一种带挤压型材的四轴机械手的制作方法

1.本发明涉及机械手领域，具体涉及一种带挤压型材的四轴机械手。


背景技术：

2.现有机械手中机座、手臂、手腕等各主要部件往往都是用整块金属坯加工而来，利用加工中心加工整块金属虽然能加工出复杂形状的部件，但的也有很多问题。比如材料成本高、加工时间长，轻量化不足的缺点。


技术实现要素：

3.本发明要解决的问题在于提供一种带挤压型材的四轴机械手，根据机械的不同部件特性而分别选用挤出型材或铸件，保证部件性能的同时降低成本，让整体更加轻量化。
4.为解决上述问题，本发明提供一种带挤压型材的四轴机械手，为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种带挤压型材的四轴机械手，包括：机座，为横断面轮廓相同的挤压型材；手臂件，一端与机座实现轴连接，手臂件为横断面轮廓相同的挤压型材；手腕件，手臂件背离机座的一端与手腕件实现轴连接，手腕件为铸件，手腕件沿自身长度方向的两端具备圆弧板，手腕件具备向上的开口，开口的边沿轮廓为腰型孔状，开口上扣有罩壳，手腕件的内壁存在增加自身厚度的内凸部，内凸部内设有盲孔；手臂件的自身长度长于手臂件、机座的自身长度，机座的壁厚大于手臂件的壁厚。
6.采用上述技术方案的有益效果是：在主体结构部件的设计上，采用挤压模具型材和铸件，相比传统的铣刀加工，本技术方案降低材料用量、降低自重、减少工时。能综合系统刚度、系统精度、精度保持寿命、高防护等级。
7.机座、手臂件作为挤压型材，挤压制品的精度高，制品表面质量好，还提高了金属材料的利用率和成品率；挤压过程对金属的力学性能有良好的影响。工艺流程短，生产方便。因为机械手在使用时机座离产品较远，所以机座的形状限定不大，所以可以采用低成本的挤压型材，只要起到稳定的底部支撑即可，所以机座的壁厚较厚。
8.手臂件的延伸长度最长，所以适合作为挤压型材，挤压型材可以很方便得选择自身成品长度，可以任意选用机械手的臂长。
9.机械手在使用时手腕件离产品较近，所以不太适应用挤压型材，铸件能保证圆弧板、内凸部、盲孔的一体成型。铸件可以铸造高流动性的金属。罩壳则可以做得更复杂。盲孔方便罩壳与手腕件相互装配，罩壳与手腕件的扣合形式也便于检修。
10.作为本发明的进一步改进，手臂件的两端装配有端盖，手臂件的内壁具备沿自身长度方向延伸的c形槽，c形槽内壁的横断面轮廓为c字形，端盖穿有自攻钉，自攻钉穿过c形槽的端头。
11.采用上述技术方案的有益效果是：c形槽强化了手臂件抗弯性能，同时为端盖的自攻钉提供了装配位置。
12.作为本发明的更进一步改进，手臂件的内壁具备凸起的筋条，筋条的延伸方向与手臂件自身长度方向平行，手臂件的外壁具备褶皱纹，褶皱纹、筋条沿手臂件自身厚度方向的投影存在相交。
13.采用上述技术方案的有益效果是：筋条也强化了手臂件抗弯性能。褶皱纹提升了手臂件外壁局部的粗糙度，提升摩擦因数。
14.作为本发明的又进一步改进，c形槽为四条，筋条为两条，手臂件的内壁具备两条隔板，隔板将手臂件的内部分隔为两个侧部腔、一个中部腔，两个侧部腔镜像布置在中部腔两侧，c形槽、筋条均位于侧部腔内。
15.采用上述技术方案的有益效果是：隔板也进一步强化了手臂件的结构强度，同时分隔出的中部腔内没有c形槽、筋条。便于线路从中部腔中铺设，不受c形槽、筋条的钩挂影响。
16.作为本发明的又进一步改进，机座的端部装配有挡板，挡板上具备镂空洞。
17.采用上述技术方案的有益效果是：挤压型材的端头不易于一次加工出来，端头一般是开放的，所以借助挡板来密封，镂空洞也为走线让出空间。
18.作为本发明的又进一步改进，机座的底部具备向两侧水平延伸的凸边。
19.采用上述技术方案的有益效果是：凸边增加了机座的底部面积，让机座更稳定。
20.作为本发明的又进一步改进，机座、手臂件自身延伸方向均为水平方向，机座与手臂件通过竖向的第一转轴连接，手臂件与手腕件通过竖向的第二转轴连接；手腕件的圆弧板自身轴线为铅垂线，手腕件装配有加工轴，两个圆弧板的各自轴线分别与加工轴自身轴线、第二转轴自身轴线重合。
21.采用上述技术方案的有益效果是：交代了机械手的具体结构。具备圆弧板的手腕件其自身结构紧凑，不易与外物干涉。
22.作为本发明的又进一步改进，手臂件的底部具备一体延伸的凸块，手臂件顶部、手臂件底部、机座顶部均装配有挡块，凸块绕第二转轴的转动中与手臂件顶部的挡块存在干涉，手臂件底部的挡块绕第一转轴的转动中与机座顶部的挡块存在干涉。
23.采用上述技术方案的有益效果是：为各部件的转动提供了限位，旋转部件的转动自由度达不到360
°
，以免活动部件相撞。
24.作为本发明的又进一步改进，罩壳顶部与机座顶部之间连接有l形管，l形管的两端与罩壳、机座均回转连接，l形管由相互垂直的水平段、竖向段构成，水平段具备伸缩自由度。
25.采用上述技术方案的有益效果是：l形管提供了另一个路径，可以用来走线或者出入料。l形管完全起到跟随作用，不会影响机械手的动作。
26.作为本发明的又进一步改进，机座、手臂件、手腕件均为铝质，罩壳为塑料材质。
27.采用上述技术方案的有益效果是：铝的压铸与挤压技术都比较成熟，罩壳可以具备复杂的造型。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明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的介绍，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他的附图。
29.图1是本发明一种实施方式的主视图；
30.图2是本发明一种实施方式的a
‑
a剖视图；
31.图3是本发明一种实施方式的b
‑
b剖视图；
32.图4是本发明一种实施方式的手臂件的立体图；
33.图5是本发明一种实施方式的立体图；
34.图6是本发明一种实施方式的c处局部放大图；
35.图7是本发明一种实施方式的立体图；
36.图8是本发明一种实施方式的手腕件的立体图；
37.图9是本发明一种实施方式的手腕件的立体图。
[0038]1‑
机座；2
‑
手臂件；3
‑
手腕件；4
‑
罩壳；5
‑
端盖；6
‑
自攻钉；7
‑
褶皱纹；8
‑
c形槽；9
‑
隔板；10
‑
侧部腔；11
‑
中部腔；12
‑
凸边；13
‑
中空腔；14
‑
挡板；15
‑
镂空洞；16
‑
圆弧板；17
‑
内凸部；18
‑
盲孔；19
‑
孔洞；20
‑
凸块；21
‑
挡块；22
‑
加工轴；23
‑
l形管；24
‑
第一转轴；25
‑
第二转轴；26
‑
筋条。
具体实施方式
[0039]
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
[0040]
为了达到本发明的目的，一种带挤压型材的四轴机械手，包括：机座1，为横断面轮廓相同的挤压型材；手臂件2，一端与机座1实现轴连接，手臂件2为横断面轮廓相同的挤压型材；手腕件3，手臂件2背离机座1的一端与手腕件3实现轴连接，手腕件3为铸件，手腕件3沿自身长度方向的两端具备圆弧板16，手腕件3具备向上的开口，开口的边沿轮廓为腰型孔状，开口上扣有罩壳4，手腕件3的内壁存在增加自身厚度的内凸部17，内凸部17内设有盲孔18；手臂件2的自身长度长于手臂件2、机座1的自身长度，机座1的壁厚大于手臂件2的壁厚。
[0041]
采用上述技术方案的有益效果是：在主体结构部件的设计上，采用挤压模具型材和铸件，相比传统的铣刀加工，本技术方案降低材料用量、降低自重、减少工时。能综合系统刚度、系统精度、精度保持寿命、高防护等级。机座、手臂件作为挤压型材，挤压制品的精度高，制品表面质量好，还提高了金属材料的利用率和成品率；挤压过程对金属的力学性能有良好的影响。工艺流程短，生产方便。因为机械手在使用时机座离产品较远，所以机座的形状限定不大，所以可以采用低成本的挤压型材，只要起到稳定的底部支撑即可，所以机座的壁厚较厚。手臂件的延伸长度最长，所以适合作为挤压型材，挤压型材可以很方便得选择自身成品长度，可以任意选用机械手的臂长。机械手在使用时手腕件离产品较近，所以不太适应用挤压型材，铸件能保证圆弧板、内凸部、盲孔的一体成型。铸件可以铸造高流动性的金属。罩壳则可以做得更复杂。盲孔方便罩壳与手腕件相互装配，罩壳与手腕件的扣合形式也便于检修。
[0042]
在本发明的另一些实施方式中，如图3所示，手臂件2的两端装配有端盖5，手臂件2的内壁具备沿自身长度方向延伸的c形槽8，c形槽8内壁的横断面轮廓为c字形，端盖5穿有自攻钉6，自攻钉6穿过c形槽8的端头。
[0043]
采用上述技术方案的有益效果是：c形槽强化了手臂件抗弯性能，同时为端盖的自
攻钉提供了装配位置。
[0044]
在本发明的另一些实施方式中，如图3所示，手臂件2的内壁具备凸起的筋条26，筋条26的延伸方向与手臂件2自身长度方向平行，手臂件2的外壁具备褶皱纹7，褶皱纹7、筋条26沿手臂件2自身厚度方向的投影存在相交。
[0045]
采用上述技术方案的有益效果是：筋条也强化了手臂件抗弯性能。褶皱纹提升了手臂件外壁局部的粗糙度，提升摩擦因数。
[0046]
在本发明的另一些实施方式中，如图3所示，c形槽8为四条，筋条26为两条，手臂件2的内壁具备两条隔板9，隔板9将手臂件2的内部分隔为两个侧部腔10、一个中部腔11，两个侧部腔10镜像布置在中部腔11两侧，c形槽8、筋条26均位于侧部腔10内。
[0047]
采用上述技术方案的有益效果是：隔板也进一步强化了手臂件的结构强度，同时分隔出的中部腔内没有c形槽、筋条。便于线路从中部腔中铺设，不受c形槽、筋条的钩挂影响。
[0048]
在本发明的另一些实施方式中，机座1的端部装配有挡板14，挡板14上具备镂空洞15。
[0049]
采用上述技术方案的有益效果是：挤压型材的端头不易于一次加工出来，端头一般是开放的，所以借助挡板来密封，镂空洞也为走线让出空间。
[0050]
在本发明的另一些实施方式中，如图2所示，机座1的底部具备向两侧水平延伸的凸边20。
[0051]
采用上述技术方案的有益效果是：凸边增加了机座的底部面积，让机座更稳定。
[0052]
在本发明的另一些实施方式中，机座1、手臂件2自身延伸方向均为水平方向，机座1与手臂件2通过竖向的第一转轴24连接，手臂件2与手腕件3通过竖向的第二转轴25连接；手腕件3的圆弧板16自身轴线为铅垂线，手腕件3装配有加工轴22，两个圆弧板16的各自轴线分别与加工轴22自身轴线、第二转轴25自身轴线重合。
[0053]
采用上述技术方案的有益效果是：交代了机械手的具体结构。具备圆弧板的手腕件其自身结构紧凑，不易与外物干涉。
[0054]
在本发明的另一些实施方式中，手臂件2的底部具备一体延伸的凸块20，手臂件2顶部、手臂件2底部、机座1顶部均装配有挡块21，凸块20绕第二转轴25的转动中与手臂件2顶部的挡块21存在干涉，手臂件2底部的挡块21绕第一转轴24的转动中与机座1顶部的挡块21存在干涉。
[0055]
采用上述技术方案的有益效果是：为各部件的转动提供了限位，旋转部件的转动自由度达不到360
°
，以免活动部件相撞。
[0056]
在本发明的另一些实施方式中，罩壳4顶部与机座1顶部之间连接有l形管23，l形管23的两端与罩壳4、机座1均回转连接，l形管23由相互垂直的水平段、竖向段构成，水平段具备伸缩自由度。
[0057]
采用上述技术方案的有益效果是：l形管提供了另一个路径，可以用来走线或者出入料。l形管完全起到跟随作用，不会影响机械手的动作。
[0058]
在本发明的另一些实施方式中，机座1、手臂件2、手腕件3均为铝质，罩壳4为塑料材质。
[0059]
采用上述技术方案的有益效果是：铝的压铸与挤压技术都比较成熟，罩壳可以具
备复杂的造型。
[0060]
手腕件3由一体压铸模具铸造，它可以直接铸造内部结构，比如丝套、加热元件、高强度承载面。铸件抗拉强度可达415兆帕。压铸铝成型工艺先是压铸成型，之后粗抛光去合模余料，最后细抛光。
[0061]
手腕件3具备供加工轴22穿过的孔洞19。加工轴22具备绕自身轴线的转动自由度和沿自身轴向的直线自由度。
[0062]
机座1内具备中空腔13，机座1上仅有凸边12的下表面与地表接触。
[0063]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。