CN105382834A - 一种三自由度可控机械式机械手 - Google Patents

Abstract

一种三自由度可控机械式机械手，属于机械手领域，特征是第一，第二，第三轴分别与机架上的第一，第二，第三可控电机联接，第一，第二轴为空心轴，第二轴套装在第一轴内，第三轴为实心轴，套装在第二轴内，第一轴与第一齿轮箱固定连接，第一齿轮箱安装在第二齿轮箱内实现联动，通过第一可控电机实现机械手头部360°旋转；第二轴另一端与第一主动锥齿轮通过键联接，第一主动锥齿轮与第一从动锥齿轮啮合，第一从动锥齿轮与第二齿轮箱连接，通过第二可控电机实现机械手头部上下180°摆动；第三轴另一端与第二主动锥齿轮通过键联接，第二主动锥齿轮通过带动从动齿轮使第一，第二，第三短轴转动，实现摇杆及上下爪夹持运动。优点是结构简单，安全可靠。

Description

一种三自由度可控机械式机械手

技术领域

本发明属于机械手技术领域，具体涉及一种三自由度可控机械式机械手。

背景技术

随着现代化工业的不断发展，生产过程机械化及自动化水平的提升，机械手在机械加工、装配加工以及轻工业、交通运输业等领域得到了越来越广泛的应用。在实际生产中，机械手的应用可以提高生产的自动化水平，从而提高劳动生产效率。在恶劣的环境下，机械手代替人进行工作，能减轻劳动强度，保证产品质量，实现安全生产。

目前国内外传统使用的机械手结构复杂，效率低，强度不足，维修成本高，无法实现在大空间灵活夹取物体。

中国专利201310692771.7公开了一种可控多自由度机械手，该机构通过连杆的转动来实现机械手的定位，但是连杆的长度有限，空间定位范围不大。中国专利201010124006.1公开了一种多自由度移载机械手，能实现空间较大范围的定位，但是机械手占空间较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种三自由度可控机构式机械手，它能克服现有机械手的不足。

本发明是这样实现的，它包括动力传动机构，机械手工作机构（以下简称机械手头部）360°旋转机构及上下180°摆动机构及连杆夹持机构，其特征如图1、2所示，第一、第二、第三可控电机1、2、3固定安装在机座4内，第一、第二、第三轴5、5’、5”分别与第一、第二、第三可控电机1、2、3连接，第一、第二轴5、5’为空心轴，第二轴5’安装在第一轴5的腔内，第三轴5”为实心轴，安装在第二轴5’的腔内，第一轴5的另一端通过螺钉与第一齿轮箱6连接，第一齿轮箱6安装在第二齿轮箱7内一起联动，通过第一可控电机1实现机械手头部360°旋转。

所述机械手头部上下180°摆动机构如图3、4所示，第二轴5’的另一端通过螺钉与第一主动锥齿轮14连接，第一主动锥齿轮14与第一从动锥齿轮16相啮合，第一从动锥齿轮16通过螺钉与第二齿轮箱7连接，通过第二可控电机2实现机械手头部上下180°摆动。

连杆夹持机构，如图3、4、5、6所示，第三轴5”的另一端通过键与第二主动锥齿轮15连接，第二主动锥齿轮15与第二从动锥齿轮17相啮合，第二从动锥齿轮17与第一短轴24通过键联接，第一、第四从动齿轮18、21分别与第二，第五从动齿轮19、22啮合，第二、第五从动齿轮19、22分别通过键与第二短轴25联接，第二、第五从动齿轮19、22分别与第三，第六从动齿轮20、23啮合，第三、第六从动齿轮20,23通过键与第三轴26联接；第一、第五摇杆10、12的下端面通过螺钉分别与第二齿轮箱7内的第三短轴26左右两端连接，第二、第六摇杆10’、12’的上端通过螺钉分别与第二短轴25左右两端连接；第一、第五摇杆10、12的上端分别与第一、第三爪8、9上的端孔801、901通过销轴相铰接，第一、第三爪8、9上的中孔802、902分别与第三，第七摇杆11、13的上端通过销轴相铰接，第三、第七摇杆11、13的下端与第二齿轮箱7上的耳座t1、t2通过销轴相铰接，第二、第六摇杆10’、12’的下端分别与第二、第四爪8’、9’上的端孔801’、901’通过销轴相铰接，第二、第四爪8’、9’上的中孔802’、902’分别与第四、第八摇杆11’、13’的下端通过销轴相铰接，第四、第八摇杆11’、13’的上端分别与第二齿轮箱7上的耳座t2、t1通过销轴相铰接。

本发明的优点及积极效果：

本机构能实现在较大空间的精确灵活定位，并能实现三自由度的运动，纯机械的设计使其结构简单，具有可控性能、机电融合性能良好，能在高压环境下代替人工进行作业，提高工作效率，实现安全生产。

附图说明

图1为本发明的三维示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为第一，第二齿轮箱的三维图；

图4为第一，第二齿轮箱的爆炸图；

图5为图1中夹持机构的放大图；

图6为夹持机构的正视图；

图7为夹持机构爆炸图；

图8为第一，第二齿轮箱外形示意图；

图中：

1—第一可控电机；2—第二可控电机；3—第三可控电机；4—机架；5—第一轴；5’—第二轴；5”—第三轴；6—第一齿轮箱；7—第二齿轮箱；8—第一爪；8’—第二爪；9—第三爪；9’—第四爪；10—第一摇杆；10’—第二摇杆；11—第三摇杆；11’—第四摇杆；12—第五摇杆；12’—第六摇杆；13—第七摇杆；

13’—第八摇杆；14—第一主动锥齿轮；15—第二主动锥齿轮；16—第一从动锥齿轮；17—第二从动锥齿轮；18—第一从动齿轮；19—第二从动齿轮；20—第三从动齿轮；21—第四从动齿轮；22—第五从动齿轮；23—第六从动齿轮；24—第一短轴；25—第二短轴；26—第三短轴；27—左端盖；27’—右端盖；801—第一爪的端孔；801’—第二爪的端孔；901—第三爪的端孔；901’—第四爪的端孔；802—第一爪的中孔；802’—第二爪的中孔；902—第三爪的中孔；902’—第四爪的中孔；t1—第二齿轮箱7上的左耳座；t2—第二齿轮箱7上的右耳座。

具体实施方式：

如图1~8所示，操控第一可控电机1，通过第一轴5可实现机械手头部360°旋转；操控第二可控电机2，通过第二轴5’带动第一主，从动锥齿轮14、16，可实现机械手头部上下180°转动；操控第三可控电机3，通过第三轴5”带动第二主、从动锥齿轮15、17，带动第一短轴24，再分别带动第一、第二、第三从动齿轮18、19、20和第四、第五、第六从动齿轮21、22、23转动，分别带动第二、第三短轴25、26转动，再带动第一~第八摇杆摆动，实现第一~第四爪的夹持运动。

Claims (1)

1.一种三自由度可控机械式机械手，它包括有动力传动机构、机械手头部360°旋转机构及上下180°摆动机构，其特征是第一、第二、第三可控电机（1、2、3）固定安装在机座（4）内，第一、第二、第三轴（5、5’、5”）分别与第一、第二、第三可控电机（1、2、3）连接，第一、第二轴（5、5’）为空心轴，第二轴（5’）安装在第一轴（5）的腔内，第三轴（5”）为实心轴，安装在第二轴（5’）的腔内，第一轴（5）的另一端通过螺钉与第一齿轮箱（6）连接，第一齿轮箱（6）安装在第二齿轮箱（7）内一起联动；

上下180°摆动机构是第二轴（5’）的另一端通过螺钉与第一主动锥齿轮（14）连接，第一主动锥齿轮（14）与第一从动锥齿轮（16）相啮合，第一从动锥齿轮（16）通过螺钉与第二齿轮箱（7）连接，通过第二可控电机（2）实现机械手头部上下180°摆动；

连杆夹持机构是第三轴（5”）的另一端通过键与第二主动锥齿轮（15）连接，第二主动锥齿轮（15）与第二从动锥齿轮（17）相啮合，第二从动锥齿轮（17）与第一短轴（24）通过键联接，第一、第四从动齿轮（18、21）分别与第二，第五从动齿轮（19、22）啮合，第二、第五从动齿轮（19、22）分别通过键与第二短轴（25）联接，第二、第五从动齿轮（19、22）分别与第三，第六从动齿轮（20、23）啮合，第三、第六从动齿轮（20、23）通过键与第三轴（26）联接；第一、第五摇杆（10、12）的下端面通过螺钉分别与第二齿轮箱（7）内的第三短轴（26）左右两端连接，第二、第六摇杆（10’、12’）的上端通过螺钉分别与第二短轴（25）左右两端连接；第一、第五摇杆（10、12）的上端分别与第一、第三爪（8、9）上的端孔（801、901）通过销轴相铰接，第一、第三爪（8、9）上的中孔（802、902）分别与第三，第七摇杆（11、13）的上端通过销轴相铰接，第三、第七摇杆（11、13）的下端与第二齿轮箱（7）上的耳座（t1、t2）通过销轴相铰接，第二、第六摇杆（10’、12’）的下端分别与第二、第四爪（8’、9’）上的端孔（801’、901’）通过销轴相铰接，第二、第四爪（8’、9’）上的中孔（802’、902’）分别与第四、第八摇杆（11’、13’）的下端通过销轴相铰接，第四、第八摇杆（11’、13’）的上端分别与第二齿轮箱（7）的耳座（t2、t1）通过销轴相铰接。