CN108015757A - 一种教学用的简易工业机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种教学用的简易工业机械手，涉及教学用具技术领域。该教学用的简易工业机械手，包括底座箱，所述底座箱内壁的底部设置有轴承座，所述轴承座的内部设置有与轴承座相适配的传动轴，所述传动轴靠近轴承座的一端套接有第一锥齿轮，所述底座箱内壁的底部且位于轴承座的两侧对称固定连接有加重块，所述轴承座右侧加重块的顶部固定连接有转轴电机，所述转轴电机的输出轴固定连接有第二锥齿轮。该教学用的简易工业机械手，通过电磁伸缩装置简化了机械手的整体结构，使用起来更加方便，且体积小，便于老师的搬运和对学生的讲解，使学生更好的对相关知识的理解和掌握，从而提高了学生的学习兴趣，丰富了课堂生活。

Description

一种教学用的简易工业机械手

技术领域

本发明涉及教学用具技术领域，具体为一种教学用的简易工业机械手。

背景技术

机械手是能模仿人手和手臂的某些动作功能，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；机械手在工业生产中应用最为广泛，由于用于不同的环境和不同的生产需要，工业机械手的种类繁多，由于工业机械手的发展前景很广，有必要使学生提前学习机械手方面的知识，了解机械手自动装置的各个机构的原理。

目前在学校实验室里配备工业机械手的学校还很少，主要是因为其结构较复杂、价格相对较高不适合在教学中使用，大部分都是组织学生集体到企业工厂里参观和学习，这样不利于老师对相关知识的讲解，使学生不能很好的对相关知识的理解和掌握。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种教学用的简易工业机械手，解决了不利于老师对相关知识的讲解，使学生不能很好的对相关知识的理解和掌握的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种教学用的简易工业机械手，包括底座箱，所述底座箱内壁的底部设置有轴承座，所述轴承座的内部设置有与轴承座相适配的传动轴，所述传动轴靠近轴承座的一端套接有第一锥齿轮，所述底座箱内壁的底部且位于轴承座的两侧对称固定连接有加重块，所述轴承座右侧加重块的顶部固定连接有转轴电机，所述转轴电机的输出轴固定连接有第二锥齿轮，且第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述底座箱的顶部与支撑架的底部固定连接，所述传动轴远离轴承座的一端贯穿底座箱的顶部和支撑架并延伸至支撑架的外部，所述传动轴延伸至支撑架外部的一端套接有第一连接块，所述第一连接块远离传动轴的一侧与套杆的一端固定连接，所述套杆远离第一连接块的一侧固定安装有磁铁，所述套杆的内部与滑动杆的一端滑动连接，所述滑动杆远离套杆的一端贯穿套杆并延伸至套杆的外部，所述滑动杆延伸至套杆外部的一端与铁芯箱的一侧固定连接。

所述铁芯箱的内部设置有铁芯，所述铁芯的外部缠绕有导电线，所述铁芯箱内壁靠近滑动杆的一侧固定安装有缓冲箱，且缓冲箱与铁芯箱连接处开设有缓冲槽，所述缓冲槽的内壁与导向杆的外壁滑动连接，且导向杆的外部套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与缓冲槽内壁的底部固定连接，且缓冲弹簧的另一端与与顶块的一侧固定连接，所述顶块远离缓冲弹簧的一侧依次贯穿缓冲箱和铁芯箱并延伸至铁芯箱的外部，所述铁芯箱远离滑动杆的一侧与第二连接块的一侧固定连接，且第二连接块的底部固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底端与第三连接块的一侧固定连接，且第三连接块远离电动伸缩杆的一侧固定安装有同步箱，所述同步箱的两侧镶嵌有轴承，且轴承的内壁与传动杆的外壁转动连接，所述传动杆的外壁套设有同步轮，所述传动杆贯穿同步箱且延伸至同步箱的外部，所述传动杆靠近第三连接块且延伸至同步箱外部的一端通过联轴器与夹持电机的输出轴固定连接，所述传动杆远离夹持电机的一端且延伸至同步箱外部的一端固定安装有电动夹持器。

优选的，所述缓冲箱的数量为两个，且对称分布在铁芯箱的两侧。

优选的，所述底座箱的一侧固定安装有控制器，所述转轴电机、导电线、电动伸缩杆、夹持电机和电动夹持器均与控制器电性连接。

优选的，所述底座箱的顶部和支撑架的两侧固定安装有支撑板，所述支撑板的形状为三角形。

优选的，所述同步轮的数量为两个，且两个同步轮之间通过皮带传动连接。

（三）有益效果

本发明提供了一种教学用的简易工业机械手。具备以下有益效果：

（1）、该教学用的简易工业机械手，通过在铁芯箱内设置的铁芯上缠绕导电线，再由控制器控制导电线内电流的方向和通断，使铁芯产生磁性并磁极的方向可改变，从而可以吸引和排斥套杆靠近铁芯箱一侧的磁铁，带动了滑动杆在套杆中滑动，因此实现了伸缩的效果。

（2）、该教学用的简易工业机械手，通过在铁芯箱内壁靠近滑动杆的一侧固定安装有缓冲箱，且缓冲箱与铁芯箱连接处开设有缓冲槽，当导电线通电时，贯穿缓冲槽的顶块会在缓冲弹簧的作用下顶向磁铁，从而达到了缓冲的作用，减小了磁铁在吸引过程中由于碰撞对机械产生的损害；该教学用的简易工业机械手，通过电磁伸缩装置简化了机械手的整体结构，使用起来更加方便，且体积小，便于老师的搬运和对学生的讲解，使学生更好的对相关知识的理解和掌握，从而提高了学生的学习兴趣，丰富了课堂生活。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构的侧视图；

图3为本发明底座箱的内部剖视图；

图4为本发明支撑架的内部剖视图；

图5为本发明电磁伸缩装置的内部剖视图；

图6为本发明同步箱的内部剖视图。

图中：1底座箱、2轴承座、3传动轴、4第一锥齿轮、5第二锥齿轮、6转轴电机、7支撑架、8第一连接块、9套杆、10磁铁、11滑动杆、12铁芯箱、13铁芯、14导电线、15缓冲箱、16缓冲槽、17导向杆、18缓冲弹簧、19顶块、20第二连接块、21电动伸缩杆、22第三连接块、23同步箱、24传动杆、25同步轮、26夹持电机、27电动夹持器、28控制器、29加重块、30支撑板、31皮带。

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1-6，本发明提供一种技术方案：一种教学用的简易工业机械手，包括底座箱1，底座箱1内壁的底部设置有轴承座2，轴承座2的内部设置有与轴承座2相适配的传动轴3，轴承座2的作用是用来支撑传动轴3，避免因传动轴3上下移动，影响机器动作的情况发生，传动轴3靠近轴承座2的一端套接有第一锥齿轮4，底座箱1内壁的底部且位于轴承座2的两侧对称固定连接有加重块29，在底座箱1内壁的底部安装加重块29可增加底座箱1的重量，防止机械手臂在摆动的时，机器晃动或者翻倒，轴承座2右侧加重块29的顶部固定连接有转轴电机6，转轴电机6为传动轴3提供转矩，从而带动与传动轴3的一端固定连接的第一连接块8进行旋转运动，转轴电机6的输出轴固定连接有第二锥齿轮5，且第一锥齿轮4与第二锥齿轮5啮合，底座箱1的顶部与支撑架7的底部固定连接，底座箱1的顶部和支撑架7的两侧固定安装有支撑板30，支撑板30的形状为三角形，因为三角形具有稳定性，所以将支撑板30固定安装在支撑架7的两侧起到稳定支撑的作用，传动轴3远离轴承座2的一端贯穿底座箱1的顶部和支撑架7并延伸至支撑架7的外部，传动轴3延伸至支撑架7外部的一端套接有第一连接块8，第一连接块8远离传动轴3的一侧与套杆9的一端固定连接，套杆9的内部开设有与滑动杆11相适配的槽，使滑动杆11在套杆9内滑动，套杆9远离第一连接块8的一侧固定安装有磁铁10，套杆9的内部与滑动杆11的一端滑动连接，滑动杆11远离套杆9的一端贯穿套杆9并延伸至套杆9的外部，滑动杆11延伸至套杆9外部的一端与铁芯箱12的一侧固定连接。

铁芯箱12的内部设置有铁芯13，铁芯13的外部缠绕有导电线14，通过在铁芯箱12内设置的铁芯13上缠绕导电线14，再由控制器29控制导电线14内电流的方向和通断，使铁芯13产生磁性并磁极的方向可改变，从而可以吸引和排斥套杆9靠近铁芯箱12一侧的磁铁10，带动了滑动杆11在套杆9中滑动，因此实现了伸缩的效果，铁芯箱12内壁靠近滑动杆11的一侧固定安装有缓冲箱15，且缓冲箱15与铁芯箱12连接处开设有缓冲槽16，缓冲箱15的数量为两个，且对称分布在铁芯箱12的两侧，缓冲槽16的内壁与导向杆17的外壁滑动连接，且导向杆17的外部套设有缓冲弹簧18，导向杆17可在缓冲槽16里滑动，缓冲弹簧18的一端与缓冲槽内壁的底部固定连接，且缓冲弹簧18的另一端与与顶块19的一侧固定连接，顶块19远离缓冲弹簧18的一侧依次贯穿缓冲箱15和铁芯箱12并延伸至铁芯箱12的外部，当导电线14通电时，贯穿缓冲槽16的顶块19会在缓冲弹簧18的作用下顶向磁铁10，从而达到了缓冲的作用，减小了磁铁10在吸引过程中由于碰撞对机械产生的损害，铁芯箱12远离滑动杆11的一侧与第二连接块20的一侧固定连接，且第二连接块20的底部固定安装有电动伸缩杆21，电动伸缩杆21的底端与第三连接块22的一侧固定连接，且第三连接块22远离电动伸缩杆21的一侧固定安装有同步箱23，同步箱23的两侧镶嵌有轴承，且轴承的内壁与传动杆24的外壁转动连接，传动杆24的外壁套设有同步轮25，同步轮25的数量为两个，且两个同步轮25之间通过皮带31传动连接，传动杆24贯穿同步箱23且延伸至同步箱23的外部，传动杆24靠近第三连接块22且延伸至同步箱23外部的一端通过联轴器与夹持电机26的输出轴固定连接，夹持电机26可通过传动杆24将旋转运动传递给两个同步轮25，传动杆24远离夹持电机26的一端且延伸至同步箱23外部的一端固定安装有电动夹持器27，两个同步轮25可使两个电动夹持器27旋转，底座箱1的一侧固定安装有控制器28，转轴电机6、导电线14、电动伸缩杆21、夹持电机26和电动夹持器27均与控制器28电性连接，通过控制器28可控制转轴电机6和夹持电机26的转动，又可控制电动伸缩杆21的伸缩，通过电磁伸缩装置简化了机械手的整体结构，使用起来更加方便，且体积小，便于老师的搬运和对学生的讲解，使学生更好的对相关知识的理解和掌握，从而提高了学生的学习兴趣，丰富了课堂生活。

在机器使用时，先将机器搬放在水平桌面上，接通电源，操作控制器28，控制机械手动作，即可为学生演示机械手的各个动作过程。

综上所述，该教学用的简易工业机械手，通过在铁芯箱12内设置的铁芯13上缠绕导电线14，再由控制器29控制导电线14内电流的方向和通断，使铁芯12产生磁性并磁极的方向可改变，从而可以吸引和排斥套杆9靠近铁芯箱12一侧的磁铁10，带动了滑动杆11在套杆9中滑动，因此实现了伸缩的效果。

同时，通过在铁芯箱12内壁靠近滑动杆11的一侧固定安装有缓冲箱15，且缓冲箱15与铁芯箱12连接处开设有缓冲槽16，当导电线14通电时，贯穿缓冲槽16的顶块19会在缓冲弹簧18的作用下顶向磁铁10，从而达到了缓冲的作用，减小了磁铁10在吸引过程中由于碰撞对机械产生的损害；该教学用的简易工业机械手，通过电磁伸缩装置简化了机械手的整体结构，使用起来更加方便，且体积小，便于老师的搬运和对学生的讲解，使学生更好的对相关知识的理解和掌握，从而提高了学生的学习兴趣，丰富了课堂生活。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

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 (5)

1.一种教学用的简易工业机械手，包括底座箱（1），其特征在于：所述底座箱（1）内壁的底部设置有轴承座（2），所述轴承座（2）的内部设置有与轴承座（2）相适配的传动轴（3），所述传动轴（3）靠近轴承座（2）的一端套接有第一锥齿轮（4），所述底座箱（1）内壁的底部且位于轴承座（2）的两侧对称固定连接有加重块（29），所述轴承座（2）右侧加重块（29）的顶部固定连接有转轴电机（6），所述转轴电机（6）的输出轴固定连接有第二锥齿轮（5），且第一锥齿轮（4）与第二锥齿轮（5）啮合，所述底座箱（1）的顶部与支撑架（7）的底部固定连接，所述传动轴（3）远离轴承座（2）的一端贯穿底座箱（1）的顶部和支撑架（7）并延伸至支撑架（7）的外部，所述传动轴（3）延伸至支撑架（7）外部的一端套接有第一连接块（8），所述第一连接块（8）远离传动轴（3）的一侧与套杆（9）的一端固定连接，所述套杆（9）远离第一连接块（8）的一侧固定安装有磁铁（10），所述套杆（9）的内部与滑动杆（11）的一端滑动连接，所述滑动杆（11）远离套杆（9）的一端贯穿套杆（9）并延伸至套杆（9）的外部，所述滑动杆（11）延伸至套杆（9）外部的一端与铁芯箱（12）的一侧固定连接；

所述铁芯箱（12）的内部设置有铁芯（13），所述铁芯（13）的外部缠绕有导电线（14），所述铁芯箱（12）内壁靠近滑动杆（11）的一侧固定安装有缓冲箱（15），且缓冲箱（15）与铁芯箱（12）连接处开设有缓冲槽（16），所述缓冲槽（16）的内壁与导向杆（17）的外壁滑动连接，且导向杆（17）的外部套设有缓冲弹簧（18），所述缓冲弹簧（18）的一端与缓冲槽内壁的底部固定连接，且缓冲弹簧（18）的另一端与与顶块（19）的一侧固定连接，所述顶块（19）远离缓冲弹簧（18）的一侧依次贯穿缓冲箱（15）和铁芯箱（12）并延伸至铁芯箱（12）的外部，所述铁芯箱（12）远离滑动杆（11）的一侧与第二连接块（20）的一侧固定连接，且第二连接块（20）的底部固定安装有电动伸缩杆（21），所述电动伸缩杆（21）的底端与第三连接块（22）的一侧固定连接，且第三连接块（22）远离电动伸缩杆（21）的一侧固定安装有同步箱（23），所述同步箱（23）的两侧镶嵌有轴承，且轴承的内壁与传动杆（24）的外壁转动连接，所述传动杆（24）的外壁套设有同步轮（25），所述传动杆（24）贯穿同步箱（23）且延伸至同步箱（23）的外部，所述传动杆（24）靠近第三连接块（22）且延伸至同步箱（23）外部的一端通过联轴器与夹持电机（26）的输出轴固定连接，所述传动杆（24）远离夹持电机（26）的一端且延伸至同步箱（23）外部的一端固定安装有电动夹持器（27）。

2.根据权利要求1所述的一种教学用的简易工业机械手，其特征在于：所述缓冲箱（15）的数量为两个，且对称分布在铁芯箱（12）的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种教学用的简易工业机械手，其特征在于：所述底座箱（1）的一侧固定安装有控制器（28），所述转轴电机（6）、导电线（14）、电动伸缩杆（21）、夹持电机（26）和电动夹持器（27）均与控制器（28）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种教学用的简易工业机械手，其特征在于：所述底座箱（1）的顶部和支撑架（7）的两侧固定安装有支撑板（30），所述支撑板（30）的形状为三角形。

5.根据权利要求1所述的一种教学用的简易工业机械手，其特征在于：所述同步轮（25）的数量为两个，且两个同步轮（25）之间通过皮带（31）传动连接。