CN108687790B - 一种齿轮齿条驱动式抓取机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种齿轮齿条驱动式抓取机械手，属于工业机器人技术领域。该抓取机械手包括驱动电机、电机安装板、联轴器、转轴、第一齿轮、第二齿轮、轴承座组件、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第四齿条、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块、第一夹指、第一夹指安装板、第二夹指、第二夹指安装板、第三夹指、第三夹指安装板、第四夹指、第四夹指安装板及铝型材安装架。其工作原理是：当驱动电机转动时，通过联轴器传递动力给转轴，转轴带动第一齿轮和第二齿轮同时转动，第一齿轮带动第一齿条和第三齿条做直线运动，第二齿轮带动第二齿条和第四齿条做直线运动，从而实现四个齿条同时向内或向外做同步直线运动，带动四个夹指同步径向运动，实现抓取不同尺寸的环形或方形物体。

Description

一种齿轮齿条驱动式抓取机械手
技术领域：
本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种齿轮齿条驱动式抓取机械手，该机械手通过电机驱动四对齿轮齿条同步传动，进而驱动四个指同步做径向运动，实现抓取不同尺寸的物体。依据被抓取物体的形状，机械手末端四个夹指的工作侧面可以设计为平面或弧面，可应用于抓取较大尺寸的环形或方形物体。
背景技术：
机械手是机器人的末端执行机构，在机器人末端安装相应的机械手爪，可以代替人工搬运和码垛物体，节省人力物力。环形或方形物体是工厂中较为常见的，如轮胎、箱子等，本发明提供一种齿轮齿条驱动式抓取机械手，可以抓取较大尺寸的环形或方形物体，节省人力物力，提高生产效率。
发明内容：
本发明的目的是提供一种齿轮齿条驱动式抓取机械手，该抓取机械手能够实现对不同尺寸大小的环形或方形物体进行抓取。本发明所提供的一种齿轮齿条驱动式抓取机械手包括铝型材安装架24、驱动与传动机构及执行机构。
所述铝型材安装架24是一个中空的回字形框架，由十二根具有凹槽的铝型材、角连接件和螺栓拼装而成，作为抓取机械手的机架。
所述驱动与传动机构包括驱动电机1、电机安装板2、联轴器3、转轴4、第一齿轮5、第二齿轮6、轴承座组件7、第一齿条8、第二齿条9、第三齿条10、第四齿条11、第一滑块12、第二滑块13、第三滑块14及第四滑块15。所述驱动电机1用螺栓固定在电机安装板2上，为抓取环形或方形物体时提供动力。所述电机安装板2上有安装孔，可通过螺栓与机器人本体连接。所述联轴器3的一端与所述驱动电机1的输出轴固连，所述联轴器3的另一端与转轴4固连。所述转轴4分别与第一齿轮5、第二齿轮6固连，所述第一齿轮5分别与第一齿条8、第三齿条10相啮合，所述第一齿条8的运动方向与第三齿条10的运动方向平行且相反；所述第二齿轮6分别与第二齿条9、第四齿条11相啮合，所述第二齿条9的运动方向与第四齿条11的运动方向平行且相反；所述第一齿条8、第二齿条9、第三齿条10和第四齿条11依次呈直角布置。所述轴承座组件7通过螺栓固定在铝型材安装架24上，用于支撑转轴4。所述第一齿条8通过螺栓与第一滑块12固连，所述第二齿条9通过螺栓与第二滑块13固连，所述第三齿条10通过螺栓与第三滑块14固连，所述第四齿条11通过螺栓与第四滑块15固连。所述第一滑块12、第二滑块13、第三滑块14、第四滑块15可在铝型材安装架24的凹槽内移动。所述第一齿轮5、第二齿轮6尺寸参数相同，所述第一齿条8、第二齿条9、第三齿条10、第四齿条11尺寸参数相同。
所述执行机构包括第一夹指16、第一夹指安装板17、第二夹指18、第二夹指安装板19、第三夹指20、第三夹指安装板21、第四夹指22及第四夹指安装板23。所述第一夹指安装板17通过螺栓固定在第一齿条8上，所述第一夹指16通过螺栓固定在第一夹指安装板17上。所述第二夹指安装板19通过螺栓固定在第二齿条9上，所述第二夹指18通过螺栓固定在第二夹指安装板19上。所述第三夹指安装板21通过螺栓固定在第三齿条10上，所述第三夹指20通过螺栓固定在第三夹指安装板21上。所述第四夹指安装板23通过螺栓固定在第四齿条11上，所述第四夹指22通过螺栓固定在第四夹指安装板23上。
所述第一夹指16、第二夹指18、第三夹指20、第四夹指22的工作侧面均处在同一圆柱面上，所述第一夹指16、第二夹指18、第三夹指20、第四夹指22的末端处于同一平面内。依据被抓取物体的形状，机械手末端四个夹指的工作侧面可以设计为平面或弧面。当驱动电机1转动时，通过转轴4驱动四对齿轮齿条同步传动，进而驱动四个夹指同步做径向运动，实现抓取不同尺寸的环形或方形物体。
附图说明：
图1：为本发明一种齿轮齿条驱动式抓取机械手的结构示意图；
图2：为本发明抓取机械手中的传动部分的结构放大示意图；
图3：为本发明抓取机械手中的铝型材安装架的结构示意图。
图中：1：驱动电机；2：电机安装板；3：联轴器；4：转轴；5：第一齿轮；6：第二齿轮；7：轴承座组件；8：第一齿条；9：第二齿条；10：第三齿条；11：第四齿条；12：第一滑块；13：第二滑块；14：第三滑块；15：第四滑块；16：第一夹指；17：第一夹指安装板；18：第二夹指；19：第二夹指安装板；20：第三夹指；21：第三夹指安装板；22：第四夹指；23：第四夹指安装板；24：铝型材安装架。
具体实施方式：
本发明提供的一种齿轮齿条驱动式抓取机械手，能够实现对不同尺寸大小的环形或方形物体进行抓取。本发明抓取机械手包括铝型材安装架24、驱动与传动机构及执行机构。
本发明装置当抓取环形或方形物体时，所述驱动电机1通过联轴器3、转轴4驱动第一齿轮5和第二齿轮6同时转动；所述第一齿轮5带动第一齿条8和第三齿条10同时向外或向内做直线运动，所述第二齿轮6同时带动第二齿条9和第四齿条11同时向外或向内做直线运动，从而实现第一齿条8、第二齿条9、第三齿条10、第四齿条11同步向外或向内做直线运动，从而带动第一夹指16、第二夹指18、第三夹指20、第四夹指22同步做径向运动，实现抓取不同尺寸的环形或方形物体。

Claims (1)

1.一种齿轮齿条驱动式抓取机械手，其特征在于所述抓取机械手包括铝型材安装架(24)、驱动与传动机构及执行机构；所述铝型材安装架(24)为中空回字形框架，所述铝型材安装架(24)由十二根具有凹槽的铝型材、角连接件和螺栓拼装而成，所述铝型材安装架(24)为所述抓取机械手的机架；所述驱动与传动机构包括驱动电机(1)、电机安装板(2)、联轴器(3)、转轴(4)、第一齿轮(5)、第二齿轮(6)、轴承座组件(7)、第一齿条(8)、第二齿条(9)、第三齿条(10)、第四齿条(11)、第一滑块(12)、第二滑块(13)、第三滑块(14)及第四滑块(15)；所述驱动电机(1)用螺栓固定在所述电机安装板(2)上，所述电机安装板(2)上设有安装孔，所述安装孔能够通过螺栓与机器人本体连接；所述联轴器(3)的一端与所述驱动电机(1)的输出轴固连，所述联轴器(3)的另一端与所述转轴(4)固连，所述转轴(4)分别与所述第一齿轮(5)及所述第二齿轮(6)固连，所述第一齿轮(5)分别与所述第一齿条(8)及所述第三齿条(10)相啮合，所述第一齿条(8)的运动方向与所述第三齿条(10)的运动方向平行且相反，所述第二齿轮(6)分别与所述第二齿条(9)及所述第四齿条(11)相啮合，所述第二齿条(9)的运动方向与所述第四齿条(11)的运动方向平行且相反，所述第一齿条(8)、第二齿条(9)、第三齿条(10)及所述第四齿条(11)依次呈直角布置，所述轴承座组件(7)通过螺栓固定在所述铝型材安装架(24)上，所述轴承座组件(7)用于支撑所述转轴(4)；所述第一齿条(8)通过螺栓与所述第一滑块(12)固连，所述第二齿条(9)通过螺栓与所述第二滑块(13)固连，所述第三齿条(10)通过螺栓与所述第三滑块(14)固连，所述第四齿条(11)通过螺栓与所述第四滑块(15)固连，所述第一滑块(12)、第二滑块(13)、第三滑块(14)及所述第四滑块(15)能够在所述铝型材安装架(24)的所述凹槽内移动；所述第一齿轮(5)与所述第二齿轮(6)的尺寸参数相同，所述第一齿条(8)、第二齿条(9)、第三齿条(10)及所述第四齿条(11)的尺寸参数相同；所述执行机构包括第一夹指(16)、第一夹指安装板(17)、第二夹指(18)、第二夹指安装板(19)、第三夹指(20)、第三夹指安装板(21)、第四夹指(22)及第四夹指安装板(23)，所述第一夹指安装板(17)通过螺栓固定在所述第一齿条(8)上，所述第一夹指(16)通过螺栓固定在所述第一夹指安装板(17)上，所述第二夹指安装板(19)通过螺栓固定在所述第二齿条(9)上，所述第二夹指(18)通过螺栓固定在所述第二夹指安装板(19)上，所述第三夹指安装板(21)通过螺栓固定在所述第三齿条(10)上，所述第三夹指(20)通过螺栓固定在所述第三夹指安装板(21)上，所述第四夹指安装板(23)通过螺栓固定在所述第四齿条(11)上，所述第四夹指(22)通过螺栓固定在所述第四夹指安装板(23)上；所述第一夹指(16)、第二夹指(18)、第三夹指(20)及所述第四夹指(22)的工作侧面处在同一圆柱面上，所述第一夹指(16)、第二夹指(18)、第三夹指(20)、第四夹指(22)的末端处于同一平面内，所述第一夹指(16)、第二夹指(18)、第三夹指(20)及所述第四夹指(22)的工作侧面为平面或弧面。
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