CN110216709B - 一种改进的机械手爪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有夹取功能的改进的机械手爪，主要包含机械手外壳模块与弧形齿条模块以及驱动模块。机械手外壳模块主要提供了与弧形齿条模块配合的滑槽，以及众多的连接件，主要用于容纳与安装弧形齿条模块与驱动模块。弧形齿条模块主要用于执行夹取抱紧圆柱体工件的任务，由圆弧形齿条和抱紧指端组成。驱动模块是指在本发明中，提供源动力，并控制手指执行任务的模块，包含电机、带轮、齿轮以及皮带等传动零部件。驱动模块与弧形齿条模块均安装于机械手外壳模块中，驱动模块控制弧形齿条模块完成操作任务。

Description

一种改进的机械手爪
技术领域
本发明属于机电技术领域，涉及一种用于圆柱形物体夹取的机械手爪。
背景技术
本发明涉及一种改进式机械手爪，其主要用于夹取圆柱形的物体。机械手爪是机器人及自动化装备上常见的可以实现类似人手功能的部件，主要用于握持机械零部件或操作物，是重要的执行机构之一。
为完成不同结构形式的工件的抓取，人们设计了各种不同类型的机械式手爪，用于在某一类特定使用场合使用。如专利201420168114.2公开了一种专门用于抓取圆柱形物体的自适应机械手，该机械手在手爪的下端装有自适应机构，可以实现从圆柱轴向方向实现对不同直径尺寸的圆柱形物体进行抓取；专利201620288228X公开了一种应用于发动机装配生产线的机器人手爪，这种手爪有三抓型与两抓型，可以用于夹紧指定的工件。专利2017204832453公开了一种夹取试管用三轴机械抓放手，包括工作台与四个驱动机构，主要用于各种试管的夹取。这些不同结构形式的机械手爪为实现工业生产的自动化程度做出了积极地贡献。
本发明专利公开了一种采用齿轮、带轮、圆弧形齿条组合圆弧抱紧运动，进而抱紧指定尺寸圆柱体的机械手爪，具有结构简单、稳定可靠的特点。
发明内容
本发明是一种具有夹取功能的改进的机械手爪，主要包含机械手外壳模块与弧形齿条模块以及驱动模块。
机械手外壳模块主要由机械手外壳、支撑座、抱紧闸、机械手外壳副板及条齿叉组成，主要用于安装弧形齿条模块、驱动模块、其他辅助连接件。
弧形齿条模块主要由圆弧形齿条和抱紧指端组成，其安装在机械手外壳模块上，可相对机械手外壳做圆弧转动。在本发明中弧形齿条模块主要用于执行夹取抱紧圆柱体工件的任务。
驱动模块是指在本发明中，提供源动力，并控制手指执行任务的模块，包含电机，带轮，齿轮，皮带等传动零部件。
驱动模块与弧形齿条模块均安装与机械手外壳模块中，驱动模块控制弧形齿条模块完成操作任务。
一种改进的机械手爪，主要包含机械手外壳模块、弧形齿条模块以及驱动模块，所述机械手外壳模块包括机械手外壳、支撑座、抱紧闸、机械手外壳副板、条齿叉，条齿叉与支撑座滑动连接，可以相对支撑座左右滑动，支撑座被固定在机械手外壳上，条齿叉的右端伸出支撑座与抱紧闸固连；可相对于机械手外壳模块圆弧形运动；所述驱动模块包括电机，带轮a，齿轮a，带轮b，皮带a，齿轮b，带轮c，皮带b，带轮d齿轮c，齿轮e，齿轮f，齿轮d，双层带轮，皮带c；
它的驱动模块各零部件连接关系是，电机安装于抱紧平台副板的最左边，电机模块的电机输出轴上固定着带轮a，带轮a与双层带轮通过皮带c连接，双层带轮与齿轮d同轴固定并安装在抱紧平台副板上，同时双层带轮与齿轮d的空间关系是齿轮d安装在双层带轮的下方，齿轮f与齿轮e位于齿轮d与齿轮a的右侧，齿轮d同时与齿轮a和齿轮e啮合，齿轮a与齿轮f啮合，齿轮a与带轮b是同轴固定并安装在抱紧平台副板上，同时齿轮a与带轮b的空间关系是齿轮a安装在带轮b的下方，带轮b与带轮c通过皮带a连接，齿轮b与带轮c是同轴固定，安装在抱紧平台上，同时齿轮b与带轮c的空间关系是齿轮b安装在带轮c的下方，双层带轮通过皮带b与带轮d连接，带轮d与齿轮c为同轴固定，安装在抱紧平台上，同时带轮d与齿轮c的空间关系是齿轮c安装在带轮d的下方；
条齿叉同时与齿轮f、齿轮e啮合；
它的弧形齿条模块有两个，由括弧齿条a与抱紧指端a，弧齿条b与抱紧指端b组成；
它的弧形齿条模块与其他零件的连接关系是，齿轮b与弧齿条a相互啮合，齿轮c与弧齿条b啮合，弧齿条a与抱紧指端a是刚性连接，弧齿条b与抱紧指端b是刚性连接，抱紧指端a与抱紧指端b(均沿抱紧平台的弧线滑槽运动
优选地，所述条齿叉，是一个U字形零件，在齿叉的两条伸出去的条叉是齿条，且齿条模数相同。
优选地，弧齿条a与弧齿条b模数相同。
附图说明
图1是改进式机械抱紧手爪的零部件总安装示意图；
图2是机械手外壳的零件图，展示机械手外壳的结构；
图中零部件序号及其名称标注如下：
1、机械手外壳副板；2、电机；3、带轮a；4、齿轮a；5、带轮b；6、皮带a；7、齿轮b；8、带轮c；9、械手外壳；10、弧形齿条a；11、抱紧指端a；12、支撑座；13、抱紧闸；14、皮带b；15、弧形齿条b；16、抱紧指端b；17、带轮d；18、齿轮c；19、条齿叉；20、齿轮e；21、齿轮f；22、齿轮d；23、双层带轮；24、皮带c；
具体实施方式
首先介绍一下本机械手爪具体结构组成，再介绍手爪的工作原理。
下面结合附图对本发明的结构做详细描述：
本发明涉及一种发明是一种具有夹取抱紧功能的机械式抱紧手爪，主要包含机械手外壳模、与弧形齿条模块，以及驱动模块。
接下来按照附图1，按照从左向右的顺序，依次介绍驱动模块，机械手外壳模块，弧形齿条模块，以及它们的相互连接关系。
如附图1所示，机械手外壳副板1右端与机械手外壳(9)通过螺栓连接，其左端固定有电机(2)，电机(2)的电机输出轴上固定着带轮a(3)，带轮a(3)与双层带轮(23)通过皮带c(24)连接，双层带轮(23)与齿轮d(22)同轴固定，安装在机械手外壳副板(1)上，同时双层带轮(23)与齿轮d(22)的空间关系是齿轮d(22)安装在双层带轮(23)的下方。
齿轮f(21)与齿轮e(20)位于齿轮d(22)与齿轮a(4)的右侧，齿轮d(22)同时与齿轮a(4)和齿轮e(20)啮合，齿轮d(22)与齿轮a(4)模数齿数相同，齿轮a(4)与齿轮f(21)啮合，齿轮f(21)与齿轮e(20)模数齿数相同。
条齿叉(19)是一个U字形零件，条齿叉(19)的两侧边由齿条构成，齿轮f(21)与齿轮e(20)同时与条齿叉(19)的两侧边齿条啮合，条齿叉(19)与支撑座(12)滑动连接，可以相对支撑座(12)左右滑动，支撑座(12)被固定在机械手外壳(9)上，条齿叉(19)的右端伸出支撑座(12)与抱紧闸(13)固连。
齿轮a(4)与带轮b(5)同轴固定，安置在机械手外壳副板1上，同时齿轮a(4)与带轮b(5)的空间关系是齿轮a(4)安装在带轮b(5)的下方。带轮b(5)与带轮c(8)通过皮带a(6)连接，齿轮b(7)与带轮c(8)是同轴固定，安装在机械手外壳(9)上，同时齿轮b(7)与带轮c(8)的空间关系是齿轮b(7)安装在带轮c(8)的下方。
双层带轮(23)通过皮带b(14)与带轮d(17)连接，带轮d(17)与齿轮c(18)为同轴固定，安装在机械手外壳(9)上，同时带轮d(17)与齿轮c(18)的空间关系是齿轮c(18)安装在带轮d(17)的下方。
弧形齿条a(10)与弧形齿条b(15)对称布置在机械手外壳(9)两侧，齿轮b(7)与弧形齿条a(10)相互啮合，齿轮c(18)与弧形齿条b(15)啮合；弧形齿条a(10)与抱紧指端a(11)通过螺栓固连，弧形齿条b(15)与抱紧指端a(11)通过螺栓固连，抱紧指端a(11)与抱紧指端a(16)均可以沿机械手外壳(9)上的弧线滑槽运动，机械手外壳(9)的结构如附图2所示，其上有两道弧线滑槽，抱紧指端a(11)与抱紧指端a(16)可以在机械手外壳(9)的滑槽中滑动。
接下来进一步介绍本机械抱紧手爪的工作原理，参考附图1：
电机(2)正转，带动带轮a(3)顺时针转动；进而，带轮a(3)通过皮带c(24)带动双层带轮(23)顺时针转动；进而，双层带轮(23)带动齿轮d(22)顺时针转动；进而，齿轮d(22)通过与齿轮a(4)啮合带动带轮b(5)逆时针转动；双层带轮(23)的运动还通过皮带b(14)带动带轮d(17)顺时针转动，从而驱动齿轮c(18)与弧形齿条b(15)啮合传动，实现弧形齿条模块沿机械手外壳(9)上的弧线滑槽向右伸出；与此同步，带轮b(5)通过皮带a(6)带动带轮c(8)逆时针转动，进而带动齿轮b(7)与弧形齿条a(10)啮合传动，实现弧形齿条模块沿机械手外壳(9)上的弧线滑槽向右伸出；与此同时，齿轮d(22)通过与齿轮e(20)啮合带动齿轮e(20)逆时针转动，齿轮a(4)通过与齿轮f(21)啮合，带动齿轮f(21)顺时针转动，条齿叉(19)上的条齿左右两侧同时与齿轮e(20)和齿轮f(21)啮合，故条齿叉(19)会向前方推进，即在抱紧指端a(11)与抱紧指端b(16)同时向前伸出的同时，条齿叉(19)会向前推出，最终实现对被抓持工件的压紧。
反之当电机(2)反向转动时，抱紧指端a(11)与抱紧指端b(16)同时回缩，条齿叉(19)会同时返回。

Claims (3)

1.一种改进的机械手爪，其特征在于，主要包含机械手外壳模块、弧形齿条模块以及驱动模块，所述机械手外壳模块包括机械手外壳、支撑座、抱紧闸、机械手外壳副板、条齿叉，条齿叉与支撑座滑动连接，可以相对支撑座左右滑动，支撑座被固定在机械手外壳上，条齿叉的右端伸出支撑座与抱紧闸固连；可相对于机械手外壳模块圆弧形运动；所述驱动模块包括电机，带轮a，齿轮a，带轮b，皮带a，齿轮b，带轮c，皮带b，带轮d齿轮c，齿轮e，齿轮f，齿轮d，双层带轮，皮带c；
它的驱动模块各零部件连接关系是，电机安装于机械手外壳副板的最左边，电机模块的电机输出轴上固定着带轮a，带轮a与双层带轮通过皮带c连接，双层带轮与齿轮d同轴固定并安装在机械手外壳副板上，同时双层带轮与齿轮d的空间关系是齿轮d安装在双层带轮的下方，齿轮f与齿轮e位于齿轮d与齿轮a的右侧，齿轮d同时与齿轮a和齿轮e啮合，齿轮a与齿轮f啮合，齿轮a与带轮b是同轴固定并安装在机械手外壳副板上，同时齿轮a与带轮b的空间关系是齿轮a安装在带轮b的下方，带轮b与带轮c通过皮带a连接，齿轮b与带轮c是同轴固定，安装在机械手外壳上，同时齿轮b与带轮c的空间关系是齿轮b安装在带轮c的下方，双层带轮通过皮带b与带轮d连接，带轮d与齿轮c为同轴固定，安装在机械手外壳上，同时带轮d与齿轮c的空间关系是齿轮c安装在带轮d的下方；
条齿叉同时与齿轮f、齿轮e啮合；
它的弧形齿条模块有两个，由括弧齿条a与抱紧指端a，弧齿条b与抱紧指端b组成；
它的弧形齿条模块与其他零件的连接关系是，齿轮b与弧齿条a相互啮合，齿轮c与弧齿条b啮合，弧齿条a与抱紧指端a是刚性连接，弧齿条b与抱紧指端b是刚性连接，抱紧指端a与抱紧指端b均沿机械手外壳的弧线滑槽运动。
2.根据权利要求1所述的一种改进的机械手爪，其特征在于，所述条齿叉，是一个U字形零件，在条齿叉的两条伸出去的条叉是齿条，且齿条模数相同。
3.根据权利要求1所述的一种改进的机械手爪，其特征在于，弧齿条a与弧齿条b模数相同。
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