[实用新型]集成式的两自由度机械手及其控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，特别是涉及一种集成式的两自由度机械手及其控制系统。

背景技术

随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，以及中国制造2025的目标提出，工业机器人将被更广泛地应用在制造业的各个领域。

集成式的两自由度机械手是工业机器人的一个重要的组成部分，作为直接的执行部位，被大量的应用在自动插件、焊锡、点胶、贴片等实装技术领域。其本身的结构、重量、外形尺寸和精度对整个机器人的工作性能和技术性能有着直接的影响。目前已有的直线加旋转运动的机构普遍采用同步带、链条等转接件来实现原动件与从动件的运动传递，并且原动件与原动件、原动件与从动件的分布不在同一根轴线上，因此现有的直线加旋转的运动机构存在效率低、精度差、结构复杂、制造成本高的问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种集成式的两自由度机械手及其控制系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种集成式的两自由度机械手及其控制系统，其为一种直线加旋转运动机构，能够优化结构、改善性能、提高效率与精度，同时能够降低制造成本。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案如下：

一种集成式的两自由度机械手，所述两自由度机械手包括：

位于Z轴方向上的丝杆和花键，所述丝杆和花键水平设置，且丝杆和花键通过花键丝杆连接件固定连接；

设于丝杆下方的伺服电机；

设于花键周围的中空电机；

位于中空电机上的编码器，所述花键贯穿所述编码器；

固定板，包括相互垂直设置的底板和后侧板，所述伺服电机和中空电机固定安装于底板上，花键丝杆连接件滑动安装于所述后侧板上；

所述伺服电机旋转时，丝杆通过花键丝杆连接件带动花键在Z轴方向上运动，所述中空电机旋转时，花键在垂直于Z轴的平面内旋转运动。

作为本实用新型的进一步改进，所述伺服电机与丝杆之间固定有联轴器。

作为本实用新型的进一步改进，所述联轴器固定安装于伺服电机的转动轴上，联轴器的另一端与丝杆固定安装，联轴器外侧安装有联轴器外筒及联轴器盖板，所述联轴器外筒上还安装有用于与丝杆固定安装的轴承。

作为本实用新型的进一步改进，所述后侧板上设有与丝杆相对应的上硬限位和下硬限位。

作为本实用新型的进一步改进，所述后侧板上固定安装有沿Z轴方向的滑轨，所述花键丝杆连接件上固定安装有滑块，所述滑块在滑轨上沿Z轴方向上下运动。

作为本实用新型的进一步改进，所述中空电机包括中空电机定子、位于中空电机定子外侧的中空电机转子、以及位于中空电机转子外侧的永磁铁贴片。

作为本实用新型的进一步改进，所述后侧板上固定安装有与花键对应的上限位光电开关和下限位光电开关，花键丝杆连接件上固定安装有与上限位光电开关和下限位光电开关对应的光电开关挡块。

作为本实用新型的进一步改进，所述底板和后侧板上的连接处固定安装有若干加强筋。

相应地，一种集成式的两自由度机械手的控制系统，所述控制系统包括：计算机、与计算机相连的控制器、以及与控制器相连的第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器用于驱动伺服电机，第二驱动器用于驱动中空电机并接收编码器的位置反馈信息以保证中空电机的运动精度。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制器采用脉冲的方式驱动伺服，脉冲数量决定伺服电机和/或中空电机的转动圈数，脉冲频率决定伺服电机和/或中空电机的转动速度。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型利用中空电机和伺服电机来实现机构的直线位移加旋转运动，即可以实现直线位移及垂直位移方向的平面内的旋转运动，其传动精度高、体积小、结构简单，制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一具体实施例中集成式的两自由度机械手的剖视结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施例中集成式的两自由度机械手的立体结构示意图；

图3为本实用新型一具体实施例中集成式的两自由度机械手的控制系统模块示意图。

具体实施方式