CN106113025B - 一种基于舵机传动的三指夹取机械手 - Google Patents

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    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
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Abstract

本发明公开了一种基于舵机传动的三指夹取机械手，该机械手包括舵机驱动装置(1)、双四连杆伸缩架(2)、三指夹取控制舵机架(3)、三角换向抬升架(4)和三指四杆结构(5)；其中，舵机驱动装置(1)设置于双四连杆伸缩架(2)上，用于驱动双四连杆伸缩架(2)；三角换向抬升架(4)一端与双四连杆伸缩架(2)相连，另一端与三指夹取控制舵机架(3)相连；三指四杆结构(5)位于三指夹取控制舵机架(3)下端并与其相连；三指四杆结构(5)用于完成抓取。本发明充分利用四杆机构传动实现动作要求，三指对称夹取效果稳定，舵机作为动力源功耗小，四杆传动高效。本发明可用于实现简单动作的无人化操作，提高生产效率。

Description

一种基于舵机传动的三指夹取机械手
技术领域
本发明涉及一种利用特定的机械结构与电路系统相结合的机械手夹取装置。
背景技术
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，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到机械学、力学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学，是一门跨学科综合技术。
机械手的快速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：一、它能部分地代替人工操作；二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、位置和时间来完成工件的传送与装卸；三、它能操作必要的工具进行装配和焊接，从而大大的改善了作业人员的劳动条件，提高了劳动生产率，加快了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，投入了大量的人力和物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、噪音、粉尘以及带有放射性和污染的场合，应用更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得了一定的效果，收到了机械工业的重视。
发明内容
发明目的：为了克服现在机械手装置过于庞大且操作不够稳定的现象，本发明提供一种基于舵机传动的三指夹取机械手。
技术方案：本发明的方法技术方案如下：一种基于舵机传动的三指夹取机械手，该机械手包括舵机驱动装置、双四连杆伸缩架、三指夹取控制舵机架、三角换向抬升架和三指四杆结构；
其中，舵机驱动装置设置于双四连杆伸缩架上，用于驱动双四连杆伸缩架；三角换向抬升架一端与双四连杆伸缩架相连，另一端与三指夹取控制舵机架相连；三指四杆结构位于三指夹取控制舵机架下端并与其相连；三指四杆结构用于完成抓取。
优选的，双四连杆伸缩架包括主动杆、上连杆、下连杆和左伸缩杆。
三角换向抬升架包括抬杆、换向三角形架、主动杆、右伸缩杆和连杆。
双四连杆伸缩架中的主动杆、上连杆、下连杆和左伸缩杆之间分别利用转动副相连接。
三角换向架中的换向三脚架的三个角处分别于抬杆、主动杆、和连杆用转动副相连接；同时右伸缩杆与连杆用转动副连接。
三角换向抬升架中的右伸缩杆与双四连杆伸缩架的左伸缩杆用转动副相连接。
优选的，所述双四连杆伸缩架的伸缩杆、角换向抬升架中的右伸缩杆与三角换向抬升架的一侧主动杆连接到三指夹取控制舵机架。
优选的，所述三指四杆结构连接到三指夹取控制舵机架。
优选的，所述三指四杆结构包括弹簧杆、指端、主动杆、中心架和舵机转轴。
三指四杆结构中的主动杆用绳索缠连到舵机转轴，三指四杆结构中的弹簧杆的弹簧与三指四杆结构中的中心架相连接。
优选的，所述三指四杆结构中的指端装有光电传感器
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：减少能耗且满足机械手能够全方位进行自动识别抓取工作。用机械连杆传动，减少舵机数量实现多增加机械手自由度的全方位抓取。并对指部作了较为独特的设计，实现三指对称抓取，增强抓取的稳定性。
附图说明
图1为本发明基于舵机传动的三指夹取机械手的结构示意图；
图2为本发明双四连杆伸缩架的结构示意图；
图3为本发明三角换向抬升架的结构示意图；
图4为本发明三指四杆结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
参见图1-4，基于舵机传动的三指夹取机械手，该机械手包括舵机驱动装置1、双四连杆伸缩架2、三指夹取控制舵机架3、三角换向抬升架4和三指四杆结构5；
其中，舵机驱动装置1设置于双四连杆伸缩架2上，用于驱动双四连杆伸缩架2；三角换向抬升架4一端与双四连杆伸缩架2相连，另一端与三指夹取控制舵机架3相连；三指四杆结构5位于三指夹取控制舵机架3下端并与其相连；三指四杆结构5用于完成抓取。
双四连杆伸缩架2包括主动杆21、上连杆22、下连杆24和左伸缩杆23。
三角换向抬升架4包括抬杆41、换向三角形架42、主动杆43、右伸缩杆44和连杆45。
双四连杆伸缩架2中的主动杆21、上连杆22、下连杆24和左伸缩杆23之间分别利用转动副相连接。
三角换向架4中的换向三脚架42的三个角处分别于抬杆41、主动杆43、和连杆45用转动副相连接；同时右伸缩杆44与连杆45用转动副连接。
三角换向抬升架4中的右伸缩杆44与双四连杆伸缩架2的左伸缩杆23用转动副相连接。
所述双四连杆伸缩架2的伸缩杆23、角换向抬升架4中的右伸缩杆44与三角换向抬升架4的一侧主动杆43连接到三指夹取控制舵机架3。
所述三指四杆结构5连接到三指夹取控制舵机架3。
所述三指四杆结构5包括弹簧杆51、指端52、主动杆53、中心架54和舵机转轴55。
三指四杆结构5中的主动杆53用绳索缠连到舵机转轴55，三指四杆结构5中的弹簧杆51的弹簧与三指四杆结构5中的中心架54相连接。
所述三指四杆结构5中的指端52装有光电传感器。
如附图1所示，一种基于舵机传动的三指夹取机械手，包括舵机驱动装置1、双四连杆伸缩架2；所述的舵机驱动装置与双四连杆伸缩架2中的主动杆21相连接。
通过驱动舵机转动带动主动杆21在竖直平面内旋转，进一步通过四杆机构传动，实现伸缩杆23的伸缩动作。
如附图2所示，以下为本发明实施过程中双四连杆伸缩架2为了传动平稳所以采取双四连杆传动增强传动的稳定性。
如附图3所示，三角换向抬升架4中的三角形架42三个角点分别与双四连杆伸缩架2的伸缩杆23、三角换向抬升架4的一侧主动杆43和三角换向抬升架4的抬杆41相连接。一方面协助增强四杆传动的稳定性，一方面实现抬升杆换向，增加抬升动作。
若附图4所示，三指四杆结构5与三指夹取控制舵机架3相连，舵机驱动舵盘旋转通过绳索拉动指部四杆中的驱动杆53，通过四杆传动从而实现弹簧杆51中弹簧被拉伸实现指端52张开。同时指端52装有光电传感器，可以识别被夹取物的形状与颜色，从而完成夹取物的筛选工作。
本发明公开了一种基于舵机传动的三指夹取机械手，包括双四连杆伸缩架、三角换向抬升架、三指四杆结构、舵机传动系统和光电感应系统；所述双四连杆伸缩架的主动杆与两侧舵机相连接；所述三指四杆结构与三角换向抬升架的终端舵机相连接；所述的光电感应系统中的传感器安装于三指四杆支架前段；所述三指四杆结构是通过舵机轴旋转拉动固定于指端四杆结构中的主动杆来控制三指张开，主动杆的相对杆为弹簧架控制三指回收；所述的光电感应系统用于检测被夹取物方位。本发明充分利用四杆机构传动实现动作要求，三指对称夹取效果稳定，舵机作为动力源功耗小，四杆传动高效。本发明可用于实现简单动作的无人化操作，提高生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于舵机传动的三指夹取机械手，其特征在于：该机械手包括舵机驱动装置(1)、双四连杆伸缩架(2)、三指夹取控制舵机架(3)、三角换向抬升架(4)和三指四杆结构(5)；
其中，舵机驱动装置(1)设置于双四连杆伸缩架(2)上，用于驱动双四连杆伸缩架(2)；三角换向抬升架(4)一端与双四连杆伸缩架(2)相连，另一端与三指夹取控制舵机架(3)相连；三指四杆结构(5)位于三指夹取控制舵机架(3)下端并与其相连；三指四杆结构(5)用于完成抓取。
2.根据权利要求1所述的基于舵机传动的三指夹取机械手，其特征在于：
双四连杆伸缩架(2)包括主动杆(21)、上连杆(22)、下连杆(24)和左伸缩杆(23)；
三角换向抬升架(4)包括抬杆(41)、换向三角形架(42)、主动杆(43)、右伸缩杆(44)和连杆(45)；
双四连杆伸缩架(2)中的主动杆(21)、上连杆(22)、下连杆(24)和左伸缩杆(23)之间分别利用转动副相连接；
三角换向架(4)中的换向三角形架(42)的三个角处分别与抬杆(41)、主动杆(43)、和连杆(45)用转动副相连接；同时右伸缩杆(44)与连杆(45)用转动副连接；
三角换向抬升架(4)中的右伸缩杆(44)与双四连杆伸缩架(2)的左伸缩杆(23)用转动副相连接。
3.根据权利要求2所述基于舵机传动的三指夹取机械手，其特征在于：所述双四连杆伸缩架(2)的伸缩杆(23)、三角换向抬升架(4)中的右伸缩杆(44)与三角换向抬升架(4)的一侧主动杆(43)连接到三指夹取控制舵机架(3)。
4.根据权利要求1所述基于舵机传动的三指夹取机械手，其特征在于：所述三指四杆结构(5)连接到三指夹取控制舵机架(3)。
5.根据权利要求1所述基于舵机传动的三指夹取机械手，其特征在于：所述三指四杆结构(5)包括弹簧杆(51)、指端(52)、主动杆(53)、中心架(54)和舵机转轴(55)；
三指四杆结构(5)中的主动杆(53)用绳索缠连到舵机转轴(55)，三指四杆结构(5)中的弹簧杆(51)的弹簧与三指四杆结构(5)中的中心架(54)相连接。
6.根据权利要求5所述基于舵机传动的三指夹取机械手，其特征在于：所述三指四杆结构(5)中的指端(52)装有光电传感器。
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