CN112338950B - 一种小零件抓取安装机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小零件抓取安装机械手，涉及机械手技术领域，其中第一弯型连接杆与十字型连接杆端部转动连接，第二弯型连接杆与十字型连接杆端部转动连接，十字型连接杆一侧固定安装有第二锥齿轮，十字型连接杆上第二锥齿轮的邻侧活动装配有第三锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第三锥齿轮和第四锥齿轮啮合；第二弯型连接杆底部通过轴承与电机与第一气缸刚性连接，第二缸体的第二活塞杆穿入手抓中，第二活塞杆的末端与手抓外壳内部的三个手指连接件销钉连接，三个手指连接件再与三个手指销钉连接，手指的中部的节点通过销杆连接在手抓外壳上，第二活塞杆末端、手指连接件和手指形成杠杆式联动，从而提高流水线上的小零件安装效率。

Description

一种小零件抓取安装机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种小零件抓取安装机械手。

背景技术

机械手使能模仿人手的某些动作功能，用以按固定程序抓取，转移物体的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业。

随着工业化的不断发展，流水线生产方式已经渐渐地从人工流水线转向了机械流水线，这样的转变使零件可抓取手爪的种类和质量的需求不断增加。不仅如此，在机器人应用中手爪的设计一直属于一个难点，目前市面上的手爪普遍存在功能不够全面，夹取不牢固，亦或是成本太高等诸多问题，很多方面都需要改进。同时，目前工厂中用于抓取零件的手抓大多无法同时完成安装步骤，从而会大大降低手抓的实用性，在零件的安装上也需要额外的流程。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的是克服现有技术的不足，本发明提供了一种小零件抓取安装机械手，解决手爪普遍存在功能不够全面，夹取不牢固，亦或是成本太高等诸多问题。

(二)技术方案

本发明的技术方案：一种小零件抓取安装机械手，包括手腕机构、第一气缸、第二气缸和手抓，其中手腕机构包括第一弯型连接杆、十字型连接杆、第二弯型连接杆、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和第四锥齿轮，其中所述第一弯型连接杆与十字型连接杆端部转动连接，所述第二弯型连接杆与十字型连接杆端部转动连接，所述第一弯型连接杆上设置有供第一锥齿轮安装的柱状凹槽，用于固定连接第一锥齿轮，第二弯型连接杆上设置有供第四锥齿轮安装的柱状凹槽，用于固定连接第四锥齿轮，十字型连接杆一侧固定安装有第二锥齿轮，十字型连接杆上第二锥齿轮的邻侧活动装配有第三锥齿轮，第一锥齿轮和第三锥齿轮均装配有小型电机，用于提供驱动源；第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第三锥齿轮和第四锥齿轮啮合；第二弯型连接杆底部通过轴承与电机与第一气缸刚性连接，所述第一气缸由第一缸体、第一拉杆以及第一活塞杆组成；第一缸体和第一拉杆固定连接，与第一活塞杆活动连接；所述第一活塞杆与第二气缸的第二缸体固定连接，所述第二缸体和第二拉杆固定连接，与第二活塞杆活动连接，第二缸体与手抓通过螺钉固定连接，所述手抓包括手指连接件、手指、指尖、销杆和手抓外壳，手抓外壳与第二缸体相连接，所述第二缸体的第二活塞杆穿入手抓中，第二活塞杆的末端与手抓外壳内部的三个手指连接件销钉连接，三个手指连接件均匀分布于手抓上，张开状态所呈夹角为120°，所述三个手指连接件再与三个手指销钉连接，手指的中部的节点通过销杆连接在手抓外壳上，所述第二活塞杆末端、手指连接件和手指形成杠杆式联动，手指端部均安装有指尖。

进一步地，所述第二弯型连接杆绕十字型连接杆的转动角度范围为30～150°。

进一步地，第二弯型连接杆绕第一弯型连接杆水平方向上的转动角度范围为30～150°。

进一步地，手指手指的最大张开角度与竖直方向呈45°。

进一步地，所述第一气缸和第二气缸可替换为电动推杆。

(三)有益效果

本发明的优点在于：

1.功能全面，可以自动实现可靠抓取零件、提升零件；通过电机可实现手抓转位，可用于螺栓等部件的旋紧与旋松。

2.依靠手腕机构可以能很好调整夹持角度，方便夹取各种位置的零件。

3.手爪大小可根据实际情况进行调整，夹持力度也可以根据需要调整，能够与大多数零件配合，适用范围广。

4.模块化设计，生产成本低，易于加工和批量生产。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的手抓结构示意图。

图3为本发明的手腕机构结构示意图。

附图标记：手腕机构1、第一弯型连接杆101、十字型连接杆102、第二弯型连接杆103、第一锥齿轮104、第二锥齿轮105、第三锥齿轮106、第四锥齿轮107、电机2、第一气缸3、第一缸体301、第一拉杆302、第一活塞杆303、螺钉4、手抓5、手指连接件501、手指502、指尖503、销杆504、手抓外壳505、第二气缸6、第二活塞杆601、第二拉杆602、第二缸体603。

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、完整地描述，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1、请参阅图1-图3，一种小零件抓取安装机械手，包括：手腕机构1、第一气缸3、第二气缸6和手抓5，其中：手腕机构1包括第一弯型连接杆101、十字型连接杆102、第二弯型连接杆103、第一锥齿轮104、第二锥齿轮105、第三锥齿轮106和第四锥齿轮107，方便调整夹持角度，夹取各种位置的零件，其中所述第一弯型连接杆101与十字型连接杆102端部转动连接，所述第二弯型连接杆103与十字型连接杆102端部转动连接，所述第一弯型连接杆101上设置有供第一锥齿轮104安装的柱状凹槽，用于固定连接第一锥齿轮104，第二弯型连接杆103上设置有供第四锥齿轮107安装的柱状凹槽，用于固定连接第四锥齿轮107，十字型连接杆102一侧固定安装有第二锥齿轮105，所述第一锥齿轮104驱动时，固定在十字型连接杆102上的第二锥齿轮105从动旋转，使得十字型连接杆102以及第二弯型连接杆103跟随第二锥齿轮105的旋转方向进行翻转(优选翻转角度为120°)，调节位置；十字型连接杆102上第二锥齿轮105的邻侧活动装配有第三锥齿轮106，第一锥齿轮104和第三锥齿轮106均装配有小型电机，用于提供驱动源；第一锥齿轮104与第二锥齿轮105啮合，第三锥齿轮106和第四锥齿轮107啮合，用于第三锥齿轮106驱动时，与第三锥齿轮106啮合的第四锥齿轮107带动第二弯型连接杆103绕第三锥齿轮106旋转方向进行翻转(优选翻转角度为120°)，便于调整第二弯型连接杆103的位置；第二弯型连接杆103底部通过轴承与电机2与第一气缸3刚性连接，便于电机2驱动第一气缸3及手抓5整体进行旋转，所述第一气缸3由第一缸体301、第一拉杆302以及第一活塞杆303组成；第一缸体301和第一拉杆302固定连接，与第一活塞杆303活动连接；所述第一活塞杆303与第二气缸6的第二缸体603固定连接，所述第二缸体603和第二拉杆602固定连接，与第二活塞杆601活动连接，第二缸体603与手抓5通过螺钉4固定连接，所述手抓5包括手指连接件501、手指502、指尖503、销杆504和手抓外壳505，手抓外壳505与第二缸体603相连接，所述第二缸体603的第二活塞杆601穿入手抓5中，第二活塞杆601的末端与手抓外壳505内部的三个手指连接件501销钉连接，三个手指连接件501均匀分布于手抓5上，张开状态所呈夹角为120°，所述三个手指连接件501再与三个手指502销钉连接，手指502的中部的节点通过销杆504连接在手抓外壳505上，所述第二活塞杆601末端、手指连接件501和手指502形成杠杆式联动，手指502端部均安装有指尖503，所述手指502张开角度大概与竖直方向呈45°，便于夹取。

工作原理：

机械手爪工作时，第二气缸6的第二缸体603利用气压的作用使第二活塞杆601做上下活塞运动，带动手指连接件501以及手指502绕轴转动，手指连接件501一端上升(或下降)带动另一端连接的手指502向上(或向下)，从而实现手指张合。可以通过调节气缸603内气压的大小就可以调节手爪的夹持力度从而实现力度可控，张合自如；在机械手爪工作时，手腕处的第一锥齿轮104和第二锥齿轮105能够配合旋转，使得整个机械手能够在竖直方向上自由旋转；手腕处的第三锥齿轮106和第四锥齿轮107能够配合旋转，使得整个机械手能够在水平方向上自由旋转，从而达到灵活调整夹持角度，增大夹持范围。当手爪5调整到合适位置时，所述的第一气缸3开始工作，利用气压作用，使第一活塞杆303竖直伸缩，带动手爪5上下移动，实现了手爪的升降。电机2连接电源与感应器，在手爪5到达安装位置后，感应器进行感应，电机2开始旋转，带动以下手爪部分旋转，边旋转第一边推进，从而实现螺栓螺母等回旋类零件的旋紧安装。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1. 一种小零件抓取安装机械手，其特征在于，包括：手腕机构（1）、第一气缸（3）、第二气缸（6）和手抓（5），其中手腕机构（1）包括第一弯型连接杆（101）、十字型连接杆（102）、第二弯型连接杆（103）、第一锥齿轮（104）、第二锥齿轮（105）、第三锥齿轮（106）和第四锥齿轮（107），其中所述第一弯型连接杆（101）与十字型连接杆（102）端部转动连接，所述第二弯型连接杆（103）与十字型连接杆（102）端部转动连接，所述第一弯型连接杆（101）上设置有供第一锥齿轮（104）安装的柱状凹槽，用于固定连接第一锥齿轮（104），第二弯型连接杆（103）上设置有供第四锥齿轮（107）安装的柱状凹槽，用于固定连接第四锥齿轮（107）, 所述第二弯型连接杆（103）绕十字型连接杆（102）的转动角度范围为30～150°，第二弯型连接杆（103）绕第一弯型连接杆（101）水平方向上的转动角度范围为30～150°,十字型连接杆（102）一侧固定安装有第二锥齿轮（105），十字型连接杆（102）上第二锥齿轮（105）的邻侧活动装配有第三锥齿轮（106），第一锥齿轮（104）和第三锥齿轮（106）均装配有小型电机，用于提供驱动源；第一锥齿轮（104）与第二锥齿轮（105）啮合，第三锥齿轮（106）和第四锥齿轮（107）啮合；第二弯型连接杆（103）底部通过轴承与电机（2）与第一气缸（3）刚性连接，所述第一气缸（3）由第一缸体（301）、第一拉杆（302）以及第一活塞杆（303）组成；第一缸体（301）和第一拉杆（302）固定连接，与第一活塞杆（303）活动连接；所述第一活塞杆（303）与第二气缸（6）的第二缸体（603）固定连接，所述第二缸体（603）和第二拉杆（602）固定连接，与第二活塞杆（601）活动连接，第二缸体（603）与手抓（5）通过螺钉（4）固定连接，所述手抓（5）包括手指连接件（501）、手指（502）、指尖（503）、销杆（504）和手抓外壳（505），手抓外壳（505）与第二缸体（603）相连接，所述第二缸体（603）的第二活塞杆（601）穿入手抓（5）中，第二活塞杆（601）的末端与手抓外壳（505）内部的三个手指连接件（501）销钉连接，所述三个手指连接件（501）再与三个手指（502）销钉连接，手指（502）的中部的节点通过销杆（504）连接在手抓外壳（505）上，所述第二活塞杆（601）末端、手指连接件（501）和手指（502）形成杠杆式联动，手指（502）端部均安装有指尖（503）。

2.根据权利要求1所述的一种小零件抓取安装机械手，其特征在于：三个手指连接件（501）之间的夹角为120°。

3.根据权利要求1所述的一种小零件抓取安装机械手，其特征在于：手指（502）的最大张开角度与竖直方向呈45°。

4.根据权利要求1所述的一种小零件抓取安装机械手，其特征在于：所述第一气缸（3）替换为电动推杆。

5.根据权利要求1所述的一种小零件抓取安装机械手，其特征在于：所述第二气缸（6）替换为电动推杆。