CN112606030A - 一种展臂可调节式机械爪及智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种展臂可调节式机械爪及智能机器人，所述展臂可调节式机械爪包括安装架及固定安装在所述安装架上的支撑架，所述安装架上转动安装有两个相互啮合的驱动齿轮，且其中一个所述驱动齿轮与安装在所述支撑架上的驱动机构连接，所述安装架上还转动安装有两个相对设置且分别与两个所述驱动齿轮轴向转动的夹持爪组件，其中：所述夹持爪组件包括转动安装在所述安装架上的两个通过第一固定件连接的夹板及位于两个所述夹板之间且通过第一滑动组件与所述夹板滑动配合的两个活动板，两个所述活动板之间通过调节机构连接有夹爪。本发明设计新颖，同时设置的调节机构可调节夹爪相对活动板的伸长长度，实现机械爪的展臂调节，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体是一种展臂可调节式机械爪及智能机器人。
背景技术
机器人手爪(robot hand)是一种可以实现类似人手功能的机器人部件。机器人手爪是用来握持工件或工具的部件，是重要的执行机构之一。
根据机器人所握持的工件形状不同，手爪可分为多种类型，主要可分为三类：机械手爪，又称为机械夹钳，包括2指、3指和变形指；包括磁吸盘、焊枪等的特殊手爪；通用手爪，包括2指到5指，除了具有足够的夹持力之外，还要有适当的精度，手指应能够顺应被抓对象的形状。
但现有的机械爪的展臂固定，在使用过程中只能对与之大小匹配的物品实现抓取，当需要对较大物品抓取时需要更换机械爪，使用不便，导致现有的机械爪适用范围较窄。
发明内容
本发明的目的在于提供一种展臂可调节式机械爪及智能机器人，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：
一种展臂可调节式机械爪，所述展臂可调节式机械爪包括安装架及固定安装在所述安装架上的支撑架，所述安装架上转动安装有两个相互啮合的驱动齿轮，且其中一个所述驱动齿轮与安装在所述支撑架上的驱动机构连接，所述安装架上还转动安装有两个相对设置且分别与两个所述驱动齿轮轴向转动的夹持爪组件，其中：所述夹持爪组件包括转动安装在所述安装架上的两个通过第一固定件连接的夹板及位于两个所述夹板之间且通过第一滑动组件与所述夹板滑动配合的两个活动板，两个所述活动板之间通过调节机构连接有夹爪，当所述调节机构触发时，所述夹爪可相对活动板移动，以改变夹爪展臂，两个所述活动板之间还固定有滑块，所述滑块与固定在所述安装架上的偏心轮滑动连接，所述驱动齿轮通过与之固定连接的固定杆与所述夹板固定连接，当所述驱动齿轮通过固定杆驱动所述夹板转动时，所述活动板在所述滑块及偏心轮的作用下相对夹板进行位置改变。
作为本发明进一步的方案：所述驱动机构包括固定安装在所述支撑架上的第一电机，所述第一电机的输出轴上固定有蜗杆，所述蜗杆与转动安装在所述支撑架上的蜗轮啮合，所述蜗轮通过与之转轴固定连接的主动齿轮与固定在其中一个所述驱动齿轮转轴上的从动齿轮啮合。
作为本发明再进一步的方案：所述偏心轮的转轴与所述驱动齿轮的转轴同心，且所述偏心轮的外侧设置有与所述滑块滑动连接的环形滑槽。
作为本发明再进一步的方案：所述调节机构包括安装在两个所述活动板之间的第二电机及与所述第二电机输出轴固定连接的螺纹杆，所述螺纹杆远离所述第二电机的一端螺纹连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒与固定在所述夹爪上且通过第二滑动组件与所述活动板滑动配合的活动杆固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述调节机构包括安装在两个所述活动板之间的液压缸，所述液压缸内的活塞杆与固定在所述夹爪上且通过第二滑动组件与所述活动板滑动配合的活动杆固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述第二滑动组件包括固定在所述活动杆上的限位块及设置在所述活动板上且与所述限位块滑动配合的条形限位槽。
作为本发明再进一步的方案：两个所述活动板还通过第二固定件固定连接。
一种智能机器人，所述智能机器人包括所述的展臂可调节式机械爪。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，通过设置的驱动机构驱动其中一个驱动齿轮转动，当其中一个驱动齿轮转动时带动另一个驱动齿轮转动，从而通过固定杆的作用带动两个夹持爪组件转动，以实现机械爪的开合，通过设置的偏心轮及连接偏心轮和活动板的滑块使得夹爪在张开时，实现伸长，且当夹爪合并时收缩，实现在对物品夹持时可自动增加夹持爪组件的臂长，方便夹持，同时设置的调节机构可调节夹爪相对活动板的伸长长度，实现机械爪的展臂调节，实用性强。
附图说明
图1为展臂可调节式机械爪一种实施例的结构示意图。
图2为展臂可调节式机械爪一种实施例中夹持爪组件的结构示意图。
图3为展臂可调节式机械爪一种实施例中夹持爪组件的剖面图。
图4为展臂可调节式机械爪另一种实施例中夹持爪组件的剖面图。
图5为展臂可调节式机械爪一种实施例中主动齿轮与从动齿轮的啮合状态示意图。
图中：1-安装架、2-偏心轮、3-蜗轮、4-主动齿轮、5-蜗杆、6-支撑架、7-第一电机、8-驱动齿轮、9-夹板、10-活动板、11-夹爪、12-滑块、13-第二电机、14-螺纹杆、15-螺纹套筒、16-活动杆、17-第一固定件、18-第二固定件、19-第一滑动组件、20-第二滑动组件、21-液压缸、22-从动齿轮、23-固定杆。
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。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～3和5，本发明实施例中，一种展臂可调节式机械爪，所述展臂可调节式机械爪包括安装架1及固定安装在所述安装架1上的支撑架6，所述安装架1上转动安装有两个相互啮合的驱动齿轮8，且其中一个所述驱动齿轮8与安装在所述支撑架6上的驱动机构连接，所述安装架1上还转动安装有两个相对设置且分别与两个所述驱动齿轮8轴向转动的夹持爪组件，其中：所述夹持爪组件包括转动安装在所述安装架1上的两个通过第一固定件17连接的夹板9及位于两个所述夹板9之间且通过第一滑动组件19与所述夹板9滑动配合的两个活动板10，两个所述活动板10之间通过调节机构连接有夹爪11，当所述调节机构触发时，所述夹爪11可相对活动板10移动，以改变夹爪11展臂，两个所述活动板10之间还固定有滑块12，所述滑块12与固定在所述安装架1上的偏心轮2滑动连接，所述驱动齿轮8通过与之固定连接的固定杆23与所述夹板9固定连接，当所述驱动齿轮8通过固定杆23驱动所述夹板9转动时，所述活动板10在所述滑块12及偏心轮2的作用下相对夹板9进行位置改变。
在本发明实施例中，通过设置的驱动机构驱动其中一个驱动齿轮8转动，当其中一个驱动齿轮8转动时带动另一个驱动齿轮8转动，从而通过固定杆23的作用带动两个夹持爪组件转动，以实现机械爪的开合，通过设置的偏心轮2及连接偏心轮2和活动板10的滑块12使得夹爪11在张开时，实现伸长，且当夹爪11合并时收缩，实现在对物品夹持时可自动增加夹持爪组件的臂长，方便夹持，同时设置的调节机构可调节夹爪11相对活动板10的伸长长度，实现机械爪的展臂调节，实用性强。
在本发明实施例中，所述第一滑动组件19包括固定在所述活动板10上的T型滑块，所述T型滑块与设置在所述夹板9上的T型滑槽滑动配合，设置的T行滑块与T型滑槽滑动配合实现活动板10可沿夹板9稳定移动。
作为本发明的又一实施例，所述驱动机构包括固定安装在所述支撑架6上的第一电机7，所述第一电机7的输出轴上固定有蜗杆5，所述蜗杆5与转动安装在所述支撑架6上的蜗轮3啮合，所述蜗轮3通过与之转轴固定连接的主动齿轮4与固定在其中一个所述驱动齿轮8转轴上的从动齿轮22啮合。
在本发明实施例中，设置的第一电机7驱动蜗杆5转动，当蜗杆5转动时驱动与蜗杆5啮合的蜗轮3转动，当蜗轮3转动时通过主动齿轮4与从动齿轮22的啮合作用带动其中一个驱动齿轮8转动，从而实现驱动需求，当然可以理解的是，由于蜗轮3与蜗杆5之间连接的反向自锁效应，使得在驱动完成后可保持驱动齿轮8的位置固定，以保持夹持状态，稳定性高。
在本发明实施例中，所述第一电机7为正反转电机，采用4IK/80YYJT型号电机，该型号电机性能稳定，也可采用其他型号电机，只要满足驱动要求即可，本申请对此不作具体限定。
作为本发明的又一实施例，所述偏心轮2的转轴与所述驱动齿轮8的转轴同心，且所述偏心轮2的外侧设置有与所述滑块12滑动连接的环形滑槽。
在本发明实施例中，需要说明的是，所述滑块12的部分嵌入在环形滑槽内且与环形滑槽滑动配合，当滑块12相对偏心轮2滑动时，偏心轮2可对滑块12产生一定的作用力，从而实现与滑块12连接的活动板10及夹爪11活动。
作为本发明的又一实施例，所述调节机构包括安装在两个所述活动板10之间的第二电机13及与所述第二电机13输出轴固定连接的螺纹杆14，所述螺纹杆14远离所述第二电机13的一端螺纹连接有螺纹套筒15，所述螺纹套筒15与固定在所述夹爪11上且通过第二滑动组件20与所述活动板10滑动配合的活动杆16固定连接。
在本发明实施例中，通过设置的第二电机13驱动螺纹杆14转动，当螺纹杆14转动时通过与之螺纹连接的螺纹套筒15驱动活动杆16相对活动板10移动，从而带动夹爪11移动，以实现机械爪的展臂调节。
在本发明实施例中，所述第二电机13与所述第一电机7的结构相同，因此本申请对此不再进行赘述。
作为本发明的又一实施例，请参阅图4，所述调节机构包括安装在两个所述活动板10之间的液压缸21，所述液压缸21内的活塞杆与固定在所述夹爪11上且通过第二滑动组件20与所述活动板10滑动配合的活动杆16固定连接。
在本发明实施例中，设置的液压缸21配合活塞杆以驱动活动杆16相对活动板10移动，从而实现夹爪11的移动调节，以实现机械爪的展臂调节，其中需要说明的是，所述液压缸21通过导油管与油泵连接，属于常用的技术手段，因此本申请对此不再进行赘述。
作为本发明的又一实施例，所述第二滑动组件20包括固定在所述活动杆16上的限位块及设置在所述活动板10上且与所述限位块滑动配合的条形限位槽。
在本发明实施例中，通过设置的限位块与条形限位槽滑动配合，确保活动杆16沿活动板10移动时的稳定性。
作为本发明的又一实施例，两个所述活动板10还通过第二固定件18固定连接。
在本发明实施例中，通过设置的第二固定件18实现两个活动板10的固定，实现了活动板10之间连接的稳定性，其中，结合上述所述的第一固定件17，需要说明的是，所述第一固定件17及第二固定件18均采用金属材质制成，第一固定件17及第二固定件18配合螺栓分别实现与夹板9及活动板10的连接。
作为本发明的又一实施例，还提出了一种智能机器人，所述智能机器人包括所述的展臂可调节式机械爪。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种展臂可调节式机械爪，其特征在于，所述展臂可调节式机械爪包括安装架(1)及固定安装在所述安装架(1)上的支撑架(6)，所述安装架(1)上转动安装有两个相互啮合的驱动齿轮(8)，且其中一个所述驱动齿轮(8)与安装在所述支撑架(6)上的驱动机构连接，所述安装架(1)上还转动安装有两个相对设置且分别与两个所述驱动齿轮(8)轴向转动的夹持爪组件，其中：
所述夹持爪组件包括转动安装在所述安装架(1)上的两个通过第一固定件(17)连接的夹板(9)及位于两个所述夹板(9)之间且通过第一滑动组件(19)与所述夹板(9)滑动配合的两个活动板(10)，两个所述活动板(10)之间通过调节机构连接有夹爪(11)，当所述调节机构触发时，所述夹爪(11)可相对活动板(10)移动，以改变夹爪(11)展臂，两个所述活动板(10)之间还固定有滑块(12)，所述滑块(12)与固定在所述安装架(1)上的偏心轮(2)滑动连接，所述驱动齿轮(8)通过与之固定连接的固定杆(23)与所述夹板(9)固定连接，当所述驱动齿轮(8)通过固定杆(23)驱动所述夹板(9)转动时，所述活动板(10)在所述滑块(12)及偏心轮(2)的作用下相对夹板(9)进行位置改变。
2.根据权利要求1所述的一种展臂可调节式机械爪，其特征在于，所述驱动机构包括固定安装在所述支撑架(6)上的第一电机(7)，所述第一电机(7)的输出轴上固定有蜗杆(5)，所述蜗杆(5)与转动安装在所述支撑架(6)上的蜗轮(3)啮合，所述蜗轮(3)通过与之转轴固定连接的主动齿轮(4)与固定在其中一个所述驱动齿轮(8)转轴上的从动齿轮(22)啮合。
3.根据权利要求1所述的一种展臂可调节式机械爪，其特征在于，所述偏心轮(2)的转轴与所述驱动齿轮(8)的转轴同心，且所述偏心轮(2)的外侧设置有与所述滑块(12)滑动连接的环形滑槽。
4.根据权利要求1所述的一种展臂可调节式机械爪，其特征在于，所述调节机构包括安装在两个所述活动板(10)之间的第二电机(13)及与所述第二电机(13)输出轴固定连接的螺纹杆(14)，所述螺纹杆(14)远离所述第二电机(13)的一端螺纹连接有螺纹套筒(15)，所述螺纹套筒(15)与固定在所述夹爪(11)上且通过第二滑动组件(20)与所述活动板(10)滑动配合的活动杆(16)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种展臂可调节式机械爪，其特征在于，所述调节机构包括安装在两个所述活动板(10)之间的液压缸(21)，所述液压缸(21)内的活塞杆与固定在所述夹爪(11)上且通过第二滑动组件(20)与所述活动板(10)滑动配合的活动杆(16)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种展臂可调节式机械爪，其特征在于，所述第二滑动组件(20)包括固定在所述活动杆(16)上的限位块及设置在所述活动板(10)上且与所述限位块滑动配合的条形限位槽。
7.根据权利要求1所述的一种展臂可调节式机械爪，其特征在于，两个所述活动板(10)还通过第二固定件(18)固定连接。
8.一种智能机器人，其特征在于，所述智能机器人包括如权利要求1-7任意一项所述的展臂可调节式机械爪。
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