CN110696038A - 一种平行夹取的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平行夹取的机械手，包括机械手固定座、电机、机械手上爪、机械手下爪、机械手限位块、齿条、齿轮，电机作为动力输出部件，齿轮、齿条组成传动副将电机旋转运动转化为直线运动，机械手固定座、机械手上爪、机械手下爪、机械手限位块作为限制和导向结构，保证平行夹取的稳定和精确，该平行夹取的机械手结构简单、造价便宜、控制方便、精度较高，能够夹取薄件物品，可以应用在各个场景。

Description

一种平行夹取的机械手

技术领域

本发明涉及机械自动化领域，特别是一种平行夹取的机械手。

背景技术

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

随着社会的发展和人们生活水平的提高，在生产生活中的人工成本也越来越高，因此机械手的运用也越来越广，然而现有的机械手很难完成对玻片，卡片这样类似的薄物进行精确、稳定的夹取，即使可以夹取也往往造成机械手结构设计过于复杂，造价高昂。

现有的机械手完成平行夹取动作往往采用液压或者气动来实现，但是由于液体的粘性和气体的可压缩性，往往影响运动的平稳性和夹取的精确性，而且液压和气动配套设施往往较复杂，噪音较大，多用于有配套设施的大型工厂，现有的电动平行夹取机械手往往结构复杂，造价高昂或者占用空间大，操作不灵活，这些都限制了机械手更加广泛的运用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、造价便宜、控制方便、精度较高的可平行夹取的机械手。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种平行夹取的机械手，其包括机械手固定座、电机、机械手上爪、机械手下爪、机械手限位块、齿条、齿轮，所述机械手固定座由机械手固定座后表面、机械手固定座上表面、机械手固定座右表面组成，机械手固定座后表面中间部位有一个圆形通孔，用于穿过电机的电机传动轴，圆形通孔周边有四个沉头孔，用于固定电机，机械手固定座后表面右下角有两个圆形通孔，用于固定机械手限位块，机械手固定座上表面有两个方形通孔，用于机械手上爪，机械手下爪的导向作用，机械手固定座上表面的两个方形通孔中间有一个圆形通孔，作为安装齿轮时的工具通道，机械手固定座右表面有两个螺纹孔，用于将整个机械手固定在机械臂上使用；所述电机的电机传动轴穿过机械手固定座后表面中间部位的圆形通孔，电机通过机械手固定座后表面的四个沉头孔用螺丝固定在机械手固定座上；所述机械手上爪由一根机械手上爪横柱和一根机械手上爪立柱组成，二者一体，机械手上爪横柱在机械手上爪移动时起夹取物体的作用，机械手上爪横柱上有一个方形通孔，一个圆形通孔，机械手上爪横柱上的方形通孔对机械手下爪起导向和限位作用，机械手上爪横柱上的圆形通孔作为安装齿轮时的工具通道，机械手上爪立柱为方形立柱，机械手上爪立柱上端穿过机械手固定座上表面靠右侧的方形通孔，机械手上爪立柱上端可以在机械手固定座上表面靠右侧的方形通孔中上下滑动，机械手上爪立柱中上部有两个螺纹孔，用于安装齿条；所述机械手下爪由一根机械手下爪横柱和一根机械手下爪立柱组成，二者一体，机械手下爪横柱在机械手下爪移动时起夹取物体的作用，机械手下爪横柱上有一个方形通孔，一个圆形通孔，机械手下爪横柱上的方形通孔穿过机械手上爪立柱下端，机械手下爪可以在机械手上爪立柱上上下滑动，机械手下爪横柱上的方形通孔对机械手上爪起导向和限位作用，机械手下爪横柱上的圆形通孔作为安装齿轮时的工具通道，机械手下爪立柱为方形立柱，机械手下爪立柱上端先后穿过机械手上爪横柱的方形通孔和机械手固定座上表面靠左侧的方形通孔，机械手下爪可以在机械手上爪横柱的方形通孔和机械手固定座上表面靠左侧的方形通孔上上下滑动，机械手下爪立柱中下部有两个螺纹孔，用于安装齿条；所述机械手限位块由机械手限位块前表面、机械手限位块上表面组成，机械手限位块前表面有两个螺纹孔，机械手限位块通过这两个螺纹孔安装在机械手固定座上, 机械手限位块上表面有两个方形通孔和一个圆形通孔，机械手限位块上表面左侧方形通孔穿过机械手上爪立柱的下端，机械手上爪立柱可以在机械手限位块上表面的左侧方形通孔上上下滑动, 机械手限位块上表面左侧方形通孔对机械手上爪起导向和限位作用，机械手限位块上表面右侧方形通孔穿过机械手下爪立柱的下端，机械手下爪立柱可以在机械手限位块上表面右侧方形通孔上上下滑动, 械手限位块上表面右侧方形通孔对机械手下爪起导向和限位作用，机械手限位块上表面圆形通孔作为安装齿轮时的工具通道；所述齿条有两根，每根齿条上均有两个圆形通孔，一根齿条通过齿条上的两个圆形通孔用螺丝固定在机械手上爪立柱的螺纹孔上，另一根齿条通过齿条上的两个圆形通孔用螺丝固定在机械手下爪立柱的螺纹孔上；所述齿轮的齿轮端面正中心有一个圆形通孔，齿轮的齿轮圆柱面有两个螺纹孔，齿轮通过齿轮端面正中心圆形通孔套在电机的电机传动轴上，齿轮通过齿轮圆柱面两个螺纹孔用顶丝固定在电机的电机传动轴上。

根据优选方式，所述电机为能够精确控制步数的伺服电机或步进电机；所述的齿条为斜齿条；所述齿轮为模数和齿条模数相同的斜齿轮。

与现有技术相比，本发明有益效果是：该平行夹取的机械手只有机械手固定座、电机、机械手上爪、机械手下爪、机械手限位块、齿条、齿轮七种共八个零件，每个零件均结构简单，造价便宜，机械手整体结构也就简单，占用空间小，造价便宜，增加了该机械手的使用场景；机械手固定座、机械手上爪、机械手下爪、机械手限位块上均有方形通孔，机械手上爪立柱穿过机械手固定座、机械手下爪、机械手限位块的方形通孔，机械手下爪立柱穿过机械手固定座、机械手上爪、机械手限位块的方形通孔，机械手上爪、机械手下爪即互相作为对方的导向和限位作用，又受到机械手固定座、机械手限位块的导向和限位作用，机械手上爪、机械手下爪均被多次导向和限位，运动精度高，晃动小，夹持稳定；齿轮直接与电机相连，齿条将电机旋转运动直接转换为直线运动，实现机械手平行夹取的功能，传动结构少，传动间隙减少，精度提高；电机采用能够精确控制步数的伺服电机或步进电机，又因为电机的旋转运动直接转换为直线运动，机械手上爪、机械手下爪运动距离与电机步数成正比列，控制简单，操作简单，调试容易；用简单的零件制造一款结构简单、造价便宜、控制方便、精度较高的可平行夹取的机械手，使机械手得到更加广泛的应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意立体图。

图2是图1中机械手固定座结构示意立体图。

图3是图1中机械手上爪结构示意立体图。

图4是图1中机械手下爪结构示意立体图。

图5是图1中机械手限位块结构示意立体图。

附图标记说明：1-机械手固定座，2-电机，3-机械手上爪，4-机械手下爪，5-机械手限位块，6-齿条，7-齿轮，11-机械手固定座后表面，12-机械手固定座上表面，13-机械手固定座右表面，31-机械手上爪横柱，32-机械手上爪立柱，41-机械手下爪横柱，42-机械手下爪立柱，51-机械手限位块前表面，52-机械手限位块上表面。

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、完整的描述，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，都属于本发明保护范围。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种平行夹取的机械手，包括机械手固定座1、电机2、机械手上爪3、机械手下爪4、机械手限位块5、齿条6、齿轮7，所述机械手固定座1由机械手固定座后表面11、机械手固定座上表面12、机械手固定座右表面13组成，机械手固定座后表面11中间部位有一个圆形通孔，用于穿过电机2的电机传动轴，圆形通孔周边有四个沉头孔，用于固定电机2，机械手固定座后表面11右下角有两个圆形通孔，用于固定机械手限位块5，机械手固定座上表面12有两个方形通孔，用于机械手上爪3，机械手下爪4的导向作用，机械手固定座上表面12的两个方形通孔中间有一个圆形通孔，作为安装齿轮7时的工具通道，机械手固定座右表面13有两个螺纹孔，用于将整个机械手固定在机械臂上使用；所述电机2的电机传动轴穿过机械手固定座后表面11中间部位的圆形通孔，电机2通过机械手固定座后表面11的四个沉头孔用螺丝固定在机械手固定座1上；所述机械手上爪3由一根机械手上爪横柱31和一根机械手上爪立柱32组成，二者一体，机械手上爪横柱31在机械手上爪3移动时起夹取物体的作用，机械手上爪横柱31上有一个方形通孔，一个圆形通孔，机械手上爪横柱31上的方形通孔对机械手下爪4起导向和限位作用，机械手上爪横柱31上的圆形通孔作为安装齿轮7时的工具通道，机械手上爪立柱32为方形立柱，机械手上爪立柱32上端穿过机械手固定座上表面12靠右侧的方形通孔，机械手上爪立柱32上端可以在机械手固定座上表面12靠右侧的方形通孔中上下滑动，机械手上爪立柱32中上部有两个螺纹孔，用于安装齿条6；所述机械手下爪4由一根机械手下爪横柱41和一根机械手下爪立柱42组成，二者一体，机械手下爪横柱41在机械手下爪4移动时起夹取物体的作用，机械手下爪横柱41上有一个方形通孔，一个圆形通孔，机械手下爪横柱41上的方形通孔穿过机械手上爪立柱31的下端，机械手下爪4可以在机械手上爪立柱32上上下滑动，机械手下爪横柱41上的方形通孔对机械手上爪3起导向和限位作用，机械手下爪横柱41上的圆形通孔作为安装齿轮7时的工具通道，机械手下爪立柱42为方形立柱，机械手下爪立柱42上端先后穿过机械手上爪横柱31的方形通孔和机械手固定座上表面12靠左侧的方形通孔，机械手下爪4可以在机械手上爪横柱31的方形通孔和机械手固定座上表面12靠左侧的方形通孔上上下滑动，机械手下爪立柱42中下部有两个螺纹孔，用于安装齿条6；所述机械手限位块5由机械手限位块前表面51、机械手限位块上表面52组成，机械手限位块前表面51有两个螺纹孔，机械手限位块5通过这两个螺纹孔安装在机械手固定座1上，机械手限位块上表面52有两个方形通孔和一个圆形通孔，机械手限位块上表面52左侧方形通孔穿过机械手上爪立柱32的下端，机械手上爪立柱32可以在机械手限位块上表面52左侧方形通孔上上下滑动, 机械手限位块上表面52左侧方形通孔对机械手上爪3起导向和限位作用，机械手限位块上表面52右侧方形通孔穿过机械手下爪立柱42的下端，机械手下爪立柱42可以在机械手限位块上表面52右侧方形通孔上上下滑动，械手限位块上表面52右侧方形通孔对机械手下爪4起导向和限位作用，机械手限位块上表面52的圆形通孔作为安装齿轮7时的工具通道；所述齿条6有两根，每根齿条6上均有两个圆形通孔，一根齿条6通过齿条6上的两个圆形通孔用螺丝固定在机械手上爪立柱32的螺纹孔上，另一根齿条6通过齿条6上的两个圆形通孔用螺丝固定在机械手下爪立柱42的螺纹孔上；所述齿轮7的齿轮端面正中心有一个圆形通孔，齿轮7的齿轮圆柱面有两个螺纹孔，齿轮7通过齿轮端面的正中心圆形通孔套在电机2的电机传动轴上，齿轮7通过齿轮圆柱面的两个螺纹孔用顶丝固定在电机2的电机传动轴上；所述电机2为能够精确控制步数的伺服电机或步进电机；所述的齿条6为斜齿条；所述齿轮7为模数和齿条6模数相同的斜齿轮。

本发明的原理及过程如下：

在使用该平行夹取的机械手时，首先将电机2接上控制信号，在控制信号的作用下，电机2的电机传动轴做旋转运动，齿轮7和电机2的电机传动轴固定在一起，在电机2的电机传动轴带动下，齿轮7做旋转运动，齿轮7和齿条6的两根齿条6组成了传动副，将齿轮7的旋转运动转换成齿条6的直线运动，在齿轮7的带动下，一根齿条6向上运动，一根齿条6向下运动，一根齿条6与机械手上爪3相连，一根齿条6与机械手下爪4相连，在两根齿条6的带动下，机械手上爪3、机械手下爪4做相反方向的上下运动，机械手上爪立柱32被机械手固定座1、机械手下爪4、机械手限位块5多次导向和限位，机械手上爪3只能在上下方向运动，机械手下爪立柱42被机械手固定座1、机械手上爪3、机械手限位块5多次导向和限位，机械手下爪4只能在上下方向运动，机械手上爪3、机械手下爪4做相反方向的上下运动使机械手实现平行夹取的张开与夹取动作。

该平行夹取的机械手和相对应的机械臂配套使用，即可以实现在空间中夹取，放下物体的动作，该平行夹取的机械手结构简单、造价便宜、控制方便、精度较高，能够夹取薄件物品，节约人力物力的同时还可以广泛的应用与各个工作场景，扩展了机械手的应用范围。

尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种平行夹取的机械手，其特征在于：包括机械手固定座1、电机2、机械手上爪3、机械手下爪4、机械手限位块5、齿条6、齿轮7，所述机械手固定座1由机械手固定座后表面11、机械手固定座上表面12、机械手固定座右表面13组成，机械手固定座后表面11中间部位有一个圆形通孔，用于穿过电机2的电机传动轴，圆形通孔周边有四个沉头孔，用于固定电机2，机械手固定座后表面11右下角有两个圆形通孔，用于固定机械手限位块5，机械手固定座上表面12有两个方形通孔，用于机械手上爪3，机械手下爪4的导向作用，机械手固定座上表面12的两个方形通孔中间有一个圆形通孔，作为安装齿轮7时的工具通道，机械手固定座右表面13有两个螺纹孔，用于将整个机械手固定在机械臂上使用；所述电机2的电机传动轴穿过机械手固定座后表面11中间部位的圆形通孔，电机2通过机械手固定座后表面11的四个沉头孔用螺丝固定在机械手固定座1上；所述机械手上爪3由一根机械手上爪横柱31和一根机械手上爪立柱32组成，二者一体，机械手上爪横柱31在机械手上爪3移动时起夹取物体的作用，机械手上爪横柱31上有一个方形通孔，一个圆形通孔，机械手上爪横柱31上的方形通孔对机械手下爪4起导向和限位作用，机械手上爪横柱31上的圆形通孔作为安装齿轮7时的工具通道，机械手上爪立柱32为方形立柱，机械手上爪立柱32上端穿过机械手固定座上表面12靠右侧的方形通孔，机械手上爪立柱32上端可以在机械手固定座上表面12靠右侧的方形通孔中上下滑动，机械手上爪立柱32中上部有两个螺纹孔，用于安装齿条6；所述机械手下爪4由一根机械手下爪横柱41和一根机械手下爪立柱42组成，二者一体，机械手下爪横柱41在机械手下爪4移动时起夹取物体的作用，机械手下爪横柱41上有一个方形通孔，一个圆形通孔，机械手下爪横柱41上的方形通孔穿过机械手上爪立柱31的下端，机械手下爪4可以在机械手上爪立柱32上上下滑动，机械手下爪横柱41上的方形通孔对机械手上爪3起导向和限位作用，机械手下爪横柱41上的圆形通孔作为安装齿轮7时的工具通道，机械手下爪立柱42为方形立柱，机械手下爪立柱42上端先后穿过机械手上爪横柱31的方形通孔和机械手固定座上表面12靠左侧的方形通孔，机械手下爪4可以在机械手上爪横柱31的方形通孔和机械手固定座上表面12靠左侧的方形通孔上上下滑动，机械手下爪立柱42中下部有两个螺纹孔，用于安装齿条6；所述机械手限位块5由机械手限位块前表面51、机械手限位块上表面52组成，机械手限位块前表面51有两个螺纹孔，机械手限位块5通过这两个螺纹孔安装在机械手固定座1上，机械手限位块上表面52有两个方形通孔和一个圆形通孔，机械手限位块上表面52左侧方形通孔穿过机械手上爪立柱32的下端，机械手上爪立柱32可以在机械手限位块上表面52左侧方形通孔上上下滑动, 机械手限位块上表面52左侧方形通孔对机械手上爪3起导向和限位作用，机械手限位块上表面52右侧方形通孔穿过机械手下爪立柱42的下端，机械手下爪立柱42可以在机械手限位块上表面52右侧方形通孔上上下滑动，械手限位块上表面52右侧方形通孔对机械手下爪4起导向和限位作用，机械手限位块上表面52的圆形通孔作为安装齿轮7时的工具通道；所述齿条6有两根，每根齿条6上均有两个圆形通孔，一根齿条6通过齿条6上的两个圆形通孔用螺丝固定在机械手上爪立柱32的螺纹孔上，另一根齿条6通过齿条6上的两个圆形通孔用螺丝固定在机械手下爪立柱42的螺纹孔上；所述齿轮7的齿轮端面正中心有一个圆形通孔，齿轮7的齿轮圆柱面有两个螺纹孔，齿轮7通过齿轮端面的正中心圆形通孔套在电机2的电机传动轴上，齿轮7通过齿轮圆柱面的两个螺纹孔用顶丝固定在电机2的电机传动轴上。

2.根据权利要求1所述的一种平行夹取的机械手，其特征在于：所述电机2为能够精确控制步数的伺服电机或步进电机。

3.根据权利要求1所述的一种平行夹取的机械手，其特征在于：所述的齿条6为斜齿条。

4.根据权利要求1所述的一种平行夹取的机械手，其特征在于：所述齿轮7为模数和齿条6模数相同的斜齿轮。

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