CN108748246B - 一种机械手装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的一种机械手装置,在本发明的一种机械手装置中,机械手臂连接在移动平台中间的旋转连接柱上,机械手臂能够绕旋转连接柱旋转,机械手臂端部的机械手爪能够夹持物体,由于移动平台可相对支撑平台水平移动,移动平台周围的三个驱动气缸的两端分别铰接在一定平台上和机架上,三个驱动气缸相互配合运动能够使得移动平台在支撑平台上的一定范围内移动至任意位置,所以,本发明的一种机械手装置能够在一定范围内调整机械手爪的位置,使得机械手爪能够适应被待抓取物体的不同位置。

Description

一种机械手装置
技术领域
本发明涉及一种机械手装置。
背景技术
机械手是一种常常用在生产制造中的生产设备,机械手能够提高生产效率,减轻劳动者的工作强度。现有技术中有各式各样的机械手臂,能够回转的机械手是现有技术中一种常见的机械手臂,这种机械手臂的工作范围比较大,能够绕旋转连接柱旋转,但是在有些情况下,我们需要使回转机械手臂的回转中心在一定范围内可以调整,以适应生产制造的需要。
在生产中常常需要用到机械手抓取硬度较低的零件并进行对中安装,在抓取零件时不能在零件表面压出痕迹,在安装该零件时,需要能够调整零件的位置范围以能够与安装接口顺利地对接。但是现有技术中上没有能够实现这种功能的机械手,或者有些机械手具有类似功能,但结构比较复杂,成本较高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明要解决的技术问题在于提供一种机械手装置,能够使得机械手臂的工作范围可调。
为实现上述目的,本发明提供一种机械手装置,包括水平设置的移动平台和支撑平台,移动平台可相对支撑平台水平移动;移动平台的中部设有一旋转连接柱,旋转连接柱的下端连接有主驱动电机,旋转连接柱与一机械手臂连接,移动平台的周围设有三个驱动气缸,各驱动气缸的后端与机架铰接连接,各驱动气缸前端的驱动杆铰接在移动平台上,各驱动气缸的驱动杆均朝向旋转连接柱;所述机械手臂的一端可转动地连接在旋转连接柱的上端,机械手臂的另一端伸向旋转连接柱的一侧,机械手臂的另一端设有机械手爪,机械手爪具有可相对转动的第一机械手指和第二机械手指,第一机械手指和第二机械手指之间形成开口朝下的夹持空间。
优选地,所述旋转连接柱的上端设有第一驱动电机,所述机械手臂由第一驱动电机驱动而上下摆动。
优选地,所述机械手臂与机械手爪连接的一端设有第二驱动电机,所述第一机械手指和第二机械手指由第二驱动电机驱动而相互夹紧或松开。
优选地,所述第一机械手指和第二机械手指朝向夹持空间的侧面为弧形面,第一机械手指和第二机械手指上设有与弧形面同圆心的弧形槽,弧形槽具有内弧面和外弧面,内弧面和外弧面上设置有对穿通孔,对穿通孔中设有滑动连接杆,滑动连接杆朝向夹持空间的一端设有压头,滑动连接杆上还设有限位块,滑动连接杆上套有压缩弹簧,压缩弹簧的一端抵在外弧面上,压缩弹簧的另一端抵在限位块上并将限位块朝内弧面压紧。
更优选地,所述压头由弹性材料制成。
更优选地,所述滑动连接杆的轴线沿弧形面的半径方向延伸。
优选地,所述移动平台的底部嵌装有可自由滚动的滚珠,滚珠与支撑平台的上表面滚动配合。
优选地,移动平台的周围均布地设有三个驱动气缸,各驱动气缸的驱动杆之间的夹角为120度。
优选地,所述移动平台上设有一连接筒,旋转连接柱与连接筒的内孔转动配合。
如上所述,本发明涉及的一种机械手装置,具有以下有益效果:在本发明的一种机械手装置中,机械手臂连接在移动平台中间的旋转连接柱上,机械手臂能够绕旋转连接柱旋转,机械手臂端部的机械手爪能够夹持物体,由于移动平台可相对支撑平台水平移动,移动平台周围的三个驱动气缸的两端分别铰接在一定平台上和机架上,三个驱动气缸相互配合运动能够使得移动平台在支撑平台上的一定范围内移动至任意位置,所以,本发明的一种机械手装置能够在一定范围内调整机械手爪的位置,使得机械手爪能够适应被待抓取物体的不同位置。
附图说明
图1显示为本发明的一种机械手装置的俯视图;
图2显示为沿图1中A-A方向的剖面示意图;
图3显示为移动平台的部分结构剖视图;
图4显示为嵌块的结构示意图;
图5显示为从图4中嵌块的下方向上观察的结构示意图;
图6显示为第一机械手指和第二机械手指的结构示意图。
元件标号说明
1 移动平台 20 对穿通孔
2 连接筒 21 滑动连接杆
3 支撑平台 22 压头
4 螺纹沉孔 23 限位块
5 球面腔 24 压缩弹簧
6 旋转连接柱 25 滚珠
7 主驱动电机 26 嵌块
8 机械手臂 27 球面槽孔
9 驱动气缸 28 外六角凸台
10 机架 29 止推轴承
11 机械手爪 30 首端连接销
12 第一机械手指 31 尾端连接销
13 夹持空间 32 螺纹接头
14 第一驱动电机 33 环形工艺槽
15 第二驱动电机 34 第二机械手指
16 弧形面 35 第一段轮齿
17 弧形槽 36 第二段轮齿
18 内弧面 37 转向齿轮
19 外弧面 38 传动齿轮
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1和图2所示,本发明提供一种机械手装置,包括水平设置的移动平台1和支撑平台3,移动平台1可相对支撑平台3水平移动;移动平台1的中部设有一旋转连接柱6,旋转连接柱6的下端连接有主驱动电机7,旋转连接柱6与一机械手臂8连接,移动平台1的周围设有三个驱动气缸9,各驱动气缸9的后端与机架10铰接连接,各驱动气缸9前端的驱动杆铰接在移动平台1上,各驱动气缸9的驱动杆均朝向旋转连接柱6;所述机械手臂8的一端可转动地连接在旋转连接柱6的上端,机械手臂8的另一端伸向旋转连接柱6的一侧,机械手臂8的另一端设有机械手爪11,机械手爪11具有可相对转动的第一机械手指12和第二机械手指34,第一机械手指12和第二机械手指34之间形成开口朝下的夹持空间13。
在本发明的一种机械手装置中,机械手臂8连接在移动平台1中间的旋转连接柱6上,机械手臂8能够绕旋转连接柱6旋转,机械手臂8端部的机械手爪11能够夹持物体,由于移动平台1可相对支撑平台3水平移动,移动平台1周围的三个驱动气缸9的两端分别铰接在一定平台上和机架10上,三个驱动气缸9相互配合运动能够使得移动平台1在支撑平台3上的一定范围内移动至任意位置,所以,本发明的一种机械手装置能够在一定范围内调整机械手爪11的位置,使得机械手爪11能够适应被待抓取物体的不同位置。作为一种优选的实施方式,如图1和图2所示,驱动气缸9的首端通过首端连接销30铰接在移动平台1的连接筒2上,驱动气缸9的尾端通过尾端连接销31铰接在机架10上。
在本发明的一种机械手装置中,如图1所示,移动平台1的周围均布地设有三个驱动气缸9,当移动平台1的中心与支撑平台3的中心重合时,各驱动气缸9的驱动杆之间的夹角为120度。当需要将移动平台1移动至支撑平台3上的某一位置时,三个驱动气缸9配合运动,由于三个驱动气缸9的长度可伸缩,且三个驱动气缸9的两端分别铰接在机架10和移动平台1上,因此,三个驱动气缸9的长度变化组合就能够使得移动平台1移动至支撑平台3上一定范围内的任意位置;这样就实现了机械手臂8在水平方向的移动。如图2所示,所述旋转连接柱6的上端设有第一驱动电机14,所述机械手臂8由第一驱动电机14驱动而上下摆动,这样就实现了机械手臂8在上下方向的移动;而且,主驱动电机7能够驱动旋转连接柱6转动,从而使得机械手臂8在水平方向平移,机械手臂8能够带动机械手爪11移动到旋转连接柱6周围的一定范围内的任意位置;所述机械手臂8与机械手爪11连接的一端设有第二驱动电机15,所述第一机械手指12和第二机械手指34由第二驱动电机15驱动而相互夹紧或松开,这样,机械手爪11就能够抓取或者放下物体。为了在移动平台1上支撑旋转连接柱6,作为一种优选的实施方式,所述移动平台1上设有一连接筒2,旋转连接柱6与连接筒2的内孔转动配合,主渠道电机固定在移动平台1的底部,主驱动电机7的转轴向上穿过移动平台1而连接在旋转连接柱6的下端。还可以在连接筒2的内腔的底部设置止推轴承29,旋转连接柱6的下端压在止推轴承29上,这样旋转连接柱6能灵活地旋转。
在本发明的一种机械手装置中,移动平台1可以沿支撑平台3的表面移动,为了使得移动平台1能够顺畅地移动,作为一种优选的实施方式,所述移动平台1的底部嵌装有可自由滚动的滚珠25,滚珠25与支撑平台3的上表面滚动配合。由于滚珠25与移动平台1之间为滚动摩擦,所以摩擦阻力较小。优选地,如图3所示,移动平台1底部设有多个球面腔5,滚珠25的上部球面与球面腔5滚动配合,移动平台1的底部还设有与球面腔5同轴的螺纹沉孔4,螺纹沉孔4中安装有嵌块26,嵌块26上设有球面槽孔27,滚珠25下部的一部分球面与球面槽孔27滚动配合,嵌块26具有与所述螺纹沉孔4螺纹配合的螺纹接头32,可以在螺纹接头32与螺纹沉孔4的螺纹连接面涂覆螺纹锁固剂使得二者能够牢固地固定。如图4和图5所示,嵌块26的底部还具有向下突出的外六角凸台28,外六角凸台28的外形尺寸能够与内六角扳手配合,以便于安装或者拆卸嵌块26。如图2所示,由于嵌块26上的螺纹槽孔上沿的圆孔直径大于其下沿圆孔的直径,所以,滚珠25被限制在移动平台1的球面腔5与螺纹槽孔中不能脱出,当嵌块26与滚珠25安装在移动平台1上之后,滚珠25下部从螺纹槽孔下沿的圆孔中露出而与移动平台1的上表面滚动接触。为了便于加工所述螺纹沉孔4,如图3所示,螺纹沉孔4的顶部还设有向上凹陷的环形工艺槽33,环形工艺槽33的外径与螺纹沉孔4的直径相等,环形工艺槽33的内径大于螺纹槽孔下沿的圆孔的直径,环形工艺槽33一般宽约2至4毫米、深度2至4毫米即可。
如图6所示,机械手爪11具有可相对转动的第一机械手指12和第二机械手指34,第一机械手指12和第二机械手指34之间形成开口朝下的夹持空间13,可以向下抓取物体,对于一些表面质量要求较高的物体,第一机械手指12和第二机械手指34的夹紧力不能太大,否则容易在物体表面压出痕迹,为此,有必要在第一机械手指12和第二机械手指34上设置防止物体表面被压损的结构。作为一种优选的实施方式,如图6所示,所述机械手指朝向夹持空间13的侧面为弧形面16,机械手指上设有与弧形面16同圆心的弧形槽17,弧形槽17具有内弧面18和外弧面19,内弧面18和外弧面19上设置有对穿通孔20,对穿通孔20中设有滑动连接杆21,滑动连接杆21朝向夹持空间13的一端设有压头22,滑动连接杆21上还设有限位块23,滑动连接杆21上套有压缩弹簧24,压缩弹簧24的一端抵在外弧面19上,压缩弹簧24的另一端抵在限位块23上并将限位块23朝内弧面18压紧。这样,当第一机械手指12和第二机械手指34没有夹持物体时,滑动连接杆21上的限位块23被压缩弹簧24压在机械手指的内弧面18上;当第一机械手指12和第二机械手指34夹持物体时,滑动连接杆21上的限位块23抵压所述压缩弹簧24,滑动连接杆21沿对穿通孔20滑动,压缩弹簧24能够缓冲一部分夹持力,防止夹持力过大而将物体表面压损,优选地,所述滑动连接杆21上设置有螺纹,所述限位块23为与滑动连接杆21螺纹配合螺母,这样可以调节压头22伸出弧形面16的长度,从而调节压缩弹簧24手夹持力而被压损的长度,从而实现夹持力大小的调节。优选地,所述压头22由橡胶材料等弹性材料制成,具有一定的弹性,可以防止压头22在物体的表面压出痕迹。
在本发明的一种机械手装置中,机械手爪11具有可相对转动的第一机械手指12和第二机械手指34,作为一种优选的实施方式,如图6所示,所述第一机械手指12的上端具有第一段轮齿35,第二机械手指34的上端具有第二段轮齿36,所述第二驱动电机15驱动传动齿轮38旋转,传动齿轮38与第二段轮齿36啮合,传动齿轮38还与转向齿轮37啮合,转向齿轮37与第一段轮齿35啮合,这样,当第二驱动电机15正转或者反转时,能够带动第一机械手指12和第二机械手指34相对旋转,第一机械手指12和第二机械手指34相互夹紧或者松开。更为优选地,所述第一段轮齿35、第二段轮齿36、转向齿轮37和传动齿轮38的轮齿模数、齿顶圆直径、齿根圆直径均相等。
基于上述实施例的技术方案,本发明的一种机械手装置能够在一定范围内调整机械手爪11的位置,使得机械手爪11能够适应被待抓取物体的不同位置,而且在本发明的一种机械手装置的优选实施方案中,机械手爪11还具有防止被夹持物体被压损的功能,特别适用于夹持易碎物体或者表面要求高的物体。
综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种机械手装置,其特征是,包括水平设置的移动平台(1)和支撑平台(3),还包括机架(10),所述移动平台(1)可相对支撑平台(3)水平移动;移动平台(1)的中部设有一旋转连接柱(6),移动平台(1)上设有一连接筒(2),旋转连接柱(6)与连接筒(2)的内孔转动配合,移动平台(1)的底部固定设置主驱动电机(7),所述主驱动电机(7)的转轴向上穿过所述移动平台(1)而连接在旋转连接柱(6)的下端,旋转连接柱(6)的上端与一机械手臂(8)连接,移动平台(1)的周围设有三个驱动气缸(9),所述三个驱动气缸(9)的后端均与机架(10)铰接连接,所述三个驱动气缸(9)前端的驱动杆均通过首端连接销(30)铰接在移动平台(1)的连接筒(2)上,所述三个驱动气缸(9)的驱动杆均朝向所述旋转连接柱(6),所述三个驱动气缸(9)的尾端均通过尾端连接销(31)铰接在机架(10)上;所述机械手臂(8)的一端可转动地连接在旋转连接柱(6)的上端,所述机械手臂(8)的另一端设有机械手爪(11),机械手爪(11)具有可相对转动的第一机械手指(12)和第二机械手指(34),第一机械手指(12)和第二机械手指(34)之间形成开口朝下的夹持空间(13);所述移动平台(1)的底部嵌装有可自由滚动的滚珠(25),滚珠(25)与支撑平台(3)的上表面滚动配合;移动平台(1)底部设有多个球面腔(5),滚珠(25)的上部球面与球面腔(5)滚动配合,移动平台(1)的底部还设有与球面腔(5)同轴的螺纹沉孔(4),螺纹沉孔(4)中安装有嵌块(26),嵌块(26)上设有球面槽孔(27),滚珠(25)下部的一部分球面与球面槽孔(27)滚动配合;所述第一机械手指(12)和第二机械手指(34)朝向夹持空间(13)的侧面为弧形面(16),第一机械手指(12)和第二机械手指(34)上设有与弧形面(16)同圆心的弧形槽(17),弧形槽(17)具有内弧面(18)和外弧面(19),内弧面(18)和外弧面(19)上设置有对穿通孔(20),对穿通孔(20)中设有滑动连接杆(21),滑动连接杆(21)朝向夹持空间(13)的一端设有压头(22),滑动连接杆(21)上还设有限位块(23),滑动连接杆(21)上套有压缩弹簧(24),压缩弹簧(24)的一端抵在外弧面(19)上,压缩弹簧(24)的另一端抵在限位块(23)上并将限位块(23)朝内弧面(18)压紧;所述滑动连接杆(21)的轴线沿弧形面(16)的半径方向延伸。
2.如权利要求1所述的机械手装置,其特征是:所述旋转连接柱(6)的上端设有第一驱动电机(14),所述机械手臂(8)由第一驱动电机(14)驱动而上下摆动。
3.如权利要求1所述的机械手装置,其特征是:所述机械手臂(8)与机械手爪(11)连接的一端设有第二驱动电机(15),所述第一机械手指(12)和第二机械手指(34)由第二驱动电机(15)驱动而相互夹紧或松开。
4.如权利要求1所述的机械手装置,其特征是:所述压头(22)由弹性材料制成。
5.如权利要求1所述的机械手装置,其特征是:移动平台(1)的周围均布地设有三个驱动气缸(9),各驱动气缸(9)的驱动杆之间的夹角为120度。
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