CN107984462A - 一种棘轮式旋转取放机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种棘轮式旋转取放机械手，所述机械手包括机座，所述机座设有安装板，所述安装板上端连接有电机，所述机械手还包括滑套、转芯、轴承、棘轮、连杆体及夹爪；所述滑套设置在所述转芯内部，滑套下端与所述连杆体铰接；所述转芯设置在所述滑套外围，转芯位于所述轴承内孔，转芯下端向外凸起形成所述棘轮；所述轴承设置在所述机座的内孔中，轴承套设在所述转芯外围；所述夹爪设置在所述转芯下端，夹爪位于棘轮下侧内沿，夹爪上部与所述转芯铰接，夹爪中部与所述连杆体铰接。本发明结构简单，成本低，维护方便，可在各行业的自动机械设备中用以抓取物体从A位置移动到B位置并放下，并可在运动中实现任意角度的转动。

Description

一种棘轮式旋转取放机械手

技术领域

本发明涉及一种棘轮式旋转取放机械手，属于一种搬运工件或产品的执行模块。

背景技术

目前，在各生产领域，人们往往需要使加工中的或加工完成工件或产品从一个位置移动到另一个位置。自动化的设备中，这个功能依靠抓取装置在自动系统的控制下进行实现，针对不同形状和要求的工件，为了实现不同的功能，需要不同样式的机械手。现阶段，为了实现工件在移动过程中的转动，其机构往往需要两个动力源才能实现，而运动过程中要使被移动物体的转动，或在目标位置进行转动，大多采用两个动力源，机构复杂，成本高。

公开号CN105904454A的中国专利公开一种抓取机械手，包括机械手爪，所述抓取机械手还包括夹持弹簧，两个机械手爪相对的内侧上安装所述夹持弹簧，所述机械手爪末端与气缸手爪连接，所述气缸手爪安装在气缸固定板上，所述气缸固定板与旋转轴的下端固定连接，所述旋转轴安装在旋转轴承上，所述旋转轴承安装在机座上，所述旋转轴的上端与减速机构的输出轴连接，所述减速机构的输入轴与驱动电机的输出轴连接。该专利虽然能够实现抓取功能，但是其所具有的抓取和旋转精度较低，抓取过程中很难实现抓取件的精确旋转控制，同时该抓取机械手的稳定性较差，机械手爪仍然需要采用两个动力源才能实现抓取功能，结构相对复杂。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种棘轮式旋转取放机械手，可以实现产品生产中对半成品或成品进行工位转换或最终检验包装等工序中的抓取功能，并且还可以实现抓取后对工件或产品的转动功能，可在各行业的自动机械设备中用以抓取物体从A位置移动到B位置并放下，并可在运动中实现任意角度的转动。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种棘轮式旋转取放机械手，所述机械手包括机座，所述机座设有安装板，所述安装板上端连接有电机，所述机械手还包括滑套、转芯、轴承、棘轮、连杆体及夹爪；所述滑套设置在所述转芯内部，滑套下端与所述连杆体铰接；所述转芯设置在所述滑套外围，转芯位于所述轴承内孔，转芯下端向外凸起形成所述棘轮；所述轴承设置在所述机座的内孔中，轴承套设在所述转芯外围；所述夹爪设置在所述转芯下端，夹爪位于棘轮下侧内沿，夹爪上部与所述转芯铰接，夹爪中部与所述连杆体铰接。

如上所述的一种棘轮式旋转取放机械手，所述电机采用步进电机或伺服电机，电机下端连接有丝杆轴，所述安装板上设有通口，丝杆轴穿过所述通口。电机安装在机座上，电机的轴为丝杆轴。电机可以采用步进电机或伺服电机。

进一步，所述滑套上端连接有螺母，所述螺母与所述杆轴连接。滑套的上端安装有螺母，螺母与电机上的丝杆轴相联，当电机正转时螺母上移，从而带动滑套上移，连杆体拉动夹爪使其闭合从而夹紧工件，电机的转动带动螺母做轴轴向移动。

如上所述的一种棘轮式旋转取放机械手，所述机座包括垂直部和水平部，所述垂直部和水平部呈L型连接，所述水平部上设有安装孔，所述轴承设置在所述安装孔内。轴承安装在机座水平部的安装孔内，轴承用于支撑转芯的旋转，降低转芯转动过程中的摩擦。

进一步，所述安装孔设有2个，2个安装孔分别位于所述水平部的上下端，2个安装孔之间的水平部上设有间隔体，每个安装孔内部设有1个轴承。轴承数量设置为2个，同时在2个轴承之间设置间隔体，提高转芯的旋转稳定性。

如上所述的一种棘轮式旋转取放机械手，所述机座下端一侧设有固定部，所述固定部连接有止转弹簧，所述止转弹簧连接有棘爪，所述棘爪与所述机座铰接，棘爪与所述棘轮啮合。机座上安装有棘爪，棘爪与棘轮通过止转弹簧相联，从而转芯只能按电机正转方向做单向转动。

如上所述的一种棘轮式旋转取放机械手，所述机座下端一侧设有固定部，所述固定部连接有止动弹片，所述止动弹片与所述棘轮齿根圆相切。止动弹片同样可以实现棘轮的单向止动功能，具体通过在固定部上安装一止动弹片，将其安装方向与棘轮齿根圆相切，实现棘轮的单向止动。

如上所述的一种棘轮式旋转取放机械手，所述夹爪数量为2个，2个夹爪相对设置，夹爪下端呈弧片状，夹爪中部设有铰接槽，所述连杆体铰接在所述铰接槽内部。

如上所述的一种棘轮式旋转取放机械手，所述滑套下端设有铰接片，所述连杆体与所述铰接片连接。在转芯上装有可上下移动的滑套，滑套上安装有可绕定轴转动的连杆体，连杆体与夹爪相联。由于滑套通过连杆体和夹爪相联，所以滑套只能做上下滑动。

本发明的有益效果是：机械手设有机座，机座设有安装板，安装板上端连接有电机，机械手还包括滑套、转芯、轴承、棘轮、连杆体及夹爪；滑套设置在转芯内部，滑套下端与连杆体铰接；转芯设置在滑套外围，转芯位于轴承内孔，转芯下端向外凸起形成棘轮；轴承设置在机座的内孔中，轴承套设在转芯外围；夹爪设置在转芯下端，夹爪位于棘轮下侧内沿，夹爪上部与转芯铰接，夹爪中部与连杆体铰接。本发明克服了其他类型抓取机构的不足，采用单一动力源进行驱动，结构简单，成本低，维护方便，可在各行业的自动机械设备中用以抓取物体从A位置移动到B位置并放下，并可在运动中实现任意角度的转动。

附图说明

图1为棘轮式旋转取放机械手立体结构示意图；

图2为棘轮式旋转取放机械手沿竖直面剖视图；

图3为棘轮式旋转取放机械手棘轮、固定部、止转弹簧及棘爪结构示意图；

图4为棘轮式旋转取放机械手止动弹片、棘轮、固定部结构示意图；

图中，1、机座；101、垂直部；102、水平部；2、安装板；3、电机；4、滑套；5、转芯；6、轴承；7、棘轮；8、连杆体；9、夹爪；10、丝杆轴；11、固定部；12、止转弹簧；13、棘爪；14、铰接片；15、螺母；16、止动弹片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1、图2所示，一种棘轮式旋转取放机械手，所述机械手包括机座1，所述机座1设有安装板2，所述安装板2上端连接有电机3，所述机械手还包括滑套4、转芯5、轴承6、棘轮7、连杆体8及夹爪9；所述滑套4设置在所述转芯5内部，滑套4下端与所述连杆体8铰接；所述转芯5设置在所述滑套4外围，转芯5位于所述轴承6内孔，转芯5下端向外凸起形成所述棘轮7；所述轴承6设置在所述机座1的内孔中，轴承6套设在所述转芯5外围；所述夹爪9设置在所述转芯5下端，夹爪9位于棘轮7下侧内沿，夹爪9上部与所述转芯5铰接，夹爪9中部与所述连杆体8铰接。

棘轮式旋转取放机械手的一个实施例中，所述电机3采用步进电机或伺服电机，电机3下端连接有丝杆轴10，所述安装板2上设有通口，丝杆轴10穿过所述通口。电机3安装在机座1上，电机3的轴为丝杆轴10。电机3可以采用步进电机或伺服电机。所述滑套4上端连接有螺母15，所述螺母15与所述丝杆轴10连接。滑套4的上端安装有螺母，螺母与电机3上的丝杆轴10相联，当电机3正转时螺母15上移，从而带动滑套4上移，连杆体8拉动夹爪9使其闭合从而夹紧工件，电机3的转动带动螺母15做轴轴向移动。

棘轮式旋转取放机械手的一个实施例中，所述机座1包括垂直部101和水平部102，所述垂直部101和水平部102呈L型连接，所述水平部102上设有安装孔，所述轴承6设置在所述安装孔内。轴承6安装在机座1水平部102的安装孔内，轴承6用于支撑转芯5的旋转，降低转芯5转动过程中的摩擦。所述安装孔设有2个，2个安装孔分别位于所述水平部102的上下端，2个安装孔之间的水平部102上设有间隔体，每个安装孔内部设有1个轴承6。轴承6数量设置为2个，同时在2个轴承6之间设置间隔体，提高转芯5的旋转稳定性。

参见图3，棘轮式旋转取放机械手的一个实施例中，所述机座1下端一侧设有固定部11，所述固定部11连接有止转弹簧12，所述止转弹簧12连接有棘爪13，所述棘爪13与所述机座1铰接，棘爪13与所述棘轮7啮合。机座1上安装有棘爪13，棘爪13与棘轮7通过止转弹簧12相联，从而转芯5只能按电机3正转方向做单向转动。

参见图4，棘轮式旋转取放机械手的一个实施例中，所述机座下端一侧设有固定部11，所述固定部11连接有止动弹片16，所述止动弹片16与所述棘轮7的齿根圆相切。止动弹片16同样可以实现棘轮7的单向止动功能，具体通过在固定部11上安装一止动弹片16，将其安装方向与棘轮7的齿根圆相切，实现棘轮7的单向止动。

棘轮式旋转取放机械手的一个实施例中，所述夹爪9数量为2个，2个夹爪9相对设置，夹爪9下端呈弧片状，夹爪9中部设有铰接槽，所述连杆体8铰接在所述铰接槽内部。

棘轮式旋转取放机械手的一个实施例中，所述滑套4下端设有铰接片14，所述连杆体8与所述铰接片14连接。在转芯5上装有可上下移动的滑套4，滑套4上安装有可绕定轴转动的连杆体8，连杆体8与夹爪9相联。由于滑套4通过连杆体8和夹爪9相联，所以滑套4只能做上下滑动。

本发明是一种可旋转的并且共用一个动力源的取放机械手，带有丝杆轴10的电安装在安装板2上，安装板2固定在机座1上，机座1的内孔上装有轴承6，转芯5安装在轴承6的内孔内，转芯5内有一滑动配合滑套4，滑套4铰接连杆，连杆与铰接在转芯5上的夹爪9铰接，从而形成四连杆机构，滑套4由于连杆与夹爪9的限制，只能在转芯5内沿轴向上下移动，滑套4上固定有螺母，转芯5的下部加工有棘轮7，机座1上装有棘爪13，棘爪13在止转弹簧12的作用下压在棘轮7上，从而使转芯5只沿电机3正转方向转动，当电机3正转时，转芯5由于止转弹簧12作用静止不动，螺母相对电机3丝杆轴10转动向上移动，从而带动滑套4拉动连杆向上移动，连杆拉动夹爪9闭合，从而夹紧工件。当夹爪9再不能向内运动，电机3带动螺母一起旋转，通过连杆作用在转芯5上，棘轮7克服止转弹簧12的压力开始转动，从而实现机械手的转动功能，当需要松开工件，电机3反转，由于转芯5上的棘轮7的单向性，螺母相对丝杆轴10转动，从而螺母下移，推动连杆使夹爪9张开，松开夹持件，如果不需要工件转动，只要设置电机3的步数，使其刚好夹紧工件即可，工件可以采用试管。

本发明通过步进电机或伺服电机上的丝杆轴10的转动使安装有螺母的滑套4上下移动，从而带动连杆体8使夹爪9张开或闭合，从而实现机械手的抓取和放下的功能，同时的，棘爪13使安装在轴承6上的转芯5只能进行单向转动，当电机3正转时，转芯5在止转弹簧12弹力作用下不转，从而使螺母和丝杆轴10发生相对转动，当夹爪9夹紧工件后，止转弹簧12的弹力不足以阻止转芯5的转动，这时工件随转芯5一起转动。当需要放下工件时，电机3反转，转芯5上的棘轮7在棘爪13的作用下不能转动，螺母下移使夹爪9松开，从而把工件放置在指定位置。当电机3正转时，在弹簧的作用下，棘轮7使转芯5固定不动，从而丝杆使螺母向上移动，连杆带动夹爪9闭合夹持工件，当夹紧工件后，弹簧的弹力不足以阻止棘轮7转动，这时如果电机3可以继续转动并且带动转芯5一起转动，从而实现工件的转动。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种棘轮式旋转取放机械手，所述机械手包括机座，所述机座设有安装板，所述安装板上端连接有电机，其特征在于：所述机械手还包括滑套、转芯、轴承、棘轮、连杆体及夹爪；所述滑套设置在所述转芯内部，滑套下端与所述连杆体铰接；所述转芯设置在所述滑套外围，转芯位于所述轴承内孔，转芯下端向外凸起形成所述棘轮；所述轴承设置在所述机座的内孔中，轴承套设在所述转芯外围；所述夹爪设置在所述转芯下端，夹爪位于棘轮下侧内沿，夹爪上部与所述转芯铰接，夹爪中部与所述连杆体铰接。

2.根据权利要求1所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述电机采用步进电机或伺服电机，电机下端连接有丝杆轴，所述安装板上设有通口，丝杆轴穿过所述通口。

3.根据权利要求1或2所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述滑套上端连接有螺母，所述螺母与所述杆轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述机座包括垂直部和水平部，所述垂直部和水平部呈L型连接，所述水平部上设有安装孔，所述轴承设置在所述安装孔内。

5.根据权利要求4所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述安装孔设有2个，2个安装孔分别位于所述水平部的上下端，2个安装孔之间的水平部上设有间隔体，每个安装孔内部设有1个轴承。

6.根据权利要求1所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述机座下端一侧设有固定部，所述固定部连接有止转弹簧，所述止转弹簧连接有棘爪，所述棘爪与所述机座铰接，棘爪与所述棘轮啮合。

7.根据权利要求1所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述机座下端一侧设有固定部，所述固定部连接有止动弹片，所述止动弹片与所述棘轮齿根圆相切。

8.根据权利要求1所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述夹爪数量为2个，2个夹爪相对设置，夹爪下端呈弧片状，夹爪中部设有铰接槽，所述连杆体铰接在所述铰接槽内部。

9.根据权利要求1所述的一种棘轮式旋转取放机械手，其特征在于：所述滑套下端设有铰接片，所述连杆体与所述铰接片连接。