CN113305824B - 一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂，包括水平设置的底板，所述底板上表面转动连接有固定柱，所述固定柱竖直设置，所述固定柱下端固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮连接有驱动机构，所述固定柱上端固定连接有连接柱，所述连接柱水平设置，所述连接柱远离固定柱的一端转动连接有衔接板，所述衔接板竖直设置，所述衔接板一侧靠近固定柱的一侧设置有调节机构，所述衔接板下端固定连接有水平设置的第一连接板。本发明通过设置托板对物体进行保护，防止物体从装置上滑落摔坏，对于物体的保护更加到位，并设置卡配合从动齿轮对固定柱进行限位固定，防止夹板在夹紧物体的过程中晃动而与物体碰撞损坏物体，实用性更强。
Description
技术领域
本发明涉及机械手臂技术领域，尤其涉及一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂。
背景技术
机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。
机械手臂在对物体进行抓取时，因为本身的可转动结构设计可能会导致机械手臂自身晃动，可能会对易碎物品造成损害，且机械手臂在长时间使用后对于物品的抓取功能可能会下降，物品可能会从机械手臂上滑落，导致物品摔坏，有待改进，因此，为了解决上述问题，提出一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在接卸手臂自身晃动损坏物品以及缺少防护结构的问题而提出的一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂，包括水平设置的底板，所述底板上表面转动连接有固定柱，所述固定柱竖直设置，所述固定柱下端固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮连接有驱动机构，所述固定柱上端固定连接有连接柱，所述连接柱水平设置，所述连接柱远离固定柱的一端转动连接有衔接板，所述衔接板竖直设置，所述衔接板一侧靠近固定柱的一侧设置有调节机构，所述衔接板下端固定连接有水平设置的第一连接板，所述第一连接板底面固定连接有竖直设置的气缸，所述气缸底端固定连接有水平设置的第二连接板，所述第二连接板下方水平设置有安装板，所述安装板为Y字型，所述安装板通过多块竖直设置的转接板与第二连接板底面固定连接，所述第二连接板底面设置有夹紧机构。
优选的，所述驱动机构包括与底板上表面固定连接的驱动电机，所述驱动电机的轴固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述主动齿轮半径小于从动齿轮半径。
优选的，所述调节机构包括与连接柱下表面固定连接的第一支撑板，所述第一支撑板竖直设置，所述第一支撑板朝向衔接板的一面固定连接有水平设置的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆远离第一支撑板的一端固定连接有衔接杆，所述衔接杆水平设置，所述衔接杆远离第一电动伸缩杆的的一端固定连接有驱动轴，所述驱动轴与衔接杆相垂直，所述衔接杆上竖直设置有驱动槽，所述驱动轴嵌入驱动槽内并与之转动连接。
优选的，所述夹紧机构包括与第二连接板底面固定连接的第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆竖直设置，所述第二电动伸缩杆底端固定连接有控制板，所述控制板水平设置，所述控制板为圆形，所述安装板上设置有三条开槽，三条所述开槽等间隔角度设置，三条所述开槽上方均设置有衔接块，三个所述衔接块分别嵌入对应的开槽内并与之滑动连接，三个所述衔接块底面均固定连接有夹板，三块所述夹板均位于安装板下方，三块所述夹板均竖直设置，三个所述衔接块均通过倾斜设置的连杆与控制板转动连接。
优选的，所述第一连接板底面两端均固定连接有第二支撑板，两块所述第二支撑板均竖直设置，两块所述第二支撑板底端均转动连接有托板，两块所述托板均倾斜设置，两块所述第二支撑板内侧均竖直设置有第三电动伸缩杆，两根所述第三电动伸缩杆均与第一连接板底面固定连接，两根所述第三电动伸缩杆底端均固定连接有竖直设置的控制杆，两根所述控制杆底端均与同侧对应的托板内侧表面转动连接。
优选的，多块所述夹板内侧表面以及两块托板内侧表面均固定连接有保护垫，所述保护垫采用橡胶材料制成。
优选的，所述固定柱远离驱动电机的一侧竖直设置有第三支撑板，所述第三支撑板与底板上表面固定连接，所述第三支撑板朝向从动齿轮的一面固定连接有水平设置的限位框，所述限位框内滑动连接有水平设置的卡块，所述卡块为T字型，所述卡块通过弹簧与第三支撑板固定连接，所述卡块与从动齿轮相抵接触，所述第三支撑板外侧设置有与底板固定连接的限位电机，所述限位电机的轴固定连接有皮带轮，所述皮带轮固定连接有钢丝绳，所述钢丝绳贯穿第三支撑板并与之滑动连接，所述钢丝绳远离皮带轮的一端与卡块固定连接，所述弹簧缠绕在钢丝绳上。
优选的，两块所述托板长度之和等于两块所述第二支撑板之间间距。
优选的，所述托板底端高度大于底板底面高度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过设置卡块对从动齿轮进行锁死，从而限制固定柱的转动，最终限制夹板的位置，使得夹板在进行作业时可以稳定停止在某一点，不会发生晃动，导致夹板与物品发生碰撞而损坏物品，使得装置本身更加稳定，对于物品的保护更加到位，简单实用。
2、通过设置第三电动伸缩杆控制托板转动，在夹板夹紧物品收起之后控制托板旋转至水平位置，挡在物品下方，这样，即使夹板因为意外情况而导致物品滑落，物品也可以落在安装有保护垫的托板之上，从而防止物品直接脱落杂碎，对物品进行保护，安全可靠。
3、通过设置第一电动伸缩杆间接带动驱动轴运动，利用驱动轴配合驱动槽带动衔接板转动，最终使得夹板可进行角度调节，这样对于一些不太规格的物品可以进行调整夹板角度后再进行抓取，使得装置抓取固定功能更加强大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为本发明的安装板仰视结构示意图；
图5为本发明的安装板俯视结构示意图；
图6为本发明的控制板俯视结构示意图；
图7为本发明的图1中A部分放大结构示意图。
图中：1、底板；2、固定柱；3、从动齿轮；4、驱动机构；5、连接柱；6、衔接板；7、调节机构；8、第一连接板；9、气缸；10、第二连接板；11、安装板；12、转接板；13、夹紧机构；14、驱动电机；15、主动齿轮；16、第一支撑板；17、第一电动伸缩杆；18、衔接板；19、驱动轴；20、驱动槽；21、第二电动伸缩杆；22、控制板；23、开槽；24、衔接块；25、夹板；26、连杆；27、第二支撑板；28、托板；29、第三电动伸缩杆；30、控制杆；31、保护垫；32、第三支撑板；33、限位框；34、卡块；35、弹簧；36、限位电机；37、皮带轮；38、钢丝绳。
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。
请参照图1-7，本发明提供一种技术方案：
实施例一，如图1-7所示，一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂，包括水平设置的底板1，底板1上表面转动连接有固定柱2，固定柱2竖直设置，固定柱2下端固定连接有从动齿轮3，从动齿轮3连接有驱动机构4，固定柱2上端固定连接有连接柱5，连接柱5水平设置，连接柱5远离固定柱2的一端转动连接有衔接板6，衔接板6竖直设置，衔接板6一侧靠近固定柱2的一侧设置有调节机构7，衔接板6下端固定连接有水平设置的第一连接板8，第一连接板8底面固定连接有竖直设置的气缸9，气缸9底端固定连接有水平设置的第二连接板10，第二连接板10下方水平设置有安装板11，安装板11为Y字型，安装板11通过多块竖直设置的转接板12与第二连接板10底面固定连接，第二连接板10底面设置有夹紧机构13，本装置通过设置托板28对物体进行防护，防止物体滑落摔坏，同时设置卡块34限制规定朱2转动，使得夹板25运动更加稳定，防止损坏物体。
实施例二，如图1、3所示，驱动机构4包括与底板1上表面固定连接的驱动电机14，驱动电机14的轴固定连接有主动齿轮15，主动齿轮15与从动齿轮3啮合连接，主动齿轮15半径小于从动齿轮3半径驱动电机14用于带动规定朱2旋转吗，最终带动夹板25旋转，实现对目标物体的搬运，简单实用。
实施例三，如图1、2所示，调节机构7包括与连接柱5下表面固定连接的第一支撑板16，第一支撑板16竖直设置，第一支撑板16朝向衔接板6的一面固定连接有水平设置的第一电动伸缩杆17，第一电动伸缩杆17远离第一支撑板16的一端固定连接有衔接杆18，衔接杆18水平设置，衔接杆18远离第一电动伸缩杆17的的一端固定连接有驱动轴19，驱动轴19与衔接杆18相垂直，衔接杆18上竖直设置有驱动槽20，驱动轴19嵌入驱动槽20内并与之转动连接，第一电动伸缩杆17间接控制夹板25的旋转，从而实现夹板25的角度调节，方便加持不规则物体，功能更加强大。
实施例四，如图1、4-7所示，夹紧机构13包括与第二连接板10底面固定连接的第二电动伸缩杆21，第二电动伸缩杆21竖直设置，第二电动伸缩杆21底端固定连接有控制板22，控制板22水平设置，控制板22为圆形，安装板11上设置有三条开槽23，三条开槽23等间隔角度设置，三条开槽23上方均设置有衔接块24，三个衔接块24分别嵌入对应的开槽23内并与之滑动连接，三个衔接块24底面均固定连接有夹板25，三块夹板25均位于安装板11下方，三块夹板25均竖直设置，三个衔接块24均通过倾斜设置的连杆26与控制板22转动连接，利用第二电动伸缩杆21间接带动多块夹板25运动，从而将目标物体夹紧固定，使得装置夹持物体更加简单方便。
实施例五，如图1、2所示，第一连接板8底面两端均固定连接有第二支撑板27，两块第二支撑板27均竖直设置，两块第二支撑板27底端均转动连接有托板28，两块托板28均倾斜设置，两块第二支撑板27内侧均竖直设置有第三电动伸缩杆29，两根第三电动伸缩杆29均与第一连接板8底面固定连接，两根第三电动伸缩杆29底端均固定连接有竖直设置的控制杆30，两根控制杆30底端均与同侧对应的托板28内侧表面转动连接，两块托板28长度之和等于两块第二支撑板27之间间距，托板28底端高度大于底板1底面高度，在利用夹板25夹紧收起目标物体之后，将托板28收起，防止目标物体脱落摔碎，起到对目标物体的防护，简单安全。
实施例六，如图1、4、7所示，多块夹板25内侧表面以及两块托板28内侧表面均固定连接有保护垫31，保护垫31采用橡胶材料制成，保护垫31使得装置组件与目标物体的接触更加温和，保护目标物体，防止目标物体损坏。
实施例七，如图1-3所示，固定柱2远离驱动电机14的一侧竖直设置有第三支撑板32，第三支撑板32与底板1上表面固定连接，第三支撑板32朝向从动齿轮3的一面固定连接有水平设置的限位框33，限位框33内滑动连接有水平设置的卡块34，卡块34为T字型，卡块34通过弹簧35与第三支撑板32固定连接，卡块34与从动齿轮3相抵接触，第三支撑板32外侧设置有与底板1固定连接的限位电机36，限位电机36的轴固定连接有皮带轮37，皮带轮37固定连接有钢丝绳38，钢丝绳38贯穿第三支撑板32并与之滑动连接，钢丝绳38远离皮带轮37的一端与卡块34固定连接，弹簧35缠绕在钢丝绳38上，利用卡块34将从动齿轮3锁死，从而限制固定柱2的转动，使得夹板25可以稳定停止在目标物体上方，防止夹板25在夹紧过程中晃动损坏目标物体，更加安全可靠。
工作原理：控制启动限位电机36，限位电机36带动皮带轮37旋转，钢丝绳38向皮带轮37上缠绕收起，从而拉动卡块34克服弹簧35的作用力向限位框33内运动，卡块34与从动齿轮3脱离卡死，此时控制启动驱动电机14，驱动电机14带动主动齿轮15旋转，主动齿轮15带动从动齿轮3旋转，进而带动固定柱2旋转，最终带动夹板25旋转至目标物体正上方，然后关闭限位电机36，卡块34失去钢丝绳38的拉力，重新与从动齿轮3锁死，接着控制启动气缸9，气缸9伸长带动夹板25向下运动，使得夹板25与目标物体相平齐，此时控制启动第二电动伸缩杆21，使得第二电动伸缩杆21收缩带动控制板22向上运动，控制板22通过连杆26拉动多个衔接块24向中间运动，从而带动多块夹板25向中间运动，从而将目标物体夹紧，接着控制气缸9收缩至最短状态，接着控制启动第三电动伸缩杆29，第三电动伸缩杆29收缩间接带动托板28转动，使得托板28运动到水平位置，接着再次启动限位电机36，打开从动齿轮3的锁死，利用驱动电机14间接带动夹板25旋转运动至目标点上方，接着关闭限位电机36，卡块34再次与从动齿轮3卡死，此时控制启动第三电动伸缩杆29并使其伸长，使得托板28旋转打开，接着控制启动气缸9伸长，间接带动目标物体向下移动，使目标物体与地面相抵接触，再控制第二电动伸缩杆21伸长，间接带动夹板25远离目标物体，将目标物体放下，完成搬运。
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。
Claims (3)
1.一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂的使用方法，所述智能化机械手臂包括水平设置的底板(1)，其特征在于：所述底板(1)上表面转动连接有固定柱(2)，所述固定柱(2)竖直设置，所述固定柱(2)下端固定连接有从动齿轮(3)，所述从动齿轮(3)连接有驱动机构(4)，所述固定柱(2)上端固定连接有连接柱(5)，所述连接柱(5)水平设置，所述连接柱(5)远离固定柱(2)的一端转动连接有衔接板(6)，所述衔接板(6)竖直设置，所述衔接板(6)一侧靠近固定柱(2)的一侧设置有调节机构(7)，所述衔接板(6)下端固定连接有水平设置的第一连接板(8)，所述第一连接板(8)底面固定连接有竖直设置的气缸(9)，所述气缸(9)底端固定连接有水平设置的第二连接板(10)，所述第二连接板(10)下方水平设置有安装板(11)，所述安装板(11)为Y字型，所述安装板(11)通过多块竖直设置的转接板(12)与第二连接板(10)底面固定连接，所述第二连接板(10)底面设置有夹紧机构(13)；
所述驱动机构(4)包括与底板(1)上表面固定连接的驱动电机(14)，所述驱动电机(14)的轴固定连接有主动齿轮(15)，所述主动齿轮(15)与从动齿轮(3)啮合连接，所述主动齿轮(15)半径小于从动齿轮(3)半径；
所述调节机构(7)包括与连接柱(5)下表面固定连接的第一支撑板(16)，所述第一支撑板(16)竖直设置，所述第一支撑板(16)朝向衔接板(6)的一面固定连接有水平设置的第一电动伸缩杆(17)，所述第一电动伸缩杆(17)远离第一支撑板(16)的一端固定连接有衔接杆(18)，所述衔接杆(18)水平设置，所述衔接杆(18)远离第一电动伸缩杆(17)的一端固定连接有驱动轴(19)，所述驱动轴(19)与衔接杆(18)相垂直，所述衔接杆(18)上竖直设置有驱动槽(20)，所述驱动轴(19)嵌入驱动槽(20)内并与之转动连接；
所述夹紧机构(13)包括与第二连接板(10)底面固定连接的第二电动伸缩杆(21)，所述第二电动伸缩杆(21)竖直设置，所述第二电动伸缩杆(21)底端固定连接有控制板(22)，所述控制板(22)水平设置，所述控制板(22)为圆形，所述安装板(11)上设置有三条开槽(23)，三条所述开槽(23)等间隔角度设置，三条所述开槽(23)上方均设置有衔接块(24)，三个所述衔接块(24)分别嵌入对应的开槽(23)内并与之滑动连接，三个所述衔接块(24)底面均固定连接有夹板(25)，三块所述夹板(25)均位于安装板(11)下方，三块所述夹板(25)均竖直设置，三个所述衔接块(24)均通过倾斜设置的连杆(26)与控制板(22)转动连接；
所述第一连接板(8)底面两端均固定连接有第二支撑板(27)，两块所述第二支撑板(27)均竖直设置，两块所述第二支撑板(27)底端均转动连接有托板(28)，两块所述托板(28)均倾斜设置，两块所述第二支撑板(27)内侧均竖直设置有第三电动伸缩杆(29)，两根所述第三电动伸缩杆(29)均与第一连接板(8)底面固定连接，两根所述第三电动伸缩杆(29)底端均固定连接有竖直设置的控制杆(30)，两根所述控制杆(30)底端均与同侧对应的托板(28)内侧表面转动连接；
多块所述夹板(25)内侧表面以及两块托板(28)内侧表面均固定连接有保护垫(31)，所述保护垫(31)采用橡胶材料制成；
所述固定柱(2)远离驱动电机(14)的一侧竖直设置有第三支撑板(32)，所述第三支撑板(32)与底板(1)上表面固定连接，所述第三支撑板(32)朝向从动齿轮(3)的一面固定连接有水平设置的限位框(33)，所述限位框(33)内滑动连接有水平设置的卡块(34)，所述卡块(34)为T字型，所述卡块(34)通过弹簧(35)与第三支撑板(32)固定连接，所述卡块(34)与从动齿轮(3)相抵接触，所述第三支撑板(32)外侧设置有与底板(1)固定连接的限位电机(36)，所述限位电机(36)的轴固定连接有皮带轮(37)，所述皮带轮(37)固定连接有钢丝绳(38)，所述钢丝绳(38)贯穿第三支撑板(32)并与之滑动连接，所述钢丝绳(38)远离皮带轮(37)的一端与卡块(34)固定连接，所述弹簧(35)缠绕在钢丝绳(38)上；
使用时，控制启动限位电机(36)，限位电机(36)带动皮带轮(37)旋转，钢丝绳(38)向皮带轮(37)上缠绕收起，从而拉动卡块(34)克服弹簧(35)的作用力向限位框(33)内运动，卡块(34)与从动齿轮(3)脱离卡死，此时控制启动驱动电机(14)，驱动电机(14)带动主动齿轮(15)旋转，主动齿轮(15)带动从动齿轮(3)旋转，进而带动固定柱(2)旋转，最终带动夹板(25)旋转至目标物体正上方，然后关闭限位电机(36)，卡块(34)失去钢丝绳(38)的拉力，重新与从动齿轮(3)锁死，接着控制启动气缸(9)，气缸(9)伸长带动夹板(25)向下运动，使得夹板(25)与目标物体相平齐，此时控制启动第二电动伸缩杆(21)，使得第二电动伸缩杆(21)收缩带动控制板(22)向上运动，控制板(22)通过连杆(26)拉动多个衔接块(24)向中间运动，从而带动多块夹板(25)向中间运动，从而将目标物体夹紧，接着控制气缸(9)收缩至最短状态，接着控制启动第三电动伸缩杆(29)，第三电动伸缩杆(29)收缩间接带动托板(28)转动，使得托板(28)运动到水平位置，接着再次启动限位电机(36)，打开从动齿轮(3)的锁死，利用驱动电机(14)间接带动夹板(25)旋转运动至目标点上方，接着关闭限位电机(36)，卡块(34)再次与从动齿轮(3)卡死，此时控制启动第三电动伸缩杆(29)并使其伸长，使得托板(28)旋转打开，接着控制启动气缸(9)伸长，间接带动目标物体向下移动，使目标物体与地面相抵接触，再控制第二电动伸缩杆(21)伸长，间接带动夹板(25)远离目标物体，将目标物体放下，完成搬运。
2.根据权利要求1所述的一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂的使用方法，其特征在于：两块所述托板(28)长度之和等于两块所述第二支撑板(27)之间间距。
3.根据权利要求1所述的一种具有防护结构便于提取易碎物品的智能化机械手臂的使用方法，其特征在于：所述托板(28)底端高度大于底板(1)底面高度。
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