆I均水平布置。所述滑轨为方形滑轨，这样，滑座3无法沿竖直方向与底座10脱离。所述水平移动电机5为步进电机，所述步进电机的输出轴通过5:1减速器与所述驱动齿轮8相连。通过加设的减速器使得运动更平稳。所述齿条9为斜齿条，较之于直齿条，能够减小传动误差。
[0023]本实用新型实际使用时:
[0024]当需要焊接透水框架时，机械手开始动作，首先竖直移动气缸6驱动整个装置上升到需要焊接的位置高度并锁住不动；然后通过水平移动电机5驱动齿轮齿条水平移动到需要焊接的水平位置；最后旋转电机4转动，使手爪2带动设备(如焊枪等)一起旋转，进行全方位、多角度的焊接操作即可。
[0025]本实用新型通过竖直移动气缸6驱动底座10竖直上下移动，底座10带动其上的滑座3竖直上下移动，滑座3再带动转动杆I竖直上下移动，最后由转动杆I带动手爪2竖直上下移动，从而实现了手爪2的竖直上下移动；同时，通过水平移动电机5驱动滑座3水平左右移动，滑座3带动其内的转动杆I水平左右移动，再由转动杆I带动手爪2水平左右移动，从而实现了手爪2的水平左右移动；最后，通过旋转电机4驱动转动杆1360°回转，再由转动杆I带动手爪2360°回转，从而实现了手爪2的360°回转；本结构可完全取代人工的搬运和焊接，且结构简单、成本低、操作方便；通过将水平移动电机5与齿条9布置在同侧，这样便于水平移动电机5和齿条9的布置和维护；通过将滑轨设计为方形滑轨，这样，滑座3无法沿竖直方向与底座10脱离；通过加设的减速器使得运动更平稳；通过将齿条9设计为斜齿条，这样能减小传动误差。
[0026]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种三自由度机械手，其特征在于:包括竖直移动气缸(6)，所述竖直移动气缸(6)的伸缩端上安装有底座(10)，所述底座(10)顶面上通过滑轨滑动安装有滑座(3)，所述底座(10)两端分别设有用于防止所述滑座(3)滑出所述底座(10)的限位块(11)，所述滑座(3)侧面沿滑动方向设有齿条(9)，所述底座(10)侧面设有水平移动电机(5)，所述水平移动电机(5)的输出轴上安装有与所述齿条(9)相配合的驱动齿轮(8)，所述滑座(3)内一端安装有旋转电机(4)，所述滑座(3)内另一端插装有转动杆(I)，所述旋转电机(4)的输出轴通过联轴器(7)与所述转动杆(I)的一端相连，所述转动杆(I)的另一端伸出所述滑座(3)并与手爪(2)相连。2.如权利要求1所述的三自由度机械手，其特征在于:所述水平移动电机(5)与齿条(9)位于同侧。3.如权利要求1所述的三自由度机械手，其特征在于:所述竖直移动气缸(6)竖直布置，所述底座(10)、滑座⑶和转动杆⑴均水平布置。4.如权利要求1所述的三自由度机械手，其特征在于:所述滑轨为方形滑轨。5.如权利要求1所述的三自由度机械手，其特征在于:所述水平移动电机(5)为步进电机，所述步进电机的输出轴通过减速器与所述驱动齿轮(8)相连。6.如权利要求1所述的三自由度机械手，其特征在于:所述齿条(9)为斜齿条。
【专利摘要】本实用新型公开了一种三自由度机械手，包括竖直移动气缸，所述竖直移动气缸的伸缩端上安装有底座，所述底座顶面上通过滑轨滑动安装有滑座，所述底座两端分别设有用于防止所述滑座滑出所述底座的限位块，所述滑座侧面沿滑动方向设有齿条，所述底座侧面设有水平移动电机，所述水平移动电机的输出轴上安装有与所述齿条相配合的驱动齿轮，所述滑座内一端安装有旋转电机，所述滑座内另一端插装有转动杆，所述旋转电机的输出轴通过联轴器与所述转动杆的一端相连，所述转动杆的另一端伸出所述滑座并与手爪相连。适用于航道整治。
【IPC分类】B25J9/00, B23K37/00
【公开号】CN204748611
【申请号】CN201520459381
【发明人】刘勇, 杨再常, 冯丛林, 曾威
【申请人】长江武汉航道工程局
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月30日