CN114043449B - 一种机械手总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手总成，包括底座以及设置在底座上方的机械臂，所述底座两侧均铰接有侧板，所述侧板下端设有自锁式万向轮，所述底座上端面两侧均固定连接有立板，所述侧板两侧均设有吸盘，所述底座上端面开设有凹槽，所述凹槽底表壁固定连接有第一电机。本发明中，由第一电机通过减速机构带动盖板在套环上滑动，从而带动第一转轴转动，通过联动机构带动第二转轴转动，从而带动机械臂转动，当机械臂需要更换位置时，通过驱动机构带动滑动座移动，滑动座移动带动第二转轴以及机械臂移动，在保证了底座稳定的同时提高了机械臂的移动范围以及工作范围，可以适用于更多不同的场合，适用范围较大。

Description

一种机械手总成

技术领域

本发明涉及机器手技术领域，尤其涉及一种机械手总成。

背景技术

随着人工智能技术的发展，越来越多的人对机器人表现出浓厚的兴趣，市场上的机器人也越来越多。在车间，工人会运用机器人来搬运货物或者上下料等，可以节省工人力气并能提高工作效率。

在现有技术中，一般三关节机器人由底座、机械臂和末端件组成，可以完成伸缩、旋转或升降等作业方式，但是机器人在作业过程中，机械臂进行负载运作时，若是其底座位置不固定，则无法保证机械臂的平稳运动，若是底座位置固定，则会导致机械臂的运作范围相对有限，同时机器人整体不便于移动，只能在特定的场合使用，适用范围较小。

因此，提出一种机械手总成。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种机械手总成。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种机械手总成，包括底座以及设置在底座上方的机械臂，所述底座两侧均铰接有侧板，所述侧板下端设有自锁式万向轮，所述底座上端面两侧均固定连接有立板，所述侧板两侧均设有吸盘，所述底座上端面开设有凹槽，所述凹槽底表壁固定连接有第一电机，所述底座上端面固定连接有套环，所述套环上端滑动连接有同轴设置的盖板，所述第一电机的输出端与盖板之间设有减速机构，所述盖板上端面固定连接有第一转轴，两个所述立板相互远离一侧均固定连接有连接架，所述连接架远离立板一端固定连接有固定架，所述固定架上固定连接有连接条，所述固定架与连接条之间滑动连接有滑动座，所述固定架上设有驱动机构以带动滑动座移动，所述滑动座上转动连接有第二转轴，所述第二转轴上固定连接有机械臂，所述第一转轴与第二转轴之间设有联动机构以实现第一转轴与第二转轴同步转动；

所述联动机构包括第一连接组件、第二连接组件、第三连接组件、第一联动杆和第二联动杆，所述第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件均由圆盘以及三个长度相同的支臂构成，三个支臂均与圆盘外周固定连接，且三个支臂关于圆盘的轴心呈环形等距分布，所述第一联动杆和第二联动杆分别设有三个，所述第一连接组件上的三个支臂分别与三个第一联动杆的一端转动连接，所述三个第一联动杆的另一端分别与所述第二连接组件上的三个支臂转动连接，所述第二连接组件上的三个支臂分别与三个第二联动杆的一端转动连接，所述三个第二联动杆的另一端分别与所述第三连接组件上的三个支臂转动连接，所述第一转轴与第一连接组件上的圆盘同轴固定连接，所述第二转轴与第三连接组件上的圆盘同轴固定连接。

优选地，所述减速机构包括齿槽、第一齿轮、第二齿轮以及第一连接轴，所述第一电机的输出端固定连接有第一齿轮，所述套环内侧壁开设有齿槽，所述套环内部设有第二齿轮，所述第二齿轮的两侧分别与齿槽以及第一齿轮啮合连接，所述第二齿轮的上端面固定连接有同轴设置的第一连接轴，所述第一连接轴的上端面与盖板下端面转动连接。

优选地，所述第二齿轮设有三个，三个所述第二齿轮关于第一电机输出端的轴心呈环形等距分布。

优选地，所述驱动机构包括支撑架、第二电机、螺纹杆、连接杆以及螺纹套，所述连接条远离滑动座一侧的固定架上转动连接有螺纹杆，所述固定架外侧固定连接有支撑架，所述支撑架上固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端贯穿固定架与螺纹杆同轴固定连接，所述螺纹杆上螺纹连接有螺纹套，所述滑动座靠近螺纹杆一侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离滑动座一端贯穿连接条与螺纹套固定连接。

优选地，所述第一电机和第二电机均为伺服电机。

优选地，所述固定架为“匚”型结构，所述固定架与所述连接条一体成型。

优选地，所述第一连接组件、第二连接组件以及第三连接组件上的三个支臂与圆盘均为一体成型结构，所述第一连接组件、第二连接组件以及第三连接组件的尺寸大小均相同，所述第一联动杆和第二联动杆长度相同。

优选地，所述底座两侧均开设有与所述自锁式万向轮相配合的放置槽。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本申请通过设置有联动机构，首先通过自锁式万向轮将机械手整体移动到合适位置，将侧板上靠近立板一侧的吸盘与立板分离，转动侧板使得自锁式万向轮收纳到放置槽内，同时侧板另一侧的吸盘与机械手的放置平台吸附，保证了机械手整体的稳定性，由第一电机通过减速机构带动盖板在套环上滑动，从而带动第一转轴转动，带动第一连接组件上三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，通过第一联动杆带动第二连接组件上的三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，再通过第二联动杆带动第三连接组件上的三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，带动第二转轴转动，从而带动机械臂转动，当机械臂需要更换位置时，通过第二电机带动螺纹杆转动，使得螺纹套在螺纹杆上滑动，带动滑动座移动，由于第一连接组件、第二连接组件以及第三连接组件上的支臂与第一联动杆以及第二联动杆构成多个平行四边形结构，在滑动座移动过程中，第一连接组件、第二连接组件以及第三连接组件的相对位置发生变化，滑动座移动带动第二转轴以及机械臂移动，在保证了底座稳定的同时提高了机械臂的移动范围以及工作范围，可以适用于更多不同的场合，适用范围较大。

2、本申请通过设置有减速机构，第一电机转动带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动第二齿轮转动，由于齿槽的限位，使得第二齿轮自转的同时绕第一齿轮转动，从而带动盖板转动，同时第一电机为伺服电机，并通过减速机构带动第一转轴转动，使得机械臂在转动过程中更为稳定，同时操作更为精准。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的整体结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的底座结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的底座结构另一状态示意图；

图4示出了根据本发明实施例提供的凹槽结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例提供的减速机构结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例提供的减速机构结构爆炸图；

图7示出了根据本发明实施例提供的固定架结构示意图；

图8示出了根据本发明实施例提供的驱动机构结构示意图；

图9示出了根据本发明实施例提供的联动机构结构示意图；

图10示出了根据本发明实施例提供的联动机构结构爆炸图。

图例说明：

1、底座；2、侧板；3、自锁式万向轮；4、放置槽；5、立板；6、吸盘；7、凹槽；8、套环；9、齿槽；10、第一电机；11、第一齿轮；12、第二齿轮；13、第一连接轴；14、盖板；15、第一转轴；16、连接架；17、固定架；18、滑动座；19、机械臂；20、支撑架；21、第二电机；22、螺纹杆；23、连接条；24、连接杆；25、螺纹套；26、第一连接组件；27、第二连接组件；28、第三连接组件；29、第二转轴；30、第一联动杆；31、第二联动杆。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：

一种机械手总成，包括底座1以及设置在底座1上方的机械臂19，底座1两侧均铰接有侧板2，侧板2下端设有自锁式万向轮3，底座1上端面两侧均固定连接有立板5，侧板2两侧均设有吸盘6，底座1上端面开设有凹槽7，凹槽7底表壁固定连接有第一电机10，底座1上端面固定连接有套环8，套环8上端滑动连接有同轴设置的盖板14，第一电机10的输出端与盖板14之间设有减速机构，盖板14上端面固定连接有第一转轴15，两个立板5相互远离一侧均固定连接有连接架16，连接架16远离立板5一端固定连接有固定架17，固定架17上固定连接有连接条23，固定架17与连接条23之间滑动连接有滑动座18，固定架17上设有驱动机构以带动滑动座18移动，滑动座18上转动连接有第二转轴29，第二转轴29上固定连接有机械臂19，第一转轴15与第二转轴29之间设有联动机构以实现第一转轴15与第二转轴29同步转动；联动机构包括第一连接组件26、第二连接组件27、第三连接组件28、第一联动杆30和第二联动杆31，第一连接组件26、第二连接组件27和第三连接组件28均由圆盘以及三个长度相同的支臂构成，三个支臂均与圆盘外周固定连接，且三个支臂关于圆盘的轴心呈环形等距分布，第一联动杆30和第二联动杆31分别设有三个，第一连接组件26上的三个支臂分别与三个第一联动杆30的一端转动连接，三个第一联动杆30的另一端分别与第二连接组件27上的三个支臂转动连接，第二连接组件27上的三个支臂分别与三个第二联动杆31的一端转动连接，三个第二联动杆31的另一端分别与第三连接组件28上的三个支臂转动连接，第一转轴15与第一连接组件26上的圆盘同轴固定连接，第二转轴29与第三连接组件28上的圆盘同轴固定连接。减速机构包括齿槽9、第一齿轮11、第二齿轮12以及第一连接轴13，第一电机10的输出端固定连接有第一齿轮11，套环8内侧壁开设有齿槽9，套环8内部设有第二齿轮12，第二齿轮12的两侧分别与齿槽9以及第一齿轮11啮合连接，第二齿轮12的上端面固定连接有同轴设置的第一连接轴13，第一连接轴13的上端面与盖板14下端面转动连接。第二齿轮12设有三个，三个第二齿轮12关于第一电机10输出端的轴心呈环形等距分布。驱动机构包括支撑架20、第二电机21、螺纹杆22、连接杆24以及螺纹套25，连接条23远离滑动座18一侧的固定架17上转动连接有螺纹杆22，固定架17外侧固定连接有支撑架20，支撑架20上固定连接有第二电机21，第二电机21的输出端贯穿固定架17与螺纹杆22同轴固定连接，螺纹杆22上螺纹连接有螺纹套25，滑动座18靠近螺纹杆22一侧固定连接有连接杆24，连接杆24远离滑动座18一端贯穿连接条23与螺纹套25固定连接。第一电机10和第二电机21均为伺服电机。固定架17为“匚”型结构，固定架17与连接条23一体成型。第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28上的三个支臂与圆盘均为一体成型结构，第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28的尺寸大小均相同，第一联动杆30和第二联动杆31长度相同。底座1两侧均开设有与自锁式万向轮3相配合的放置槽4。

具体的，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，底座1两侧均铰接有侧板2，侧板2下端设有自锁式万向轮3，底座1上端面两侧均固定连接有立板5，侧板2两侧均设有吸盘6，底座1上端面开设有凹槽7，凹槽7底表壁固定连接有第一电机10，底座1上端面固定连接有套环8，套环8上端滑动连接有同轴设置的盖板14，第一电机10的输出端与盖板14之间设有减速机构，盖板14上端面固定连接有第一转轴15，两个立板5相互远离一侧均固定连接有连接架16，连接架16远离立板5一端固定连接有固定架17，固定架17上固定连接有连接条23，固定架17与连接条23之间滑动连接有滑动座18，固定架17上设有驱动机构以带动滑动座18移动，滑动座18上转动连接有第二转轴29，第二转轴29上固定连接有机械臂19，第一转轴15与第二转轴29之间设有联动机构以实现第一转轴15与第二转轴29同步转动；联动机构包括第一连接组件26、第二连接组件27、第三连接组件28、第一联动杆30和第二联动杆31，第一连接组件26、第二连接组件27和第三连接组件28均由圆盘以及三个长度相同的支臂构成，三个支臂均与圆盘外周固定连接，且三个支臂关于圆盘的轴心呈环形等距分布，第一联动杆30和第二联动杆31分别设有三个，第一连接组件26上的三个支臂分别与三个第一联动杆30的一端转动连接，三个第一联动杆30的另一端分别与第二连接组件27上的三个支臂转动连接，第二连接组件27上的三个支臂分别与三个第二联动杆31的一端转动连接，三个第二联动杆31的另一端分别与第三连接组件28上的三个支臂转动连接，第一转轴15与第一连接组件26上的圆盘同轴固定连接，第二转轴29与第三连接组件28上的圆盘同轴固定连接，首先通过自锁式万向轮3将机械手整体移动到合适位置，将侧板2上靠近立板5一侧的吸盘6与立板5分离，转动侧板2使得自锁式万向轮3收纳到放置槽4内，同时侧板2另一侧的吸盘6与机械手的放置平台吸附，保证了机械手整体的稳定性，由第一电机10通过减速机构带动盖板14在套环8上滑动，从而带动第一转轴15转动，带动第一连接组件26上三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，通过第一联动杆30带动第二连接组件27上的三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，再通过第二联动杆31带动第三连接组件28上的三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，带动第二转轴29转动，从而带动机械臂19转动，当机械臂19需要更换位置时，通过驱动机构带动滑动座18移动，由于第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28上的支臂与第一联动杆30以及第二联动杆31构成多个平行四边形结构，在滑动座18移动过程中，第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28的相对位置发生变化，并保持第一转轴15通过联动机构带动第二转轴29同步转动，滑动座18移动带动第二转轴29以及机械臂19移动，在保证了底座1稳定的同时提高了机械臂19的移动范围以及工作范围，可以适用于更多不同的场合，适用范围较大。

具体的，如图5和图6所示，减速机构包括齿槽9、第一齿轮11、第二齿轮12以及第一连接轴13，第一电机10的输出端固定连接有第一齿轮11，套环8内侧壁开设有齿槽9，套环8内部设有第二齿轮12，第二齿轮12的两侧分别与齿槽9以及第一齿轮11啮合连接，第二齿轮12的上端面固定连接有同轴设置的第一连接轴13，第一连接轴13的上端面与盖板14下端面转动连接，第二齿轮12设有三个，三个第二齿轮12关于第一电机10输出端的轴心呈环形等距分布，设置有减速机构，第一电机10转动带动第一齿轮11转动，第一齿轮11转动带动第二齿轮12转动，由于齿槽9的限位，使得第二齿轮12自转的同时绕第一齿轮11转动，从而带动盖板14转动，带动第一转轴15转动，使得机械臂19在转动过程中更为稳定，同时操作更为精准。

具体的，如图1、图7和图8所示，驱动机构包括支撑架20、第二电机21、螺纹杆22、连接杆24以及螺纹套25，连接条23远离滑动座18一侧的固定架17上转动连接有螺纹杆22，固定架17外侧固定连接有支撑架20，支撑架20上固定连接有第二电机21，第二电机21的输出端贯穿固定架17与螺纹杆22同轴固定连接，螺纹杆22上螺纹连接有螺纹套25，滑动座18靠近螺纹杆22一侧固定连接有连接杆24，连接杆24远离滑动座18一端贯穿连接条23与螺纹套25固定连接，第一电机10和第二电机21均为伺服电机，固定架17为“匚”型结构，固定架17与连接条23一体成型，当第二转轴29在转动过程中，机械臂19需要更换位置时，通过第二电机21带动螺纹杆22转动，使得螺纹套25在螺纹杆22上滑动，带动滑动座18移动。

具体的，如图1、图2、图3、图9和图10所示，第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28上的三个支臂与圆盘均为一体成型结构，第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28的尺寸大小均相同，第一联动杆30和第二联动杆31长度相同，底座1两侧均开设有与自锁式万向轮3相配合的放置槽4，第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28上的三个支臂与圆盘均为一体成型结构保证了第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28的稳定性，同时放置槽4的设置使得自锁式万向轮3在底座1位置固定时可以收纳在放置槽4内部，提高了底座1位置固定时机械臂19工作的稳定性，当机械手整体需要移动时，转动侧板2使得侧板2靠近立板5一侧的吸盘6吸附在立板5上，同时自锁式万向轮3从放置槽4中转出，便于机械手整体的移动。

综上所述，本实施例所提供的一种机械手总成，首先通过自锁式万向轮3将机械手整体移动到合适位置，将侧板2上靠近立板5一侧的吸盘6与立板5分离，转动侧板2使得自锁式万向轮3收纳到放置槽4内，同时侧板2另一侧的吸盘6与机械手的放置平台吸附，由第一电机10转动带动第一齿轮11转动，第一齿轮11转动带动第二齿轮12转动，由于齿槽9的限位，使得第二齿轮12自转的同时绕第一齿轮11转动，从而带动盖板14在套环8上滑动，从而带动第一转轴15转动，带动第一连接组件26上三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，通过第一联动杆30带动第二连接组件27上的三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，再通过第二联动杆31带动第三连接组件28上的三个支臂和圆盘绕圆盘轴心转动，带动第二转轴29转动，从而带动机械臂19转动，当机械臂19需要更换位置时，通过第二电机21带动螺纹杆22转动，使得螺纹套25在螺纹杆22上滑动，带动滑动座18移动，由于第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28上的支臂与第一联动杆30以及第二联动杆31构成多个平行四边形结构，在滑动座18移动过程中，第一连接组件26、第二连接组件27以及第三连接组件28的相对位置发生变化，滑动座18移动带动第二转轴29以及机械臂19移动。

实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种机械手总成，包括底座（1）以及设置在底座（1）上方的机械臂（19），其特征在于，所述底座（1）两侧均铰接有侧板（2），所述侧板（2）下端设有自锁式万向轮（3），所述底座（1）上端面两侧均固定连接有立板（5），所述侧板（2）两侧均设有吸盘（6），所述底座（1）上端面开设有凹槽（7），所述凹槽（7）底表壁固定连接有第一电机（10），所述底座（1）上端面固定连接有套环（8），所述套环（8）上端滑动连接有同轴设置的盖板（14），所述第一电机（10）的输出端与盖板（14）之间设有减速机构，所述盖板（14）上端面固定连接有第一转轴（15），两个所述立板（5）相互远离一侧均固定连接有连接架（16），两个所述连接架（16）远离立板（5）一端固定连接有同一固定架（17），所述固定架（17）上固定连接有连接条（23），所述固定架（17）与连接条（23）之间滑动连接有滑动座（18），所述固定架（17）上设有驱动机构以带动滑动座（18）移动，所述滑动座（18）上转动连接有第二转轴（29），所述第二转轴（29）上固定连接有机械臂（19），所述第一转轴（15）与第二转轴（29）之间设有联动机构以实现第一转轴（15）与第二转轴（29）同步转动；

所述联动机构包括第一连接组件（26）、第二连接组件（27）、第三连接组件（28）、第一联动杆（30）和第二联动杆（31），所述第一连接组件（26）、第二连接组件（27）和第三连接组件（28）均由圆盘以及三个长度相同的支臂构成，三个支臂均与圆盘外周固定连接，且三个支臂关于圆盘的轴心呈环形等距分布，所述第一联动杆（30）和第二联动杆（31）分别设有三个，所述第一连接组件（26）上的三个支臂分别与三个第一联动杆（30）的一端转动连接，所述三个第一联动杆（30）的另一端分别与所述第二连接组件（27）上的三个支臂转动连接，所述第二连接组件（27）上的三个支臂分别与三个第二联动杆（31）的一端转动连接，所述三个第二联动杆（31）的另一端分别与所述第三连接组件（28）上的三个支臂转动连接，所述第一转轴（15）与第一连接组件（26）上的圆盘同轴固定连接，所述第二转轴（29）与第三连接组件（28）上的圆盘同轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种机械手总成，其特征在于，所述减速机构包括齿槽（9）、第一齿轮（11）、第二齿轮（12）以及第一连接轴（13），所述第一电机（10）的输出端固定连接有第一齿轮（11），所述套环（8）内侧壁开设有齿槽（9），所述套环（8）内部设有第二齿轮（12），所述第二齿轮（12）的两侧分别与齿槽（9）以及第一齿轮（11）啮合连接，所述第二齿轮（12）的上端面固定连接有同轴设置的第一连接轴（13），所述第一连接轴（13）的上端面与盖板（14）下端面转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种机械手总成，其特征在于，所述第二齿轮（12）设有三个，三个所述第二齿轮（12）关于第一电机（10）输出端的轴心呈环形等距分布。

4.根据权利要求1所述的一种机械手总成，其特征在于，所述驱动机构包括支撑架（20）、第二电机（21）、螺纹杆（22）、连接杆（24）以及螺纹套（25），所述连接条（23）远离滑动座（18）一侧的固定架（17）上转动连接有螺纹杆（22），所述固定架（17）外侧固定连接有支撑架（20），所述支撑架（20）上固定连接有第二电机（21），所述第二电机（21）的输出端贯穿固定架（17）与螺纹杆（22）同轴固定连接，所述螺纹杆（22）上螺纹连接有螺纹套（25），所述滑动座（18）靠近螺纹杆（22）一侧固定连接有连接杆（24），所述连接杆（24）远离滑动座（18）一端贯穿连接条（23）与螺纹套（25）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种机械手总成，其特征在于，所述第一电机（10）和第二电机（21）均为伺服电机。

6.根据权利要求4所述的一种机械手总成，其特征在于，所述固定架（17）为“匚”型结构，所述连接条（23）的两端分别与固定架（17）开口端两侧固定连接，所述固定架（17）与所述连接条（23）一体成型。

7.根据权利要求1所述的一种机械手总成，其特征在于，所述第一连接组件（26）、第二连接组件（27）以及第三连接组件（28）上的三个支臂与圆盘均为一体成型结构，所述第一连接组件（26）、第二连接组件（27）以及第三连接组件（28）的尺寸大小均相同，所述第一联动杆（30）和第二联动杆（31）长度相同。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种机械手总成，其特征在于，所述底座（1）两侧均开设有与所述自锁式万向轮（3）相配合的放置槽（4）。

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