CN107150354A - 一种钢丝弹簧柔顺手腕 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢丝弹簧柔顺手腕，包括由上至下依次设置的中空固定件、上部浮动件、下部浮动件、机械手，中空固定件是下端开口的腔体结构；上浮动件呈工字型，其上端短，下端长；中空固定件空腔覆盖上浮动件上端，并且中空固定件开口的两端卡钳在工字型上浮动件的左右两侧空隙中，上部浮动件上端的上表面和下表面均通过钢珠隔离，左表面和右表面通过水平弹簧固定；上浮动件的下端是腔体结构，且腔体下侧开口，下部浮动件设置在上浮动件的腔体结构中，下部浮动件下表面通过竖直弹簧与上部浮动件腔体内侧的下表面隔离。本发明保证了机械手腕的灵活性，降低了物体位置与机械手的位置对应度，降低了机械手顺利夹取物件的难度。

Description

一种钢丝弹簧柔顺手腕
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种钢丝弹簧柔顺手腕。
背景技术
机械手是一种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。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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。机械手主要由执行机构、驱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。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度，但是现有技术中机械手的运动角度由于手腕的限制，其灵活性较小，对夹取物体的位置要求对应度较高，为物体的顺利夹取提高了难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是手腕灵活性较小，目的在于提供一种钢丝弹簧柔顺手腕，提高手腕的灵活度，降低物体夹取的难度。
本发明通过下述技术方案实现：
一种钢丝弹簧柔顺手腕，包括由上至下依次设置的中空固定件、上部浮动件、下部浮动件、机械手、强制导向锤，所述中空固定件是下端开口的腔体结构；所述上浮动件呈工字型，其上端短，下端长；所述中空固定件空腔覆盖上浮动件上端，并且中空固定件开口的两端卡钳在工字型上浮动件的左右两侧空隙中，上部浮动件上端的上表面和下表面均通过钢珠隔离，左表面和右表面通过水平弹簧固定；所述上浮动件的下端是腔体结构，且腔体下侧开口，所述下部浮动件设置在上浮动件的腔体结构中，所述下部浮动件下表面通过竖直弹簧与上部浮动件腔体内侧的下表面隔离；所述机械手穿过上部浮动件腔体结构的开口处与下部浮动件连接；所述中空固定件中部设置有一个圆形通孔，在该圆形通孔整下方的位置的上部浮动件设置有一个空腔，所述强制导向锤的把手通过中空固定件的通孔，所述强制导向锤的锤头置于上部浮动件的空腔中。
在实际生产中，往往会遇到使用机械手将物体放入具有一定尺寸限制的位置，或者是从具有一定尺寸限制的位置取出物体，这种情况就大大增加了机械手准确定位的难度。本发明设置中空固定件，并且将上部浮动件的上端置于中空固定件内部，置于中空固定件内部的上部浮动件的上下表面通过钢珠进行隔离，使用钢珠的好处就是上部浮动件能在中空固定件的空腔中左右滑动，为了防止上部浮动件在中空固定件中左右滑动时撞击中空固定件，在上部浮动件的左右两侧设置水平弹簧，对上部浮动件和中空固定件进行隔离，水平弹簧不仅能避免上部浮动件撞击中空固定件，还能在上部浮动件左右摆动时起到缓冲的作用，防止上部浮动件的左右运动速度过快。下部浮动件置于上部浮动件下端不封闭的腔体中，同时下部浮动件的下表面与上部浮动件腔体内侧的下表面之间通过竖直弹簧隔离，提高了下部浮动件的灵活度，也避免了下部浮动件与上部浮动件之间的撞击。
设置在中空固定件和上部浮动件中的强制导向锤可以通过电机等控制器控制活动方向，强制导向锤就可以根据需要带动上部浮动件、下部浮动件、机械手，从而间接对机械手的活动方向进行控制。
进一步地，上部浮动件与中空固定件接触钢珠的表面均设置有与水平弹簧轴线平行的凹槽。设置的凹槽实际是钢珠的轨道，固定钢珠的运动轨道，能很好的控制机械手的摆动方向。
进一步地，下部浮动件的上表面与上部浮动件腔体结构内侧的上表面之间通过多个弹簧连接，该弹簧的弹性和强度均比水平弹簧和竖直弹簧的弹性和强度大。使用弹簧连接，可以提高上部浮动件和下部浮动件的灵活性，同时使用的弹簧强度较大，在保证了灵活性的前提下增强了上部浮动件与下部浮动件的连接强度。
进一步地，中空固定件、上部浮动件、下部浮动件、机械手呈轴对称部件。各个部件轴对称，可以使机械手的摆动是对称的，增加了机械手的灵活性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明采用中空固定件、上部浮动件、下部浮动件、机械手等结构，在结构中应用弹簧、钢珠作为部件之间的隔离，保证了机械手腕的灵活性，降低了物体位置与机械手的位置对应度，降低了机械手顺利夹取物件的难度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-中空固定件，2-钢珠，3-水平弹簧，4-上部浮动件，5-下部浮动件，6-竖直弹簧，7-机械手，8-强制导向锤。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，一种钢丝弹簧柔顺手腕，包括由上至下依次设置的中空固定件1、上部浮动件4、下部浮动件5、机械手7、强制导向锤8，所述中空固定件1是下端开口的腔体结构；所述上浮动件4呈工字型，其上端短，下端长；所述中空固定件1空腔覆盖上浮动件4上端，并且中空固定件1开口的两端卡钳在工字型上浮动件4的左右两侧空隙中，上部浮动件5上端的上表面和下表面均通过钢珠2隔离，左表面和右表面通过水平弹簧3固定；所述上浮动件4的下端是腔体结构，且腔体下侧开口，所述下部浮动件5设置在上浮动件4的腔体结构中，所述下部浮动件5下表面通过竖直弹簧6与上部浮动件4腔体内侧的下表面隔离；所述机械手7穿过上部浮动件4腔体结构的开口处与下部浮动件5连接；所述中空固定件1中部设置有一个圆形通孔，在该圆形通孔整下方的位置的上部浮动件4设置有一个空腔，所述强制导向锤8的把手通过中空固定件1的通孔，所述强制导向锤8的锤头置于上部浮动件4的空腔中。
上部浮动件5与中空固定件1接触钢珠2的表面均设置有与水平弹簧3轴线平行的凹槽。
下部浮动件5的上表面与上部浮动件4腔体结构内侧的上表面之间通过多个弹簧连接，该弹簧的弹性和强度均比水平弹簧3和竖直弹簧6的弹性和强度大。使用弹簧连接，可以提高上部浮动件4和下部浮动件5的灵活性，同时使用的弹簧强度较大，在保证了灵活性的前提下增强了上部浮动件4与下部浮动件5的连接强度。
中空固定件1、上部浮动件4、下部浮动件5、机械手7呈轴对称部件。
在实际生产中，往往会遇到使用机械手将物体放入具有一定尺寸限制的位置，或者是从具有一定尺寸限制的位置取出物体，这种情况就大大增加了机械手7准确定位的难度。本发明设置中空固定件1，并且将上部浮动件4的上端置于中空固定件1内部，置于中空固定件1内部的上部浮动件4的上下表面通过钢珠2进行隔离，使用钢珠2的好处就是上部浮动件4能在中空固定件1的空腔中左右滑动，为了防止上部浮动件4在中空固定件1中左右滑动时撞击中空固定件1，在上部浮动件4的左右两侧设置水平弹簧3，对上部浮动件4和中空固定件1进行隔离，水平弹簧3不仅能避免上部浮动件4撞击中空固定件1，还能在上部浮动件4左右摆动时起到缓冲的作用，防止上部浮动件4的左右运动速度过快。下部浮动件5置于上部浮动件4下端不封闭的腔体中，同时下部浮动件5的下表面与上部浮动件4腔体内侧的下表面之间通过竖直弹簧6隔离，提高了下部浮动件5的灵活度，也避免了下部浮动件5与上部浮动件4之间的撞击。设置在中空固定件1和上部浮动件4中的强制导向锤8可以通过电机等控制器控制活动方向，强制导向锤8就可以根据需要带动上部浮动件4、下部浮动件5、机械手7，从而间接对机械手7的活动方向进行控制。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种钢丝弹簧柔顺手腕，其特征在于，包括由上至下依次设置的中空固定件(1)、上部浮动件(4)、下部浮动件(5)、机械手(7)、强制导向锤(8)，所述中空固定件(1)是下端开口的腔体结构；所述上浮动件(4)呈工字型，其上端短，下端长；所述中空固定件(1)空腔覆盖上浮动件(4)上端，并且中空固定件(1)开口的两端卡钳在工字型上浮动件(4)的左右两侧空隙中，上部浮动件(5)上端的上表面和下表面均通过钢珠(2)隔离，左表面和右表面通过水平弹簧(3)固定；所述上浮动件(4)的下端是腔体结构，且腔体下侧开口，所述下部浮动件(5)设置在上浮动件(4)的腔体结构中，所述下部浮动件(5)下表面通过竖直弹簧(6)与上部浮动件(4)腔体内侧的下表面隔离；所述机械手(7)穿过上部浮动件(4)腔体结构的开口处与下部浮动件(5)连接；所述中空固定件(1)中部设置有一个圆形通孔，在该圆形通孔整下方的位置的上部浮动件(4)设置有一个空腔，所述强制导向锤(8)的把手通过中空固定件(1)的通孔，所述强制导向锤(8)的锤头置于上部浮动件(4)的空腔中。
2.根据权利要求1所述的一种钢丝弹簧柔顺手腕，其特征在于，所述上部浮动件(5)与中空固定件(1)接触钢珠(2)的表面均设置有与水平弹簧(3)轴线平行的凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种钢丝弹簧柔顺手腕，其特征在于，所述下部浮动件(5)的上表面与上部浮动件(4)腔体结构内侧的上表面之间通过多个弹簧连接，该弹簧的弹性和强度均比水平弹簧(3)和竖直弹簧(6)的弹性和强度大。
4.根据权利要求1所述的一种钢丝弹簧柔顺手腕，其特征在于，所述中空固定件(1)、上部浮动件(4)、下部浮动件(5)、机械手(7)呈轴对称部件。
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