CN110000754B - 一种机械手控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备技术领域，尤其是指一种机械手控制装置，包括L形吊架，L形吊架设置有机械手本体以及用于控制机械手本体移动的移动机构，转筒底端的外周等间隔环设有至少十二个手指单元，每个手指单元对应连接有一个手指驱动单元；所述容槽内设置有加热组件；所述开口的外周等间隔设置有多个CCD视觉检测器；每个手指单元的前端内侧均设置有吸附孔以及温度传感器，所述臂部内设置有控制器，所述控制器设置有控制MCU，所述臂部上还设置有蜂鸣器。本发明结构新颖，减少步骤流程，简化工序，提高工作效率；利用第一组装机构和第二组装机构可以将L形吊架安装在多种不同的位置，也可以有不同的安装方式，使用、安装灵活性强。

Description

一种机械手控制装置

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其是指一种机械手控制装置。

背景技术

随着科技的不断进步，机械手无论是在工业、生活、医疗中都被广泛使用，例如在工业中，需要在高危恶劣环境下抓取工件、物品等，而且在生活中也需要通过机械手来抓取距离较远的物品，还有在医疗行业中，一些残障人士需要机械手来辅助抓取所需物品，上述几种场景中的机械手基本是通过预设相应的程序，机械手在程序指令的驱动下来完成相应的抓取工作，这种技术已经较为普遍和成熟，但是这种方式也存在一定的局限性。目前的机械手在工业应用上，仅仅用于抓取工件，功能单一，并且成本高，目前的机械手抓取工件后多数需要搬运至加热装置对工件进行加热升温再进行下一步操作，加热后还需再运送至下一加工机构，步骤繁琐、复杂，工作效率低。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种机械手控制装置，结构新颖，成本低，在对工件运输的同时，对工件进行加热升温，减少步骤流程，简化工序，提高工作效率；便于操作人员识别和操作，减少瑕疵品的出产，提高产品质量；利用第一组装机构和第二组装机构可以将L形吊架安装在多种不同的位置，也可以有不同的安装方式，使用、安装灵活性强。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种机械手控制装置，包括L形吊架，L形吊架设置有机械手本体以及用于控制机械手本体移动的移动机构，所述机械手本体包括臂部，臂部底端转动连接有回转件，臂部内设置有用于驱动回转件转动的回转驱动单元，回转件底端连接有转筒，转筒底端的外周等间隔环设有至少十二个手指单元，每个手指单元对应连接有一个手指驱动单元，所述手指驱动单元通过手指联动件带动对应的手指单元进行伸展和弯曲；所述转筒内的中部设置有容槽，所述容槽内设置有加热组件，所述加热组件包括加热块以及驱动加热块移动的加热驱动单元，所述转筒底端的中部设置有供加热块从容槽伸出外部的开口；所述开口的外周等间隔设置有多个CCD视觉检测器；每个手指单元的前端内侧均设置有吸附孔以及温度传感器，所述臂部内设置有控制器，所述控制器设置有控制MCU，所述臂部上还设置有蜂鸣器，所述蜂鸣器、所述温度传感器均与控制MCU电连接；

所述L形吊架包括横板以及与横板的一端连接的竖板，所述竖板与所述横板一体成型；所述横板上设置有多个用于将横板安装在外界机架上的第一组装机构；所述竖板上设置有多个用于将竖板安装在外界机架上的第二组装机构。

其中，每个手指单元均为中空状，所述吸附孔与外界真空泵连接。

其中，所述控制MCU电连接有无线通信模块。

其中，每个手指单元均与转筒转动连接，每个手指单元的尾端两侧均设置有柱形滑动件以及用于容设所述柱形滑动件的滑槽，所述滑槽与柱形滑动件滑动连接，滑槽的内壁转动设置有多个滚珠，滑槽的底壁设置有定位槽，定位槽内设置有弹性件，弹性件的一端与柱形滑动件连接，弹性件的另一端与定位槽的底壁连接，所述弹性件包括弹性胶筒和设置于弹性胶筒内的第一压缩弹簧，弹性胶筒的一端和第一压缩弹簧的一端均与柱形滑动件连接，弹性胶筒的另一端和第一压缩弹簧的另一端均与定位槽的底壁连接。

其中，第一组装机构包括伸缩杆、推板以及锁块，伸缩杆的两端分别与推板、锁块连接，伸缩杆滑动贯穿于所述横板，所述锁块位于横板的上方，所述推板位于横板的下方，推板与横板之间设置有至少两个第二压缩弹簧，每个第二压缩弹簧的一端均与推板连接，每个第二压缩弹簧的另一端均与横板连接，推板的外缘上设置有海绵垫。

其中，所述锁块远离伸缩杆的一端设置有磁铁块，所述锁块上设置有固定螺孔，所述固定螺孔贯穿社所述锁块和所述磁铁块。

其中，所述第二组装机构包括固定块和连接杆，固定块与竖板固定连接，连接杆的一端与固定块连接，连接杆贯穿所述竖板，连接杆的另一端延伸设置有固定杆，所述连接杆和所述固定杆上均设置有锁定螺丝以及与锁定螺丝配合的锁定螺帽，所述连接杆与所述固定块一体成型。

其中，所述移动机构包括用于驱动机械手本体沿y轴方向移动的y轴移动组件、用于驱动y轴移动组件沿z轴方向移动的z轴移动组件以及用于驱动z轴移动组件沿x轴方向移动的x轴移动组件；

y轴移动组件包括横移件、第一固定板、第一电机、第一传动丝杆以及第一挡板，第一电机与第一固定板固定连接，第一电机的输出端与第一传动丝杆传动连接，第一传动丝杆远离第一电机的一端与第一挡板转动连接，第一挡板与第一固定板固定连接，横移件与第一传动丝杆传动连接；

z轴移动组件包括第二固定板、第一气缸，第一气缸的活塞杆与所述第一固定板固定连接，第一气缸与第二固定板固定连接；

x轴移动组件包括第二电机、第二传动丝杆和第二挡板，第二电机的输出端与第二传动丝杆传动连接，第二传动丝杆远离第二电机的一端与第二挡板转动连接，第二挡板与横板固定连接，所述第二固定板与第二传动丝杆传动连接。

本发明的有益效果：

本发明结构新颖，成本低，在对工件运输的同时，对工件进行加热升温，减少步骤流程，简化工序，提高工作效率；便于操作人员识别和操作，减少瑕疵品的出产，提高产品质量；利用第一组装机构和第二组装机构可以将L形吊架安装在多种不同的位置，也可以有不同的安装方式，使用、安装灵活性强。

附图说明

图1为本发明的一种机械手控制装置的结构示意图。

图2为本发明的回转件、转筒以及加热组件的结构示意图。

图3为本发明的手指单元的结构示意图。

图4为图3中的A处放大图。

图5为本发明的控制器、蜂鸣器与温度传感器的原理框图。

在图1至图5中的附图标记包括：

1—机械手本体 2—臂部 3—回转件

4—转筒 5—手指单元 6—容槽

7—加热块 8—加热驱动单元 9—CCD视觉检测器

10—吸附孔 11—温度传感器 12—控制器

13—控制MCU 14—蜂鸣器 15—横板

16—竖板 17—无线通信模块 18—柱形滑动件

19—滑槽 20—滚珠 21—定位槽

22—弹性胶筒 23—第一压缩弹簧 24—伸缩杆

25—推板 26—锁块 27—第二压缩弹簧

28—海绵垫 29—磁铁块 30—固定螺孔

31—固定块 32—连接杆 33—固定杆

34—锁定螺丝 35—锁定螺帽 36—横移件

37—第一固定板 38—第一电机 39—第一传动丝杆

40—第一挡板 41—第二固定板 42—第一气缸

43—第二电机 44—第二传动丝杆 45—第二挡板。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

一种机械手控制装置，如图1至图5所示，包括L形吊架，L形吊架设置有机械手本体1以及用于控制机械手本体1移动的移动机构，所述机械手本体1包括臂部2，臂部2底端转动连接有回转件3，臂部2内设置有用于驱动回转件3转动的回转驱动单元，回转件3底端连接有转筒4，转筒4底端的外周等间隔环设有至少十二个手指单元5，每个手指单元5对应连接有一个手指驱动单元，所述手指驱动单元通过手指联动件带动对应的手指单元5进行伸展和弯曲；所述转筒4内的中部设置有容槽6，所述容槽6内设置有加热组件，所述加热组件包括加热块7以及驱动加热块7移动的加热驱动单元8，所述转筒4底端的中部设置有供加热块7从容槽6伸出外部的开口；所述开口的外周等间隔设置有多个CCD视觉检测器9；每个手指单元5的前端内侧均设置有吸附孔10以及温度传感器11，所述臂部2内设置有控制器12，所述控制器12设置有控制MCU13，所述臂部2上还设置有蜂鸣器14，所述蜂鸣器14、所述温度传感器11均与控制MCU13电连接；

具体地，本发明工作时，移动机构可以带动机械手本体1移动抓取工件，通过转筒4底端的CCD视觉检测器9对外界上料装置送入的工件位置进行识别，CCD视觉检测器9识别工件位置后，机械手本体1的手指单元5对工件进行夹取，吸附孔10设置有吸嘴，通过手指单元5夹住工件，通过通过吸附孔10的吸嘴吸住工件，提高机械手本体1夹持工件时的稳定性和可靠性，然后通过机械手本体1将工件转移至下一加工机构，在机械手本体1转移期间，加热驱动单元8可以驱使加热块7从开口伸出所述容槽6，通过加热块7与工件抵接，对工件进行加热，同时手指单元5的前端设置有温度传感器11，当工件的温度达到预设的温度阈值时，加热驱动单元8便可驱使加热块7远离工件，通过移动机构和机械手本体1将工件移送至下一个加工机构，其中，控制MCU13可以为现有技术的单片机型号，成本低，在对工件运输的同时，对工件进行加热升温，减少步骤流程，简化工序，提高工作效率；另外，当加热块7对工件加热，温度传感器11检测工件的温度过高导致工件失效时，温度传感器11通过控制MCU13驱使蜂鸣器14发出声音，便于操作人员识别和操作，减少瑕疵品的出产，提高产品质量；

所述L形吊架包括横板15以及与横板15的一端连接的竖板16，所述竖板16与所述横板15一体成型；所述横板15上设置有多个用于将横板15安装在外界机架上的第一组装机构；所述竖板16上设置有多个用于将竖板16安装在外界机架上的第二组装机构。进一步的，一体成型的竖板16和横板15结构稳定强，强度高，并且利用第一组装机构和第二组装机构可以将L形吊架安装在多种不同的位置，也可以有不同的安装方式，使用、安装灵活性强。

本实施例所述的一种机械手控制装置，每个手指单元5均为中空状，所述吸附孔10与外界真空泵连接。具体地，吸附孔10连接有吸嘴，通过外界真空泵与吸附孔10连接，实现手指单元5夹持工件时，通过吸附孔10的吸嘴吸附工件，提高稳定性。

本实施例所述的一种机械手控制装置，所述控制MCU13电连接有无线通信模块17。具体地，无线通信模块17可以为现有技术中的蓝牙模块、WIFI模块等，通过无线通信模块17可以与智能终端连接，及时通知远处的操作人员，方便操作人员及时维护和调整。

本实施例所述的一种机械手控制装置，每个手指单元5均与转筒4转动连接，每个手指单元5的尾端两侧均设置有柱形滑动件18以及用于容设所述柱形滑动件18的滑槽19，所述滑槽19与柱形滑动件18滑动连接，滑槽19的内壁转动设置有多个滚珠20，滑槽19的底壁设置有定位槽21，定位槽21内设置有弹性件，弹性件的一端与柱形滑动件18连接，弹性件的另一端与定位槽21的底壁连接，所述弹性件包括弹性胶筒22和设置于弹性胶筒22内的第一压缩弹簧23，弹性胶筒22的一端和第一压缩弹簧23的一端均与柱形滑动件18连接，弹性胶筒22的另一端和第一压缩弹簧23的另一端均与定位槽21的底壁连接。具体地，转筒4设置有多个用于与手指单元5转动连接的连接孔，连接孔内的两侧均设置有用于与柱形滑动件18转动连接的转动孔，定位槽21对弹性件进行定位，防止弹性件的位置偏移影响柱形滑动件18，其中，滚珠20的设置可以提高柱形滑动件18与滑槽19配合的流畅性，在组装手指单元5时，将手指单元5的末端伸入连接孔内，操作人员可以挤压柱形滑动件18，也可通过连接孔的内壁对柱形滑动件18进行挤压，使得弹性胶筒22和第一压缩弹簧23被压缩，柱形滑动件18缩入滑槽19内，当柱形滑动件18到达转动孔的位置时，柱形滑动件18弹出伸入转动孔内，组装方便，结构新颖、可靠，不易松脱。

其中，所述回转驱动单元、手指驱动单元均包括但不局限于舵机、微型电机等等驱动装置；所述加热驱动单元8可以为气缸；进一步的，手指单元5均由四个小部分(指尖、第一指肚、第二指肚、第三指肚)组成，在各个关节部位相互铰接，且在关节部位的绕线处穿设有牵引绳，牵引绳由对应的驱动单元进行控制，从而使得各个部分进行弯曲和伸直。

本实施例所述的一种机械手控制装置，第一组装机构包括伸缩杆24、推板25以及锁块26，伸缩杆24的两端分别与推板25、锁块26连接，伸缩杆24滑动贯穿于所述横板15，所述锁块26位于横板15的上方，所述推板25位于横板15的下方，推板25与横板15之间设置有至少两个第二压缩弹簧27，每个第二压缩弹簧27的一端均与推板25连接，每个第二压缩弹簧27的另一端均与横板15连接，推板25的外缘上设置有海绵垫28。具体地，在使用第一组装机构时将L形吊架固定在外界机架上时，可以通过锁块26与外接机架抵接或者扣接，伸缩杆24的设置可以适应不同高度的机架，可以调整锁块26与横板15之间的距离，使用方便，在使用时，操作人员可以推动推板25，将锁块26升起，以便锁块26位于外界机架的上方，便于锁块26扣住机架，并且在第二压缩弹簧27的弹性作用下推动推板25向下，提高锁块26扣住外界机架的可靠性，海绵垫28的设置减少推板25与横板15之间碰撞冲击力，减少磨损。

本实施例所述的一种机械手控制装置，所述锁块26远离伸缩杆24的一端设置有磁铁块29，所述锁块26上设置有固定螺孔30，所述固定螺孔30贯穿社所述锁块26和所述磁铁块29。具体地，磁铁块29的设置可以与金属材质的机架产生吸附效果，再通过固定螺孔30与外界机架的安装孔通过外部螺栓进行锁定，提高连接的可靠性和稳定性。

本实施例所述的一种机械手控制装置，所述第二组装机构包括固定块31和连接杆32，固定块31与竖板16固定连接，连接杆32的一端与固定块31连接，连接杆32贯穿所述竖板16，连接杆32的另一端延伸设置有固定杆33，所述连接杆32和所述固定杆33上均设置有锁定螺丝34以及与锁定螺丝34配合的锁定螺帽35，所述连接杆32与所述固定块31一体成型。具体地，固定块31与连接杆32以及竖板16的结构配合，稳定性强，在使用第二组装机构将L形吊架固定在外界机架是，通过连接杆32和固定杆33上的锁定螺丝34与外界机架锁定，实现L形吊架的安装。

本实施例所述的一种机械手控制装置，所述移动机构包括用于驱动机械手本体1沿y轴方向移动的y轴移动组件、用于驱动y轴移动组件沿z轴方向移动的z轴移动组件以及用于驱动z轴移动组件沿x轴方向移动的x轴移动组件；

y轴移动组件包括横移件36、第一固定板37、第一电机38、第一传动丝杆39以及第一挡板40，第一电机38与第一固定板37固定连接，第一电机38的输出端与第一传动丝杆39传动连接，第一传动丝杆39远离第一电机38的一端与第一挡板40转动连接，第一挡板40与第一固定板37固定连接，横移件36与第一传动丝杆39传动连接，横移件36与机械手本体1的臂部2连接；

z轴移动组件包括第二固定板41、第一气缸42，第一气缸42的活塞杆与所述第一固定板37固定连接，第一气缸42与第二固定板41固定连接；

x轴移动组件包括第二电机43、第二传动丝杆44和第二挡板45，第二电机43的输出端与第二传动丝杆44传动连接，第二传动丝杆44远离第二电机43的一端与第二挡板45转动连接，第二挡板45与横板15固定连接，所述第二固定板41与第二传动丝杆44传动连接。

具体地，通过移动机构、x轴移动组件、y轴移动组件以及z轴移动组件实现对机械手本体1的移动控制。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种机械手控制装置，其特征在于：包括L形吊架，L形吊架设置有机械手本体以及用于控制机械手本体移动的移动机构，所述机械手本体包括臂部，臂部底端转动连接有回转件，臂部内设置有用于驱动回转件转动的回转驱动单元，回转件底端连接有转筒，转筒底端的外周等间隔环设有至少十二个手指单元，每个手指单元对应连接有一个手指驱动单元，所述手指驱动单元通过手指联动件带动对应的手指单元进行伸展和弯曲；所述转筒内的中部设置有容槽，所述容槽内设置有加热组件，所述加热组件包括加热块以及驱动加热块移动的加热驱动单元，所述转筒底端的中部设置有供加热块从容槽伸出外部的开口；所述开口的外周等间隔设置有多个CCD视觉检测器；每个手指单元的前端内侧均设置有吸附孔以及温度传感器，所述臂部内设置有控制器，所述控制器设置有控制MCU，所述臂部上还设置有蜂鸣器，所述蜂鸣器、所述温度传感器均与控制MCU电连接；

所述L形吊架包括横板以及与横板的一端连接的竖板，所述竖板与所述横板一体成型；所述横板上设置有多个用于将横板安装在外界机架上的第一组装机构；所述竖板上设置有多个用于将竖板安装在外界机架上的第二组装机构；

每个手指单元均与转筒转动连接，每个手指单元的尾端两侧均设置有柱形滑动件以及用于容设所述柱形滑动件的滑槽，所述滑槽与柱形滑动件滑动连接，滑槽的内壁转动设置有多个滚珠，滑槽的底壁设置有定位槽，定位槽内设置有弹性件，弹性件的一端与柱形滑动件连接，弹性件的另一端与定位槽的底壁连接，所述弹性件包括弹性胶筒和设置于弹性胶筒内的第一压缩弹簧，弹性胶筒的一端和第一压缩弹簧的一端均与柱形滑动件连接，弹性胶筒的另一端和第一压缩弹簧的另一端均与定位槽的底壁连接。

2.根据权利要求1所述的一种机械手控制装置，其特征在于：每个手指单元均为中空状，所述吸附孔与外界真空泵连接。

3.根据权利要求1所述的一种机械手控制装置，其特征在于：所述控制MCU电连接有无线通信模块。

4.根据权利要求1所述的一种机械手控制装置，其特征在于：第一组装机构包括伸缩杆、推板以及锁块，伸缩杆的两端分别与推板、锁块连接，伸缩杆滑动贯穿于所述横板，所述锁块位于横板的上方，所述推板位于横板的下方，推板与横板之间设置有至少两个第二压缩弹簧，每个第二压缩弹簧的一端均与推板连接，每个第二压缩弹簧的另一端均与横板连接，推板的外缘上设置有海绵垫。

5.根据权利要求4所述的一种机械手控制装置，其特征在于：所述锁块远离伸缩杆的一端设置有磁铁块，所述锁块上设置有固定螺孔，所述固定螺孔贯穿社所述锁块和所述磁铁块。

6.根据权利要求1所述的一种机械手控制装置，其特征在于：所述第二组装机构包括固定块和连接杆，固定块与竖板固定连接，连接杆的一端与固定块连接，连接杆贯穿所述竖板，连接杆的另一端延伸设置有固定杆，所述连接杆和所述固定杆上均设置有锁定螺丝以及与锁定螺丝配合的锁定螺帽，所述连接杆与所述固定块一体成型。

7.根据权利要求1所述的一种机械手控制装置，其特征在于：所述移动机构包括用于驱动机械手本体沿y轴方向移动的y轴移动组件、用于驱动y轴移动组件沿z轴方向移动的z轴移动组件以及用于驱动z轴移动组件沿x轴方向移动的x轴移动组件；

y轴移动组件包括横移件、第一固定板、第一电机、第一传动丝杆以及第一挡板，第一电机与第一固定板固定连接，第一电机的输出端与第一传动丝杆传动连接，第一传动丝杆远离第一电机的一端与第一挡板转动连接，第一挡板与第一固定板固定连接，横移件与第一传动丝杆传动连接；

z轴移动组件包括第二固定板、第一气缸，第一气缸的活塞杆与所述第一固定板固定连接，第一气缸与第二固定板固定连接；

x轴移动组件包括第二电机、第二传动丝杆和第二挡板，第二电机的输出端与第二传动丝杆传动连接，第二传动丝杆远离第二电机的一端与第二挡板转动连接，第二挡板与横板固定连接，所述第二固定板与第二传动丝杆传动连接。

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