CN112340440A - 一种机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种机械手,属于机械手技术领域。它解决了现有机械手的自由度低,以及不能根据被抓取物品的形状灵活产生形变等技术问题。本机械手包括环形变形架和弧形变形架;环形变形架包括若干组弧形剪叉变形单元自称;弧形剪叉变形单元包括两个弧形杆体,两个弧形杆体的中部通过中间铰链轴一转动连接;相邻两组弧形剪叉变形单元之间均通过两个铰链轴铰接;两个铰链轴之间设有驱动件;直形变形架由若干组直杆剪叉变形单元组成,每组直杆剪叉变形单元包括两个直形杆体,两个直形杆体的中部通过中间铰链轴二转动连接,位于一端的直杆剪叉变形单元因为与两个铰链轴连接。本机械手的自由度高,并且可以灵活产生形变。
Description
技术领域
本发明属于机械手技术领域,涉及一种机械手。
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。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。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。
中国专利(公告号:CN206477183U;公告日:2017-09-08)公开了一种金属绳制绳机用机械手,该金属绳制绳机用机械手包括框架,框架的右侧镶嵌有轴承,轴承上贯穿设置有转动柱,转动柱上开设有通孔,转动柱左端的两侧均通过转轴活动连接有L型板,L型板的右侧通过转轴活动连接有第一伸缩杆,第一伸缩杆远离L型板的一端通过转轴与框架内腔的右侧活动连接,L型板的一侧固定连接有限位装置,框架的左侧镶嵌有限位环。
上述专利文献中的金属绳制绳机用机械手的自由度较低,并且不能根据被抓取物品的形状灵活改变产生形变,因此该机械手的操作步骤较为繁琐,工作效率也较低。
发明内容
本发明根据现有技术存在的上述问题,提供了一种机械手,本发明所要解决的技术问题是:如何提高机械手的自由度,以及使机械手可以根据被抓取物品的形状灵活产生形变。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种机械手,其特征在于,所述机械手包括环形变形架和弧形变形架;所述环形变形架包括若干组弧形剪叉变形单元首尾相连环绕而成;每组所述弧形剪叉变形单元包括弧形杆体一和弧形杆体二,所述弧形杆体一的中部和弧形杆体二的中部通过中间铰链轴一转动连接;每相邻两组所述弧形剪叉变形单元之间均通过内端部铰链轴和外端部铰链轴相铰接;以所述环形变形架的圆心为中心,所述内端部铰链轴位于所述外端部铰链轴的内侧;至少一对所述内端部铰链轴和外端部铰链轴之间设有驱动所述环形变形架变形的驱动件;所述弧形变形架的数量至少为两组且沿所述环形变形架的周向均匀间隔分布在所述环形变形架上;所有弧形变形架均位于所述环形变形架的一侧且均倾斜弯向所述环形变形架的中部;所述弧形变形架由若干组直杆剪叉变形单元通过铰链依次连接而成,每组所述直杆剪叉变形单元包括直形杆体一和直形杆体二,所述直形杆体一和直形杆体二中部偏向一端的位置通过中间铰链轴二转动连接;最靠近所述环形变形架的直杆剪叉变形单元中的直形杆体一和直形杆体二端部分别与一对所述内端部铰链轴和外端部铰链轴相铰接。
其工作原理如下:当使用该机械手夹取物品时,将本机械手上的环形变形架吊装起来,并将本机械手移动至被抓取物品的上方;接通本装置电源,启动驱动件,驱动件带动与其连接的内端部铰链轴移动,从而改变与该驱动件连接的内端部铰链轴和外端部铰链轴之间的距离,又因外端部铰链轴和内端部铰链轴将相邻的弧形剪叉变形单元连接起来,弧形剪刀叉变形单元中的弧形杆体一和弧形杆体二的中部通过中部铰链轴一转动连接,因此驱动架可间接带动环形变形架产生形变,从而使环形变形架的大小改变,位于弧形变形架一端的直杆剪叉变形单元也与一对内端部铰链轴和外端部铰链轴连接,所以环形变形架的大小改变也带动弧形变形架之间的距离改变,方便机械手抓取物品。之后操作者可以再次启动与其中两个弧形变形架相对应的驱动件,使环形变形架产生局部形变,从而改变两个弧形变形架之间的距离,使本机械手可以捏起物品;操作者也可以再次启动多个驱动件,再次使弧形变形架产生形变,从而改变所有弧形变形架之间的距离,使本机械手可以握住其下端物品。本机械手中环形变形架和弧形变形架均由各个变形单元组成,并且各个变形单元之间活动连接,从而便于环形变形架和弧形变形架产生形变;本机械手上设置的内端部铰链轴和外端部铰链轴将相邻的弧形剪叉变形单元连接起来,并且还连接弧形变形架,通过启动本装置中的驱动件,可以便捷的改变内端部铰链轴和外端部铰链轴之间的距离,从而改变环形变形架的大小和弧形变形架之间的距离,方便弧形变形架抓取物品。
在上述的机械手中,所述环形变形架水平设置;所述弧形变形架朝上弧形弯曲设置;所述弧形变形架的数量为四个且上端均弯向所述环形变形架的中部上方。本技术方案中以平放作为参照来解释说明,实际使用时,可以颠倒过来安装使用。
在上述的机械手中,所述弧形杆体一与所述弧形杆体二的形状及长度均相同;所有所述弧形杆体一与所述弧形杆体二均弯向所述环形变形架的内侧;所述弧形剪叉变形单元中弧形杆体一的两端端部与左右相邻的弧形剪叉变形单元中弧形杆体二的端部相铰接,所述弧形剪叉变形单元中弧形杆体二的两端端部与左右相邻的弧形剪叉变形单元中弧形杆体一的端部相铰接。
在上述的机械手中,所述驱动件为气缸或液压缸或电动缸,所述驱动件的数量与所述弧形变形架的数量相同且两者一一对应设置,所述驱动件与对应的所述弧形变形架安装在同一对所述内端部铰链轴和外端部铰链轴上。
在上述的机械手中,所述内端部铰链轴与相对的外端部铰链轴的连线沿所述环形变形架的径向方向设置;所述驱动件的壳体一端连接在所述外端部铰链轴上,所述驱动件的输出轴一端连接在所述内端部铰链轴上;最靠近所述环形变形架的直杆剪叉变形单元中的直形杆体一下端连接在所述内端部铰链轴上,最靠近所述环形变形架的直杆剪叉变形单元中的直形杆体二下端连接在所述外端部铰链轴上。
在上述的机械手中,最远离所述环形变形架的直杆剪叉变形单元中的直形杆体一和直形杆体二上端端部还具有夹具头。夹具头用来夹取物品。
在上述的机械手中,所述直形杆体一和直形杆体二的形状及长度均相同,所述中间铰链轴二的位置靠近所述直形杆体一和直形杆体二朝向所述环形变形架中部的一端;所述直杆剪叉变形单元中直形杆体一的两端端部与上下相邻的直杆剪叉变形单元中直形杆体二的端部相铰接,所述直杆剪叉变形单元中直形杆体二的两端端部与上下相邻的直杆剪叉变形单元中直形杆体一的端部相铰接。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本机械手中的环形变形架和弧形变形架均可以灵活变形,提高了本机械手的自由度。
2、本机械手中设置的驱动件可以改变环形变形架的大小,环形变形架的大小改变可带动弧形变形架之间的距离改变,便于本机械手抓取不同尺寸物品。
附图说明
图1是本机械手的主视图。
图2是本机械手的侧视图。
图3是本机械手夹持物体的示意图。
图4是本机械手抓取物体的示意图。
图中,1、环形变形架;1a、弧形剪叉变形单元;1a1、弧形杆体一;1a2、弧形杆体二;2、弧形变形架;2a、直杆剪叉变形单元;2a1、直形杆体一;2a2、直形杆体二;3、中间铰链轴一;4、内端部铰链轴;5、外端部铰链轴;6、驱动件;7、中间铰链轴二。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式并结合附图,对本发明的技术方案做进一步的说明,但本发明并不用局限于这些实施例。
如图1-4所示,本机械手包括环形变形架1和弧形变形架2;环形变形架1包括若干组弧形剪叉变形单元1a首尾相连环绕而成;每组弧形剪叉变形单元1a包括弧形杆体一1a1和弧形杆体二1a2,弧形杆体一1a1的中部和弧形杆体二1a2的中部通过中间铰链轴一3转动连接;每相邻两组弧形剪叉变形单元1a之间均通过内端部铰链轴4和外端部铰链轴5相铰接;以环形变形架1的圆心为中心,内端部铰链轴4位于外端部铰链轴5的内侧;至少一对内端部铰链轴4和外端部铰链轴5之间设有驱动环形变形架1变形的驱动件6;弧形变形架2的数量至少为两组且沿环形变形架1的周向均匀间隔分布在环形变形架1上;所有弧形变形架2均位于环形变形架1的一侧且均倾斜弯向环形变形架1的中部;弧形变形架2由若干组直杆剪叉变形单元2a通过铰链依次连接而成,每组直杆剪叉变形单元2a包括直形杆体一2a1和直形杆体二2a2,直形杆体一2a1和直形杆体二2a2中部偏向一端的位置通过中间铰链轴二7转动连接;最靠近环形变形架1的直杆剪叉变形单元2a中的直形杆体一2a1和直形杆体二2a2端部分别与一对内端部铰链轴4和外端部铰链轴5相铰接,最远离环形变形架1的直杆剪叉变形单元2a中的直形杆体一2a1和直形杆体二2a2上端端部还具有夹具头。
具体来说,操作者将本机械手上的环形变形架1吊装起来,将本机械手移动至被抓取物品的上方,操作者接通本装置电源,启动驱动件6,驱动件6带动内端部铰链轴4移动,改变内端部铰链轴4和外端部铰链轴5之间的距离,从而使环形变形架1的大小改变,从而改变弧形变形架2之间的位置关系,使本机械手适用于抓取该物品。之后操作者再次启动其中两个驱动件6或者多个驱动件6,使环形变形架1产生形变,也使两个弧形变形架2或者所有弧形变形架2之间的距离改变,从而方便弧形变形架2上的夹具头捏取或者握住物品。本机械爪自由度高,并且可以根据被抓取物品的形状产生形变。
进一步的,环形变形架1水平设置;弧形变形架2朝上弧形弯曲设置;弧形变形架2的数量为四个且上端均弯向环形变形架1的中部上方。弧形杆体一1a1与弧形杆体二1a2的形状及长度均相同;所有弧形杆体一1a1与弧形杆体二1a2均弯向环形变形架1的内侧;弧形剪叉变形单元1a中弧形杆体一1a1的两端端部与左右相邻的弧形剪叉变形单元1a中弧形杆体二的1a2端部相铰接,弧形剪叉变形单元1a中弧形杆体二1a2的两端端部与左右相邻的弧形剪叉变形单元1a中弧形杆体一1a1的端部相铰接。驱动件6为气缸或液压缸或电动缸,驱动件6的数量与弧形变形架2的数量相同且两者一一对应设置,驱动件6与对应的弧形变形架2安装在同一对内端部铰链轴4和外端部铰链轴5上。内端部铰链轴4与相对的外端部铰链轴5的连线沿环形变形架1的径向方向设置;驱动件6的壳体一端连接在外端部铰链轴5上,驱动件6的输出轴一端连接在内端部铰链轴4上;最靠近环形变形架1的直杆剪叉变形单元2a中的直形杆体一2a1下端连接在内端部铰链轴4上,最靠近环形变形架1的直杆剪叉变形单元1a中的直形杆体二1a2下端连接在外端部铰链轴5上。直形杆体一2a1和直形杆体二2a2的形状及长度均相同,中间铰链轴二7的位置靠近直形杆体一2a1和直形杆体二2a2朝向环形变形架1中部的一端;直杆剪叉变形单元2a中直形杆体一2a1的两端端部与上下相邻的直杆剪叉变形单元2a中直形杆体二2a2的端部相铰接,直杆剪叉变形单元2a中直形杆体二2a2的两端端部与上下相邻的直杆剪叉变形单元2a中直形杆体一2a1的端部相铰接。
具体来说,一组弧形剪叉变形单元1a上的弧形杆体一1a1一端与和其相邻另一组弧形剪叉变形单元1a上的弧形杆体二1a2一端通过内端部铰链轴4活动连接;一组弧形剪叉变形单元1a上的弧形杆体二1a2的一端与和其相邻的另一组弧形剪叉变形单元1a上的弧形杆体一1a1一端通过外端部铰链轴5活动连接。一组直形剪叉变形单元2a上的直形杆体一2a1一端与和其相邻另一组直形剪叉变形单元2a上的直形杆体二2a2一端活动连接;一组直形剪叉变形单元2a上的直形杆体二2a2的一端与和其相邻的另一组直形剪叉变形单元2a上的直形杆体一2a1一端活动连接。外端部铰链轴5和内端铰链轴4之间均通过驱动件6连接,驱动件6的输出轴端与内端部铰链轴4固连,驱动件6的机壳端与外端部铰链轴5连接,弧形变形架2一端的直形剪叉单元2a上的直形杆体一2a1与内端部铰链轴4连接,直行杆体二2a2与外端部铰链轴5连接。
尽管本文较多的使用了1、环形变形架;1a、弧形剪叉变形单元;1a1、弧形杆体一;1a2、弧形杆体二;2、弧形变形架;2a、直杆剪叉变形单元;2a1、直形杆体一;2a2、直形杆体二;3、中间铰链轴一;4、内端部铰链轴;5、外端部铰链轴;6、驱动件;7、中间铰链轴二等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质,把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。
Claims (7)
1.一种机械手,其特征在于,所述机械手包括环形变形架(1)和弧形变形架(2);所述环形变形架(1)包括若干组弧形剪叉变形单元(1a)首尾相连环绕而成;每组所述弧形剪叉变形单元(1a)包括弧形杆体一(1a1)和弧形杆体二(1a2),所述弧形杆体一(1a1)的中部和弧形杆体二(1a2)的中部通过中间铰链轴一(3)转动连接;每相邻两组所述弧形剪叉变形单元(1a)之间均通过内端部铰链轴(4)和外端部铰链轴(5)相铰接;以所述环形变形架(1)的圆心为中心,所述内端部铰链轴(4)位于所述外端部铰链轴(5)的内侧;至少一对所述内端部铰链轴(4)和外端部铰链轴(5)之间设有驱动所述环形变形架(1)变形的驱动件(6);所述弧形变形架(2)的数量至少为两组且沿所述环形变形架(1)的周向均匀间隔分布在所述环形变形架(1)上;所有弧形变形架(2)均位于所述环形变形架(1)的一侧且均倾斜弯向所述环形变形架(1)的中部;所述弧形变形架(2)由若干组直杆剪叉变形单元(2a)通过铰链依次连接而成,每组所述直杆剪叉变形单元(2a)包括直形杆体一(2a1)和直形杆体二(2a2),所述直形杆体一(2a1)和直形杆体二(2a2)中部偏向一端的位置通过中间铰链轴二(7)转动连接;最靠近所述环形变形架(1)的直杆剪叉变形单元(2a)中的直形杆体一(2a1)和直形杆体二(2a2)端部分别与一对所述内端部铰链轴(4)和外端部铰链轴(5)相铰接。
2.根据权利要求1所述的机械手,其特征在于,所述环形变形架(1)水平设置;所述弧形变形架(2)朝上弧形弯曲设置;所述弧形变形架(2)的数量为四个且上端均弯向所述环形变形架(1)的中部上方。
3.根据权利要求1或2所述的机械手,其特征在于,所述弧形杆体一(1a1)与所述弧形杆体二(1a2)的形状及长度均相同;所有所述弧形杆体一(1a1)与所述弧形杆体二(1a2)均弯向所述环形变形架(1)的内侧;所述弧形剪叉变形单元(1a)中弧形杆体一(1a1)的两端端部与左右相邻的弧形剪叉变形单元(1a)中弧形杆体二的(1a2)端部相铰接,所述弧形剪叉变形单元(1a)中弧形杆体二(1a2)的两端端部与左右相邻的弧形剪叉变形单元(1a)中弧形杆体一(1a1)的端部相铰接。
4.根据权利要求3所述的机械手,其特征在于,所述驱动件(6)为气缸或液压缸或电动缸,所述驱动件(6)的数量与所述弧形变形架(2)的数量相同且两者一一对应设置,所述驱动件(6)与对应的所述弧形变形架(2)安装在同一对所述内端部铰链轴(4)和外端部铰链轴(5)上。
5.根据权利要求4所述的机械手,其特征在于,所述内端部铰链轴(4)与相对的外端部铰链轴(5)的连线沿所述环形变形架(1)的径向方向设置;所述驱动件(6)的壳体一端连接在所述外端部铰链轴(5)上,所述驱动件(6)的输出轴一端连接在所述内端部铰链轴(4)上;最靠近所述环形变形架(1)的直杆剪叉变形单元(2a)中的直形杆体一(2a1)下端连接在所述内端部铰链轴(4)上,最靠近所述环形变形架(1)的直杆剪叉变形单元(1a)中的直形杆体二(1a2)下端连接在所述外端部铰链轴(5)上。
6.根据权利要求5所述的机械手,其特征在于,最远离所述环形变形架(1)的直杆剪叉变形单元(2a)中的直形杆体一(2a1)和直形杆体二(2a2)上端端部还具有夹具头。
7.根据权利要求5所述的机械手,其特征在于,所述直形杆体一(2a1)和直形杆体二(2a2)的形状及长度均相同,所述中间铰链轴二(7)的位置靠近所述直形杆体一(2a1)和直形杆体二(2a2)朝向所述环形变形架(1)中部的一端;所述直杆剪叉变形单元(2a)中直形杆体一(2a1)的两端端部与上下相邻的直杆剪叉变形单元(2a)中直形杆体二(2a2)的端部相铰接,所述直杆剪叉变形单元(2a)中直形杆体二(2a2)的两端端部与上下相邻的直杆剪叉变形单元(2a)中直形杆体一(2a1)的端部相铰接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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