CN114474023A - 一种柔性机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性机械手，包括底座，所述底座连接与之平行的安装台，所述安装台上活动设置有连接架，所述连接架通过驱动组件与所述安装台连接，所述连接架上设置有升降架，所述升降架通过弹性组件与所述连接架连接，所述升降架通过支撑杆连接设置在所述连接架上的夹持结构，所述连接架上还转动设置有凸轮，所述凸轮与所述升降架抵接，所述凸轮与安装在所述安装台上的随动组件连接，所述随动组件通过锥齿轮组连接所述驱动组件，在使用时，由驱动组件带动连接架运动，以带动夹持结构运动，同时驱动组件通过随动组件带动凸轮转动，凸轮与弹性组件配合，实现对物体的夹持，且夹持结构的运动与其夹持动作的产生分开进行，提高了装置的协同性。

Description

一种柔性机械手

技术领域

本发明涉及一种工业机械手领域，具体是一种柔性机械手。

背景技术

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力，机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。

随着科技的发展，机器人的应用逐渐渗入到社会的各行各业，如物流和仓储领域，家居领域等等。

在半导体领域，在对元器件进行组装时，需要对其进行移动，而这些元器件的体型较小，如果通过人工进行移动，一方面速度慢且效率低，另一方面，人体携带的静电荷容易击穿元器件，导致元器件损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性机械手，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：

一种柔性机械手，包括：

底座，所述底座通过竖板连接与之平行的安装台，所述安装台上活动设置有连接架，所述连接架通过驱动组件与所述安装台连接，所述连接架上滑动设置有升降架，所述升降架通过弹性组件与所述连接架连接，所述升降架通过支撑杆连接对称设置在所述连接架上的夹持结构，所述连接架上还转动设置有凸轮，所述凸轮与所述升降架抵接，所述凸轮与所述弹性组件配合，使所述夹持结构动作，对物体进行夹持，所述凸轮与安装在所述安装台上的随动组件连接，所述随动组件通过锥齿轮组连接所述驱动组件。

作为本发明进一步的方案：所述驱动组件包括与所述安装台平行设置的侧板，所述侧板上固定安装有驱动装置，所述驱动装置的输出轴贯穿所述侧板并与设置在所述侧板上的马耳他十字机芯结构连接，所述马耳他十字机芯结构通过一号皮带连接设置在所述安装台上的带传动结构，所述带传动结构与所述连接架连接，所述马耳他十字机芯结构还通过三号皮带连接所述锥齿轮组。

作为本发明再进一步的方案：所述马耳他十字机芯结构包括转动安装在所述侧板上的主动轮，所述主动轮与所述驱动装置的输出轴连接，且所述主动轮同转动安装在所述侧板上的一号从动轮以及二号从动轮适配，所述一号从动轮通过所述一号皮带连接所述带传动结构。

作为本发明再进一步的方案：所述带传动结构包括对称转动安装在所述安装台上的两个传动轮，两个所述传动轮之间套设有传动链，所述传动链通过连接套件与活动设置在所述安装台上的移动板连接，所述移动板的两端均设置有滑动套筒，所述滑动套筒与对称安装在所述安装台上的导向杆滑动连接，其中一个所述传动轮通过所述一号皮带连接所述一号从动轮，所述移动板与所述连接架固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述连接套件包括转动安装在所述传动链上的滑轮，所述滑轮与沿所述移动板长度方向设置的滑槽滚动配合。

作为本发明再进一步的方案：所述弹性组件包括一端固定安装在所述升降架上的立杆，所述立杆远离所述升降架的一端贯穿所述连接架，且所述立杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端与所述升降架连接，另一端与所述连接架连接。

作为本发明再进一步的方案：所述夹持结构包括固定安装在所述连接架上的固定架，所述固定架上对称转动安装有两个铰接杆，所述铰接杆通过所述支撑杆与所述升降架连接，且所述铰接杆远离所述固定架的一端转动安装有夹持件，所述夹持件的转轴通过二号皮带与所述固定架连接。

作为本发明再进一步的方案：所述随动组件包括转动安装在所述安装台上的传动杆，所述传动杆与所述锥齿轮组连接，且所述传动杆上滑动套设有随动套筒，所述随动套筒与所述凸轮固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设计新颖，在使用时，由驱动组件带动连接架在安装台的长度方向上往复运动，并在连接架运动至安装台的端部时，驱动组件停止驱使连接架运动，转而驱动随动组件动作，在随动组件动作时，带动凸轮旋转，凸轮与弹性组件配合，使夹持结构动作，对元器件进行夹持，且在完成夹持后，驱动装置停止驱使随动组件动作，并使连接架反向运动，至连接件运动至安装台的另一端，随动组件动作，释放元器件，重复上述步骤，完成对元器件的移动，有效解决了元器件移动速度慢的问题，同时有效避免了元器件被静电击穿的现象。

附图说明

图1为柔性机械手一种实施例的结构示意图。

图2为柔性机械手一种实施例中带传动结构的结构示意图。

图3为柔性机械手一种实施例中马耳他十字机芯结构的结构示意图。

图4为柔性机械手一种实施例中弹性组件与夹持结构的结构示意图。

图5为柔性机械手一种实施例中随动组件的结构示意图。

图6为柔性机械手一种实施例中又一角度的结构示意图。

图7为柔性机械手一种实施例中另一角度的结构示意图。

图中：1、底座；2、竖板；3、安装台；4、侧板；5、驱动装置；6、主动轮；7、一号从动轮；8、二号从动轮；9、一号皮带；10、传动轮；11、传动链；12、滑轮；13、移动板；14、滑动套筒；15、导向杆；16、连接架；17、升降架；18、立杆；19、弹簧；20、支撑杆；21、铰接杆；22、夹持件；23、二号皮带；24、固定架；25、凸轮；26、随动套筒；27、传动杆；28、锥齿轮组；29、三号皮带。

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、图3，本发明实施例中，一种柔性机械手，包括：

底座1，所述底座1通过竖板2连接与之平行的安装台3，所述安装台3上活动设置有连接架16，所述连接架16通过驱动组件与所述安装台3连接，所述驱动组件包括与所述安装台3平行设置的侧板4，所述侧板4上固定安装有驱动装置5，所述驱动装置5的输出轴贯穿所述侧板4并与设置在所述侧板4上的马耳他十字机芯结构连接，所述马耳他十字机芯结构还通过三号皮带29连接所述锥齿轮组28，所述马耳他十字机芯结构包括转动安装在所述侧板4上的主动轮6，所述主动轮6与所述驱动装置5的输出轴连接，且所述主动轮6同转动安装在所述侧板4上的一号从动轮7以及二号从动轮8适配。

在使用时，通过控制驱动装置5工作，带动与之连接的主动轮6转动，主动轮6分别带动一号从动轮7以及二号从动轮8转动，且在主动轮6带动一号从动轮7转动时，二号从动轮8不转动，主动轮6带动二号从动轮8转动时，一号从动轮7不转动。

请参阅图1、图2，所述一号从动轮7通过一号皮带9连接设置在所述安装台3上的带传动结构，所述带传动结构与所述连接架16连接，所述带传动结构包括对称转动安装在所述安装台3上的两个传动轮10，两个所述传动轮10之间套设有传动链11，所述传动链11通过连接套件与活动设置在所述安装台3上的移动板13连接，所述移动板13的两端均设置有滑动套筒14，所述滑动套筒14与对称安装在所述安装台3上的导向杆15滑动连接，其中一个所述传动轮10通过所述一号皮带9连接所述一号从动轮7，所述移动板13与所述连接架16固定连接，所述连接套件包括转动安装在所述传动链11上的滑轮12，所述滑轮12与沿所述移动板13长度方向设置的滑槽滚动配合。

当一号从动轮7转动时，带动与之同轴连接的传动轮10转动，并使套设在两个传动轮10之间的传动链11运动，并带动滑轮12运动，滑轮12与移动板13上的滑槽滚动配合，故在传动轮10不断转动的过程中，滑轮12可驱使移动板13在安装台3的长度方向上往复运动，进而使与移动板13连接的连接架16往复运动，具体的，在一号从动轮7旋转一个周期内，移动板13可由其行程的一端运动至另一端，并停止，后二号从动轮8在主动轮6的作用下发生转动。

其中，上述的传动链11具体为链条结构，即在其套设在传动轮10上时，具有两层结构，在传动轮10转动的过程中，滑轮12可由传动链11的一层运动至另一层，完成通过滑轮12带动移动板13的往复运动。

进一步的，上述的一号皮带9起到加速作用，即在一号从动轮7旋转一周时，传动轮10可旋转数圈。

请参阅图1、图4，所述连接架16上滑动设置有升降架17，所述升降架17通过弹性组件与所述连接架16连接，所述连接架16上还转动设置有凸轮25，所述凸轮25与所述升降架17抵接，所述凸轮25与所述弹性组件配合，使所述夹持结构动作，对物体进行夹持，所述弹性组件包括一端固定安装在所述升降架17上的立杆18，所述立杆18远离所述升降架17的一端贯穿所述连接架16，且所述立杆18上套设有弹簧19，所述弹簧19的一端与所述升降架17连接，另一端与所述连接架16连接。

当二号从动轮8转动时，带动凸轮25转动，在对元器件进行夹持时，凸轮25与升降架17抵接的部分由凸轮25的短轴变为其长轴，此时凸轮25驱使升降架17向下运动，并压缩弹簧19，升降架17在向下运动的过程中，带动夹持结构动作，对元器件进行夹持，并在完成夹持动作后，二号从动轮8停止转动，一号从动轮7转动，带动连接架16运动，此时凸轮25的长轴始终与升降架17保持抵接状态，即元器件始终处于被夹持的状态。

当凸轮25在下次旋转时，将继续旋转半轴，使夹持结构解除对元器件的夹持。

其中，需要说明的，由于二号从动轮8在一个周期内的旋转中，只能旋转四分之一周，而我们需要凸轮25旋转半轴，所以三号皮带29的主动带轮直径为其从动带轮直径的两倍，其中三号皮带29的主动带轮与二号从动轮8同轴固定连接，三号皮带29的从动带轮与锥齿轮组28同轴固定连接。

请参阅图1、图4、图6、图7，所述升降架17通过支撑杆20连接对称设置在所述连接架16上的夹持结构，所述夹持结构包括固定安装在所述连接架16上的固定架24，所述固定架24上对称转动安装有两个铰接杆21，所述铰接杆21通过所述支撑杆20与所述升降架17连接，且所述铰接杆21远离所述固定架24的一端转动安装有夹持件22，所述夹持件22的转轴通过二号皮带23与所述固定架24连接。

在使用时，当升降架17在向下运动时，通过支撑杆20驱使铰接杆21旋转，使得设置在铰接杆21端部的夹持件22相互靠近运动，以对元器件进行夹持，同时在二号皮带23的作用下使夹持件22始终保持与底座1垂直的状态，以使其更好对元器件进行夹持。

需要说明的是，上述的二号皮带23的主动带轮与其从动带轮的直径大小相同，且其主动带轮固定安装在固定架24上，并与铰接杆21在固定架24上的旋转中心同轴设置，其从动带轮与夹持件22固定连接，并与夹持件22的旋转中心同轴设置。

更进一步的，上述的夹持件22由橡胶材质所制。

请参阅图5、图6、图7，所述凸轮25与安装在所述安装台3上的随动组件连接，所述随动组件通过锥齿轮组28连接所述二号从动轮8，所述随动组件包括转动安装在所述安装台3上的传动杆27，所述传动杆27与所述锥齿轮组28连接，且所述传动杆27上滑动套设有随动套筒26，所述随动套筒26与所述凸轮25固定连接。

在二号从动轮8旋转时，通过锥齿轮组28带动传动杆27旋转，并使套设在传动杆27上的随动套筒26发生转动，以使凸轮25旋转，具体的，上述的传动杆27由两个小杆组成，并在随动套筒26上设置有两个供小杆贯穿的小孔。

还需要说明的是，上述的锥齿轮组28包括转动安装在所述安装台3上的一号锥齿轮，所述一号锥齿轮与安装在所述传动杆27上的二号锥齿轮啮合，且所述一号锥齿轮与所述二号锥齿轮大小完全相同。

综上所述，在使用时，通过控制驱动装置5工作，带动与之连接的主动轮6转动，主动轮6分别带动一号从动轮7以及二号从动轮8转动，且在主动轮6带动一号从动轮7转动时，二号从动轮8不转动，主动轮6带动二号从动轮8转动时，一号从动轮7不转动；

当一号从动轮7转动时，带动与之同轴连接的传动轮10转动，并使套设在两个传动轮10之间的传动链11运动，并带动滑轮12运动，滑轮12与移动板13上的滑槽滚动配合，故在传动轮10不断转动的过程中，滑轮12可驱使移动板13在安装台3的长度方向上往复运动，进而使与移动板13连接的连接架16往复运动，具体的，在一号从动轮7旋转一个周期内，移动板13可由其行程的一端运动至另一端，并停止，后二号从动轮8在主动轮6的作用下发生转动；

在二号从动轮8旋转时，通过锥齿轮组28带动传动杆27旋转，并使套设在传动杆27上的随动套筒26发生转动，以使凸轮25旋转，

当凸轮25转动，对元器件进行夹持时，凸轮25与升降架17抵接的部分由凸轮25的短轴变为其长轴，此时凸轮25驱使升降架17向下运动，并压缩弹簧19，升降架17在向下运动的过程中，通过支撑杆20驱使铰接杆21旋转，使得设置在铰接杆21端部的夹持件22相互靠近运动，以对元器件进行夹持，同时在二号皮带23的作用下使夹持件22始终保持与底座1垂直的状态，以使其更好对元器件进行夹持，并在完成夹持动作后，二号从动轮8停止转动，一号从动轮7转动，带动连接架16运动，此时凸轮25的长轴始终与升降架17保持抵接状态，即元器件始终处于被夹持的状态。

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)

1.一种柔性机械手，其特征在于，包括：

底座(1)，所述底座(1)通过竖板(2)连接与之平行的安装台(3)，所述安装台(3)上活动设置有连接架(16)，所述连接架(16)通过驱动组件与所述安装台(3)连接，所述连接架(16)上滑动设置有升降架(17)，所述升降架(17)通过弹性组件与所述连接架(16)连接，所述升降架(17)通过支撑杆(20)连接对称设置在所述连接架(16)上的夹持结构；

所述连接架(16)上还转动设置有凸轮(25)，所述凸轮(25)与所述升降架(17)抵接，所述凸轮(25)与所述弹性组件配合，使所述夹持结构动作，对物体进行夹持；

所述凸轮(25)与安装在所述安装台(3)上的随动组件连接，所述随动组件通过锥齿轮组(28)连接所述驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述驱动组件包括与所述安装台(3)平行设置的侧板(4)，所述侧板(4)上固定安装有驱动装置(5)，所述驱动装置(5)的输出轴贯穿所述侧板(4)并与设置在所述侧板(4)上的马耳他十字机芯结构连接，所述马耳他十字机芯结构通过一号皮带(9)连接设置在所述安装台(3)上的带传动结构，所述带传动结构与所述连接架(16)连接；

所述马耳他十字机芯结构还通过三号皮带(29)连接所述锥齿轮组(28)。

3.根据权利要求2所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述马耳他十字机芯结构包括转动安装在所述侧板(4)上的主动轮(6)，所述主动轮(6)与所述驱动装置(5)的输出轴连接，且所述主动轮(6)同转动安装在所述侧板(4)上的一号从动轮(7)以及二号从动轮(8)适配，所述一号从动轮(7)通过所述一号皮带(9)连接所述带传动结构。

4.根据权利要求3所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述带传动结构包括对称转动安装在所述安装台(3)上的两个传动轮(10)，两个所述传动轮(10)之间套设有传动链(11)，所述传动链(11)通过连接套件与活动设置在所述安装台(3)上的移动板(13)连接，所述移动板(13)的两端均设置有滑动套筒(14)，所述滑动套筒(14)与对称安装在所述安装台(3)上的导向杆(15)滑动连接；

其中一个所述传动轮(10)通过所述一号皮带(9)连接所述一号从动轮(7)，所述移动板(13)与所述连接架(16)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述连接套件包括转动安装在所述传动链(11)上的滑轮(12)，所述滑轮(12)与沿所述移动板(13)长度方向设置的滑槽滚动配合。

6.根据权利要求1所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述弹性组件包括一端固定安装在所述升降架(17)上的立杆(18)，所述立杆(18)远离所述升降架(17)的一端贯穿所述连接架(16)，且所述立杆(18)上套设有弹簧(19)，所述弹簧(19)的一端与所述升降架(17)连接，另一端与所述连接架(16)连接。

7.根据权利要求1所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述夹持结构包括固定安装在所述连接架(16)上的固定架(24)，所述固定架(24)上对称转动安装有两个铰接杆(21)，所述铰接杆(21)通过所述支撑杆(20)与所述升降架(17)连接，且所述铰接杆(21)远离所述固定架(24)的一端转动安装有夹持件(22)，所述夹持件(22)的转轴通过二号皮带(23)与所述固定架(24)连接。

8.根据权利要求1所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述随动组件包括转动安装在所述安装台(3)上的传动杆(27)，所述传动杆(27)与所述锥齿轮组(28)连接，且所述传动杆(27)上滑动套设有随动套筒(26)，所述随动套筒(26)与所述凸轮(25)固定连接。

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