CN107901069A - 一种活塞式多爪机器人末端执行器 - Google Patents

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    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1035—Pinion and fixed rack drivers, e.g. for rotating an upper arm support on the robot base

Abstract

本发明公开了一种活塞式多爪机器人末端执行器，涉及机器人技术领域。活塞与齿杆采用螺栓固定连接构成驱动机构，驱动机构安装在壳体的内部，活塞与壳体间安装有第一密封圈，齿杆与壳体间安装有第二密封圈，壳体末端安装有后盖，后盖内侧与壳体之间安装有第三密封圈，且后盖外侧与壳体之间安装有卡簧，齿轮安装在齿轮轴上，每个齿轮轴的两端分别用一个轴承支撑在壳体的内部，壳体端面安装有多组的滑轨，每组滑轨内安装有一个齿条式滑块模组，每个齿轮都与齿杆及其对应的齿条式滑块啮合。由于采用独特的齿杆，并通过齿轮将运动传递给多个方向的齿条式滑块，传递力矩大，同步性好；且齿轮轴由圆柱滚针轴承支撑，其运动阻尼小，运动效率高。

Description

一种活塞式多爪机器人末端执行器
技术领域
本发明涉及一种活塞式多爪机器人末端执行器，属于机器人技术领域。
背景技术
随着我国机器人技术领域的不断发展，工业机器人抓取零件的可靠性越来越受到用户的重视。现有的机器人末端执行器大多为钳式结构，其中多数机器人末端执行器抓取强度低，抓取精度不足且抓取动作的同步性不好。
有鉴于上述的缺陷，以期创设一种活塞式多爪机器人末端执行器，该机器人末端执行器运动的精度长期保持性好，运动效率高，采用独特的齿杆，并通过齿轮将运动传递给多个方向的齿条式滑块，传递力矩人，具有高强度高同步性的优势，符合机器人末端执行器未来的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活塞式多爪机器人末端执行器，以解决上述背景技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种活塞式多爪机器人末端执行器包括活塞1、齿杆2、壳体3、第一密封圈4、第二密封圈5、后盖6、第三密封圈7、卡簧8、齿轮9、齿轮轴10、轴承11、滑轨12、齿条式滑块13、网柱滚子动导轨14和精度调节螺钉15，活塞1与齿杆2采用螺栓固定连接构成驱动机构，驱动机构安装在壳体3的内部，其中活塞1与壳体3间安装有第一密封圈4，齿杆2与壳体3间安装有第二密封圈5，壳体3末端安装有后盖6，后盖6内侧与壳体3之间安装有第三密封圈7，且后盖6外侧与壳体3之间安装有卡簧8，齿轮9分别安装在齿轮轴10上，齿轮9和齿轮轴10的数量为多个，每个齿轮轴10的两端分别用一个轴承11支撑在壳体3的内部，壳体3端面安装有多组的滑轨12，每组滑轨12内安装有一个齿条式滑块模组，齿条式滑块模组由齿条式滑块13和一对圆柱滚子动导轨14组成，每个齿轮9都与齿杆2及其对应的齿条式滑块13啮合，且所述的壳体3的一侧设置有精度调节螺钉15，精度调节螺钉15用于调整齿条式滑块13与圆柱滚子动导轨14间的间隙。
作为优选，所述的齿杆2为多面齿杆，面数为2-4面，且所述的齿杆2面数与齿轮9和齿轮轴10的个数、滑轨12的组数相同。
作为优选，所述的壳体3侧面有两个孔，通过在这两个孔内输入和输出流体使得活塞带动齿杆2在上死点和下死点间运动，其中所述的输入和输出流体为气体或液体；
作为优选，所述的轴承11为运动阻尼小且运动效率高的圆柱滚针轴承。
与现行技术相比，本发明的有益效果是：由于采用独特的齿杆，并通过齿轮将运动传递给多个方向的齿条式滑块，传递力矩大，同步性好；本发明中的齿轮轴由圆柱滚针轴承支撑，其运动阻尼小，运动效率高；此外本发明中的齿条式滑块模组采用可调节间隙的圆柱滚子动导轨，当手爪在长时间使用后产生磨损时可通过调节壳体一侧的精度调节螺钉调整齿条式滑块与圆柱滚子动导轨间的间隙，使得手爪的运动仍然能保持高精度。
附图说明
图1为本发明的爆炸结构示意图；
图2为本发明整体装配结构示意图；
图3为本发明内部结构剖视图；
图4为本发明中齿杆的结构示意图；
图5为本发明实施例的爆炸结构示意图；
图6为本发明实施例的整体装配结构示意图；
图7为本发明实施例的内部结构剖视图；
图8为本发明实施例中齿杆的结构示意图。
图中：活塞1、齿杆2、壳体3、第一密封圈4、第二密封圈5、后盖6、第三密封圈7、卡簧8、齿轮9、齿轮轴10、轴承11、滑轨12、齿条式滑块13、圆柱滚子动导轨14和精度调节螺钉15。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种活塞式多爪机器人末端执行器包括活塞1、齿杆2、壳体3、第一密封圈4、第二密封圈5、后盖6、第三密封圈7、卡簧8、齿轮9、齿轮轴10、轴承11、滑轨12、齿条式滑块13、圆柱滚子动导轨14和精度调节螺钉15，活塞1与齿杆2采用螺栓固定连接构成驱动机构，驱动机构安装在壳体3的内部，其中活塞1与壳体3间安装有第一密封圈4，齿杆2与壳体3间安装有第二密封圈5，壳体3末端安装有后盖6，后盖6内侧与壳体3之间安装有第三密封圈7，且后盖6外侧与壳体3之间安装有卡簧8，齿轮9分别安装在齿轮轴10上，齿轮9和齿轮轴10的数量为多个，每个齿轮轴10的两端分别用一个轴承11支撑在壳体3的内部，壳体3端面安装有多组的滑轨12，每组滑轨12内安装有一个齿条式滑块模组，齿条式滑块模组由齿条式滑块13和一对圆柱滚子动导轨14组成，每个齿轮9都与齿杆2及其对应的齿条式滑块13啮合，且所述的壳体3的一侧设置有精度调节螺钉15，精度调节螺钉15用于调整齿条式滑块13与圆柱滚子动导轨14间的间隙；其中所述的齿杆2为多面齿杆，而数为2-4面，且所述的齿杆2面数与齿轮9和齿轮轴10的个数、滑轨12的组数相同，所述的壳体3侧面有两个孔，通过在这两个孔内输入和输出流体使得活塞带动齿杆2在上死点和下死点间运动，其中所述的输入和输出流体为气体或液体，所述的轴承11为运动阻尼小且运动效率高的圆柱滚针轴承。
本具体实施的工作原理：首先通过壳体3上的两个孔输入和输出流体带动活塞1运动，活塞1带动与其固定连接的齿杆2作直线运动；由于齿杆2为多面结构，齿轮9分别安装在齿轮轴10上，这齿轮轴10用一对轴承11支撑在壳体3内部，壳体3端面安装有多组滑轨12，每组滑轨12内安装有一个齿条式滑块模组，齿条式滑块模组由齿条式滑块13和一对圆柱滚子动导轨14组成，每个齿轮9都与齿杆2及其对应的齿条式滑块13啮合；齿杆2作直线运动可带动与其啮合的齿轮9转动，齿轮9的转动可传递给与其啮合的齿条式滑块13并使其在一对圆柱滚子动导轨14中滑动，壳体3一侧的精度调节螺钉15用于调整齿条式滑块13与圆柱滚子动导轨14间的间隙，齿条式滑块13的同步运动即为机器人手爪抓取物体的主动作。
实施例
本活塞式多爪机器人末端执行器中齿杆2的面数为4面，如图5-8所示，齿轮9和齿轮轴10的个数为4个、滑轨12的组数均为四组，通过壳体3上的两个孔输入和输出流体带动活塞1运动，活塞1带动与其固定连接的四面齿杆2作直线运动；四个齿轮9分别安装在四个齿轮轴10上，这四个齿轮轴10用一对轴承11支撑在壳体3内部，壳体3端面安装有四组滑轨12，每组滑轨12内安装有一个齿条式滑块模组，齿条式滑块模组由齿条式滑块13和一对圆柱滚子动导轨14组成，每个齿轮9都与齿杆2及其对应的齿条式滑块13啮合；四面齿杆2作直线运动可带动与其啮合的四个齿轮9转动，四个齿轮9的转动可传递给与其啮合的齿条式滑块13并使其在一对圆柱滚子动导轨14中滑动，壳体3一侧的精度调节螺钉15用于调整齿条式滑块13与圆柱滚子动导轨14间的间隙，四个齿条式滑块13的同步运动即为机器人手爪抓取物体的主动作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种活塞式多爪机器人末端执行器，其特征在于：它包括活塞(1)、齿杆(2)、壳体(3)、第一密封圈(4)、第二密封圈(5)、后盖(6)、第三密封圈(7)、卡簧(8)、齿轮(9)、齿轮轴(10)、轴承(11)、滑轨(12)、齿条式滑块(13)、圆柱滚子动导轨(14)和精度调节螺钉(15)，活塞(1)与齿杆(2)采用螺栓固定连接构成驱动机构，驱动机构安装在壳体(3)的内部，其中活塞(1)与壳体(3)间安装有第一密封圈(4)，齿杆(2)与壳体(3)间安装有第二密封圈(5)，壳体(3)末端安装有后盖(6)，后盖(6)内侧与壳体(3)之间安装有第三密封圈(7)，且后盖(6)外侧与壳体(3)之间安装有卡簧(8)，齿轮(9)安装在齿轮轴(10)上，齿轮(9)和齿轮轴(10)的数量为多个，每个齿轮轴(10)的两端分别用一个轴承(11)支撑在壳体(3)的内部，壳体(3)端面安装有多组的滑轨(12)，每组滑轨(12)内安装有一个齿条式滑块模组，齿条式滑块模组由齿条式滑块(13)和一对圆柱滚子动导轨(14)组成，每个齿轮(9)都与齿杆(2)及其对应的齿条式滑块(13)啮个，所述的齿杆(2)为多面齿杆，面数为2-4面，且所述的齿杆(2)的面数与齿轮(9)和齿轮轴(10)的个数、滑轨(12)的组数相同，所述的壳体(3)侧面有两个孔，通过在这两个孔内输入和输出流体使得活塞带动齿杆(2)在上死点和下死点间运动，其中所述的输入和输出流体为气体或液体，所述的壳体(3)的一侧设置有精度调节螺钉(15)。
2.根据权利要求1所述的一种活塞式多爪机器人末端执行器，其特征在于：所述的轴承(11)为运动阻尼小且运动效率高的圆柱滚针轴承。
3.根据权利要求1所述的一种活塞式多爪机器人末端执行器，其特征在于：它的工作原理为：通过壳体(3)上的两个孔输入和输出流体带动活塞(1)运动，活塞(1)带动与其固定连接的齿杆(2)作直线运动；由于齿杆(2)为多面结构，多个的齿轮(9)分别安装在齿轮轴(10)上，齿轮轴(10)用一对轴承(11)支撑在壳体(3)内部，壳体(3)端面安装有多组滑轨(12)，每组滑轨(12)内安装有一个齿条式滑块模组，齿条式滑块模组由齿条式滑块(13)和一对圆柱滚子动导轨(14)组成，每个齿轮(9)都与齿杆(2)及其对应的齿条式滑块(13)啮合；齿杆(2)作直线运动带动与其啮合的齿轮(9)转动，齿轮(9)的转动传递给与其啮合的齿条式滑块(13)并使其在一对圆柱滚子动导轨(14)中滑动，壳体(3)一侧的精度调节螺钉(15)用于调整齿条式滑块(13)与圆柱滚子动导轨(14)间的间隙，齿条式滑块(13)的同步运动即为机器人手爪抓取物体的主动作。
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