CN111531576A - 一种智能机器人抓取臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种智能机器人抓取臂，包括支撑架、移动架、移动动力装置、抓取安装架、旋转控制装置、夹紧机构、夹紧动力机构、聚散柱和抓取手指机构，通过支撑架将装置安装固定，通过移动电机传动齿轮轴与齿条啮合，带动抓取安装架移动到被抓取物处；通过夹紧电机传动控制圆盘转动，从而带动多个聚散板向安装圆座中心聚集，再通过多个电动推杆推动多个L形夹紧块转动，将多个圆滑凸块伸入抓取物的下端，从而将抓取物抓取；还可以通过旋转电机传动半圆锥齿轮带动安装圆座左右旋转，以便于抓取物品，本发明可以将物品抓取，避免摩擦力不足使物品打滑、掉落的情况，从而大幅提高夹取效率。

Description

一种智能机器人抓取臂

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种智能机器人抓取臂。

背景技术

机器人取臂是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，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。现有技术中，大部分机器手是通过夹板将物品进行夹持，其工作原理为通过侧面的摩擦力，但是，这种夹持方式存在因侧面摩擦力不足使物品打滑，甚至使物品掉落的情况，存在较大的安全隐患，从而大幅降低夹取效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能机器人抓取臂，可以将物品抓取，避免摩擦力不足使物品打滑、掉落的情况，从而大幅提高夹取效率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种智能机器人抓取臂，包括支撑架、移动架、移动动力装置、抓取安装架、旋转控制装置、夹紧机构、夹紧动力机构、聚散柱和抓取手指机构，所述的移动架滑动连接在支撑架上，所述的移动动力装置连接在移动架上，移动动力装置与支撑架传动连接，所述的抓取安装架转动连接在移动架上，所述的旋转控制装置固定连接在移动架上，旋转控制装置与抓取安装架传动连接，所述的夹紧机构转动连接在抓取安装架上，所述的夹紧动力机构连接在抓取安装架上，夹紧机构和夹紧动力机构啮合传动连接，所述的聚散柱设有多个，多个聚散柱均滑动连接在抓取安装架的下端，多个聚散柱均与夹紧机构滑动连接，多个聚散柱上均连接有抓取手指机构；

所述的支撑架包括整体安装板、安装孔、支撑滑杆和齿条，整体安装板的四角处均设有安装孔，支撑滑杆的一端固定连接在整体安装板上，齿条固定连接在支撑滑杆的下端；

所述的移动架包括滑动座、滑孔、固定板Ⅰ和连接支撑板，滑动座上设有滑孔，连接支撑板固定连接在滑动座的下端，固定板Ⅰ设有两个，两个固定板Ⅰ均固定连接在滑动座的右端，滑孔滑动连接在支撑滑杆和齿条上；

所述的移动动力装置包括移动电机、移动电机锥齿轮、传动锥齿轮和齿轮轴，齿轮轴转动连接在两个固定板Ⅰ上，传动锥齿轮固定连接在齿轮轴的一端，移动电机固定连接在滑动座上，移动电机锥齿轮固定连接在移动电机的输出轴上，移动电机锥齿轮和传动锥齿轮啮合传动连接，齿轮轴与齿条啮合传动连接；

所述的抓取安装架包括安装圆座、滑道、转动管、半圆锥齿轮、固定板Ⅱ和电机安装板，安装圆座的下端面上均匀设有多个滑道，转动管固定连接在安装圆座的上端面，半圆锥齿轮固定连接在转动管上，半圆锥齿轮上固定连接有两个固定板Ⅱ，两个固定板Ⅱ上固定连接有电机安装板，转动管转动连接在连接支撑板上；

所述的旋转控制装置包括旋转电机和旋转电机锥齿轮，旋转电机固定连接在连接支撑板上，旋转电机锥齿轮固定连接在旋转电机的输出轴上，旋转电机锥齿轮与半圆锥齿轮啮合传动连接；

所述的夹紧机构包括控制圆盘、弧形长孔、转轴和蜗轮，控制圆盘上均匀设有多个弧形长孔，控制圆盘的中心处固定连接有转轴，蜗轮固定连接在控制圆盘的上端，转轴转动连接在转动管内；

所述的夹紧动力机构包括夹紧电机、夹紧电机轮、夹紧传动轮和蜗杆，夹紧电机固定连接在电机安装板上，夹紧电机轮固定连接在夹紧电机的输出轴上，蜗杆转动连接在两个固定板Ⅱ上，夹紧传动轮固定连接在蜗杆的一端，夹紧电机轮和夹紧传动轮传动连接，蜗杆与蜗轮啮合传动连接；

所述的聚散柱包括聚散板、圆柱、滑块和推杆连接架，聚散板的上端固定连接在圆柱的下端，圆柱的上端固定连接在滑块的下端，推杆连接架固定连接在聚散板的上端，聚散柱设有多个，多个滑块分别滑动连接在多个滑道内，多个圆柱分别滑动连接在多个弧形长孔内；

所述的抓取手指机构包括圆滑凸块、L形夹紧块、中心转销、电动推杆和推杆座，电动推杆的固定端固定连接在推杆座上，电动推杆的伸缩端转动连接在L形夹紧块的外端，中心转销固定连接在L形夹紧块的中心处，圆滑凸块固定连接在L形夹紧块的内端，抓取手指机构设有多个，多个推杆座分别转动连接在多个推杆连接架内，多个中心转销分别转动连接在多个聚散板的下端。

本发明的有益效果：本发明提供一种智能机器人抓取臂，通过整体安装板上的安装孔将装置安装固定，通过移动电机传动齿轮轴与齿条啮合，使移动架在支撑滑杆上移动，带动抓取安装架移动到被抓取物处；通过夹紧电机传动控制圆盘转动，从而使控制圆盘上的多个弧形长孔驱动多个圆柱，从而带动多个聚散板向安装圆座中心聚集，再通过多个电动推杆推动多个L形夹紧块转动，将多个圆滑凸块伸入抓取物的下端，从而将抓取物抓取；还可以通过旋转电机传动半圆锥齿轮带动安装圆座左右旋转，以便于抓取物品。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的支撑架结构示意图；

图3是本发明的移动架结构示意图；

图4是本发明的移动动力装置结构示意图；

图5是本发明的抓取安装架结构示意图一；

图6是本发明的抓取安装架结构示意图二；

图7是本发明的旋转控制装置结构示意图；

图8是本发明的夹紧机构结构示意图；

图9是本发明的夹紧动力机构结构示意图；

图10是本发明的聚散柱结构示意图；

图11是本发明的抓取手指机构结构示意图。

图中：支撑架1；整体安装板1-1；安装孔1-2；支撑滑杆1-3；齿条1-4；移动架2；滑动座2-1；滑孔2-2；固定板Ⅰ2-3；连接支撑板2-4；移动动力装置3；移动电机3-1；移动电机锥齿轮3-2；传动锥齿轮3-3；齿轮轴3-4；抓取安装架4；安装圆座4-1；滑道4-2；转动管4-3；半圆锥齿轮4-4；固定板Ⅱ4-5；电机安装板4-6；旋转控制装置5；旋转电机5-1；旋转电机锥齿轮5-2；夹紧机构6；控制圆盘6-1；弧形长孔6-2；转轴6-3；蜗轮6-4；夹紧动力机构7；夹紧电机7-1；夹紧电机轮7-2；夹紧传动轮7-3；蜗杆7-4；聚散柱8；聚散板8-1；圆柱8-2；滑块8-3；推杆连接架8-4；抓取手指机构9；圆滑凸块9-1；L形夹紧块9-2；中心转销9-3；电动推杆9-4；推杆座9-5。

具体实施方式

下面结合附图1-11对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一：

如图1-11所示，一种智能机器人抓取臂，包括支撑架1、移动架2、移动动力装置3、抓取安装架4、旋转控制装置5、夹紧机构6、夹紧动力机构7、聚散柱8和抓取手指机构9，所述的移动架2滑动连接在支撑架1上，所述的移动动力装置3连接在移动架2上，移动动力装置3与支撑架1传动连接，所述的抓取安装架4转动连接在移动架2上，所述的旋转控制装置5固定连接在移动架2上，旋转控制装置5与抓取安装架4传动连接，所述的夹紧机构6转动连接在抓取安装架4上，所述的夹紧动力机构7连接在抓取安装架4上，夹紧机构6和夹紧动力机构7啮合传动连接，所述的聚散柱8设有多个，多个聚散柱8均滑动连接在抓取安装架4的下端，多个聚散柱8均与夹紧机构6滑动连接，多个聚散柱8上均连接有抓取手指机构9；

在使用时，通过外部电源为移动电机3-1、夹紧电机7-1、旋转电机5-1和多个电动推杆9-4提供能源，通过外部控制器控制移动电机3-1、夹紧电机7-1、旋转电机5-1和多个电动推杆9-4，通过整体安装板1-1上的安装孔1-2将装置安装固定，通过移动电机3-1传动齿轮轴3-4与齿条1-4啮合，使移动架2在支撑滑杆1-3上移动，带动抓取安装架4移动到被抓取物处；通过夹紧电机7-1传动控制圆盘6-1转动，从而使控制圆盘6-1上的多个弧形长孔6-2驱动多个圆柱8-2，从而带动多个聚散板8-1向安装圆座4-1中心聚集，再通过多个电动推杆9-4推动多个L形夹紧块9-2转动，将多个圆滑凸块9-1伸入抓取物的下端，从而将抓取物抓取；还可以通过旋转电机5-1传动半圆锥齿轮4-4带动安装圆座4-1左右旋转，以便于抓取物品。

具体实施方式二：

如图1-11所示，所述的支撑架1包括整体安装板1-1、安装孔1-2、支撑滑杆1-3和齿条1-4，整体安装板1-1的四角处均设有安装孔1-2，支撑滑杆1-3的一端固定连接在整体安装板1-1上，齿条1-4固定连接在支撑滑杆1-3的下端；

整体安装板1-1上的安装孔1-2用于将装置安装固定，支撑滑杆1-3用于移动架2滑动，齿条1-4用于与移动动力装置3配合驱动移动架2移动。

具体实施方式三：

如图1-11所示，所述的移动架2包括滑动座2-1、滑孔2-2、固定板Ⅰ2-3和连接支撑板2-4，滑动座2-1上设有滑孔2-2，连接支撑板2-4固定连接在滑动座2-1的下端，固定板Ⅰ2-3设有两个，两个固定板Ⅰ2-3均固定连接在滑动座2-1的右端，滑孔2-2滑动连接在支撑滑杆1-3和齿条1-4上；

具体实施方式四：

如图1-11所示，所述的移动动力装置3包括移动电机3-1、移动电机锥齿轮3-2、传动锥齿轮3-3和齿轮轴3-4，齿轮轴3-4转动连接在两个固定板Ⅰ2-3上，传动锥齿轮3-3固定连接在齿轮轴3-4的一端，移动电机3-1固定连接在滑动座2-1上，移动电机锥齿轮3-2固定连接在移动电机3-1的输出轴上，移动电机锥齿轮3-2和传动锥齿轮3-3啮合传动连接，齿轮轴3-4与齿条1-4啮合传动连接；

移动电机3-1带动移动电机锥齿轮3-2传动传动锥齿轮3-3，从而带动齿轮轴3-4，使齿轮轴3-4在齿条1-4上转动，从而带动滑动座2-1移动。

具体实施方式五：

如图1-11所示，所述的抓取安装架4包括安装圆座4-1、滑道4-2、转动管4-3、半圆锥齿轮4-4、固定板Ⅱ4-5和电机安装板4-6，安装圆座4-1的下端面上均匀设有多个滑道4-2，转动管4-3固定连接在安装圆座4-1的上端面，半圆锥齿轮4-4固定连接在转动管4-3上，半圆锥齿轮4-4上固定连接有两个固定板Ⅱ4-5，两个固定板Ⅱ4-5上固定连接有电机安装板4-6，转动管4-3转动连接在连接支撑板2-4上；

具体实施方式六：

如图1-11所示，所述的旋转控制装置5包括旋转电机5-1和旋转电机锥齿轮5-2，旋转电机5-1固定连接在连接支撑板2-4上，旋转电机锥齿轮5-2固定连接在旋转电机5-1的输出轴上，旋转电机锥齿轮5-2与半圆锥齿轮4-4啮合传动连接；

旋转电机5-1带动旋转电机锥齿轮5-2传动半圆锥齿轮4-4，半圆锥齿轮4-4带动转动管4-3在连接支撑板2-4上左右旋转，从而带动安装圆座4-1左右转动，左右转动的安装圆座4-1通过滑道4-2带动聚散柱8转动，以便于调整L形夹紧块9-2插入物品下部的角度，便于对物品进行抓取。

具体实施方式七：

如图1-11所示，所述的夹紧机构6包括控制圆盘6-1、弧形长孔6-2、转轴6-3和蜗轮6-4，控制圆盘6-1上均匀设有多个弧形长孔6-2，控制圆盘6-1的中心处固定连接有转轴6-3，蜗轮6-4固定连接在控制圆盘6-1的上端，转轴6-3转动连接在转动管4-3内；

具体实施方式八：

如图1-11所示，所述的夹紧动力机构7包括夹紧电机7-1、夹紧电机轮7-2、夹紧传动轮7-3和蜗杆7-4，夹紧电机7-1固定连接在电机安装板4-6上，夹紧电机轮7-2固定连接在夹紧电机7-1的输出轴上，蜗杆7-4转动连接在两个固定板Ⅱ4-5上，夹紧传动轮7-3固定连接在蜗杆7-4的一端，夹紧电机轮7-2和夹紧传动轮7-3传动连接，蜗杆7-4与蜗轮6-4啮合传动连接；

具体实施方式九：

如图1-11所示，所述的聚散柱8包括聚散板8-1、圆柱8-2、滑块8-3和推杆连接架8-4，聚散板8-1的上端固定连接在圆柱8-2的下端，圆柱8-2的上端固定连接在滑块8-3的下端，推杆连接架8-4固定连接在聚散板8-1的上端，聚散柱8设有多个，多个滑块8-3分别滑动连接在多个滑道4-2内，多个圆柱8-2分别滑动连接在多个弧形长孔6-2内；

夹紧电机7-1带动夹紧电机轮7-2传动夹紧传动轮7-3，从而带动蜗杆7-4，蜗杆7-4传动蜗轮6-4转动，并通过转轴6-3带动控制圆盘6-1旋转，旋转的控制圆盘6-1通过弧形长孔6-2控制圆柱8-2带动滑块8-3在滑道4-2内滑动，形成聚散板8-1向安装圆座4-1中心聚集，便于抓取手指机构9抓取物品，松开时，使夹紧电机7-1反转即可，通过蜗杆7-4和蜗轮6-4啮合自锁功能，可以在断电时，防止蜗轮6-4回转，导致抓取物品滑落，产生危险。

具体实施方式十：

如图1-11所示，所述的抓取手指机构9包括圆滑凸块9-1、L形夹紧块9-2、中心转销9-3、电动推杆9-4和推杆座9-5，电动推杆9-4的固定端固定连接在推杆座9-5上，电动推杆9-4的伸缩端转动连接在L形夹紧块9-2的外端，中心转销9-3固定连接在L形夹紧块9-2的中心处，圆滑凸块9-1固定连接在L形夹紧块9-2的内端，抓取手指机构9设有多个，多个推杆座9-5分别转动连接在多个推杆连接架8-4内，多个中心转销9-3分别转动连接在多个聚散板8-1的下端。

电动推杆9-4推动L形夹紧块9-2以中心转销9-3为轴转动，使圆滑凸块9-1向安装圆座4-1中心聚集，使圆滑凸块9-1伸入物品的底部，形成对物品的抓取，圆滑凸块9-1可以使L形夹紧块9-2的内端便于插入物品底部。

本发明一种智能机器人抓取臂，其使用原理为：在使用时，通过外部电源为移动电机3-1、夹紧电机7-1、旋转电机5-1和多个电动推杆9-4提供能源，通过外部控制器控制移动电机3-1、夹紧电机7-1、旋转电机5-1和多个电动推杆9-4，通过整体安装板1-1上的安装孔1-2将装置安装固定，通过移动电机3-1传动齿轮轴3-4与齿条1-4啮合，使移动架2在支撑滑杆1-3上移动，带动抓取安装架4移动到被抓取物处；通过夹紧电机7-1传动控制圆盘6-1转动，从而使控制圆盘6-1上的多个弧形长孔6-2驱动多个圆柱8-2，从而带动多个聚散板8-1向安装圆座4-1中心聚集，再通过多个电动推杆9-4推动多个L形夹紧块9-2转动，将多个圆滑凸块9-1伸入抓取物的下端，从而将抓取物抓取；还可以通过旋转电机5-1传动半圆锥齿轮4-4带动安装圆座4-1左右旋转，以便于抓取物品。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能机器人抓取臂，包括支撑架(1)、移动架(2)、移动动力装置(3)、抓取安装架(4)、旋转控制装置(5)、夹紧机构(6)、夹紧动力机构(7)、聚散柱(8)和抓取手指机构(9)，其特征在于：所述的移动架(2)滑动连接在支撑架(1)上，所述的移动动力装置(3)连接在移动架(2)上，移动动力装置(3)与支撑架(1)传动连接，所述的抓取安装架(4)转动连接在移动架(2)上，所述的旋转控制装置(5)固定连接在移动架(2)上，旋转控制装置(5)与抓取安装架(4)传动连接，所述的夹紧机构(6)转动连接在抓取安装架(4)上，所述的夹紧动力机构(7)连接在抓取安装架(4)上，夹紧机构(6)和夹紧动力机构(7)啮合传动连接，所述的聚散柱(8)设有多个，多个聚散柱(8)均滑动连接在抓取安装架(4)的下端，多个聚散柱(8)均与夹紧机构(6)滑动连接，多个聚散柱(8)上均连接有抓取手指机构(9)。

2.根据权利要求1所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的支撑架(1)包括整体安装板(1-1)、安装孔(1-2)、支撑滑杆(1-3)和齿条(1-4)，整体安装板(1-1)的四角处均设有安装孔(1-2)，支撑滑杆(1-3)的一端固定连接在整体安装板(1-1)上，齿条(1-4)固定连接在支撑滑杆(1-3)的下端。

3.根据权利要求2所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的移动架(2)包括滑动座(2-1)、滑孔(2-2)、固定板Ⅰ(2-3)和连接支撑板(2-4)，滑动座(2-1)上设有滑孔(2-2)，连接支撑板(2-4)固定连接在滑动座(2-1)的下端，固定板Ⅰ(2-3)设有两个，两个固定板Ⅰ(2-3)均固定连接在滑动座(2-1)的右端，滑孔(2-2)滑动连接在支撑滑杆(1-3)和齿条(1-4)上。

4.根据权利要求3所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的移动动力装置(3)包括移动电机(3-1)、移动电机锥齿轮(3-2)、传动锥齿轮(3-3)和齿轮轴(3-4)，齿轮轴(3-4)转动连接在两个固定板Ⅰ(2-3)上，传动锥齿轮(3-3)固定连接在齿轮轴(3-4)的一端，移动电机(3-1)固定连接在滑动座(2-1)上，移动电机锥齿轮(3-2)固定连接在移动电机(3-1)的输出轴上，移动电机锥齿轮(3-2)和传动锥齿轮(3-3)啮合传动连接，齿轮轴(3-4)与齿条(1-4)啮合传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的抓取安装架(4)包括安装圆座(4-1)、滑道(4-2)、转动管(4-3)、半圆锥齿轮(4-4)、固定板Ⅱ(4-5)和电机安装板(4-6)，安装圆座(4-1)的下端面上均匀设有多个滑道(4-2)，转动管(4-3)固定连接在安装圆座(4-1)的上端面，半圆锥齿轮(4-4)固定连接在转动管(4-3)上，半圆锥齿轮(4-4)上固定连接有两个固定板Ⅱ(4-5)，两个固定板Ⅱ(4-5)上固定连接有电机安装板(4-6)，转动管(4-3)转动连接在连接支撑板(2-4)上。

6.根据权利要求5所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的旋转控制装置(5)包括旋转电机(5-1)和旋转电机锥齿轮(5-2)，旋转电机(5-1)固定连接在连接支撑板(2-4)上，旋转电机锥齿轮(5-2)固定连接在旋转电机(5-1)的输出轴上，旋转电机锥齿轮(5-2)与半圆锥齿轮(4-4)啮合传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的夹紧机构(6)包括控制圆盘(6-1)、弧形长孔(6-2)、转轴(6-3)和蜗轮(6-4)，控制圆盘(6-1)上均匀设有多个弧形长孔(6-2)，控制圆盘(6-1)的中心处固定连接有转轴(6-3)，蜗轮(6-4)固定连接在控制圆盘(6-1)的上端，转轴(6-3)转动连接在转动管(4-3)内。

8.根据权利要求7所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的夹紧动力机构(7)包括夹紧电机(7-1)、夹紧电机轮(7-2)、夹紧传动轮(7-3)和蜗杆(7-4)，夹紧电机(7-1)固定连接在电机安装板(4-6)上，夹紧电机轮(7-2)固定连接在夹紧电机(7-1)的输出轴上，蜗杆(7-4)转动连接在两个固定板Ⅱ(4-5)上，夹紧传动轮(7-3)固定连接在蜗杆(7-4)的一端，夹紧电机轮(7-2)和夹紧传动轮(7-3)传动连接，蜗杆(7-4)与蜗轮(6-4)啮合传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的聚散柱(8)包括聚散板(8-1)、圆柱(8-2)、滑块(8-3)和推杆连接架(8-4)，聚散板(8-1)的上端固定连接在圆柱(8-2)的下端，圆柱(8-2)的上端固定连接在滑块(8-3)的下端，推杆连接架(8-4)固定连接在聚散板(8-1)的上端，聚散柱(8)设有多个，多个滑块(8-3)分别滑动连接在多个滑道(4-2)内，多个圆柱(8-2)分别滑动连接在多个弧形长孔(6-2)内。

10.根据权利要求9所述的一种智能机器人抓取臂，其特征在于：所述的抓取手指机构(9)包括圆滑凸块(9-1)、L形夹紧块(9-2)、中心转销(9-3)、电动推杆(9-4)和推杆座(9-5)，电动推杆(9-4)的固定端固定连接在推杆座(9-5)上，电动推杆(9-4)的伸缩端转动连接在L形夹紧块(9-2)的外端，中心转销(9-3)固定连接在L形夹紧块(9-2)的中心处，圆滑凸块(9-1)固定连接在L形夹紧块(9-2)的内端，抓取手指机构(9)设有多个，多个推杆座(9-5)分别转动连接在多个推杆连接架(8-4)内，多个中心转销(9-3)分别转动连接在多个聚散板(8-1)的下端。

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