CN103433936A - 一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂 - Google Patents

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蒋明安
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Abstract

本发明涉及一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂。该机械手臂包括夹持机构本体、控制杆、限位块、触块、一个转动滚轮、两个夹持手臂，转动滚轮安装在夹持机构本体内部并能够沿安装轴转动，其中一个夹持手臂一端与转动滚轮固定连接，另一个夹持手臂的一端固定连接在夹持机构本体内，两个夹持手臂的另一端构成夹持端；夹持机构本体内还设有通孔，控制杆一端穿过通孔与触块固定连接，另一端与驱动机构连接，触块的一个端面为斜面并且驱动机构构成控制触块的斜面远离转动滚轮或靠近并顶持转动滚轮的控制机构。本发明能够用于只需要一个转动对被夹持物进行夹紧，而另一个不需要转动的情况，扩大了机械手臂的应用范围。

Description

一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂
技术领域
本发明涉及一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂。 
背景技术
用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。 
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者危险的工作。夹持机构是机械手最重要的组成部分之一，通过夹持机构，机械手才能稳固、准确的进行抓取和移动的操作。机械手的机械夹持器多为双指手抓式，按其手抓的运动方式可分为平移型和回转型。回转型手抓有可分为单支点和双支点回转型，按夹持方式可以分为外夹式和内撑式。但是，现有的夹持机构中，一般都是两个机械手臂同时转动对被夹持物进行夹紧，然后移动。作为部分特殊情况下的应用，两个机械手臂只需要一个转动对被夹持物进行夹紧，而另一个不需要转动。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂，该机械手臂能够用于只需要一个转动对被夹持物进行夹紧，而另一个不需要转动的情况，扩大了机械手臂的应用范围。 
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,包括夹持机构本体、控制杆、限位块、触块、一个转动滚轮、两个夹持手臂，转动滚轮安装在夹持机构本体内部并能够沿安装轴转动，其中一个夹持手臂一端与转动滚轮固定连接，另一个夹持手臂的一端固定连接在夹持机构本体内，两个夹持手臂的另一端构成夹持端；夹持机构本体内还设有通孔，控制杆一端穿过通孔与触块固定连接，另一端与驱动机构连接，触块的一个端面为斜面并且驱动机构构成控制触块的斜面远离转动滚轮或靠近并顶持转动滚轮的控制机构。 
进一步地，所述控制杆的外壁上具有凸出构成的限位块，限位块位于通孔与驱动机构之间。 
所述限位块为沿控制杆的外壁上径向凸出的圆环结构，或者为若干个沿控制杆的外壁上径向凸出并均匀分布的凸块；限位块与通孔的中心轴重合，并且限位块最外端的端面至控制杆中心轴的距离长度大于通孔的半径长度。 
所述触块的截面为直角梯形，控制杆一端穿过通孔与触块的截面的下底所在的端面固定连接。触块的截面为直角梯形是便于对触块的加工，实际上，只要保证与滚动滑轮接触的面是斜面，对梯形的另一个面并没有要求，作为扩展，还可以是等腰梯形或者普通的梯形。 
所述直角梯形的斜边与高之间构成的夹角为10°-20°。作为优选，所述直角梯形的斜边与高之间构成的夹角为18°。 
所述两个夹持手臂之间设有弹性机构。所述弹性机构为弹簧或弹簧片。 
所述夹持端与被夹持物接触的端面设置有防滑凸纹。防滑凸纹将夹持端与被夹持物接触的端面设置为凹凸相间的结构即可，可以是规则的凹凸相间的形状，如波浪形、锯齿形等，也可以是各种不规则的形状，这只防滑凸纹后，能够增大机器手夹持端与被夹持物之间的摩擦力，较好的解决了被夹持物容易脱落的问题。 
本发明的有益效果是： 
1、本发明能够用于只需要一个转动对被夹持物进行夹紧，而另一个不需要转动的情况，扩大了机械手臂的应用范围。
2、本发明的触块与转动滚轮之间为滚动摩擦，摩擦力小，对工件的损害较小，并且结构简单，便于控制；为了防止驱动机构带动控制杆前进的距离过长，在控制杆的外壁上具有凸出构成的限位块，当控制杆前进到一定的距离时，限位块就会卡在通孔的位置处，使得控制杆不能够继续前进，对夹持架构夹持端的控制更加精确。 
3、本发明在夹持端与被夹持物接触的端面设置有防滑凸纹，能够增大机器手夹持端与被夹持物之间的摩擦力，较好的解决了被夹持物容易脱落的问题。 
附图说明
    图1是本发明的结构示意图； 
图2是本发明实施例2的结构示意图。
    图中标号对应的零部件名称是：1-夹持机构本体，2-控制杆，3-限位块，4-触块，5-转动滚轮，6-夹持手臂，7-紧固螺栓，8-弹性机构，9-防滑凸纹。 
具体实施方式
实施例1： 
如图1所示，本实施例的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂包括夹持机构本体1、控制杆2、限位块3、触块4、一个转动滚轮5、两个夹持手臂6，转动滚轮5安装在夹持机构本体1内部并能够沿安装轴转动，其中一个夹持手臂6一端与转动滚轮5固定连接，另一个夹持手臂6的一端固定连接在夹持机构本体1内，两个夹持手臂6的另一端构成夹持端；夹持机构本体1内还设有通孔，控制杆2一端穿过通孔与触块4固定连接，另一端与驱动机构连接，触块4的一个端面为斜面并且驱动机构构成控制触块4的斜面远离转动滚轮5或靠近并顶持转动滚轮5的控制机构。控制杆的外壁上具有凸出构成的限位块3，限位块3位于通孔与驱动机构之间；限位块3为沿控制杆的外壁上径向凸出的圆环结构，或者为若干个沿控制杆的外壁上径向凸出并均匀分布的凸块；限位块3与通孔的中心轴重合，并且限位块3最外端的端面至控制杆中心轴的距离长度大于通孔的半径长度。
所述触块4的截面为直角梯形，控制杆2一端穿过通孔与触块4的截面的下底所在的端面固定连接，直角梯形的斜边与高之间构成的夹角为10°-30°优选为18°。试验发现，在角度为18°时，驱动机构驱动控制杆前进时，最容易带动转动滚轮5转动，并且此时驱动机构的输出功率最小。可以对机器手起到较好的控制。 
所述两个夹持手臂6之间设有弹性机构8，弹性机构8为弹簧或弹簧片。 
本实施例的单臂活动型机械其工作过程如下： 
当驱动机构带动控制杆前进时，通过触块4的斜面和转动滚轮5接触，驱动机构带动控制杆继续前进，触块4的斜面在摩擦力的作用下带动转动滚轮5转动，转动滚轮5带动夹持手臂6转动并使得夹持手臂6的夹持端靠近另一个固定设置的夹持手臂6，可以将被夹持物夹紧，当触块4向后移动时，通过弹性机构的弹力使得两个夹持手臂6的夹持端松开。由于触块与转动滚轮之间为滚动摩擦，摩擦力小，对工件的损害较小，并且结构简单，便于控制。为了防止驱动机构带动控制杆前进的距离过长，在控制杆的外壁上具有凸出构成的限位块3，当控制杆前进到一定的距离时，限位块就会卡在通孔的位置处，使得控制杆不能够继续前进，对夹持架构夹持端的控制更加精确。
实施例2： 
参见图2所示，本实施例在实施例1的基础上，夹持端与被夹持物接触的端面设置有防滑凸纹9。
如上所述，可以较好的实施本发明。 

Claims (9)

1.一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，包括夹持机构本体（1）、控制杆（2）、限位块（3）、触块（4）、一个转动滚轮（5）、两个夹持手臂（6），转动滚轮（5）安装在夹持机构本体（1）内部并能够沿安装轴转动，其中一个夹持手臂（6）一端与转动滚轮（5）固定连接，另一个夹持手臂（6）的一端固定连接在夹持机构本体（1）内，两个夹持手臂（6）的另一端构成夹持端；夹持机构本体（1）内还设有通孔，控制杆（2）一端穿过通孔与触块（4）固定连接，另一端与驱动机构连接，触块（4）的一个端面为斜面并且驱动机构构成控制触块（4）的斜面远离转动滚轮（5）或靠近并顶持转动滚轮（5）的控制机构。
2.根据权利要求1所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述控制杆的外壁上具有凸出构成的限位块（3），限位块（3）位于通孔与驱动机构之间。
3.根据权利要求2所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述限位块（3）为沿控制杆的外壁上径向凸出的圆环结构，或者为若干个沿控制杆的外壁上径向凸出并均匀分布的凸块；限位块（3）与通孔的中心轴重合，并且限位块（3）最外端的端面至控制杆中心轴的距离长度大于通孔的半径长度。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述触块（4）的截面为直角梯形，控制杆（2）一端穿过通孔与触块（4）的截面的下底所在的端面固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述直角梯形的斜边与高之间构成的夹角为10°-30°。
6.根据权利要求5所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述直角梯形的斜边与高之间构成的夹角为18°。
7.根据权利要求1至3任一项所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述两个夹持手臂（6）之间设有弹性机构（8）。
8.根据权利要求7所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述弹性机构（8）为弹簧或弹簧片。
9.根据权利要求1至3任一项所述的一种单臂旋转夹紧的工业机械手臂,其特征在于，所述夹持端与被夹持物接触的端面设置有防滑凸纹（9）。
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