本发明涉及机器人技术领域,具体涉及一种机械手。
背景技术:
随着工业自动化的快速发展,机械手也得到快速发展和广泛应用。
现有的机械手往往结构复杂,重量大,且机械手上的驱动马达往往包括减速器,减速器靠齿轮等传动机构的配合实现马达的扭矩增大输出,由于减速器成本高、容易损坏、且减速器本身存在不可避免的机械误差,因此采用该马达的机械手具有成本高、寿命低、定位精度存在误差等问题。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明实施例提供一种机械手。
本发明第一方面提供一种机械手,所述机械手包括:多个驱动模块和线状物;每个所述驱动模块包括马达和外壳;所述马达包括定子和动子;所述马达为直驱马达;
所述多个驱动模块以串联和/或并联的方式固定连接;
至少部分所述线状物配合连接所述多个驱动模块。
在一个实施例中,所述每个驱动模块的内部形成连通的通道,且所述多个驱动模块之间的所述通道连通;
所述通道用于供所述线状物走线,以使得所述线状物在所述机械手的内部走线。
在一个实施例中,所述外壳包括壳本体和延伸部;
所述壳本体为筒状结构,围绕所述马达的外侧壁设置,且固定于所述定子或所述动子上;
所述壳本体的侧壁向外延伸形成所述延伸部;所述延伸部的端口作为所述驱动模块的连接接口。
在一个实施例中,所述马达沿轴向形成贯穿所述马达的马达中空部;
所述马达中空部、所述壳本体和所述延伸部之间形成连通的通道;
所述多个驱动模块的所述通道连通;所述通道用于供所述线状物走线,以使得所述线状物在所述机械手的内部走线。
在一个实施例中,所述马达中空部内沿所述轴向设置定子转接件;
所述定子转接件与所述定子固定连接;
所述定子转接件为筒状结构,以使得所述线状物在所述定子转接件的内部走线。
在一个实施例中,所述定子转接件的外壁与所述马达中空部的内壁之间存在空隙,归属于某个驱动模块的所述线状物经所述空隙引入所述某个驱动模块和/或从所述某个驱动模块引出。
在一个实施例中,所述定子转接件的至少一端设置定位板,所述定子转接件通过所述定位板固定于所述定子的端部;和/或
所述定子转接件的至少一端设置定位板,所述定子转接件通过所述定位板固定于所述定子的端部;所述定位板上设置定位件,所述定位件用于定位所述线状物;和/或
所述定子转接件为绝缘件或塑料件。
在一个实施例中,所述机械手还包括至少一个连接件;
至少部分相邻的两个所述驱动模块通过所述连接件固定连接,以使得所述机械手满足一定规格参数要求。
在一个实施例中,所述连接件包括贯穿所述连接件的连接中空部;
所述每个驱动模块的内部形成连通的通道;
所述连接中空部以及所述多个驱动模块的所述通道连通;所述连通的所述连接中空部和所述通道用于供所述线状物走线,以使得所述线状物在所述机械手的内部走线。
在一个实施例中,所述连接件为与所述外壳相配合的筒状结构,且所述连接件和所述外壳共同围合形成所述机械手的外壁。
在一个实施例中,所述线状物为整条;或
所述线状物为多段,所述多段线状物通过接口转接。
在一个实施例中,所述外壳沿轴向的至少一端与对应的所述马达的端部之间形成容置空间;
至少所述马达的控制器和/或制动件设置在所述容置空间内。
在一个实施例中,所述机械手为六轴机械手;所述六轴机械手包括六个所述驱动模块和两个连接件,所述六个驱动模块由基座开始依次为:第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块;所述两个连接件为第一连接件和第二连接件;所述第一连接件为直筒状;所述第二连接件为l形弯筒状;
所述驱动模块为第一驱动模块,所述定子为第一定子,所述动子为第一动子,所述外壳为第一外壳,所述连接接口为第一连接接口;
所述第一驱动模块的所述第一定子沿轴向的一端固定连接基座;所述第一外壳与所述第一动子固定连接,通过所述第一动子带动所述第一外壳旋转;所述第一连接接口与所述第二驱动模块的第二定子沿轴向的一端固定连接;
所述驱动模块为第二驱动模块,所述动子为第二动子,所述外壳为第二外壳,所述连接接口为第二连接接口;
所述第二驱动模块的所述第二外壳与所述第二动子固定连接,通过所述第二动子带动所述第二外壳旋转;所述第二连接接口固定连接所述第一连接件的第一端;
所述驱动模块为第三驱动模块,所述动子为第三动子,所述定子为第三定子,所述外壳为第三外壳,所述连接接口为第三连接接口;
所述第三驱动模块的所述第三动子沿轴向的一端固定连接所述第二连接件的第一端;所述第三外壳与所述第三定子固定连接;所述第三连接接口固定连接所述第一连接件的第二端;
所述驱动模块为第四驱动模块,所述定子为第四定子,所述外壳为第四外壳,所述连接接口为第四连接接口;
所述第四驱动模块的所述第四动子沿轴向的一端固定连接所述第五驱动模块的第五连接接口;所述第四外壳与所述第四定子固定连接;所述第四连接接口固定连接所述第二连接件的第二端;
所述驱动模块为第五驱动模块,所述动子为第五动子,所述外壳为第五外壳,所述连接接口为所述第五连接接口;
所述第五驱动模块的所述第五动子沿轴向的一端固定连接所述第六驱动模块的第六连接接口;所述第五外壳与所述第五定子固定连接;
所述驱动模块为第六驱动模块,所述动子为第六动子,所述外壳为第六外壳,所述连接接口为所述第六连接接口;
所述第六驱动模块的第六动子沿轴向的一端作为所述机械手的输出端;所述第六外壳与所述第六定子固定连接。
在一个实施例中,所述第一驱动模块沿竖直方向固定在基座上;所述第二驱动模块与所述第一驱动模块成垂直角度设置;所述第三驱动模块与所述第二驱动模块平行设置;所述第四驱动模块与所述第三驱动模块平行设置,且位于所述第三驱动模块更靠近所述第一驱动模块的一侧;所述第五驱动模块与所述第四驱动模块成垂直角度设置,且位于所述第四驱动模块更靠近所述第三驱动模块的一端;所述第六驱动模块与所述第五驱动模块成垂直角度设置。
通过采用直驱马达作为机械手的驱动单元,提高了机械手的控制精度;延长了机械手的使用寿命;降低了机械手的成本;降低了机械手运转过程中的噪音;提高了机械手的耐冲击性;和/或减小了机械手的发热;
另外,通过将机械手进行模块化设计,从而方便机械手的运输、组装、拆卸以及零部件的更换和维修;
另外,通过将线状物在机械手内部走线,使得机械手更加美观;另外,也可以减少线状物损坏的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例和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发明的一些实施例,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它的附图。
图1为本发明实施例提供的机械手的整体结构第一示意图;
图2为本发明实施例提供的机械手的爆炸结构第一示意图;
图3a为本发明实施例提供的机械手的第一驱动模块的整体结构第一示意图;图3b为本发明实施例提供的机械手的第一驱动模块的局部剖面第一示意图;图3c为本发明实施例提供的机械手的第一驱动模块和第二驱动模块的去掉局部外壳和连接件后的第一示意图;图3d为本发明实施例提供的机械手的第一驱动模块的爆炸结构第一示意图;图3e为本发明实施例提供的图3d中的局部a的放大示意图;
图4a为本发明实施例提供的机械手的第二驱动模块的整体结构第一示意图;图4b为本发明实施例提供的机械手的第二驱动模块的爆炸结构第一示意图;
图5a为本发明实施例提供的机械手的第三驱动模块的整体结构第一示意图;图5b为本发明实施例提供的机械手的第三驱动模块的爆炸结构第一示意图;
图6a为本发明实施例提供的机械手的第四驱动模块的整体结构第一示意图;图6b为本发明实施例提供的机械手的第四驱动模块的爆炸结构第一示意图;
图7a为本发明实施例提供的机械手的第五驱动模块的整体结构第一示意图;图7b为本发明实施例提供的机械手的第五驱动模块的爆炸结构第一示意图;
图8a为本发明实施例提供的机械手的第六驱动模块的整体结构第一示意图;图8b为本发明实施例提供的机械手的第六驱动模块的爆炸结构第一示意图;
图9a为本发明实施例提供的机械手的第一驱动模块的基于第一定子转接件的走线方式的第一示意图;图9b为本发明实施例提供的机械手的第一驱动模块的基于第一定子转接件的走线方式的第二示意图。
附图符号说明:10机械手、11第一驱动模块、12第二驱动模块、13第三驱动模块、14第四驱动模块、15第五驱动模块、16第六驱动模块、17基座、18线状物、111第一外壳、112第一马达、121第二外壳、122第二马达、131第三外壳、132第三马达、141第四外壳、142第四马达、151第五外壳、152第五马达、161第六外壳、162第六马达、163第一法兰盘、133第二法兰盘、181接口、182线缆、183气管、1121第一定子、1122第一动子、1123马达中空部、1124控制器、1125制动件、1126马达外壳、1111第一壳本体、1112第一端盖、1113第一延伸部、1221第二定子、1222第二动子、1211第二壳本体、1212第二端盖、1213第二延伸部、1321第三定子、1322第三动子、1311第三壳本体、1312第三端盖、1313第三延伸部、1421第四定子、1422第四动子、1411第四壳本体、1412第四端盖、1413第四延伸部、1521第五定子、1522第五动子、1511第五壳本体、1512第五端盖、1513第五延伸部、1621第六定子、1622第六动子、1611第六壳本体、1612第六端盖、1613第六延伸部、1811输入接口、1812输出接口、11111凸台、11131第一连接接口、12131第二连接接口、13131第三连接接口、14131第四连接接口、15131第五连接接口、16131第六连接接口、11231空隙。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的机械手,可以应用于机械手技术领域,通过采用直驱马达作为机械手的驱动单元,提高了机械手的控制精度;延长了机械手的使用寿命;降低了机械手的成本;降低了机械手运转过程中的噪音;提高了机械手的耐冲击性;和/或减小了机械手的发热;另外,通过将机械手进行模块化设计,方便机械手的运输、组装、拆卸以及零部件的更换和维修。
本发明实施例提供一种机械手,该机械手包括:多个驱动模块和线状物;每个驱动模块包括马达和外壳;马达包括定子和动子;马达为直驱马达;
多个驱动模块之间以串联和/或并联的方式固定连接;
至少部分线状物配合连接多个驱动模块。
在一个实施例中,可以从直接固定在基座上的驱动模块开始,将某个驱动模块的输出连接接口与下一个或者多个驱动模块的输入连接接口固定连接,从而实现多个驱动模块的串联和/或并联。
需要说明的是,上述固定连接可以多个驱动模块直接固定连接,或者通过居中件(比如:连接件)固定连接,后面实施例会有关于连接件的进一步详细说明。
需要说明的是,线状物可以但不限于是:线缆182和/或气管183(如图3c所示);其中,线缆可以但不限于是:通信线缆和/或电源线缆,具体的,通信线缆可以用于控制装置与各个驱动模块进行通信,电源线缆可以用于为马达的绕组或控制器等供电;气管可以用于连接供气装置和位于机械手末端的气动驱动末端执行器。不同的线缆需与各个驱动模块进行相应的配合连接,比如:当线缆为电源线时该配合连接为电连接,当线缆为通信线缆时该配合连接为通信连接。
根据上面实施例所述,至少部分线状物配合连接多个驱动模块,而部分线状物可能与末端执行器等部件配合连接,比如:当线状物为气管时,其直接与位于机械手末端的气动驱动末端执行器配合连接。
具体的,线状物可以为一整条或者是多段,本具体实施例不做限定,当为多段时,每段线状物的至少一端设置接口,该接口可以是输入接口和/或输出接口,相邻两段线状物的输入接口和输出接口转接,以将多段线状物连为一体。需要说明的是,不同的线状物通过输入接口和输出接口实现不同的转接,比如:当线状物为电源线缆时,上述转接为电连接;当线状物为气管时,上述转接为密封连接,以保证在连接处不漏气,从而将气体输送到末端执行器。
示例性的,如图4a所示,位于第二驱动模块12内的一段的线状物18的两端分别设置接口181,位于两端的接口181分别为输入接口1811和输出接口1812,其中,该线状物18的输入接口1811用于与位于第一驱动模块内的第一段线状物的输出接口转接,第二段的线状物18的输出接口1812用于与位于第三驱动模块内的第三段线状物的输入接口转接。
需要说明的是,直驱马达是指省去减速器的传动,而由马达的动子直接输出大的扭矩/力的马达。如申请号为:cn201610994572.5、cn201911179316.0等在先申请的专利,在上述各专利中的马达能直接实现大扭矩的输出,从而省去了减速器,因此可以称为直驱马达。
由于减速器存在不可避免的机械加工误差(从而影响定位精度);减速器的齿结构在彼此啮合过程中存在容易损坏,比如:某些谐波齿轮寿命10000小时左右,而直驱马达的轴承寿命可达一百万小时左右;成本高;齿结构啮合过程中噪声大;不耐冲击(由于齿轮本身属于精密结构部件,发生冲击时容易造成齿轮损坏)等问题。因此通过采用直驱马达作为机械手的驱动单元,提高了机械手的控制精度;延长了机械手的使用寿命;降低了机械手的成本;降低了机械手运转过程中的噪音;提高了机械手的耐冲击性;和/或减小了机械手的发热。
另外,通过将机械手进行模块化设计,方便机械手的运输、组装、拆卸以及零部件的更换和维修。
需要说明的是,机械手可以根据需要采用任意数量的驱动模块,通常机械手包括几个驱动模块,则被称为几轴机械手,比如:五轴机械手包括五个驱动模块、六轴机械手包括六个驱动模块。
需要说明的是,越靠近基座的驱动模块承受的负载越大,因此该驱动模块中包括的马达需要输出的扭矩越大,在各个马达内部结构相同的情况下,马达尺寸越大,输出的扭矩越大,则机械手可以承受的负载越大;除此之外,基于机械手的各个轴需要承受的负载,可以选择相应大小的马达作为驱动模块。
具体的,定子可以位于动子的内侧,也可以位于动子的外侧,本具体实施例不做限定,为方便理解,本具体实施以定子位于动子内侧为例进一步详细说明。
需要说明的是,机械手还包括控制装置(图中省略),各个驱动模块基于控制装置的指示进行相应的运动,从而实现机械手的运动,该控制装置可以位于机械手内和/或机械手外,本发明实施例省略相关的描述。
在一个实施例中,机械手的末端可以设置末端执行器(图中省略),该末端执行器可以但不限于是:夹爪或吸盘。进一步,在一个实施例中,可以在机械手的位于最末端的驱动模块的输出端设置第一法兰盘163(如图8b所示),将末端执行器固定在该第一法兰盘163上。
具体的,线状物可以在机械手内部、机械手外部、或者部分在机械手外部而部分在机械手内部走线。优选在机械手内部走线,使得机械手更加美观;另外,也可以减少线状物损坏的风险。
在一个实施例中,每个驱动模块的内部形成连通的通道,且多个驱动模块之间的通道连通,该通道用于供线状物走线,以使得线状物在机械手的内部走线。由于多个固定连接在一起的驱动模块的内部形成连通的通道,将线状物从该通道内走线,可以以实现线状物在机械手的内部走线。
需要说明的是,各个驱动模块的马达和外壳可以采用相同的结构,也可以采用不同的结构,但从节省加工成本、美观和控制等方面考虑,在一个优选实施例中,通常除马达大小外,各个驱动模块采用相同或近似的结构。下面以各个驱动模块采用相同或近似的结构为例,对其中一个驱动模块的结构进行说明。
在一个实施例中,外壳包括壳本体和延伸部;壳本体的侧壁向外突出形成延伸部;延伸部的端口作为驱动模块的连接接口,具体的,根据实际需要,该连接接口可以作为驱动模块的输入连接接口或输出连接接口。
外壳根据实际需要与定子或动子固定连接,当与动子固定连接时,通过动子可以带动外壳旋转。
壳本体为筒状结构,围绕马达的外侧壁设置。
具体的,该筒状结构需与马达的外侧壁的形状相对应,比如:圆形马达对应圆筒状的壳本体、矩形马达对应矩形筒状的壳本体。
具体的,壳本体可以包括设置在自由端的端盖或者不包括端盖,优选包括端盖,这样通过端盖可以起到对位于壳本体内部的马达等部件的保护作用。
其中,自由端是指壳本体沿轴向不需要与其它驱动模块或连接件等对接的一端。
在一个实施例中,马达沿轴向形成贯穿马达的马达中空部;马达中空部、壳本体和延伸部之间形成可供线状物走线的通道,以实现线状物在每个驱动模块的内部走线。
在一个实施例中,在马达的马达中空部内沿轴向设置定子转接件,定子转接件与定子固定连接,定子转接件为筒状结构,以使得线状物从定子转接件的内部走线,从而防止线状物直接和马达的定子或动子之间发生相互磨损,从而影响马达的性能。
在一个实施例中,定子转接件优选绝缘材料制成的绝缘件,这样当位于定子转接件内的线缆因发生磨损而漏电时,通过该绝缘件可以起到一定的绝缘保护的作用。
在一个实施例中,定子转接件优选塑料件。一方面,塑料件具有绝缘的性能;另一方面,某些塑料件的摩擦系数小,比如:聚四氟乙烯(ptfe)、聚甲醛(pom)材料制成的塑料件,可以减小线状物在该塑料件内的磨损;再者,塑料件通常质量较轻,因此可以减轻马达的重量,进而减轻整个机械手的重量。
在一个实施例中,定子转接件的外壁与马达中空部的内壁之间形成空隙,归属于该第一驱动模块的线状物经该空隙引入驱动模块和/或从驱动模块引出。
在一个实施例中,机械手还包括至少一个连接件;至少部分相邻的驱动模块通过连接件固定连接,使得机械手满足一定规格参数要求。
进一步,在一个实施例中,连接件包括贯穿连接件的连接中空部;根据上面实施例所述,每个驱动模块的内部形成连通的通道;因此连接中空部以及多个驱动模块的通道连通;连通的连接中空部和通道用于供线状物走线,以使得线状物在机械手的内部走线。
示例性的,如图1或2所示,该机械手10包括两个连接件,两个连接件分别为第一连接件21和第二连接件22,其中,第一连接件21为直筒状,而第二连接件为l形弯筒状。
需要说明的是,基于机械手的灵活空间度等可以预先对机械手的各个驱动模块及各驱动模块之间的方位和距离等预先进行设计,在某些情况下,当两个驱动模块直接连接后的规格参数不能满足设计要求时,可以采用增加连接件的方式,使得机械手满足一定规格参数的要求。
具体的,连接件可以为圆筒等各种形状,只要保证形成连接中空部,且连接件的两端接口与对接部件相配合,都属于本发明的保护范围;另外,每个连接件可以预制成一体或者通过多个部分拼接而成。
进一步,在一个实施例中,继续如图1或2所示,连接件21、22为与各个驱动模块11、12、13、14、15、16的外壳相配合的筒状结构,使得连接件和外壳共同围合形成机械手10的外壁,使得机械手整体更加美观;另外,无需再额外增设机械手外壳,减少了机械手的配件,减轻了机械手自身的负重。
通过采用本发明实施例所述的一个或者多个驱动模块,将一个或者多个驱动模块以串联和/或并联的方式直接或通过连接件等固定连接,可以组合形成任意的机械手。
为方便理解,下面举例对上述驱动模块的结构进行进一步详细的说明。
如图3a-3e所示,为某个机械手的第一驱动模块11的相关示意图,该驱动模块与基座17固定连接,因此可以称为第一驱动模块11。根据上面实施例所述,每个驱动模块包括马达和外壳,马达包括定子和动子,则该第一驱动模块11包括第一马达112和第一外壳111;第一马达112包括第一定子1121和第一动子1122。
第一外壳111包括第一壳本体1111和第一延伸部1113;第一壳本体1111的侧壁向外突出形成第一延伸部1113;第一延伸部1113的端口11131作为第一驱动模块11的第一连接接口11131。
具体的,第一壳本体1111和第一延伸部1113可以预制成一体或固定连接。
第一壳本体1111为筒状结构,围绕第一马达112的外侧壁设置。
进一步,在一个实施例中,第一壳本体1111包括设置在自由端的第一端盖1112,通过第一端盖1112可以起到对位于第一壳本体1111内的第一马达等结构的保护作用。
具体的,第一端盖1112和第一壳本体1111可以通过铆钉等固定连接;除此之外,也可以通过其它方式固定连接或预制成一体等。
第一外壳111与第一动子1122固定连接,通过第一动子1122带动第一外壳111旋转。
具体的,可以将第一动子1122沿轴向的至少一端与第一壳本体1111的对应部位固定连接,比如:如图3c所示,在第一壳本体1111内壁形成对应第一动子端部的凸台11111,将该凸台11111与第一动子1122的端部固定连接,进一步,在一个实施例中,如图3b所示,上述第一动子的外部还可以设置马达外壳1126,马达外壳1126可以作为居中件与第一动子1122的端部固定连接,上述凸台可以通过与马达外壳的端部固定连接实现与第一动子1122的端部固定连接;或者当第一动子1122位于第一定子1121的外侧时,将第一马达112的外侧壁与第一壳本体1111的内侧壁固定连接,本具体实施例不做限定。
在一个实施例中,第一外壳111与对应的第一马达112的端部之间形成容置空间,可以将第一马达112的控制器、制动件等设置于该容置空间内,除此之外,当线状物为多段时,也可以将相邻两段的线状物的输入接口和输入接口在此容置空间内转接。
如图3b所示,示例性的,可以将制动件1125固定于第一定子1121对应基座的一端,将控制器1124通过支撑柱固定于第一定子1121的另一端,比如,控制器1124可以形成于一个或者多个电路板上,将一个或者多个电路板通过支架与定子固定,并容置在该容置空间内。需要说明的是,上述控制器可以指马达的控制器、驱动器或者驱动控制器(即驱动器和控制器)等,为方便理解,统称控制器;其中,制动件,用于对马达进行刹车控制。
在一个实施例中,第一马达112沿轴向形成贯穿第一马达112的马达中空部1123;示例性的,如图3b所示,可以在第一定子的中心沿轴向形成马达中空部1123。
马达中空部1123、第一壳本体1111和第一延伸部1113之间形成可供线状物18走线的通道,该通道与相邻的驱动模块的通道和/或连接件的连接中空部相连通,从而形成一个整体连通的通道,以实现线状物18在机械手的内部走线。进一步,在一个实施例中,为形成通道,第一壳本体1111和第一延伸部1113可以为一个预制成型的三通件1113(如图3d所示),在三通件1113对应马达的自由端可设置端盖1112。
示例性的,如图3c所示,在第一驱动模块11内,线状物18从第一壳本体1111的一端,经马达中空部到达第一壳本体1111的另一端,再经延伸部1113进入第二驱动模块12,以实现线状物18在第一驱动模块11的内部走线。
继续如图3c-3e所示,在一个实施例中,在第一马达112的马达中空部内沿轴向设置第一定子转接件11211,第一定子转接件11211与第一定子1121固定连接,第一定子转接件11211为筒状结构,以使得线状物18从第一定子转接件11211的内部走线。
示例性的,如图9a所示,当线缆182由基座引入第一驱动模块11后,与控制器1124的输入接口配合连接,然后与控制器1124的输出接口配合连接的线缆182与其它线状物18一起从第一定子转接件11211的内部走线,再经马达壳本体的另一端和连接件引出到下一模块。
继续如图3e所示,在一个实施例中,第一定子转接件11211的外壁与马达中空部1123的内壁之间存在空隙11231,归属于该第一驱动模块的线状物18经该空隙11231引入第一驱动模块11和/或从第一驱动模块11引出。
示例性的,如图9b所示,当线状物18由基座引入第一驱动模块11后,归属于第一驱动模块11的线缆182经第一定子转接件11211的外壁与马达中空部1123的内壁之间的空隙11231与控制器1124的输入接口配合连接,然后与控制器1124的输出接口配合连接的线缆182再经空隙11231回到第一定子转接件11211的内部,与其它线状物18一起从第一定子转接件11211的内部走线。
继续如图3e所示,在一个实施例中,第一定子转接件11211的至少一端可以设置定位板f1,定位板f1上设置定位件f11,定位件f11用于定位线状物18,防止在机械手运动的过程中线状物18发生移位,从而造成线状物的磨损,具体的,定位件f11可以为线夹f11,线夹f11一端固定于定位板f1上,线状物18从线夹f11的中心通孔穿过,从而完成线状物18的固定。
进一步,在一个实施例中,第一定子转接件11211可以通过定位板f1直接固定于第一定子1121端部,或者将定位板f1通过居中件固定于第一定子1121上,比如:如图9a或9b所示,定位板f1可以通过制动件1125与第一定子1121固定连接。
通过采用第一定子转接件,线状物的主线部分在第一定子转接件的内部走线,而每个驱动模块对应的线状物通过第一定子转接件的外壁进行分流,从而使得线状物的走线更加整齐、美观、明晰。
如图1或2所示,为方便理解,本具体实施例进一步以六轴串联机械手为例对上述机械手进一步详细说明,则六轴机械手包括六个驱动模块,六个驱动模块以串联的方式连接在一起,六个驱动模块按照逐渐远离机械手10的基座17的方向依次包括:第一驱动模块11、第二驱动模块12、第三驱动模块13、第四驱动模块14、第五驱动模块15和第六驱动模块16;除此之外,机械手还包括两个连接件,分别为第一连接件21、第二连接件22,其中,第一连接件21为直筒状,第二连接件22为l形弯筒状。
需要说明的是,上述各个驱动模块可以根据灵活空间度的需要设计成任意的结构排布方式,如图1或2所示,在一个实施例中,第一驱动模块11沿竖直方向固定在基座17上;第二驱动模块12与第一驱动模块11成垂直角度设置;第三驱动模块13与第二驱动模块12平行设置;第四驱动模块14与第三驱动模块13平行设置,且位于第三驱动模块13更靠近第一驱动模块11的一侧;第五驱动模块15与第四驱动模块14成垂直角度设置,且位于第四驱动模块14更靠近第三驱动模块13一端;第六驱动模块16与第五驱动模块15成垂直角度设置。
如图3a-3d所示,为第一驱动模块的相关示意图。第一驱动模块11包括第一马达112和第一外壳111;第一马达112包括第一定子1121和第一动子1122。
第一外壳111包括第一壳本体1111和第一延伸部1113;第一壳本体1111的侧壁向外突出形成第一延伸部1113;第一延伸部1113的端口11131作为第一驱动模块11的第一连接接口11131。
第一外壳111与第一动子1122固定连接,通过第一动子1122带动第一外壳111旋转。
如图2所示,第一连接接口11131作为第一驱动模块11的输出端,与第二驱动模块12的第二定子的一端固定连接。
在一个实施例中,第一壳本体1111包括沿轴向的自由端设置的第一端盖1112。
在一个实施例中,第一马达沿轴向形成贯穿马达的马达中空部1123;马达中空部1123、第一壳本体1111和第一延伸部1113之间形成可供线状物18走线的通道。
在一个实施例中,在第一马达112的马达中空部内沿轴向设置第一定子转接件11211。
进一步,在一个实施例中,第一定子转接件11211的外壁与马达中空部1123的内壁之间存在空隙,归属于第一驱动模块11的线状物经空隙引入第一驱动模块11和/或引出第一驱动模块11。
如图4a或4b所示,为第二驱动模块12的相关示意图。根据上面实施例所述,每个驱动模块包括马达和外壳,马达包括定子和动子,则该第二驱动模块12包括第二马达122和第二外壳121;第二马达122包括第二定子(图未示意出)和第二动子1222。
在一个实施例中,第二外壳121包括第二壳本体1211和第二延伸部1213;第二壳本体的侧壁向外突出形成第二延伸部1213;第二延伸部的端口作为第二驱动模块12的第二连接接口12131。
第二壳本体1211为筒状结构,围绕第二马达122的外侧壁设置。
第二外壳121与第二动子1222固定连接,通过第二动子1222带动第二外壳121旋转。
如图2所示,第二定子沿轴向的一端作为第二驱动模块12的输入端,固定连接第一驱动模块11的第一连接接口11131;第二连接接口12131作为第二驱动模块12的输出端,固定连接第一连接件21的第一端。
在一个实施例中,第二壳本体1211包括沿轴向的自由端设置的第二端盖1212。
在一个实施例中,第二马达122沿轴向形成贯穿第二马达122的马达中空部;马达中空部、第二壳本体1211和第二延伸部1213之间形成可供线状物18走线的通道。
在一个实施例中,在第二马达122的马达中空部内沿轴向设置第二定子转接件12211。
在一个实施例中,第二定子转接件12211的外壁与马达中空部的内壁之间存在空隙,归属于第二驱动模块12的线状物经空隙引入第二驱动模块12和/或引出第二驱动模块12。
如图5a或5b所示,为第三驱动模块13的相关示意图。根据上面实施例所述,每个驱动模块包括马达和外壳,马达包括定子和动子,则该第三驱动模块13包括第三马达132和第三外壳131;第三马达132包括第三定子1321和第三动子1322。
第三外壳131包括第三壳本体1311和第三延伸部1313;第三壳本体的侧壁向外突出形成第三延伸部1313;第三延伸部的端口作为第三驱动模块13的第三连接接口13131。
第三壳本体1311为筒状结构,围绕第三马达132的外侧壁设置。
第三外壳131与第三定子1321固定连接。示例性的,由于第三定子1312的一端固定连接制动件,可以通过制动件与第三外壳固定连接,在一个实施例中,同样可以在第三壳本体与制动件的对应端形成凸台,通过该凸台与制动件固定连接,进而与第三定子固定连接,具体的,可以参见第一外壳111与第一动子1122的固定连接方式,在此不再赘述。
如图2所示,第三连接接口13131作为第三驱动模块13的输入端,固定连接第一连接件21的第二端;第三动子1322沿轴向的一端作为第三驱动模块13的输出端,固定连接第二连接件22的第一端。示例性的,如图5a或5b所示,第三动子1322沿轴向的一端可以通过第二法兰盘133与第二连接件22的第一端固定连接。
在一个实施例中,第三壳本体1311包括沿轴向的自由端设置的第三端盖1312。
在一个实施例中,第三马达132沿轴向形成贯穿第三马达的马达中空部;马达中空部、第三壳本体1311和第三延伸部1313之间形成可供线状物18走线的通道。
在一个实施例中,在第三马达132的马达中空部内沿轴向设置第三定子转接件13211。
进一步,在一个实施例中,第三定子转接件13211的外壁与马达中空部的内壁之间存在空隙,归属于第三驱动模块13的线状物经空隙引入第三驱动模块13和/或引出第三驱动模块13。
如图6a或6b所示,为第四驱动模块14的相关示意图。根据上面实施例所述,每个驱动模块包括马达和外壳,马达包括定子和动子,则该第四驱动模块14包括第四马达142和第四外壳141;第四马达142包括第四定子1421和第四动子1422。
第四外壳141包括第四壳本体1411和第四延伸部1413;第四壳本体的侧壁向外突出形成第四延伸部;第四延伸部1413的端口作为第四驱动模块14的第四连接接口14131。
第四壳本体1411为筒状结构,围绕第四马达142的外侧壁设置。
第四外壳141与第四定子1421固定连接。
如图2所示,第四连接接口14131作为所述第四驱动模块14的输入端,固定连接第二连接件22的第二端;第四动子1422沿轴向的一端作为第四驱动模块14的输出端,固定连接第五驱动模块15的第五连接接口。
在一个实施例中,第四壳本体1411包括沿轴向的自由端设置的第四端盖1412。
在一个实施例中,第四马达142沿轴向形成贯穿第四马达的马达中空部;马达中空部、第四壳本体1411和第四延伸部1413之间形成可供线状物18走线的通道。
在一个实施例中,在第四马达142的马达中空部内沿轴向设置第四定子转接件14211。
进一步,在一个实施例中,第四定子转接件14211的外壁与马达中空部的内壁之间存在空隙,归属于第四驱动模块14的线状物经空隙引入第四驱动模块14和/或引出第四驱动模块14。
如图7a或7b所示,为第五驱动模块15的相关示意图。根据上面实施例所述,每个驱动模块包括马达和外壳,马达包括定子和动子,则该第五驱动模块15包括第五马达152和第五外壳151;第五马达152包括第五定子1521和第五动子1522。
第五外壳151包括第五壳本体1511和第五延伸部1513;第五壳本体1511的侧壁向外突出形成第五延伸部1513;第五延伸部1513的端口作为第五驱动模块15的第五连接接口15131。
第五壳本体1511为筒状结构,围绕第五马达152的外侧壁设置。
第五外壳152与第五定子1521固定连接。
如图2所示,第五连接接口15131作为第五驱动模块15的输入端,固定连接第四驱动模块14的第四动子的一端;第五动子1522沿轴向的一端作为所述第五驱动模块15的输出端,固定连接第六驱动模块16的第六连接接口。
在一个实施例中,第五壳本体1511包括沿轴向的自由端设置的第六端盖1512。
在一个实施例中,第五马达152沿轴向形成贯穿第五马达的马达中空部;马达中空部、第三壳本体1511和第五延伸部1513之间形成可供线状物18走线的通道。
在一个实施例中,在第五马达152的马达中空部内沿轴向设置第五定子转接件15211。
进一步,在一个实施例中,第五定子转接件15211的外壁与马达中空部的内壁之间存在空隙,归属于第五驱动模块15的线状物经空隙引入第五驱动模块15和/或引出第五驱动模块15。
如图8a或8b所示,为第六驱动模块16的相关示意图。根据上面实施例所述,每个驱动模块包括马达和外壳,马达包括定子和动子,则该第六驱动模块16包括第六马达162和第六外壳161;第六马达162包括第六定子1621和第六动子1622。
第六外壳161包括第六壳本体1611和第六延伸部1613;第六壳本体1611的侧壁向外突出形成第六延伸部1613;第六延伸部1613的端口作为第六驱动模块16的第六连接接口16131。
第六壳本体1611为筒状结构,围绕第六马达162的外侧壁设置。
第六外壳161与第六定子1621固定连接。
如图2所示,第六连接接口16131作为第六驱动模块16的输入端,固定连接第五驱动模块15的第五动子的一端。
第六动子1622沿轴向的一端作为机械手的输出端。在一个实施例中,可以在第六动子的一端设置第一法兰盘163,通过第一法兰盘163可以固定末端执行器。
在一个实施例中,第六壳本体1611包括沿轴向的自由端设置的第六端盖1612。
在一个实施例中,第六马达162沿轴向形成贯穿第六马达的马达中空部;马达中空部、第六壳本体1611和第六延伸部1613之间形成可供线状物18走线的通道。
在一个实施例中,在马达中空部内沿轴向设置第六定子转接件16211。
进一步,在一个实施例中,第六定子转接件16211的外壁与马达中空部的内壁之间存在空隙,归属于第六驱动模块16的线状物经空隙引入第六驱动模块16和/或引出第六驱动模块16。
有关本实施例中六轴机械手的第一驱动模块11、第二驱动模块12、第三驱动模块13、第四驱动模块14、第五驱动模块15、第六驱动模块16、第一连接件21和第二连接件22的其它相关描述可以参见前面实施例中有关第一驱动模块11的连接件的详细描述,在此不再赘述。
当元件被表述“设置在”另一个元件上,它可以固定于另一个元件上,或者相对另一个元件可活动的连接。当一个元件被表述“固定于”“固定连接”另一个元件,它可以直接固定在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书使用的术语“垂直的”、“竖直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
本领域技术人员可以理解,说明书附图中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的示意图,并不构成对本申请方案所应用于其上的机械手、驱动模块等的限定,具体的机械手、驱动模块等可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施方式的目的,不是用于限制本发明。
本文术语中“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如:a和/或b,可以表示单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明的权利要求书和说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等(如果存在)是用来区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如:包括了一系列步骤或者模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或者模块,而是包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其它步骤或模块。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
需要说明的是,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的结构和模块并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明实施例所提供的机械手进行了详细介绍,但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员,依据本发明的思想,在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种机械手,其特征在于,所述机械手包括:多个驱动模块和线状物;每个所述驱动模块包括马达和外壳;所述马达包括定子和动子;所述马达为直驱马达;
所述多个驱动模块以串联和/或并联的方式固定连接;
至少部分所述线状物配合连接所述多个驱动模块。
2.根据权利要求1所述的机械手,其特征在于,所述每个驱动模块的内部形成连通的通道,且所述多个驱动模块之间的所述通道连通;
所述通道用于供所述线状物走线,以使得所述线状物在所述机械手的内部走线。
3.根据权利要求1所述的机械手,其特征在于,所述外壳包括壳本体和延伸部;
所述壳本体为筒状结构,围绕所述马达的外侧壁设置,且固定于所述定子或所述动子上;
所述壳本体的侧壁向外延伸形成所述延伸部;所述延伸部的端口作为所述驱动模块的连接接口。
4.根据权利要求3所述的机械手,其特征在于,所述马达沿轴向形成贯穿所述马达的马达中空部;
所述马达中空部、所述壳本体和所述延伸部之间形成连通的通道;
所述多个驱动模块的所述通道连通;所述通道用于供所述线状物走线,以使得所述线状物在所述机械手的内部走线。
5.根据权利要求4所述的机械手,其特征在于,所述马达中空部内沿所述轴向设置定子转接件;
所述定子转接件与所述定子固定连接;
所述定子转接件为筒状结构,以使得所述线状物在所述定子转接件的内部走线。
6.根据权利要求5所述的机械手,其特征在于,所述定子转接件的外壁与所述马达中空部的内壁之间存在空隙,归属于某个驱动模块的所述线状物经所述空隙引入所述某个驱动模块和/或从所述某个驱动模块引出。
7.根据权利要求5或6所述的机械手,其特征在于,所述定子转接件的至少一端设置定位板,所述定子转接件通过所述定位板固定于所述定子的端部;和/或
所述定子转接件的至少一端设置定位板,所述定子转接件通过所述定位板固定于所述定子的端部;所述定位板上设置定位件,所述定位件用于定位所述线状物;和/或
所述定子转接件为绝缘件或塑料件。
8.根据权利要求1-6任一项所述的机械手,其特征在于,所述机械手还包括至少一个连接件;
至少部分相邻的两个所述驱动模块通过所述连接件固定连接,以使得所述机械手满足一定规格参数要求。
9.根据权利要求8所述的机械手,其特征在于,所述连接件包括贯穿所述连接件的连接中空部;
所述每个驱动模块的内部形成连通的通道;
所述连接中空部以及所述多个驱动模块的所述通道连通;所述连通的所述连接中空部和所述通道用于供所述线状物走线,以使得所述线状物在所述机械手的内部走线。
10.根据权利要求8所述的机械手,其特征在于,所述连接件为与所述外壳相配合的筒状结构,且所述连接件和所述外壳共同围合形成所述机械手的外壁。
11.根据权利要求1-6任一项所述的机械手,其特征在于,所述线状物为整条;或所述线状物为多段,所述多段线状物通过接口转接。
12.根据权利要求1-6任一项所述的机械手,其特征在于,所述外壳沿轴向的至少一端与对应的所述马达的端部之间形成容置空间;
至少所述马达的控制器和/或制动件设置在所述容置空间内。
13.根据权利要求3-6任一项所述的机械手,其特征在于,所述机械手为六轴机械手;所述六轴机械手包括六个所述驱动模块和两个连接件,所述六个驱动模块由基座开始依次为:第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块;所述两个连接件为第一连接件和第二连接件;所述第一连接件为直筒状;所述第二连接件为l形弯筒状;
所述驱动模块为第一驱动模块,所述定子为第一定子,所述动子为第一动子,所述外壳为第一外壳,所述连接接口为第一连接接口;
所述第一驱动模块的所述第一定子沿轴向的一端固定连接基座;所述第一外壳与所述第一动子固定连接,通过所述第一动子带动所述第一外壳旋转;所述第一连接接口与所述第二驱动模块的第二定子沿轴向的一端固定连接;
所述驱动模块为第二驱动模块,所述动子为第二动子,所述外壳为第二外壳,所述连接接口为第二连接接口;
所述第二驱动模块的所述第二外壳与所述第二动子固定连接,通过所述第二动子带动所述第二外壳旋转;所述第二连接接口固定连接所述第一连接件的第一端;
所述驱动模块为第三驱动模块,所述动子为第三动子,所述定子为第三定子,所述外壳为第三外壳,所述连接接口为第三连接接口;
所述第三驱动模块的所述第三动子沿轴向的一端固定连接所述第二连接件的第一端;所述第三外壳与所述第三定子固定连接;所述第三连接接口固定连接所述第一连接件的第二端;
所述驱动模块为第四驱动模块,所述定子为第四定子,所述外壳为第四外壳,所述连接接口为第四连接接口;
所述第四驱动模块的所述第四动子沿轴向的一端固定连接所述第五驱动模块的第五连接接口;所述第四外壳与所述第四定子固定连接;所述第四连接接口固定连接所述第二连接件的第二端;
所述驱动模块为第五驱动模块,所述动子为第五动子,所述外壳为第五外壳,所述连接接口为所述第五连接接口;
所述第五驱动模块的所述第五动子沿轴向的一端固定连接所述第六驱动模块的第六连接接口;所述第五外壳与所述第五定子固定连接;
所述驱动模块为第六驱动模块,所述动子为第六动子,所述外壳为第六外壳,所述连接接口为所述第六连接接口;
所述第六驱动模块的第六动子沿轴向的一端作为所述机械手的输出端;所述第六外壳与所述第六定子固定连接。
14.根据权利要求13所述的机械手,其特征在于,所述第一驱动模块沿竖直方向固定在基座上;所述第二驱动模块与所述第一驱动模块成垂直角度设置;所述第三驱动模块与所述第二驱动模块平行设置;所述第四驱动模块与所述第三驱动模块平行设置,且位于所述第三驱动模块更靠近所述第一驱动模块的一侧;所述第五驱动模块与所述第四驱动模块成垂直角度设置,且位于所述第四驱动模块更靠近所述第三驱动模块的一端;所述第六驱动模块与所述第五驱动模块成垂直角度设置。
技术总结