CN109397268A - 一种简易多关节机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简易多关节机械手，包括支撑台，所述支撑台上设有多关节机械手装置，所述多关节机械手装置包括滑座、主动齿轮、第一伺服电机、连接架、升降件和转动夹取件，所述支撑台顶部固定连接有齿轮条，且齿轮条外侧对称设有两个滑轨，所述滑轨固定连接在支撑台上，所述滑座底部对称设有两个滑槽，且两个滑槽分别与滑轨滑动连接，所述主动齿轮与齿轮条啮合连接，且主动齿轮固定套接在转轴外侧，所述第一伺服电机输出端穿过滑座与转轴固定连接，且第一伺服电机输出端与滑座转动连接，所述第一伺服电机固定连接在滑座顶部，此简易多关节机械手，实现了各手臂动作灵活，实用范围广，造价低廉，可以满足多样化的需求。

Description

一种简易多关节机械手

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，具体为一种简易多关节机械手。

背景技术

在现有工业自动化领域中，机械手是近几年发展起来的一种高科技产品，是机器人的一个重要分支，它的特点是可以通过编程来完成各种预期的工作任务，在构造上均有人和机器的优点，充分体现了机器的智能化，机械手的定位准确性和适应各种工作环境，在目前自动化行业有着很好的前景，但是目前大部分机械手存在动作单一，价格昂贵，不能满足多样化的要求，为此，我们提出一种简易多关节机械手。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简易多关节机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种简易多关节机械手，包括支撑台，所述支撑台上设有多关节机械手装置，所述多关节机械手装置包括滑座、主动齿轮、第一伺服电机、连接架、升降件和转动夹取件，所述支撑台顶部固定连接有齿轮条，且齿轮条外侧对称设有两个滑轨，所述滑轨固定连接在支撑台上，所述滑座底部对称设有两个滑槽，且两个滑槽分别与滑轨滑动连接，所述主动齿轮与齿轮条啮合连接，且主动齿轮固定套接在转轴外侧，所述第一伺服电机输出端穿过滑座与转轴固定连接，且第一伺服电机输出端与滑座转动连接，所述第一伺服电机固定连接在滑座顶部，所述连接架固定连接在滑座顶部的一侧，且连接架的一侧对称设有两个驱动轨，所述升降件输入端与驱动轨滑动连接，且升降件输出端与转动夹取件活动连接。

优选的，所述连接架两侧对称设有两组支撑杆，且支撑杆的两端分别通过销轴与连接架和滑座铰接。

优选的，所述升降件包括第二伺服电机、支撑板、驱动齿轮、从动齿轮、螺纹杆、固定块、定位块和移动块，所述第二伺服电机固定连接在连接架远离驱动轨的一侧，且第二伺服电机输出端穿过支撑板与支撑轴固定连接，所述第二伺服电机输出端与支撑板转动连接，所述支撑板固定连接在连接架上，所述驱动齿轮固定套接在支撑轴外侧，且驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述从动齿轮固定套接在螺纹杆外侧，所述螺纹杆远离从动齿轮的一端穿过固定块与定位块转动连接，所述固定块和定位块均与连接架固定连接，且螺纹杆与固定块转动连接，所述移动块内部设有螺纹孔，且移动块螺纹套接在螺纹杆外侧，所述移动块靠近连接架的一侧对称设有两个移动槽，且两个移动槽分别与两个驱动轨滑动连接，所述转动夹取件固定连接在移动块远离连接架的一侧。

优选的，所述转动夹取件包括定位架、第三伺服电机、第一齿轮组、转动臂、第二齿轮组、第四伺服电机和夹紧件，所述定位架固定连接在移动块远离连接架的一侧，且第三伺服电机固定连接在定位架内部，所述第三伺服电机输出端与第一齿轮组固定连接，所述第一齿轮组活动连接在定位架远离移动块的一端，所述转动臂的一端转动套接在第一齿轮组外侧，且转动臂的另一端与第二齿轮组固定连接，所述第四伺服电机固定连接在转动臂的内部，且第四伺服电机输出端穿过转动臂与第二齿轮组固定连接，所述第四伺服电机输出端与转动臂转动连接，所述夹紧件固定与第二齿轮组输出端活动连接。

优选的，所述夹紧件包括限位架、第五伺服电机、圆环、法兰和夹具，所述限位架与第二齿轮组输出端固定连接，所述第五伺服电机固定连接在限位架内部，所述第五伺服电机输出端与旋转轴固定连接，所述圆环固定套接在旋转轴外侧，且圆环通过法兰与夹具固定连接。

优选的，所述多关节机械手装置设有多个，且多个多关节机械手装置等距离分布在支撑台上。

优选的，所述从动齿轮直接小于驱动齿轮直径。

优选的，所述齿轮条两端分别固定连接有限位块。

优选的，所述滑轨顶部为T形状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过采用了多关节的机械手，总共有五个手臂单元组成，每个手臂都采用了高精度定位的伺服电机，机械手第一轴为第一伺服电机与滑座等结构组成并连接由连接架的等结构组成的第二轴，第二轴与第三伺服电机与定位架等结构组成的第三轴连接，第三轴与第四伺服电机与转动臂等结构组成的第四轴连接，第四轴与第五伺服电机与限位架等组成的第五轴连接，而第五轴连接法兰，法兰上用于安装产品夹具，从而实现各手臂动作灵活，实用范围广，造价低廉，可以满足多样化的需求，同时，当产品需要搬运，贴标时，机械手通过预先编制好的程序自由的夹取产品，对产品贴标任意需求面进行定位，并将产品按照指定位置和方向放置、装箱。

2、本发明通过连接架两侧对称设有两组支撑杆，且支撑杆的两端分别通过销轴与连接架和滑座铰接，通过设有两组支撑杆，从而增强连接架的支撑强度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体结构侧视图；

图3为本发明整体结构俯视图；

图4为图2中A区域放大图。

图中：1-支撑台；2-多关节机械手装置；3-滑座；4-主动齿轮；5-第一伺服电机；6-连接架；7-升降件；8-转动夹取件；9-齿轮条；10-滑轨；11-滑槽；12-驱动轨；13-支撑杆；14-第二伺服电机；15-支撑板；16-驱动齿轮；17-从动齿轮；18-螺纹杆；19-固定块；20-定位块；21-移动块；22-移动槽；23-定位架；24-第三伺服电机；25-第一齿轮组；26-转动臂；27-第二齿轮组；28-第四伺服电机；29-夹紧件；30-限位架；31-第五伺服电机；32-圆环；33-法兰；34-夹具；35-限位块。

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1-4，本发明提供一种技术方案：一种简易多关节机械手，包括支撑台1，所述支撑台1上设有多关节机械手装置2，所述多关节机械手装置2包括滑座3、主动齿轮4、第一伺服电机5、连接架6、升降件7和转动夹取件8，所述支撑台1顶部固定连接有齿轮条9，且齿轮条9外侧对称设有两个滑轨10，所述滑轨10固定连接在支撑台1上，所述滑座3底部对称设有两个滑槽11，且两个滑槽11分别与滑轨10滑动连接，所述主动齿轮4与齿轮条9啮合连接，且主动齿轮4固定套接在转轴外侧，所述第一伺服电机5输出端穿过滑座3与转轴固定连接，且第一伺服电机5输出端与滑座3转动连接，所述第一伺服电机5固定连接在滑座3顶部，所述连接架6固定连接在滑座3顶部的一侧，且连接架6的一侧对称设有两个驱动轨12，所述升降件7输入端与驱动轨12滑动连接，且升降件7输出端与转动夹取件8活动连接。

所述连接架6两侧对称设有两组支撑杆13，且支撑杆13的两端分别通过销轴与连接架6和滑座3铰接，通过设有两组支撑杆13，从而增强连接架6的支撑强度。

所述升降件7包括第二伺服电机14、支撑板15、驱动齿轮16、从动齿轮17、螺纹杆18、固定块19、定位块20和移动块21，所述第二伺服电机14固定连接在连接架6远离驱动轨12的一侧，且第二伺服电机14输出端穿过支撑板15与支撑轴固定连接，所述第二伺服电机14输出端与支撑板15转动连接，所述支撑板15固定连接在连接架6上，所述驱动齿轮16固定套接在支撑轴外侧，且驱动齿轮16与从动齿轮17啮合连接，所述从动齿轮17固定套接在螺纹杆18外侧，所述螺纹杆18远离从动齿轮17的一端穿过固定块19与定位块20转动连接，所述固定块19和定位块20均与连接架6固定连接，且螺纹杆18与固定块19转动连接，所述移动块21内部设有螺纹孔，且移动块21螺纹套接在螺纹杆18外侧，所述移动块21靠近连接架6的一侧对称设有两个移动槽22，且两个移动槽22分别与两个驱动轨12滑动连接，所述转动夹取件8固定连接在移动块21远离连接架6的一侧，通过设有升降件7，从而实现机械手臂高度的调整。

所述转动夹取件8包括定位架23、第三伺服电机24、第一齿轮组25、转动臂26、第二齿轮组27、第四伺服电机28和夹紧件29，所述定位架23固定连接在移动块21远离连接架6的一侧，且第三伺服电机24固定连接在定位架23内部，所述第三伺服电机24输出端与第一齿轮组25固定连接，所述第一齿轮组25活动连接在定位架23远离移动块21的一端，所述转动臂26的一端转动套接在第一齿轮组25外侧，且转动臂26的另一端与第二齿轮组27固定连接，所述第四伺服电机28固定连接在转动臂26的内部，且第四伺服电机28输出端穿过转动臂26与第二齿轮组27固定连接，所述第四伺服电机28输出端与转动臂26转动连接，所述夹紧件29固定与第二齿轮组27输出端活动连接，通过设有转动夹取件8，从而实现产品的多角度夹取。

所述夹紧件29包括限位架30、第五伺服电机31、圆环32、法兰33和夹具34，所述限位架30与第二齿轮组27输出端固定连接，所述第五伺服电机31固定连接在限位架30内部，所述第五伺服电机31输出端与旋转轴固定连接，所述圆环32固定套接在旋转轴外侧，且圆环32通过法兰33与夹具34固定连接，通过设有夹紧件29，从而实现对产品的夹紧。

所述多关节机械手装置2设有多个，且多个多关节机械手装置2等距离分布在支撑台1上，通过设有多个多关节机械手装置2，进而提高工作效率。

所述从动齿轮17直接小于驱动齿轮16直径，从而使第二伺服电机14在型号较小的条件下带动从动齿轮17转动。

所述齿轮条9两端分别固定连接有限位块35，从而防止滑座3脱离滑轨10。

所述滑轨10顶部为T形状，从而使滑槽11在滑轨10上稳定移动。

工作原理：本发明在应用时，机械手通过第一伺服电机5的转动实现整个机器沿着支撑台1水平方向直线运动，且第二伺服电机14转动实现机械手臂的上升下降，同时，通过第三伺服电机24与第四伺服电机28的转动实现机械手臂可以做弧形的自由伸缩回避动作，最后，通过第五伺服电机31转动实现夹具34夹紧产品沿着工具坐标进行360度方向的自由度旋转，夹具34的装配实现产品的加紧与松开。

本方案中，第一伺服电机5优选RJ090-E03520型号，第二伺服电机14优选SH-00074型号，第三伺服电机24优选80ST-M02430型号，第四伺服电机28优选SGM7J型号，第五伺服电机31优选57J1876型号，本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

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。

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 (9)

1.一种简易多关节机械手，包括支撑台（1），其特征在于：所述支撑台（1）上设有多关节机械手装置（2），所述多关节机械手装置（2）包括滑座（3）、主动齿轮（4）、第一伺服电机（5）、连接架（6）、升降件（7）和转动夹取件（8），所述支撑台（1）顶部固定连接有齿轮条（9），且齿轮条（9）外侧对称设有两个滑轨（10），所述滑轨（10）固定连接在支撑台（1）上，所述滑座（3）底部对称设有两个滑槽（11），且两个滑槽（11）分别与滑轨（10）滑动连接，所述主动齿轮（4）与齿轮条（9）啮合连接，且主动齿轮（4）固定套接在转轴外侧，所述第一伺服电机（5）输出端穿过滑座（3）与转轴固定连接，且第一伺服电机（5）输出端与滑座（3）转动连接，所述第一伺服电机（5）固定连接在滑座（3）顶部，所述连接架（6）固定连接在滑座（3）顶部的一侧，且连接架（6）的一侧对称设有两个驱动轨（12），所述升降件（7）输入端与驱动轨（12）滑动连接，且升降件（7）输出端与转动夹取件（8）活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述连接架（6）两侧对称设有两组支撑杆（13），且支撑杆（13）的两端分别通过销轴与连接架（6）和滑座（3）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述升降件（7）包括第二伺服电机（14）、支撑板（15）、驱动齿轮（16）、从动齿轮（17）、螺纹杆（18）、固定块（19）、定位块（20）和移动块（21），所述第二伺服电机（14）固定连接在连接架（6）远离驱动轨（12）的一侧，且第二伺服电机（14）输出端穿过支撑板（15）与支撑轴固定连接，所述第二伺服电机（14）输出端与支撑板（15）转动连接，所述支撑板（15）固定连接在连接架（6）上，所述驱动齿轮（16）固定套接在支撑轴外侧，且驱动齿轮（16）与从动齿轮（17）啮合连接，所述从动齿轮（17）固定套接在螺纹杆（18）外侧，所述螺纹杆（18）远离从动齿轮（17）的一端穿过固定块（19）与定位块（20）转动连接，所述固定块（19）和定位块（20）均与连接架（6）固定连接，且螺纹杆（18）与固定块（19）转动连接，所述移动块（21）内部设有螺纹孔，且移动块（21）螺纹套接在螺纹杆（18）外侧，所述移动块（21）靠近连接架（6）的一侧对称设有两个移动槽（22），且两个移动槽（22）分别与两个驱动轨（12）滑动连接，所述转动夹取件（8）固定连接在移动块（21）远离连接架（6）的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述转动夹取件（8）包括定位架（23）、第三伺服电机（24）、第一齿轮组（25）、转动臂（26）、第二齿轮组（27）、第四伺服电机（28）和夹紧件（29），所述定位架（23）固定连接在移动块（21）远离连接架（6）的一侧，且第三伺服电机（24）固定连接在定位架（23）内部，所述第三伺服电机（24）输出端与第一齿轮组（25）固定连接，所述第一齿轮组（25）活动连接在定位架（23）远离移动块（21）的一端，所述转动臂（26）的一端转动套接在第一齿轮组（25）外侧，且转动臂（26）的另一端与第二齿轮组（27）固定连接，所述第四伺服电机（28）固定连接在转动臂（26）的内部，且第四伺服电机（28）输出端穿过转动臂（26）与第二齿轮组（27）固定连接，所述第四伺服电机（28）输出端与转动臂（26）转动连接，所述夹紧件（29）固定与第二齿轮组（27）输出端活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述夹紧件（29）包括限位架（30）、第五伺服电机（31）、圆环（32）、法兰（33）和夹具（34），所述限位架（30）与第二齿轮组（27）输出端固定连接，所述第五伺服电机（31）固定连接在限位架（30）内部，所述第五伺服电机（31）输出端与旋转轴固定连接，所述圆环（32）固定套接在旋转轴外侧，且圆环（32）通过法兰（33）与夹具（34）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述多关节机械手装置（2）设有多个，且多个多关节机械手装置（2）等距离分布在支撑台（1）上。

7.根据权利要求3所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述从动齿轮（17）直接小于驱动齿轮（16）直径。

8.根据权利要求1所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述齿轮条（9）两端分别固定连接有限位块（35）。

9.根据权利要求1所述的一种简易多关节机械手，其特征在于：所述滑轨（10）顶部为T形状。