[实用新型]一种集成式的两自由度机械手及其控制系统

权利要求书

1.一种集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述两自由度机械手包括：

位于Z轴方向上的滚珠丝杆与滚珠花键，所述滚珠花键为可同时进行直线运动和旋转运动的外筒旋转式滚珠花键；

设于所述滚珠丝杆上的上中空电机；

设于所述滚珠花键上的下中空电机；

连接所述滚珠丝杆与滚珠花键的丝杆花键连接件；

固定板，所述上中空电机和下中空电机固定于固定板上；

所述上中空电机旋转时，滚珠丝杆带动滚珠花键在Z轴方向上运动；所述下中空电机旋转时，滚珠花键在垂直于Z轴平面内旋转运动。

2.根据权利要求1所述的集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述固定板上安装有上限位开关和下限位开关，所述丝杆花键连接件上设置有位于上限位开关和下限位开关之间的Z轴限位挡片，丝杆花键连接件通过Z轴限位挡片与上限位开关和下限位开关进行限位。

3.根据权利要求1所述的集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述下中空电机下方设有用于实现下中空电机原点标定的旋转限位开关，所述旋转限位开关固定安装于所述固定板上。

4.根据权利要求1所述的集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述上中空电机上方设置有与固定板垂直安装的上电机支撑板，所述下中空电机下方设置有与固定板垂直安装的下电机支撑板。

5.根据权利要求1所述的集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述上中空电机与法兰螺母连接件固定安装，所述法兰螺母连接件上通过紧定螺栓安装有丝杆法兰螺母。

6.根据权利要求1所述的集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述下中空电机的轴线上固定连接有花键外筒连接件，所述花键外筒连接件与花 键外筒固定连接，花键外筒固定于花键外筒支撑架上，所述滚珠花键固定设置于花键外筒的轴线上。

7.根据权利要求1所述的集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述丝杆花键连接件中包括相对安装的上角接触轴承和下角接触轴承，所述丝杆花键连接件包括上台阶和下台阶，丝杆花键连接件的上方和下方还固定有上轴承盖板和下轴承盖板，所述上角接触轴承位于上台阶和上轴承盖板之间，下角接触轴承位于下台阶和下轴承盖板之间。

8.根据权利要求7所述的集成式的两自由度机械手，其特征在于，所述滚珠丝杆与上角接触轴承过盈配合，滚珠丝杆的轴肩紧顶着上接触轴承的上端面，滚珠丝杆的轴端通过上锁紧螺母锁紧，实现滚珠丝杆轴向定位；所述滚珠花键与下角接触轴承过盈配合，滚珠花键的轴肩紧顶着下角接触轴承的下端面，滚珠花键的轴端通过下锁紧螺母锁紧，实现滚珠花键轴向定位。

9.一种如权利要求1～8中任一项所述的集成式的两自由度机械手的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：计算机、与计算机相连的运动控制卡、以及与运动控制卡相连的驱动器，所述驱动器用于驱动上中空电机和下中空电机，所述计算机发送指令至运动控制卡，运动控制卡将上中空电机和下中空电机的位置实时反馈给计算机，控制滚珠花键上下极限的位置，并进行下中空电机的原点标定。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述运动控制卡采用脉冲的方式驱动伺服，脉冲数量决定上中空电机和/或下中空电机的转动圈数，脉冲频率决定上中空电机和/或下中空电机的转动速度。