CN108831278A - 一种教育科技教学用机械手演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械手技术领域，且公开了一种教育科技教学用机械手演示装置，包括底盘，所述底盘的一侧固定安装有电控安装板，且底盘靠近电控安装板的一侧设置有外接电源，所述外接电源的一侧设置有电源开关键，所述电控安装板与外接电源之间设置有电源线，且电控安装板的上端外表面靠近外接电源的一侧固定安装有操作面板，所述底盘的上方设置有角度刻度盘，所述角度刻度盘的上端外表面设置有滚动轴承转盘，所述滚动轴承转盘的上端设置有舵盘。该教育科技教学用机械手演示装置，单独的外接电源确保了使用时的安全性，能够根据角度刻度盘上的角度数字精确设置转动角度，齿轮手指夹持器，张角更大，锯齿手指增加摩擦。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，具体为一种教育科技教学用机械手演示装置。
背景技术
机械手臂是目前在机械人技术领域中得到广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医用、娱乐服务、教学应用、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影，我们所述的是在教学应用领域的机械手臂。
使用在教学应用领域的机械手臂，需要人工进行教学实践，所以安全性十分重要，现在目前的机械手基本都采用电源插座直接供电的供电方式，电压电流过大，容易造成安全事故。
机械手的转动是通过操控手输入指令，伺服电机带动各个舵机产生转动指令，但是现有的机械手臂在转动时只能通过操控手肉眼观察输入转动角度，转动精度不够准确。
机械手的抓取机构为手指抓取，现有的机械手指大多为转轴转动手指，抓取张角小，且手指前端无任何防滑措施，抓取物品容易掉落。
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育科技教学用机械手演示装置，具备专属外接电源，转动时依照角度刻度表，手指转动采用齿轮结构，指端设置有锯齿，进而保证安全性能大大提高，使得机械手在转动时角度精确等优点，解决了传统机械手在使用时易发生安全事故，转动角度不精准，抓取物品容易掉落的问题。
(二)技术方案
为实现上述保证安全性能大大提高，使得机械手在转动时角度精确，解决传统机械手在使用时易发生安全事故，转动角度不精准，抓取物品容易掉落的问题，本发明提供如下技术方案：一种教育科技教学用机械手演示装置，包括底盘，所述底盘的一侧固定安装有电控安装板，且底盘靠近电控安装板的一侧设置有外接电源，所述外接电源的一侧设置有电源开关键，所述电控安装板与外接电源之间设置有电源线，且电控安装板的上端外表面靠近外接电源的一侧固定安装有操作面板，所述底盘的上方设置有角度刻度盘，所述角度刻度盘的上端外表面设置有滚动轴承转盘，所述滚动轴承转盘的上端设置有舵盘，所述舵盘的中心设置有大手臂舵机，所述大手臂舵机的上方设置有大手臂，且大手臂舵机位于大手臂的下端内部，所述大手臂的上端设置有连杆，所述连杆的上端设置有小手臂，所述小手臂的上端设置有小手臂舵机，所述小手臂舵机的一侧设置有伺服电机，所述伺服电机的上端设置有腕部连接架，所述腕部连接架的上端固定连接有支撑底座，所述支撑底座的前端外表面设置有一号转动齿轮，所述一号转动齿轮的一侧设置有二号转动齿轮，所述支撑底座的一侧设置有手指舵机，且手指舵机位于伺服电机远离小手臂舵机的一侧，所述支撑底座的上端设置有指关节，所述指关节的前端内部表面设置有锯齿。
优选的，所述底盘与电控安装板的下端外表面设置有支脚，所述支脚的顶端贯穿底盘与电控安装板的内部设置有六角螺母，六角螺母的外表面涂有防腐蚀涂层，所述底盘和电控安装板与支脚通过六角螺母固定连接，所述支脚的下端外表面设置有防滑垫。
优选的，所述底盘与角度刻度盘之间设置有支架，所述底盘的上端外表面与支架的下端外表面固定连接，支架的上端贯穿角度刻度盘、滚动轴承转盘的内部与舵盘的上端外表面设置有十字槽固定螺丝。
优选的，所述大手臂舵机与大手臂之间设置有杯式轴承，所述杯式轴承位于大手臂的下端两侧。
优选的，所述大手臂舵机、小手臂舵机、伺服电机和手指舵机的外表面设置有舵机支架，舵机支架设置有适配舵机的长方体结构，舵机支架的外表面设置有散热孔。
优选的，所述操作面板的下端设置有电缆孔，所述电源线通过电缆孔将操作面板与外接电源连接，所述操作面板的一侧设置有操控线，且操控线位于操作面板靠近底盘的一侧，所述操作面板与伺服电机之间通过操控线连接。
优选的，所述电源开关键的输入端与外接电源的输出端电性连接，所述电源开关键的输出端与电源线的输入端电性连接，所述电源线的输出端与操作面板的输入端电性连接，所述操作面板的输出端与操控线的输入端电性连接，所述伺服电机的输入端与操控线的输出端电性连接，所述伺服电机的输出端与大手臂舵机、小手臂舵机和手指舵机的输入端电性连接，所述大手臂舵机、小手臂舵机和手指舵机的输出端与大手臂、小手臂和指关节的输入端电性连接。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种教育科技教学用机械手演示装置，具备以下有益效果：
1、该教育科技教学用机械手演示装置，通过设置专属的外接电源，稳定的输出功率，提高了机械手使用时的安全性能，降低了安全事故发生的概率。
2、该教育科技教学用机械手演示装置，通过在底盘上方转动盘下设置角度刻度盘，根据盘上角度刻度数字能够计算出转动角度，提高了机械手转动时的转动角度的准确性。
3、该教育科技教学用机械手演示装置，通过将抓取机构的制动设置为齿轮结构，便于对于工作指令力的分解更加精确，增加了抓取张角，指端设置为锯齿，增大了摩擦力，抓取物品更加牢固。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明的局部视图；
图3为本发明的A的放大图；
图4为本发明的B的俯视图；
图5为本发明结C的放大图；
图中：1、底盘；2、电控安装板；3、支脚；4、操作面板；5、电源线；6、外接电源；7、电源开关键；8、角度刻度盘；9、滚动轴承转盘；10、舵盘；11、杯式轴承；12、大手臂舵机；13、大手臂；14、连杆；15、小手臂；16、小手臂舵机；17、伺服电机；18、手指舵机；19、腕部连接架；20、一号转动齿轮；21、二号转动齿轮；22、支撑底座；23、指关节；24、锯齿。
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1-5，一种教育科技教学用机械手演示装置，包括底盘1，底盘1的一侧固定安装有电控安装板2，且底盘1靠近电控安装板2的一侧设置有外接电源6，外接电源6的一侧设置有电源开关键7，电控安装板2与外接电源6之间设置有电源线5，且电控安装板2的上端外表面靠近外接电源6的一侧固定安装有操作面板4，底盘1的上方设置有角度刻度盘8，角度刻度盘8的上端外表面设置有滚动轴承转盘9，滚动轴承转盘9的上端设置有舵盘10，舵盘10的中心设置有大手臂舵机12，大手臂舵机12的上方设置有大手臂13，且大手臂舵机12位于大手臂13的下端内部，大手臂13的上端设置有连杆14，连杆14的上端设置有小手臂15，小手臂15的上端设置有小手臂舵机16，小手臂舵机16的一侧设置有伺服电机17，伺服电机17的上端设置有腕部连接架19，腕部连接架19的上端固定连接有支撑底座22，支撑底座22的前端外表面设置有一号转动齿轮20，一号转动齿轮20的一侧设置有二号转动齿轮21，支撑底座22的一侧设置有手指舵机18，且手指舵机18位于伺服电机17远离小手臂舵机16的一侧，支撑底座22的上端设置有指关节23，指关节23的前端内部表面设置有锯齿24。
底盘1与电控安装板2的下端外表面设置有支脚3，支脚3的顶端贯穿底盘1与电控安装板2的内部设置有六角螺母，六角螺母的外表面涂有防腐蚀涂层，底盘1和电控安装板2与支脚3通过六角螺母固定连接，支脚3的下端外表面设置有防滑垫，在支脚3的下端外表面设置防滑垫，能够增加设备与地面之间的摩擦力，增加稳定性；底盘1与角度刻度盘8之间设置有支架，底盘1的上端外表面与支架的下端外表面固定连接，支架的上端贯穿角度刻度盘8、滚动轴承转盘9的内部与舵盘10的上端外表面设置有十字槽固定螺丝；大手臂舵机12与大手臂之间设置有杯式轴承11，杯式轴承11位于大手臂13的下端两侧，通过设置杯式轴承11，能够使支架旋转更加流畅；大手臂舵机12、小手臂舵机16、伺服电机17和手指舵机18的外表面设置有舵机支架，舵机支架设置有适配舵机的长方体结构，舵机支架的外表面设置有散热孔，舵机支架能够对舵机起到有效的保护作用，通过设置散热孔，能够有效排出设备工作产生的热量；操作面板4的下端设置有电缆孔，电源线5通过电缆孔将操作面板4与外接电源6连接，操作面板4的一侧设置有操控线，且操控线位于操作面板4靠近底盘1的一侧，操作面板4与伺服电机17之间通过操控线连接；电源开关键7的输入端与外接电源6的输出端电性连接，电源开关键7的输出端与电源线5的输入端电性连接，电源线5的输出端与操作面板4的输入端电性连接，操作面板4的输出端与操控线的输入端电性连接，伺服电机17的输入端与操控线的输出端电性连接，伺服电机17的输出端与大手臂舵机12、小手臂舵机16和手指舵机18的输入端电性连接，大手臂舵机12、小手臂舵机16和手指舵机18的输出端与大手臂13、小手臂15和指关节23的输入端电性连接。
综上所述，底盘1下端的支脚3对设备整体起到支撑固定的作用，电控安装板2能够加装或者减少数控集成元件，外接电源6为设备提供电力，使用者通过按动电源开关键7使设备进入工作状态，操作面板4可以输入工作指令，也会对工作内容进行显示，角度刻度盘8上的角度数字能够使使用者在演示时能够精确的选取转动角度，通过设置滚动轴承转盘9上的杯式轴承11，能够使旋转更加流畅，伺服电机17会对操作面板4输入来的工作指令传输给大手臂舵机12、小手臂舵机16和手指舵机18，大手臂13转动通过连杆14带动小手臂15转动，腕部连接架19和支撑底座22对抓取机构起到支撑固定的作用，一号转动齿轮20和二号转动齿轮21转动从而带动指关节23输出工作指令，指关节23上的锯齿24会增加抓取物品时的摩擦力。
需要说明的是，在本文中，诸如一号和第二号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。
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 (7)
1.一种教育科技教学用机械手演示装置，包括底盘(1)，其特征在于：所述底盘(1)的一侧固定安装有电控安装板(2)，且底盘(1)靠近电控安装板(2)的一侧设置有外接电源(6)，所述外接电源(6)的一侧设置有电源开关键(7)，所述电控安装板(2)与外接电源(6)之间设置有电源线(5)，且电控安装板(2)的上端外表面靠近外接电源(6)的一侧固定安装有操作面板(4)，所述底盘(1)的上方设置有角度刻度盘(8)，所述角度刻度盘(8)的上端外表面设置有滚动轴承转盘(9)，所述滚动轴承转盘(9)的上端设置有舵盘(10)，所述舵盘(10)的中心设置有大手臂舵机(12)，所述大手臂舵机(12)的上方设置有大手臂(13)，且大手臂舵机(12)位于大手臂(13)的下端内部，所述大手臂(13)的上端设置有连杆(14)，所述连杆(14)的上端设置有小手臂(15)，所述小手臂(15)的上端设置有小手臂舵机(16)，所述小手臂舵机(16)的一侧设置有伺服电机(17)，所述伺服电机(17)的上端设置有腕部连接架(19)，所述腕部连接架(19)的上端固定连接有支撑底座(22)，所述支撑底座(22)的前端外表面设置有一号转动齿轮(20)，所述一号转动齿轮(20)的一侧设置有二号转动齿轮(21)，所述支撑底座(22)的一侧设置有手指舵机(18)，且手指舵机(18)位于伺服电机(17)远离小手臂舵机(16)的一侧，所述支撑底座(22)的上端设置有指关节(23)，所述指关节(23)的前端内部表面设置有锯齿(24)。
2.根据权利要求1所述的一种教育科技教学用机械手演示装置，其特征在于：所述底盘(1)与电控安装板(2)的下端外表面设置有支脚(3)，所述支脚(3)的顶端贯穿底盘(1)与电控安装板(2)的内部设置有六角螺母，六角螺母的外表面涂有防腐蚀涂层，所述底盘(1)和电控安装板(2)与支脚(3)通过六角螺母固定连接，所述支脚(3)的下端外表面设置有防滑垫。
3.根据权利要求1所述的一种教育科技教学用机械手演示装置，其特征在于：所述底盘(1)与角度刻度盘(8)之间设置有支架，所述底盘(1)的上端外表面与支架的下端外表面固定连接，支架的上端贯穿角度刻度盘(8)、滚动轴承转盘(9)的内部与舵盘(10)的上端外表面设置有十字槽固定螺丝。
4.根据权利要求1所述的一种教育科技教学用机械手演示装置，其特征在于：所述大手臂舵机(12)与大手臂之间设置有杯式轴承(11)，所述杯式轴承(11)位于大手臂(13)的下端两侧。
5.根据权利要求1所述的一种教育科技教学用机械手演示装置，其特征在于：所述大手臂舵机(12)、小手臂舵机(16)、伺服电机(17)和手指舵机(18)的外表面设置有舵机支架，舵机支架设置有适配舵机的长方体结构，舵机支架的外表面设置有散热孔。
6.根据权利要求1所述的一种教育科技教学用机械手演示装置，其特征在于：所述操作面板(4)的下端设置有电缆孔，所述电源线(5)通过电缆孔将操作面板(4)与外接电源(6)连接，所述操作面板(4)的一侧设置有操控线，且操控线位于操作面板(4)靠近底盘(1)的一侧，所述操作面板(4)与伺服电机(17)之间通过操控线连接。
7.根据权利要求1-6所述的一种教育科技教学用机械手演示装置，其特征在于：所述电源开关键(7)的输入端与外接电源(6)的输出端电性连接，所述电源开关键(7)的输出端与电源线(5)的输入端电性连接，所述电源线(5)的输出端与操作面板(4)的输入端电性连接，所述操作面板(4)的输出端与操控线的输入端电性连接，所述伺服电机(17)的输入端与操控线的输出端电性连接，所述伺服电机(17)的输出端与大手臂舵机(12)、小手臂舵机(16)和手指舵机(18)的输入端电性连接，所述大手臂舵机(12)、小手臂舵机(16)和手指舵机(18)的输出端与大手臂(13)、小手臂(15)和指关节(23)的输入端电性连接。
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