CN112025687A - 一种带有底座的夹爪式机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有底座的夹爪式机械手，包括机械手底座、机械臂机构和夹爪机构，所述滑动机构包括滑杆底座、第一滑杆板、第二滑杆板和底板，所述滑杆底座固定连接于底板上，且所述滑杆底座上还滑动安装有第二滑杆板，所述第二滑杆板上滑动安装有第一滑杆板，在所述第一滑杆板和第二滑杆板的滑动配合与所述第二滑杆板和滑杆底座的滑动配合下，可以带动安装于第二滑杆板上的机械手底座做圆周运动，而所述圆周运动和机械臂机构共同作用，可以增大夹爪机构的工作范围，进一步的，本设计驱动机械手底座做圆周运动，因此可以在圆形范围内提高运动能力，使本设计无论运用于何处都能做到均匀进给，不会出现运动盲点。

Description

一种带有底座的夹爪式机械手

技术领域

本发明涉及机械手领域，具体是一种带有底座的夹爪式机械手。

背景技术

机械手是指能模仿人的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。主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。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使用者的人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

而目前应用于汽车行业的机械手大多都是安装于底座上并在底座上完成指定任务，但这些底座大多都为固定式，即无法为机械手提供足够大的区域活动范围，因而导致了部分机械手只能在狭窄的区域内进行工作，进一步的，因为固定式底座的限制，导致了一个工序中同时使用了多个结构和作用相同的机械手，浪费了资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有底座的夹爪式机械手，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：

一种带有底座的夹爪式机械手，包括机械手底座、机械臂机构和夹爪机构，所述机械手底座通过机械臂机构连接有夹爪机构，所述机械手底座的下方还安装有用于带动机械手底座运动的滑动机构，所述滑动机构包括滑杆底座、第一滑杆板、第二滑杆板和底板，所述滑杆底座固定连接于底板上，且所述滑杆底座上还滑动安装有第二滑杆板，所述第二滑杆板上滑动安装有第一滑杆板，所述第一滑杆板与机械手底座转动连接；所述底板上还设置有用于驱动第一滑杆板运动的驱动机构。

作为本发明进一步的方案：所述驱动机构包括齿轮转轴、第一齿轮模块、第二齿轮模块和拨动板，所述齿轮转轴的一端连接有用于驱动齿轮转轴转动的动力机构，另一端固定连接有承载框，所述承载框内部安装有第一齿轮模块，所述第一齿轮模块通过转轴连接有第二齿轮模块，且所述第二齿轮模块通过转轴固定连接有连接板，所述连接板上固定连接有拨动板，所述拨动板和第一滑杆板转动连接；且所述第二齿轮模块设置于承载板内部。

作为本发明再进一步的方案：所述第一齿轮模块包括第二锥齿轮和第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的端面上连接有用于驱动第一锥齿轮转动的齿轮转轴，侧面设置有与第一锥齿轮啮合传动的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮均转动安装于承载框内；所述第二齿轮模块包括第三锥齿轮和第四锥齿轮，所述第二锥齿轮通过转轴和第三锥齿轮固定连接，所述第三锥齿轮的侧面设置有与之啮合传动的第四锥齿轮，且所述第三锥齿轮和第四锥齿轮均转动安装于承载板上；所述第四锥齿轮的一端还通过转轴固定连接有连接板。

作为本发明再进一步的方案：所述机械臂机构包括大臂和小臂，所述大臂的一侧转动连接于机械手底座上，另一端与所述小臂的一端转动连接，所述小臂的另一端还转动连接有夹爪机构。

作为本发明再进一步的方案：所述夹爪机构包括夹爪和定位模块，所述夹爪的数量有两块，均转动连接于小臂上，且两个所述夹爪均和用于驱动夹爪做开合运动的外部控制器连接；所述夹爪上还固定连接有垫板，且所述垫板位于夹爪上远离小臂的一端，且所述垫板的材质为橡胶；所述小臂上还转动连接有定位模块。

作为本发明再进一步的方案：所述定位模块包括连接杆、限位框、第一楔形块和第二楔形块，所述连接杆的一端和小臂转动连接，另一端转动连接有第一楔形块，所述第一楔形块的两端还设置有第二楔形块；所述连接杆上还连接有用于限制第二楔形块移动的限位框。

作为本发明再进一步的方案：所述连接杆为具有伸缩功能的伸缩杆，其固定端转动连接于小臂上，移动端转动连接于第一楔形块上，所述限位框的一端固定连接于连接杆的固定端上，另一端通过弹簧滑动连接于第二楔形块内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.在所述第一滑杆板和第二滑杆板的滑动配合与所述第二滑杆板和滑杆底座的滑动配合下，可以带动安装于第二滑杆板上的机械手底座做圆周运动，而所述圆周运动和机械臂机构共同作用，可以增大夹爪机构的工作范围，进而可以减少某一工序对于相同机械手的需求数量，节约了资源，进一步的，本设计驱动机械手底座做圆周运动，因此可以在圆形范围内提高运动能力，使本设计无论运用于何处都能做到均匀进给，不会出现运动盲点。

2.使用时，来自同一方向的两个挤压力能将元件紧紧压在台面上，使夹爪进行夹取时不会产生元件偏移的情况；待两个第二楔形块均顶住待夹取的元件时，开启外部控制器，将所述元件夹持住，以进行后续的搬运等方式的处理。

附图说明

图1为一种带有底座的夹爪式机械手的结构示意图。

图2为一种带有底座的夹爪式机械手中滑动机构和驱动机构的结构示意图。

图3为一种带有底座的夹爪式机械手中滑动机构和驱动机构侧视图的结构示意图。

图4为一种带有底座的夹爪式机械手中定位模块的结构示意图。

图5为一种带有底座的夹爪式机械手中限位框和第二楔形块装配的结构示意图。

图中：1-机械手底座、2-大臂、3-小臂、4-夹爪、5-定位模块、51-连接杆、52-限位框、53-第一楔形块、54-第二楔形块、55-弹簧、6-垫板、7-滑动机构、71-滑杆底座、72-第一滑杆板、73-第二滑杆板、74-底板、8-驱动机构、81-齿轮转轴、82-第一锥齿轮、83-第二锥齿轮、84-第三锥齿轮、85-承载板、86-第四锥齿轮、87-连接板、88-拨动板、89-承载框。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1-5，一种带有底座的夹爪式机械手，包括机械手底座1、机械臂机构和夹爪机构，所述机械手底座1通过机械臂机构连接有夹爪机构，所述机械手底座1的下方还安装有用于带动机械手底座1运动的滑动机构7，所述滑动机构7包括滑杆底座71、第一滑杆板72、第二滑杆板73和底板74，所述滑杆底座71固定连接于底板74上，且所述滑杆底座71上还滑动安装有第二滑杆板73，所述第二滑杆板73上滑动安装有第一滑杆板72，所述第一滑杆板72与机械手底座1转动连接；所述底板74上还设置有用于驱动第一滑杆板72运动的驱动机构8。

所述驱动机构8包括齿轮转轴81、第一齿轮模块、第二齿轮模块和拨动板88，所述齿轮转轴81的一端连接有用于驱动齿轮转轴81转动的动力机构，另一端固定连接有承载框89，所述承载框89内部安装有第一齿轮模块，所述第一齿轮模块通过转轴连接有第二齿轮模块，且所述第二齿轮模块通过转轴固定连接有连接板87，所述连接板87上固定连接有拨动板88，所述拨动板88和第一滑杆板72转动连接；且所述第二齿轮模块设置于承载板85内部。

所述第一齿轮模块包括第二锥齿轮83和第一锥齿轮82，所述第一锥齿轮82的端面上连接有用于驱动第一锥齿轮82转动的齿轮转轴81，侧面设置有与第一锥齿轮82啮合传动的第二锥齿轮83，所述第一锥齿轮82和第二锥齿轮83均转动安装于承载框89内；所述第二齿轮模块包括第三锥齿轮84和第四锥齿轮86，所述第二锥齿轮83通过转轴和第三锥齿轮84固定连接，所述第三锥齿轮84的侧面设置有与之啮合传动的第四锥齿轮86，且所述第三锥齿轮84和第四锥齿轮86均转动安装于承载板85上；所述第四锥齿轮86的一端还通过转轴固定连接有连接板87。

使用时，开启动力机构，使所述动力机构驱动齿轮转轴81转动，此处所述的动力机构可以是电机、液压泵或者马达，即只要是能够为齿轮转轴81的转动提供足够的转矩的动力元件都可；

具体的，所述齿轮转轴81上固定连接有第一锥齿轮82，因此所述齿轮转轴81可以带动所述第一锥齿轮82转动，进而通过啮合传动作用，将动力传至第二锥齿轮83上，而所述第二锥齿轮83通过转轴和第三锥齿轮84固定连接，因此所述第二锥齿轮83还可以将动力传至第三锥齿轮84上，而所述第三锥齿轮84和第四锥齿轮86啮合传动，因此可以将动力传动至第四锥齿轮86上，并通过固定连接于第四锥齿轮86上的转轴，将动力传至连接板87上，所述连接板87内固定连接有拨动板88，因此，最终将动力机构输出的动力传至拨动板88上，进而通过拨动板88和第一滑杆板72的转动连接，驱动第一滑杆板72运动；

更具体的，当所述第一锥齿轮82带动第二锥齿轮83转动的同时，也会通过第二锥齿轮83带动所述第四锥齿轮86转动，而所述连接板87固定安装于第四锥齿轮86上方，因此可以带动第一滑杆板72沿着所述第二滑杆板73做滑动，又所述齿轮转轴81带动拨动板88做周转运动，因此在所述第一滑杆板72和第二滑杆板73的滑动配合与所述第二滑杆板73和滑杆底座71的滑动配合下，可以带动安装于第二滑杆板73上的机械手底座1做圆周运动，而所述圆周运动和机械臂机构共同作用，可以增大夹爪机构的工作范围，进而可以减少某一工序对于相同机械手的需求数量，节约了资源，进一步的，本设计驱动机械手底座1做圆周运动，因此可以在圆形范围内提高运动能力，使本设计无论运用于何处都能做到均匀进给，不会出现运动盲点。

实施例2

生产活动中，多存在曲面元件，而常规的夹持方式无法同时稳定地夹紧曲面元件的两侧，因而还设计了一种夹爪机构，以用于在正式夹持之前的曲面定位；

在上述实施例的基础上还提高了夹持的稳定性，请参阅图1-5，所述机械臂机构包括大臂2和小臂3，所述大臂2的一侧转动连接于机械手底座1上，另一端与所述小臂3的一端转动连接，所述小臂3的另一端还转动连接有夹爪机构。

所述夹爪机构包括夹爪4和定位模块5，所述夹爪4的数量有两块，均转动连接于小臂3上，且两个所述夹爪4均和用于驱动夹爪4做开合运动的外部控制器连接；所述夹爪4上还固定连接有垫板6，且所述垫板6位于夹爪4上远离小臂3的一端，且所述垫板6的材质为橡胶；所述小臂3上还转动连接有定位模块5。

使用时，待所述定位模块5将所需夹持的元件顶住后，再通过外部控制器驱动两个夹爪4，将元件夹紧再进行后续的搬运处理；

作为优选的，所述夹爪4上还安装有垫板6，而所述垫板6的材质相比所述夹爪4更软，因此可以提高本设计对于所需夹持元件的保护性，尤其涉及到汽车领域的某些具有高光整度的壳体。

所述定位模块5包括连接杆51、限位框52、第一楔形块53和第二楔形块54，所述连接杆51的一端和小臂3转动连接，另一端转动连接有第一楔形块53，所述第一楔形块53的两端还设置有第二楔形块54；所述连接杆51上还连接有用于限制第二楔形块54移动的限位框52。

所述连接杆51为具有伸缩功能的伸缩杆，其固定端转动连接于小臂3上，移动端转动连接于第一楔形块53上，所述限位框52的一端固定连接于连接杆51的固定端上，另一端通过弹簧55滑动连接于第二楔形块54内。

具体使用时，首先打开两块所述夹爪4，再驱动连接杆51伸开，使所述连接杆51能够通过驱动第一楔形块53运动，进而控制两个第二楔形块54移动，又所需顶住的元件一侧多数情况下并不是一个平整的面，因此当两个所述第二楔形块54接触到曲面时，其中一个先接触到元件的第二楔形块54，会通过楔形面挤压对应的第一楔形块53的一端，此时所述第一楔形块53会以和连接杆51活动端的连接点进行转动，进而挤压另一端的第二楔形块54，使该第二楔形块54能够挤压到元件上，来自同一方向的两个挤压力能将该元件紧紧压在台面上，使夹爪4进行夹取时不会产生元件偏移的情况；待两个第二楔形块54均顶住待夹取的元件时，开启外部控制器，将所述元件夹持住以进行后续的搬运等方式的处理。

有必要进行说明的是，本申请技术方案的用电部件，如动力机构等均与外部控制器连接，所述的外部控制器为现有技术，本申请技术方案未对其进行改进，因而不需要公开外部控制器的具体型号、电路结构等，不影响本申请技术方案的完整性。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种带有底座的夹爪式机械手，包括机械手底座(1)、机械臂机构和夹爪机构，所述机械手底座(1)通过机械臂机构连接有夹爪机构，其特征在于，所述机械手底座(1)的下方还安装有用于带动机械手底座(1)运动的滑动机构(7)，所述滑动机构(7)包括滑杆底座(71)、第一滑杆板(72)、第二滑杆板(73)和底板(74)，所述滑杆底座(71)固定连接于底板(74)上，且所述滑杆底座(71)上还滑动安装有第二滑杆板(73)，所述第二滑杆板(73)上滑动安装有第一滑杆板(72)，所述第一滑杆板(72)与机械手底座(1)转动连接；所述底板(74)上还设置有用于驱动第一滑杆板(72)运动的驱动机构(8)。

2.根据权利要求1所述的一种带有底座的夹爪式机械手，其特征在于，所述驱动机构(8)包括齿轮转轴(81)、第一齿轮模块、第二齿轮模块和拨动板(88)，所述齿轮转轴(81)的一端连接有用于驱动齿轮转轴(81)转动的动力机构，另一端固定连接有承载框(89)，所述承载框(89)内部安装有第一齿轮模块，所述第一齿轮模块通过转轴连接有第二齿轮模块，且所述第二齿轮模块通过转轴固定连接有连接板(87)，所述连接板(87)上固定连接有拨动板(88)，所述拨动板(88)和第一滑杆板(72)转动连接；且所述第二齿轮模块设置于承载板(85)内部。

3.根据权利要求2所述的一种带有底座的夹爪式机械手，其特征在于，所述第一齿轮模块包括第二锥齿轮(83)和第一锥齿轮(82)，所述第一锥齿轮(82)的端面上连接有用于驱动第一锥齿轮(82)转动的齿轮转轴(81)，侧面设置有与第一锥齿轮(82)啮合传动的第二锥齿轮(83)，所述第一锥齿轮(82)和第二锥齿轮(83)均转动安装于承载框(89)内；所述第二齿轮模块包括第三锥齿轮(84)和第四锥齿轮(86)，所述第二锥齿轮(83)通过转轴和第三锥齿轮(84)固定连接，所述第三锥齿轮(84)的侧面设置有与之啮合传动的第四锥齿轮(86)，且所述第三锥齿轮(84)和第四锥齿轮(86)均转动安装于承载板(85)上；所述第四锥齿轮(86)的一端还通过转轴固定连接有连接板(87)。

4.根据权利要求1所述的一种带有底座的夹爪式机械手，其特征在于，所述机械臂机构包括大臂(2)和小臂(3)，所述大臂(2)的一侧转动连接于机械手底座(1)上，另一端与所述小臂(3)的一端转动连接，所述小臂(3)的另一端还转动连接有夹爪机构。

5.根据权利要求4所述的一种带有底座的夹爪式机械手，其特征在于，所述夹爪机构包括夹爪(4)和定位模块(5)，所述夹爪(4)的数量有两块，均转动连接于小臂(3)上，且两个所述夹爪(4)均和用于驱动夹爪(4)做开合运动的外部控制器连接；所述夹爪(4)上还固定连接有垫板(6)，且所述垫板(6)位于夹爪(4)上远离小臂(3)的一端，且所述垫板(6)的材质为橡胶；所述小臂(3)上还转动连接有定位模块(5)。

6.根据权利要求5所述的一种带有底座的夹爪式机械手，其特征在于，所述定位模块(5)包括连接杆(51)、限位框(52)、第一楔形块(53)和第二楔形块(54)，所述连接杆(51)的一端和小臂(3)转动连接，另一端转动连接有第一楔形块(53)，所述第一楔形块(53)的两端还设置有第二楔形块(54)；所述连接杆(51)上还连接有用于限制第二楔形块(54)移动的限位框(52)。

7.根据权利要求6所述的一种带有底座的夹爪式机械手，其特征在于，所述连接杆(51)为具有伸缩功能的伸缩杆，其固定端转动连接于小臂(3)上，移动端转动连接于第一楔形块(53)上，所述限位框(52)的一端固定连接于连接杆(51)的固定端上，另一端通过弹簧(55)滑动连接于第二楔形块(54)内。

Images