CN113290573A - 一种机械手及智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手及智能机器人，属于机械手技术领域。一种机械手，包括底板，还包括：上下移动机构，连接在所述底板上；水平移动机构，连接在所述上下移动机构上；第一滑块，连接在所述水平移动机构上；安装板，固定连接在第一滑块下端；驱动气缸，固定连接在所述安装板上；本发明通过夹持板对水果抓取夹持前，对夹层气囊进行充气，在夹持板夹持水果后对水果提高软性保护，避免了在夹持时对水果造成损伤，并且对水果的夹持效果更好，该装置结构简单，通过无齿轮驱动夹持板对水果进行夹持，生产制造难度低，且使用时不会出现齿轮传动故障，提高了使用的安全性。

Description

一种机械手及智能机器人

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种机械手及智能机器人。

背景技术

机械手，指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。

现有技术中，申请号202010105468.2，名称为一种水果分拣机械手的发明专利，公开了水果分拣机械手，包括设备外壳，所述设备外壳下侧端面固定设有底座，所述底座上侧端面与所述设备外壳下侧端面之间固定设有转动轴承，所述底座左侧端面固定设有传动带，所述传动带上滑动设有水果，所述传动带左侧固定设有收纳箱；

上述申请专利虽然达到实现了水果分拣自动化，同时可以对多种不同种类的水果进行分拣自动化，但是该装置驱动右夹持爪和左夹持爪对水果进行夹持的传动零件过多，生产制造难度大，使用时易于出现齿轮之间松动，造成齿轮无法啮合传动的问题出现，且右夹持爪和左夹持爪夹持水果时没有提供对水果的保护，容易在夹持时对水果表面造成损伤。

发明内容

本发明的目的是为了解决该装置驱动右夹持爪和左夹持爪对水果进行夹持的传动零件过多，生产制造难度大，使用时易于出现齿轮之间松动，造成齿轮无法啮合传动的问题出现，且右夹持爪和左夹持爪夹持水果时没有提供对水果的保护，容易在夹持时对水果表面造成损伤的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种机械手，包括底板，还包括：上下移动机构，连接在所述底板上；水平移动机构，连接在所述上下移动机构上；第一滑块，连接在所述水平移动机构上；安装板，固定连接在第一滑块下端；驱动气缸，固定连接在所述安装板上；第一固定板、第二固定板，呈交叉状通过连接轴转动连接在所述安装板上；两组第三固定板，分别转动连接在所述第一固定板、第二固定板的前端；导杆，贯穿滑动连接在两组所述第三固定板之间，其中，所述驱动气缸的伸缩端固定连接在导杆上；两组支撑板，分别转动连接在所述第一固定板、第二固定板末端；两组安装盒，分别固定连接在两组所述支撑板上，且相对设置；夹持板，通过连杆滑动连接在所述安装盒上，所述连杆一端固定连接有滑动板，所述滑动板滑动在安装盒内，所述夹持板上固定连接有夹层气囊，所述安装盒内固定连接有主气囊，所述主气囊、夹层气囊通过气管相连；两组连接杆，分别固定连接在两组所述支撑板一侧；推动杆，转动连接在所述连接杆上，所述支撑板一侧开设有开槽，所述推动杆一端穿过开槽延伸至安装盒内，所述推动杆前端固定连接有拉绳，所述第三固定板上固定连接有固定杆，所述拉绳远离推动杆的一端固定连接在固定杆上。

为了便于实现上下移动，进一步的，所述上下移动机构包括立柱，所述立柱内呈中空状，所述立柱固定连接在底板上，所述立柱一侧开设有第一滑槽，所述立柱内固定连接有第一电机，所述第一电机输出端固定连接有第一丝杆，所述第一丝杆的另一端转动连接在立柱顶端，所述立柱内滑动连接有第二滑块，所述第二滑块滑动在第一滑槽中，所述第二滑块螺纹转动连接在第一丝杆上。

为了便于实现水平移动，进一步的，所述水平移动机构包括支撑套筒，所述支撑套筒一端固定连接在第二滑块上，所述支撑套筒内固定连接有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有第二丝杆，所述第二丝杆的另一端转动连接在支撑套筒上，所述第一滑块滑动连接在支撑套筒内，所述第一滑块螺纹转动连接在第二丝杆上，所述支撑套筒上开设有第二滑槽，所述安装板滑动在第二滑槽中。

为了减小推动杆与滑动板之间的摩擦力，进一步的，所述推动杆靠近滑动板的一端转动连接有滚珠。

为了提高第三固定板滑动的顺畅性，优选的，所述导杆与第三固定板贯穿处设有滚珠套筒，所述滚珠套筒固定连接在第三固定板上，所述导杆滑动连接在滚珠套筒上。

一种智能机器人，还包括：智能移动平台，所述底板通过螺栓连接在智能移动平台上，所述智能移动平台底部固定连接有电动轮，所述智能移动平台上固定连接有主控箱，所述主控箱与电动轮电性相连。

为了便于输送水果和收集水果，进一步的，还包括：传送带、收集箱，所述传送带位于底板一侧，所述收集箱位于传送带一侧。

与现有技术相比，本发明提供了一种机械手及智能机器人，具备以下有益效果：

1、该机械手，通过驱动气缸驱动第一固定板和第二固定板以连接轴为圆点在安装板上形成交叉状开合动作，驱动夹持板对水果进行夹持或松开，该装置结构简单，易于操作，制造成本低，不易出现传动故障，且夹持效果好。

2、该机械手，通过夹持板在对水果夹持过程中，利用两组第三固定板相互靠近时拉动拉绳使推动杆转动，并推动滑动板挤压主气囊，对夹层气囊进行充气，为夹持水果时提供软性保护，提高对水果的保护效果。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过夹持板对水果抓取夹持前，对夹层气囊进行充气，在夹持板夹持水果后对水果提高软性保护，避免了在夹持时对水果造成损伤，并且对水果的夹持效果更好，该装置结构简单，通过无齿轮驱动夹持板对水果进行夹持，生产制造难度低，且使用时不会出现齿轮传动故障，提高了使用的安全性。

附图说明

图1为本发明提出的一种机械手的立体图一；

图2为本发明提出的一种机械手的立体图二；

图3为本发明提出的一种机械手的主视图；

图4为本发明提出的一种机械手图3中A的结构示意图；

图5为本发明提出的一种机械手图4中B的结构示意图；

图6为本发明提出的一种机械手图4中C的结构示意图；

图7为本发明提出的一种机械手图4中D的结构示意图；

图8为本发明提出的一种机械手立柱的俯视图；

图9为本发明提出的一种机械手支撑套筒的左视图。

图中：1、立柱；10、底板；101、第一电机；102、第一丝杆；103、第一滑槽；2、支撑套筒；20、第二滑槽；201、第二丝杆；200、第一滑块；2000、第二滑块；202、第二电机；203、安装板；204、驱动气缸；3、第三固定板；30、导杆；301、第一固定板；3011、第二固定板；3012、连接轴；302、支撑板；303、安装盒；304、夹持板；305、连杆；307、滑动板；308、连接杆；3081、推动杆；3082、拉绳；3083、固定杆；3084、滚珠套筒；4、主气囊；401、气管；402、夹层气囊；5、传送带；6、收集箱；7、智能移动平台；701、电动轮；702、主控箱。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：参照图1-9，一种机械手，包括底板10，还包括：上下移动机构，连接在底板10上；水平移动机构，连接在上下移动机构上；第一滑块200，连接在水平移动机构上；安装板203，固定连接在第一滑块200下端；驱动气缸204，固定连接在安装板203上；第一固定板301、第二固定板3011，呈交叉状通过连接轴3012转动连接在安装板203上；两组第三固定板3，分别转动连接在第一固定板301、第二固定板3011的前端；导杆30，贯穿滑动连接在两组第三固定板3之间，其中，驱动气缸204的伸缩端固定连接在导杆30上；两组支撑板302，分别转动连接在第一固定板301、第二固定板3011末端；两组安装盒303，分别固定连接在两组支撑板302上，且相对设置；夹持板304，通过连杆305滑动连接在安装盒303上，连杆305一端固定连接有滑动板307，滑动板307滑动在安装盒303内，夹持板304上固定连接有夹层气囊402，安装盒303内固定连接有主气囊4，主气囊4、夹层气囊402通过气管401相连；两组连接杆308，分别固定连接在两组支撑板302一侧；推动杆3081，转动连接在连接杆308上，支撑板302一侧开设有开槽，推动杆3081一端穿过开槽延伸至安装盒303内，推动杆3081前端固定连接有拉绳3082，第三固定板3上固定连接有固定杆3083，拉绳3082远离推动杆3081的一端固定连接在固定杆3083上；上下移动机构包括立柱1，立柱1内呈中空状，立柱1固定连接在底板10上，立柱1一侧开设有第一滑槽103，立柱1内固定连接有第一电机101，第一电机101输出端固定连接有第一丝杆102，第一丝杆102的另一端转动连接在立柱1顶端，立柱1内滑动连接有第二滑块2000，第二滑块2000滑动在第一滑槽103中，第二滑块2000螺纹转动连接在第一丝杆102上；水平移动机构包括支撑套筒2，支撑套筒2一端固定连接在第二滑块2000上，支撑套筒2内固定连接有第二电机202，第二电机202输出端固定连接有第二丝杆201，第二丝杆201的另一端转动连接在支撑套筒2上，第一滑块200滑动连接在支撑套筒2内，第一滑块200螺纹转动连接在第二丝杆201上，支撑套筒2上开设有第二滑槽20，安装板203滑动在第二滑槽20中；

第一电机101、第二电机202、驱动气缸204均与外部控制设备电性相连；

启动第一电机101，第一电机101转动带动第一丝杆102转动，使第二滑块2000在立柱1、第一滑槽103中上下移动，进而带动支撑套筒2上下移动；启动第二电机202，第二电机202带动第二丝杆201转动，使第一滑块200在支撑套筒2、第二滑槽20上水平移动，进而带动安装板203水平移动；

传送带5输送水果第一电机101驱动支撑套筒2下移，使夹持板304靠近水果一侧，第二电机202驱动安装板203水平移动，使两组夹持板304的中间部分对准水果，注意：夹持板304应与传送带5表面留有一定的距离；随后启动驱动气缸204，驱动气缸204使伸缩端缩回，缩回时伸缩端拉动导杆30上移，导杆30拉动两组第三固定板3上移并使其相互靠近，两组第三固定板3分别拉动第一固定板301和第二固定板3011上移，第一固定板301和第二固定板3011以连接轴3012为圆点转动并使前端和末端互相靠近；两组第三固定板3相互靠近并上移时，会通过固定杆3083拉动拉绳3082，拉绳3082拉动推动杆3081,使推动杆3081在连接杆308上转动，并使末端抵到滑动板307并推动，滑动板307被推动后，使夹持板304快速向水果靠近并夹住水果，滑动板307在被推动时挤压到主气囊4，主气囊4内的气体通过气管401进入到夹层气囊402内，气管401材质柔软且能够被拉伸，使夹层气囊402充气膨胀，夹持板304夹住水果后，夹层气囊402为水果提供软性保护，进而避免夹持水果时造成损伤；

通过拉绳3082驱动夹持板304靠近水果对其进行夹持，并驱动主气囊4向夹层气囊402内充气，能够在夹住水果之前就对夹层气囊402完成充气，当对水果进行夹持后，就能够在夹持时对水果进行保护，避免对水果夹持后再对夹层气囊402充气，造成夹持板304对水果损伤的情况发生；

将夹持板304设置成弧形，与圆形水果相对应，能够对水果有更好的夹持效果，夹持的更稳定；因驱动气缸204伸缩端回缩时，第一固定板301、第二固定板3011使夹持板304相互靠近时，夹持板304与传送带5之间的距离会缩短，如果夹持板304与传送带5之间距离靠近的太近，夹持板304会有与传送带5碰撞的可能性，将夹持板304设置成弧形，在夹持板304对水果进行夹持时会有将水果铲起的动作，将水果铲进弧形形状的夹持板304中，进而能够避免夹持板304碰撞传送带5的可能性发生，同时还能对水果进行有效的夹持；

对水果进行夹持后，停止驱动气缸204，随后根据收集箱6与传送带5之间的高度，再通过第一电机101调整被夹持后水果与收集箱6的高度，并通过第二电机202驱动水果靠近收集箱6，将水果放进收集箱6内，启动驱动气缸204，驱动气缸204伸缩端伸出，使夹持板304松开水果，水果放进在收集箱6内。

实施例2：参照图7-9，与实施例1基本相同，更进一步的是：导杆30与第三固定板3贯穿处设有滚珠套筒3084，滚珠套筒3084固定连接在第三固定板3上，导杆30滑动连接在滚珠套筒3084上；

当导杆30滑动在第三固定板3上时，通过滚珠套筒3084能够减小导杆30与第三固定板3之间的摩擦，提高滑动的顺畅性。

实施例3：参照图5，与实施例1基本相同，更进一步的是：推动杆3081靠近滑动板307的一端转动连接有滚珠；

当推动杆3081抵到滑动板307，并推动滑动板307移动时，滚珠与滑动板307相贴，并在推动杆3081一端上转动，滚珠能够减小推动杆3081与滑动板307之间的摩擦力，更有利于推动杆3081推动滑动板307移动。

实施例4：参照图3，一种智能机器人，还包括：智能移动平台7，底板10通过螺栓连接在智能移动平台7上，智能移动平台7底部固定连接有电动轮701，智能移动平台7上固定连接有主控箱702，主控箱702与电动轮701电性相连；

主控箱702与工厂控制室内的控制系统局域网相连，员工能够根据车间内各传送带5上的水果数量，控制电动轮701移动，将装置移动到忙碌的传送带5上进行工作，实现智能化工作需求分配。

本发明通过夹持板304对水果抓取夹持前，对夹层气囊402进行充气，在夹持板304夹持水果后对水果提高软性保护，避免了在夹持时对水果造成损伤，并且对水果的夹持效果更好，该装置结构简单，通过无齿轮驱动夹持板304对水果进行夹持，生产制造难度低，且使用时不会出现齿轮传动故障，提高了使用的安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机械手，包括底板（10），其特征在于，还包括：

上下移动机构，连接在所述底板（10）上；水平移动机构，连接在所述上下移动机构上；第一滑块（200），连接在所述水平移动机构上；

安装板（203），固定连接在第一滑块（200）下端；

驱动气缸（204），固定连接在所述安装板（203）上；

第一固定板（301）、第二固定板（3011），呈交叉状通过连接轴（3012）转动连接在所述安装板（203）上；

两组第三固定板（3），分别转动连接在所述第一固定板（301）、第二固定板（3011）的前端；

导杆（30），贯穿滑动连接在两组所述第三固定板（3）之间，

其中，所述驱动气缸（204）的伸缩端固定连接在导杆（30）上；

两组支撑板（302），分别转动连接在所述第一固定板（301）、第二固定板（3011）末端；

两组安装盒（303），分别固定连接在两组所述支撑板（302）上，且相对设置；

夹持板（304），通过连杆（305）滑动连接在所述安装盒（303）上，所述连杆（305）一端固定连接有滑动板（307），所述滑动板（307）滑动在安装盒（303）内，所述夹持板（304）上固定连接有夹层气囊（402），所述安装盒（303）内固定连接有主气囊（4），所述主气囊（4）、夹层气囊（402）通过气管（401）相连；

两组连接杆（308），分别固定连接在两组所述支撑板（302）一侧；

推动杆（3081），转动连接在所述连接杆（308）上，所述支撑板（302）一侧开设有开槽，所述推动杆（3081）一端穿过开槽延伸至安装盒（303）内，所述推动杆（3081）前端固定连接有拉绳（3082），所述第三固定板（3）上固定连接有固定杆（3083），所述拉绳（3082）远离推动杆（3081）的一端固定连接在固定杆（3083）上。

2.根据权利要求1所述的一种机械手，其特征在于，所述上下移动机构包括立柱（1），所述立柱（1）内呈中空状，所述立柱（1）固定连接在底板（10）上，所述立柱（1）一侧开设有第一滑槽（103），所述立柱（1）内固定连接有第一电机（101），所述第一电机（101）输出端固定连接有第一丝杆（102），所述第一丝杆（102）的另一端转动连接在立柱（1）顶端，所述立柱（1）内滑动连接有第二滑块（2000），所述第二滑块（2000）滑动在第一滑槽（103）中，所述第二滑块（2000）螺纹转动连接在第一丝杆（102）上。

3.根据权利要求2所述的一种机械手，其特征在于，所述水平移动机构包括支撑套筒（2），所述支撑套筒（2）一端固定连接在第二滑块（2000）上，所述支撑套筒（2）内固定连接有第二电机（202），所述第二电机（202）输出端固定连接有第二丝杆（201），所述第二丝杆（201）的另一端转动连接在支撑套筒（2）上，所述第一滑块（200）滑动连接在支撑套筒（2）内，所述第一滑块（200）螺纹转动连接在第二丝杆（201）上，所述支撑套筒（2）上开设有第二滑槽（20），所述安装板（203）滑动在第二滑槽（20）中。

4.根据权利要求3所述的一种机械手，其特征在于，所述推动杆（3081）靠近滑动板（307）的一端转动连接有滚珠。

5.根据权利要求1所述的一种机械手，其特征在于，所述导杆（30）与第三固定板（3）贯穿处设有滚珠套筒（3084），所述滚珠套筒（3084）固定连接在第三固定板（3）上，所述导杆（30）滑动连接在滚珠套筒（3084）上。

6.一种智能机器人，其特征在于，包括权利要求1所述的一种机械手，还包括：智能移动平台（7），所述底板（10）通过螺栓连接在智能移动平台（7）上，所述智能移动平台（7）底部固定连接有电动轮（701），所述智能移动平台（7）上固定连接有主控箱（702），所述主控箱（702）与电动轮（701）电性相连。

7.根据权利要求6所述的一种智能机器人，其特征在于，还包括：传送带（5）、收集箱（6），所述传送带（5）位于底板（10）一侧，所述收集箱（6）位于传送带（5）一侧。

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