CN103802123A - 带三维弹性夹持手爪的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。带三维弹性夹持手爪的机械手，包括手爪体和手指；所述手爪体包括：手指体、导轨、活塞、柱塞销、滑块；所述手指固连于所述滑块；所述手指包括指头和桥架，所述桥架的一端固连于所述滑块上，所述桥架的另外一端固连所述指头，所述指头上设置有夹持面。实践证明，在诸如自由锻等应用领域，具备三维弹性变形能力的机械手爪能够完全消除空气锤打击工件的振动传递至机械手本体上。

Description

带三维弹性夹持手爪的机械手

技术领域

本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。

背景技术

机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。

然而，现有的机械手指往往由电机驱动，结构复杂，价格昂贵。

现有的机械手指的寿命不长。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种带三维弹性夹持手爪的机械手，本发明适用于机械制造过程中，实现高温物料的搬运传输，并且手指的性能稳定，适合长期持续工作；当工件因为受到冲击或撞击时，由于手指具有弹性功能，可以避免或减小冲击对手爪体的影响。

一种带三维弹性夹持手爪的机械手，包括手爪体和手指；

所述手爪体包括：手指体、导轨、活塞、柱塞销、滑块；

所述手指固连于所述滑块；

所述手指体内部设置有缸体，所述缸体内部设置有所述活塞，所述活塞和所述缸体相匹配；所述缸体上设置有第一进出气口、第二进出气口、第三进出气口、第四进出气口，所述第一进出气口与所述第三进出气口之间连通有第一气管，所述所述第三进出气口与所述第四进出气口之间连通有第二气管；所述柱塞销固连于所述活塞上，所述导轨和所述活塞平行布置，所述滑块活动连接于所述导轨上，所述滑块上设置有所述柱塞销匹配的柱塞孔；所述滑块的数量是2个，包括第一滑块和第二滑块；所述活塞的数量为2个，分别是：第一活塞和第二活塞；所述缸体的数量为2个，分别是：第一缸体和第二缸体；

所述手指包括指头和桥架，所述桥架的一端固连于所述滑块上，所述桥架的另外一端固连所述指头，所述指头上设置有夹持面；

所述桥架包括第一桥架、第二桥架和第三桥架，所述第一桥架的一端固连所述指头，另一端固连于所述第二桥架的一端，所述第二桥架的一端固连于所述第三桥架的一端，所述第三桥架的另一端固连于所述滑块上；所述第一桥架具备向x轴方向发生弹性变形的性质，所述第二桥架具备向y轴方向发生弹性变形的性质，所述第三桥架具备向z轴方向发生弹性变形的性质。

更具体地，所述桥架具有良好的弹性。

更具体地，所述第一活塞设置在所述第一缸体中，所述第二活塞设置在所述第二缸体中。

更具体地，所述滑块上设置有用于连接手指用的螺纹孔。

本发明的提供了一种带三维弹性夹持手爪的机械手，和传统技术相比本发明具有的有益效果如下：

所述桥架具有良好的弹性。所述手指夹紧工件后，对工件的夹紧力和所述桥架的弹性密切相关。控制好所述桥架的弹性模量，可以很好的控制手指对工件的夹持力度。

所述桥架具备向x轴、y轴和z轴方向发生弹性变形的机械性能。和传统的一维弹性变形的机械手爪相比，具备更多自由度的弹性变形能力。实践证明，在诸如自由锻等应用领域，具备三维弹性变形能力的机械手爪能够完全消除空气锤打击工件的振动传递至机械手本体上。

同时，当工件因为受到冲击或撞击时，由于所述手指具有弹性功能，可以避免或减小冲击对手爪体的影响。

向第一进出气口121通入高压气体，高压气体推动所述第一活塞125向左向运动；同时，高压气体通过所述第一气管123，流至所述第三进出气口128，推动所述第二活塞126向右向运动。所述活塞在运动的同时，带动所述柱塞销、所述滑块做相同方向的运动。例如：所述第一活塞125和所述第一滑块1134向左向运动；所述第二活塞126和所述第二滑块向右向运动。在所述滑块上设置手指，可以实现手指的夹持动作。

同样的原理，向第二进出气口122通入高压气体，可以推动所述第一活塞125和所述第一滑块1134向右向运动；所述第二活塞126和所述第二滑块向左向运动。在所述滑块上设置手指，可以实现手指的张开动作。

在所述滑块和所述导轨之间设置有滚动体，使所述所述滑块和所述导轨之间为滚动摩擦，摩擦阻力小，运行平稳、无噪音、寿命长。所述滑块在所述导轨的导向下，所述滑块的滑动运行保证高度的直线性。进而使得手指的夹持或者张开，都保证高度的运行精度。

附图说明

图1是本发明带三维弹性夹持手爪的机械手的结构示意图；

图2是本发明带三维弹性夹持手爪的机械手的手爪体的结构示意图；

图3是本发明带三维弹性夹持手爪的机械手的手爪体在结构示意图；

图4是本发明带三维弹性夹持手爪的机械手的手爪体的结构示意图；

图5是图3所示的本发明带三维弹性夹持手爪的机械手的手爪体在的A处截面处的结构示意图；

图6是图4所示的本发明带三维弹性夹持手爪的机械手的手爪体在的B处截面处的结构示意图；

图7是本发明的手指的结构示意图。

111手指体，112导轨，113滑块，121第一进出气口，122第二进出气口，123第一气管，124第二气管，125第一活塞，126第二活塞，127第一缸体，128第三进出气口，129第四进出气口，1134第一滑块，1133第一滑块，130柱塞销，131柱塞孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种手爪体，用于实现物料的抓取和转移。

图1是本发明导轨式机械手爪的结构示意图，图2、图3、图4是本发明导轨式机械手爪的手爪体的结构示意图，图5是图3所示的本发明导轨式机械手爪的手爪体在的A处截面处的结构示意图，图6是图4所示的本发明导轨式机械手爪的手爪体在的B处截面处的结构示意图，图7是本发明的手指的结构示意图。

一种带三维弹性夹持手爪的机械手，包括手爪体和手指114；

所述手指114固连于所述滑块；

所述手爪体包括：手指体111、导轨112、活塞、柱塞销、滑块；所述手指体111内部设置有缸体，所述缸体内部设置有所述活塞，所述活塞和所述缸体相匹配；所述缸体上设置有第一进出气口121、第二进出气口122、第三进出气口128、第四进出气口129，所述第一进出气口121与所述第三进出气口128之间连通有第一气管123，所述第三进出气口128与所述第四进出气口129之间连通有第二气管124；所述柱塞销130固连于所述活塞上，所述导轨112和所述活塞平行布置，所述滑块活动连接于所述导轨112上，所述滑块上设置有所述柱塞销匹配的柱塞孔131；所述滑块的数量是2个，包括第一滑块1133和第二滑块1134；所述活塞的数量为2个，分别是：第一活塞125和第二活塞126；所述缸体的数量为2个，分别是：第一缸体127和第二缸体；所述手指114包括指头150和桥架151，所述桥架151的一端固连于所述滑块113上，所述桥架151的另外一端固连所述指头150，所述指头150上设置有夹持面115。所述桥架包括第一桥架151、第二桥架152和第三桥架153，所述第一桥架151的一端固连所述指头150，另一端固连于所述第二桥架152的一端，所述第二桥架152的一端固连于所述第三桥架153的一端，所述第三桥架153的另一端固连于所述滑块113上；所述第一桥架151具备向x轴方向发生弹性变形的性质，所述第二桥架152具备向y轴方向发生弹性变形的性质，所述第三桥架153具备向z轴方向发生弹性变形的性质。

所述手指114的一端设置有夹持面115。

更进一步，所述第一活塞125设置在所述第一缸体127中，所述第二活塞126设置在所述第二缸体中。

更进一步，所述滑块113上设置有用于连接手指用的螺纹孔。

以下结合图1至5，进一步描述本发明的工作原理和工作过程：

所述桥架具有良好的弹性。所述手指夹紧工件后，对工件的夹紧力和所述桥架的弹性密切相关。控制好所述桥架的弹性模量，可以很好的控制手指对工件的夹持力度。

同时，当工件因为受到冲击或撞击时，由于所述手指具有弹性功能，可以避免或减小冲击对手爪体的影响。

向第一进出气口121通入高压气体，高压气体推动所述第一活塞125向左向运动；同时，高压气体通过所述第一气管123，流至所述第三进出气口128，推动所述第二活塞126向右向运动。所述活塞在运动的同时，带动所述柱塞销、所述滑块做相同方向的运动。例如：所述第一活塞125和所述第一滑块1134向左向运动；所述第二活塞126和所述第二滑块向右向运动。在所述滑块上设置所述手指114，可以实现所述手指114的夹持动作。

同样的原理，向第二进出气口122通入高压气体，可以推动所述第一活塞125和所述第一滑块1134向右向运动；所述第二活塞126和所述第二滑块向左向运动。在所述滑块上设置所述手指114，可以实现所述手指114的张开动作。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种带三维弹性夹持手爪的机械手，其特征在于组成如下包括手爪体和手指；

所述手爪体包括：手指体、导轨、活塞、柱塞销、滑块；

所述手指固连于所述滑块；

所述手指体内部设置有缸体，所述缸体内部设置有所述活塞，所述活塞和所述缸体相匹配；所述缸体上设置有第一进出气口、第二进出气口、第三进出气口、第四进出气口，所述第一进出气口与所述第三进出气口之间连通有第一气管，所述所述第三进出气口与所述第四进出气口之间连通有第二气管；所述柱塞销固连于所述活塞上，所述导轨和所述活塞平行布置，所述滑块活动连接于所述导轨上，所述滑块上设置有所述柱塞销匹配的柱塞孔；所述滑块的数量是2个，包括第一滑块和第二滑块；所述活塞的数量为2个，分别是：第一活塞和第二活塞；所述缸体的数量为2个，分别是：第一缸体和第二缸体；

所述手指包括指头和桥架，所述桥架的一端固连于所述滑块上，所述桥架的另外一端固连所述指头，所述指头上设置有夹持面；

所述桥架包括第一桥架、第二桥架和第三桥架，所述第一桥架的一端固连所述指头，另一端固连于所述第二桥架的一端，所述第二桥架的一端固连于所述第三桥架的一端，所述第三桥架的另一端固连于所述滑块上；所述第一桥架具备向x轴方向发生弹性变形的性质，所述第二桥架具备向y轴方向发生弹性变形的性质，所述第三桥架具备向z轴方向发生弹性变形的性质。

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