CN114633276A - 一种用于材料加工的多功能智能机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于材料加工的多功能智能机械手，包括底座，底座上安装有驱动臂，驱动臂末端安装有多功能替换组件，多功能替换组件末端活动安装有若干个夹持组件；多功能替换组件包括转动安装于驱动臂末端的转动管，转动管内部顶端连接有液压杆，液压杆推杆端连接有驱动电机，驱动电机外侧固定套接有滑套，滑套外侧契合转动管内壁；驱动电机输出轴端焊接有转动板，转动管底端对应转动板处开设有限位孔，液压杆推动驱动电机端部的转动板脱离限位孔；转动板底端焊接有安装板，安装板侧面均开设有若干对接槽，对接槽内部活动安装有夹持组件。与现有技术相比，本发明通过在驱动臂末端设置多功能替换组件，直接利用驱动电机实现加工结构的快速切换。

Description

一种用于材料加工的多功能智能机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种用于材料加工的多功能智能机械手。

背景技术

机械手是一种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。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。

但是目前市场上的机械手仅能完成单一的操作，在加工过程中若需要进行其他操作，则需要替换机械手端部的结构，操作繁琐且费时，不利于材料加工的进行。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于材料加工的多功能智能机械手，通过在驱动臂末端设置多功能替换组件，直接利用电机实现不同夹持组件的快速更换。

技术方案：为本发明提供一种用于材料加工的多功能智能机械手，包括底座，所述底座上安装有驱动臂，所述驱动臂末端安装有多功能替换组件，所述多功能替换组件末端活动安装有若干个夹持组件；

所述多功能替换组件包括转动安装于驱动臂末端的转动管，所述转动管内部顶端连接有液压杆，所述液压杆推杆端连接有驱动电机，所述驱动电机外侧固定套接有滑套，所述滑套外侧契合转动管内壁；所述驱动电机输出轴端焊接有转动板，所述转动管底端对应转动板处开设有限位孔，液压杆推动驱动电机端部的转动板脱离限位孔；

所述转动板底端焊接有安装板，所述安装板侧面均开设有若干对接槽，所述对接槽内部活动安装有夹持组件。

进一步地，所述对接槽与所述夹持组件之间还设置有长度调节组件，所述长度调节组件包括对接块、导向框、调节电机以及调节丝杆；

所述对接块插接于所述对接槽内，所述安装板底面对应对接槽中部处安装有定位螺钉，所述对接块一端焊接有导向框，所述导向框内部底端中部固定安装有调节电机，所述调节电机输出轴端连接有调节丝杆，所述导向框内部滑动安装有活动框，所述调节丝杆通过螺孔贯穿连接活动框底端，所述活动框末端活动安装有夹持组件。

进一步地，所述转动管外壁还设置有绕线组件，所述绕线组件包括内管、顶板、绕线弹簧、卡线夹和护罩；

所述内管固定套接于转动管上，所述内管顶端焊接有顶板，所述顶板底面焊接有绕线弹簧，所述绕线弹簧均匀套接有卡线夹，所述顶板外侧套接有护罩。

进一步地，所述滑套外侧和转动管内壁接触面为光滑曲面。

进一步地，所述顶板为环形，所述顶板外侧贴合护罩内壁，所述顶板内侧契合内管外侧。

进一步地，所述转动板顶面拐角处焊接有限位柱，所述限位柱外侧面为倾斜面。

进一步地，所述夹持组件包括夹持轨、双向丝杆、夹持电机、调节块以及夹爪机构；

所述夹持轨安装于多功能替换组件上，所述夹持轨贯穿安装有双向丝杆，所述双向丝杆一端安装有夹持电机，所述双向丝杆两端对称螺纹连接有调节块，所述调节块上固定安装有夹爪机构。

进一步地，所述夹爪机构包括转换杆、固定螺柱、夹持块、夹持弹簧、夹持盒、沙袋、防滑垫片和夹持槽；所述调节块一端焊接有转换杆，所述转换杆顶端安装有固定螺柱，所述转换杆外侧滑动套接有夹持块，所述夹持块两侧均开设有夹持槽，一侧所述夹持槽内部均匀焊接有夹持弹簧，所述夹持弹簧一端点焊连接夹持盒内侧端，另一侧所述夹持槽内部粘接有沙袋，所述夹持盒远离夹持弹簧一侧粘接有防滑垫片。

进一步地，所述夹持盒设置多个，相邻所述夹持盒相互贴合，所述夹持盒顶端和底端分别贴合夹持槽顶端和底端，所述夹持盒和夹持槽接触面为光滑平面。

进一步地，所述底座底端安装有移动组件，所述移动组件包括底滑块、滑轨、端板、挡板、柔性挡边、穿孔和斜块；

所述底滑块焊接于底座底端，所述底滑块滑动安装于滑轨内部，所述滑轨一端安装有端板，所述端板顶端焊接有挡板，所述挡板底端两侧均粘接有柔性挡边，所述底座对应挡板处开设有穿孔，所述穿孔两侧底端均焊接有斜块。

进一步地，所述挡板宽度和两倍柔性挡边宽度和等于穿孔截面长度，所述斜块纵截面为直角三角形。

有益效果：

1、本发明通过在驱动臂末端设置多功能替换组件，液压杆推动驱动电机端部的转动板脱离限位孔，在驱动电机输出轴端的转动板上设置安装板，安装板内设置对接槽，对接槽内安装对接块，通过对接块组装若干个夹爪机构，实际安装时，可以根据需要安装不同的夹爪机构，驱动电机转动切换加工结构，实现不同的机械手操作，在加工时可快速切换不同的操作，无需停机，提高了加工的效率。

2、本发明在安装板与夹爪机构之间通过长度调节机构实现夹爪机构的长度调节，通过调节丝杆推动活动框远离安装板，防止误触，另外可以适应不同长度需求的机械手使用。

3、本发明在转动管外壁设置绕线组件，绕线组件可以配合转动的多功能替换组件使用，防止连接线相互缠绕，在对电机连线过程中，其连接线可以缠绕在卡线夹上，这样连接线在转动过程中因为绕线弹簧的作用，不会缠绕在一起。

4、本发明在多功能替换组件末端活动设置有夹持组件，双向丝杆转动，带动调节块移动，从而带动转换杆的夹持块相互靠近夹持，为了夹持不同的材料加工部件，将夹持块从转换杆取下，转动夹持块，改变夹持面，夹持盒和沙袋均可贴合夹持面移位变形或变形，扩大其适用范围，使得夹持结构能够夹持不同加工部件的同时夹持更加稳定。

5、本发明在底座上设置移动组件，底滑块沿着滑轨滑动，改变多功能替换组件的位置，方便其加工，挡板和柔性挡边遮挡滑轨，防止杂物进入，且斜块带动柔性挡边升起，穿过穿孔，起引导作用的同时，不会因挡板和柔性挡边的阻挡而影响多功能替换组件的移动，保证移动的顺畅性。

综上，多功能替换组件扩展其加工的部件的数量，快速切换达到快速加工的目的，绕线组件为专门辅助多功能替换组件的结构，防止连接线混乱，移动组件起引导作用，保证多功能替换组件移动的顺畅，夹持组件为多功能替换组件夹持加工部件的主要结构，保证不同形状的加工部件能够稳定夹持，保证操作精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明多功能替换组件的结构示意图；

图3为本发明液压杆的安装结构示意图；

图4为本发明绕线组件的结构示意图；

图5为本发明移动组件的结构示意图；

图6为本发明夹持组件的结构示意图；

图7为本发明夹持盒的安装结构示意图；

其中：1、底座；2、驱动臂；3、多功能替换组件；301、转动管；302、液压杆；303、驱动电机；304、滑套；305、转动板；306、限位柱；307、限位孔；308、安装板；309、对接槽；310、对接块；311、定位螺钉；312、导向框；313、调节电机；314、调节丝杆；315、活动框；316、绕线组件；3161、内管；3162、顶板；3163、绕线弹簧；3164、卡线夹；3165、护罩；4、移动组件；401、底滑块；402、滑轨；403、端板；404、挡板；405、柔性挡边；406、穿孔；407、斜块；5、夹持组件；501、夹持轨；502、中板；503、双向丝杆；504、夹持电机；505、调节块；506、转换杆；507、固定螺柱；508、夹持块；509、夹持弹簧；510、夹持盒；511、沙袋；512、防滑垫片；513、夹持槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-7所示，本发明提供一种用于材料加工的多功能智能机械手技术方案，包括底座1，底座1上安装有驱动臂2，驱动臂2末端安装有多功能替换组件3，多功能替换组件3末端活动安装有若干个夹持组件5。

多功能替换组件3包括转动管301、液压杆302、驱动电机303、滑套304、转动板305、限位柱306、限位孔307、安装板308、对接槽309、对接块310、定位螺钉311、导向框312、调节电机313、调节丝杆314、活动框315和绕线组件316。

转动管301转动安装于驱动臂2顶端，转动管301内部顶端连接有液压杆302，液压杆302推杆端连接有驱动电机303，驱动电机303外侧固定套接有滑套304，驱动电机303输出轴端焊接有转动板305，转动板305顶面拐角处焊接有限位柱306，转动管301底端对应转动板305处开设有限位孔307。

转动板305底端焊接有安装板308，安装板308侧面均开设有对接槽309，对接槽309内部安装有对接块310，安装板308底面对应对接槽309中部处安装有定位螺钉311，对接块310一端焊接有导向框312，导向框312内部底端中部固定安装有调节电机313，滑套304外侧契合转动管301内壁，滑套304外侧和转动管301内壁接触面为光滑曲面，驱动电机303和调节电机313输入端均和外部电源输出端电性相连，保证驱动电机303和调节电机313正常工作，调节电机313输出轴端连接有调节丝杆314，导向框312内部滑动安装有活动框315，调节丝杆314通过螺孔贯穿连接活动框315底端，活动框315顶端安装有夹持组件5。

转动管301中部安装有绕线组件316。转动管301外壁还设置有绕线组件316，绕线组件316包括内管3161、顶板3162、绕线弹簧3163、卡线夹3164和护罩3165。

内管3161固定套接于转动管301中部，内管3161顶端焊接有顶板3162，顶板3162底面焊接有绕线弹簧3163，绕线弹簧3163均匀套接有卡线夹3164，顶板3162外侧套接有护罩3165，顶板3162为环形，顶板3162外侧贴合护罩3165内壁，顶板3162内侧契合内管3161外侧，便于安装护罩3165。

在实际安装时，可设置每个活动框315端部的加工结构均不相同，液压杆302推动驱动电机303端部的转动板305脱离限位孔307，驱动电机303转动切换活动框315端部的夹持组件5。

夹持组件5包括夹持轨501、中板502、双向丝杆503、夹持电机504、调节块505、转换杆506、固定螺柱507、夹持块508、夹持弹簧509、夹持盒510、沙袋511、防滑垫片512和夹持槽513。

夹持轨501焊接于活动框315顶端，夹持轨501中部焊接有中板502，中板502中部贯穿安装有双向丝杆503，双向丝杆503一端安装有夹持电机504，夹持电机504输入端和外部电源输出端电性相连，夹持电机504固定连接夹持轨501，保证夹持电机504正常工作，双向丝杆503两端对称通过螺纹调节有调节块505，调节块505一端焊接有转换杆506，转换杆506顶端安装有固定螺柱507，转换杆506外侧滑动套接有夹持块508，夹持块508两侧均开设有夹持槽513，一侧夹持槽513内部均匀焊接有夹持弹簧509，夹持弹簧509一端点焊连接夹持盒510内部，相邻夹持盒510相互贴合，夹持盒510顶端和底端分别贴合夹持槽513顶端和底端，夹持盒510和夹持槽513接触面为光滑平面，便于夹持盒510沿着夹持槽513滑动，另一侧夹持槽513内部粘接有沙袋511，夹持盒510远离夹持弹簧509一侧粘接有防滑垫片512。

双向丝杆503转动，带动转换杆506的夹持块508相互靠近夹持，为了夹持不同结构，转动夹持块508，改变夹持面，夹持盒510和沙袋511均可贴合夹持面移位变形或变形。

在底座1底端安装有移动组件4，移动组件4包括底滑块401、滑轨402、端板403、挡板404、柔性挡边405、穿孔406和斜块407。

底滑块401焊接于底座1底端，底滑块401滑动安装于滑轨402内部，滑轨402一端安装有端板403，端板403顶端焊接有挡板404，挡板404底端两侧均粘接有柔性挡边405，底座1对应挡板404处开设有穿孔406，穿孔406两侧底端均焊接有斜块407，挡板404宽度和两倍柔性挡边405宽度和等于穿孔406截面长度，斜块407纵截面为直角三角形，便于挡板404和柔性挡边405同时穿过穿孔406。

底滑块401沿着滑轨402滑动，挡板404和柔性挡边405遮挡滑轨402，防止杂物进入，且斜块407带动柔性挡边405升起，穿过穿孔406。

本发明的工作原理及使用流程：

安装：对接槽309内安装对接块310，转动定位螺钉311挤压固定，依据需要选择安装的导向框312数量，最多安装四个，将加工部件安装于夹持组件5的调节块505之间，启动夹持电机504，夹持电机504带动双向丝杆503转动，双向丝杆503两端的调节块505沿着夹持轨501滑动并相互靠近，此时夹持盒510端部的防滑垫片512靠近加工部件，夹持弹簧509收缩，根据夹持面，每个夹持盒510移动位置不同，夹持挤压更加牢固，若加工部件夹持部位硬度较低，则松动固定螺柱507，将夹持块508从转换杆506取下，转动夹持块508，改变夹持面，使得沙袋511靠近夹持位置，防止对加工部件造成损伤，夹持盒510和沙袋511均可贴合夹持面移位变形或变形，扩大其适用范围，使得夹持组件5能够夹持不同加工部件的同时夹持更加稳定，随后，连接线和管道沿着绕线组件316的绕线弹簧3163缠绕，卡线夹3164夹持固定，再套接护罩3165至顶板3162处，保护绕线弹簧3163，完成安装。

加工时：底滑块401沿着滑轨402滑动，改变多功能替换组件3的位置，方便其加工，挡板404和柔性挡边405遮挡滑轨402，防止杂物进入滑轨402，在底座1移动时，斜块407带动柔性挡边405倾斜并逐渐变为水平，穿过穿孔406，起引导作用的同时，不会因挡板404和柔性挡边405的阻挡而影响多功能替换组件3的移动，保证移动的顺畅性。

每个活动框315端部的加工器具结构均不相同，液压杆302推动驱动电机303端部的转动板305脱离限位孔307，驱动电机303转动切换加工器具结构。

在转换多功能替换组件3的加工器具结构后，调节丝杆314被调节电机313带动转动，推动活动框315远离安装板308，夹持组件5夹持的加工器具靠近工件，防止其他部分加工部件误触工件，使得在加工时可快速切换不同的操作，无需停机，提高了加工的效率。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于材料加工的多功能智能机械手，包括底座（1），所述底座（1）上安装有驱动臂（2），其特征在于，所述驱动臂（2）末端安装有多功能替换组件（3），所述多功能替换组件（3）末端活动安装有若干个夹持组件（5）；

所述多功能替换组件（3）包括转动安装于驱动臂（2）末端的转动管（301），所述转动管（301）内部顶端连接有液压杆（302），所述液压杆（302）推杆端连接有驱动电机（303），所述驱动电机（303）外侧固定套接有滑套（304），所述滑套（304）外侧契合转动管（301）内壁；所述驱动电机（303）输出轴端焊接有转动板（305），所述转动管（301）底端对应转动板（305）处开设有限位孔（307）；

所述转动板（305）底端焊接有安装板（308），所述安装板（308）侧面均开设有若干对接槽（309），所述对接槽（309）内部活动安装有夹持组件（5）。

2.根据权利要求1所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述对接槽（309）与所述夹持组件（5）之间还设置有长度调节组件，所述长度调节组件包括对接块（310）、导向框（312）、调节电机（313）（315）以及调节丝杆（314）；

所述对接块（310）插接于所述对接槽（309）内，所述安装板（308）底面对应对接槽（309）中部处安装有定位螺钉（311），所述对接块（310）一端焊接有导向框（312），所述导向框（312）内部底端中部固定安装有调节电机（313），所述调节电机（313）输出轴端连接有调节丝杆（314），所述导向框（312）内部滑动安装有活动框（315），所述调节丝杆（314）通过螺孔贯穿连接活动框（315）底端，所述活动框（315）末端活动安装有夹持组件（5）。

3.根据权利要求1所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述转动管（301）外壁还设置有绕线组件（316），所述绕线组件（316）包括内管（3161）、顶板（3162）、绕线弹簧（3163）、卡线夹（3164）和护罩（3165）；

所述内管（3161）固定套接于转动管（301）上，所述内管（3161）顶端焊接有顶板（3162），所述顶板（3162）底面焊接有绕线弹簧（3163），所述绕线弹簧（3163）均匀套接有卡线夹（3164），所述顶板（3162）外侧套接有护罩（3165）。

4.根据权利要求1所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述滑套（304）外侧和转动管（301）内壁接触面为光滑曲面。

5.根据权利要求1所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述转动板（305）顶面拐角处焊接有限位柱（306），所述限位柱（306）外侧面为倾斜面。

6.根据权利要求1至5任一所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述夹持组件（5）包括夹持轨（501）、双向丝杆（503）、夹持电机（504）、调节块（505）以及夹爪机构；

所述夹持轨（501）安装于多功能替换组件（3）上，所述夹持轨（501）贯穿安装有双向丝杆（503），所述双向丝杆（503）一端安装有夹持电机（504），所述双向丝杆（503）两端对称螺纹连接有调节块（505），所述调节块（505）上固定安装有夹爪机构。

7.根据权利要求6所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述夹爪机构包括转换杆（506）、固定螺柱（507）、夹持块（508）、夹持弹簧（509）、夹持盒（510）、沙袋（511）、防滑垫片（512）和夹持槽（513）；所述调节块（505）一端焊接有转换杆（506），所述转换杆（506）顶端安装有固定螺柱（507），所述转换杆（506）外侧滑动套接有夹持块（508），所述夹持块（508）两侧均开设有夹持槽（513），一侧所述夹持槽（513）内部均匀焊接有夹持弹簧（509），所述夹持弹簧（509）一端点焊连接夹持盒（510）内侧端，另一侧所述夹持槽（513）内部粘接有沙袋（511），所述夹持盒（510）远离夹持弹簧（509）一侧粘接有防滑垫片（512）。

8.根据权利要求7所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述夹持盒（510）设置多个，相邻所述夹持盒（510）相互贴合，所述夹持盒（510）顶端和底端分别贴合夹持槽（513）顶端和底端，所述夹持盒（510）和夹持槽（513）接触面为光滑平面。

9.根据权利要求1所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述底座（1）底端安装有移动组件（4），所述移动组件（4）包括底滑块（401）、滑轨（402）、端板（403）、挡板（404）、柔性挡边（405）、穿孔（406）和斜块（407）；

所述底滑块（401）焊接于底座（1）底端，所述底滑块（401）滑动安装于滑轨（402）内部，所述滑轨（402）一端安装有端板（403），所述端板（403）顶端焊接有挡板（404），所述挡板（404）底端两侧均粘接有柔性挡边（405），所述底座（1）对应挡板（404）处开设有穿孔（406），所述穿孔（406）两侧底端均焊接有斜块（407）。

10.根据权利要求9所述的用于材料加工的多功能智能机械手，其特征在于，所述挡板（404）宽度和两倍柔性挡边（405）宽度和等于穿孔（406）截面长度，所述斜块（407）纵截面为直角三角形。

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