CN114700934A - 一种小型机械手 - Google Patents

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高狄
甘超
黄洲
卿南平
向健淋
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
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Abstract

本发明公开一种小型机械手包括底座、驱动件、同步组件、气动抓手和旋转臂组件，驱动件可转动地设置在底座上，旋转臂组件包括第一旋转轴和定位板，驱动件的输出轴与第一旋转轴固定连接，同步组件包括第二旋转轴、第一传动轮、第二传动轮和传动件，驱动件可转动地设在底座上，第一旋转轴可转动地设在底座上，驱动件的输出轴与第一旋转轴固定连接，定位板一端固定在第一旋转轴上，第一传动轮固定在底座上，第二旋转轴可转动地连接在定位板另一端，第二旋转轴两端分别与第二传动轮和气动抓手连接。本方案的小型机械手结构简单，物件抓取速度快；驱动件只需转动180°即可完成一次物件取放动作，气动抓手的位移是旋转臂组件长度的2倍。

Description

一种小型机械手
技术领域
本发明属于机械技术领域，具体地说，本发明涉及一种小型机械手。
背景技术
随着机械自动化行业的发展，抓取物件并放置在其它工位的机械手已经非常普遍。现有的此种机械手通常是使用X轴的直线模组加Z轴的直线模组加气动抓手来实现。机械手的动作如下：气动抓手抓取物件，然后Z轴的直线模组上升，再X轴的直线模组平移至其他工位，然后Z轴的直线模组下降，最后气动抓手放置物件。此种机械手的动作较多，速度中等。然而随着行业的发展，尤其是小型物件的非精密装配领域，现有的机械手的取放速度，已经不能满足其要求。
综上所述，亟需提供一种小型机械手，以解决现有技术中所存在的问题，实现更加快速便捷的物件抓取。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种小型机械手，结构简单，运动行程短且机械动作少，以解决现有技术中所存在的问题，实现更加快速便捷的物件抓取。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种小型机械手，包括底座、驱动件、同步组件、气动抓手和旋转臂组件，所述驱动件可转动地设置在所述底座上，所述旋转臂组件包括第一旋转轴和定位板，所述驱动件的输出轴与所述第一旋转轴固定连接，所述同步组件包括第二旋转轴、第一传动轮、第二传动轮和传动件，所述驱动件可转动地设置在所述底座上，所述第一旋转轴可转动地设置在所述底座上，所述驱动件的输出轴与所述第一旋转轴固定连接，所述定位板的一端固定在所述第一旋转轴上，所述第一传动轮固定在所述底座上，所述第二旋转轴可转动地连接在所述定位板的另一端，所述第二旋转轴的两端分别与所述第二传动轮和所述气动抓手固定连接，所述驱动件转动时带动所述定位板转动从而带动所述气动抓手的位置从所述驱动件的一侧移动至另一侧。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述底座包括底板以及竖向设置在所述底板上的支撑架和固定支架，所述驱动件可转动地设置在所述支撑架上，所述第一旋转轴可转动地设置在所述固定支架上，所述第一传动轮固定在所述固定支架上。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述驱动件的输出轴通过联轴器与所述第一旋转轴固定连接。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述第一旋转轴通过轴承连接在所述固定支架上。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述第二旋转轴通过轴承可转动地连接在所述定位板的另一端。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述固定支架上远离所述第一转轴的侧面固定连接有固定杆，所述第一传动轮固定在所述固定杆上。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，还包括用于张紧所述传动件的张紧轮，所述张紧轮设置在所述第一传动轮和所述第二传动轮之间，所述张紧轮的轴固定在所述定位板上。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述定位板包括固定连接的第一板体和第二板体，所述第一旋转轴与所述第一板体固定连接，所述第二旋转轴和所述张紧轮连接在所述第二板体上。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述传动件为同步带或者链条。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述驱动件为伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述第一旋转轴连接。
本发明的技术方案所取得的有益技术效果是：
本发明的小型机械手结构简单，运动行程短，不占用空间，物件抓取速度快，显著提高工作效率；驱动件只需转动180°即可完成一次物件取放的动作，气动抓手的位移是旋转臂组件长度的2倍；伺服电机转动多少角度，气动抓手则反方向自转多少角度，使得气动抓手始终保持竖直向下的状态，提高抓取的效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明小型机械手的立体结构示意图；
图2为本发明小型机械手的主视图；
图3为图2中A-A方向的剖视图；
图4为图2中B-B方向的剖视图；
图5为本发明小型机械手的应用场景示意图。
附图标记：
1-底座 2-伺服电机 3-气动抓手
4-第一传动轮 5-第二传动轮 6-张紧轮
7-同步带 8-第一旋转轴 9-第二旋转轴
10-联轴器 11-底板 12-支撑架
13-固定支架 14-固定杆 15-定位板
16-第一板体 17-第二板体 18-轴承
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
实施例1
参考附图1至附图5的示意，本实施例中的小型机械手包括底座1、驱动件、同步组件、气动抓手3和旋转臂组件，驱动件可转动地设置在底座1上，旋转臂组件包括第一旋转轴8和定位板15，驱动件的输出轴与第一旋转轴8固定连接，同步组件包括第二旋转轴9、第一传动轮4、第二传动轮5和传动件，驱动件可转动地设置在底座1上，第一旋转轴8可转动地设置在底座1上，驱动件的输出轴与第一旋转轴8固定连接，定位板15的一端固定在第一旋转轴8上，第一传动轮4固定在底座1上，第二旋转轴9可转动地连接在定位板15的另一端，第二旋转轴9的两端分别与第二传动轮5和气动抓手3固定连接，驱动件转动时带动定位板15转动从而带动气动抓手3的位置从驱动件的一侧移动至另一侧。在本实施例中的驱动件为伺服电机2，伺服电机2的输出轴与第一旋转轴8连接；本实施例中的传动件为同步带7，第一传动轮4和第二传动轮5均为同步带7轮；在其它实施例中，可以采用链条作为传动件，采用链轮或光轮作为第一传动和第二传动轮5。
参考附图1至附图3的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，底座1包括底板11以及竖向设置在底板11上的支撑架12和固定支架13，驱动件可转动地设置在支撑架12上，第一旋转轴8可转动地设置在固定支架13上，第一传动轮4固定在固定支架13上。通过支撑架12为伺服电机2提供竖向支撑和旋转支撑；通过设置固定支架13，为第一旋转轴8提供竖向支撑。
参考附图3的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，第一旋转轴8通过轴承18连接在固定支架13上。这样设置，轴承18固定在固定支架13上，第一旋转轴8穿过轴承18，可实现第一旋转轴8相对于固定支架13转动。
参考附图4的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，第二旋转轴9通过轴承18可转动地连接在定位板15的另一端。这样设置可实现第二旋转轴9相对于定位板15转动。
参考附图4的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，固定支架13上远离第一转轴的侧面固定连接有固定杆14，第一传动轮4固定在固定杆14上。固定支架13的侧面固定连接有附加板，附加板上开设有固定孔，固定杆14的末端固定在固定孔中，第一传动轮4固定在固定杆14上。这样设置，当伺服电机2带动定位板15转动时，第一传动轮4不会转动。
参考附图1至附图2的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，还包括用于张紧传动件的张紧轮6，张紧轮6设置在第一传动轮4和第二传动轮5之间，张紧轮6的轴固定在定位板15上。通过设置张紧轮6可保持同步带7的张紧；如果采用链条作为传动件，则可采用链轮作为张紧轮6。
参考附图1、附图3和附图4的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，定位板15包括固定连接的第一板体16和第二板体17，第一旋转轴8与第一板体16固定连接，第二旋转轴9和张紧轮6连接在第二板体17上。参见附图1的示意，第一板体16和第二板体17的端部通过两个螺栓紧固在一起。参见附图1和附图4的示意，由于第一板体16设置在两个固定支架13之间，通过设置第一板体16和第二板体17连接形成定位板15，则可让第二板体17和第一板体16位于不同的竖向平面，将第二板体17更为靠近张紧轮6和第二传动轮5，方便连接安装。
参考附图1至附图5的示意，简要介绍本发明中小型机械抓手的工作原理：伺服电机2旋转过程中，使得气动抓手3始终保持竖直向下的状态的方式和实现其功能的结构。
本发明的小型机械抓手的动力源只有一个伺服电机2和一个气动抓手3，第一传动轮4固定不动，第二传动轮5可以自转，靠同步带7围着固定的第一传动轮4转，从而带动第二传动轮5自转的机构，第二传动轮5与气动抓手3同步旋转。
参见附图5的示意，本实施例中的小型机械手在应用时的动作为：气动抓手3从转盘A上抓取目标物件，然后伺服电机2顺时针旋转180°，气动抓手3从转盘A的一侧旋转至转盘B的一侧，然后气动抓手3将物件放置在转盘B上，完成物件的抓取放置动作。
当伺服电机2逆时针旋转180°时，气动抓手3由转盘B的一侧移动到转盘A的一侧。在伺服电机2逆时针旋转的过程中，第一传动轮4不动，同步带7围着第一传动轮4逆时针转，其效果相当于第一传动轮4在做顺时针自转，亦带动第二传动轮5和气动抓手3做顺时针自转；第二传动轮5和气动抓手3自转的角度与伺服电机2旋转的角度相同，也即伺服电机2逆时针转动多少角度，气动抓手3则顺时针自转多少角度，使得气动抓手3始终保持竖直向下的状态。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型机械手，其特征在于，包括底座、驱动件、同步组件、气动抓手和旋转臂组件，所述驱动件可转动地设置在所述底座上，所述旋转臂组件包括第一旋转轴和定位板，所述驱动件的输出轴与所述第一旋转轴固定连接，所述同步组件包括第二旋转轴、第一传动轮、第二传动轮和传动件，所述驱动件可转动地设置在所述底座上，所述第一旋转轴可转动地设置在所述底座上，所述驱动件的输出轴与所述第一旋转轴固定连接，所述定位板的一端固定在所述第一旋转轴上，所述第一传动轮固定在所述底座上，所述第二旋转轴可转动地连接在所述定位板的另一端，所述第二旋转轴的两端分别与所述第二传动轮和所述气动抓手固定连接，所述驱动件转动时带动所述定位板转动从而带动所述气动抓手的位置从所述驱动件的一侧移动至另一侧。
2.根据权利要求1所述的小型机械手，其特征在于，所述底座包括底板以及竖向设置在所述底板上的支撑架和固定支架，所述驱动件可转动地设置在所述支撑架上，所述第一旋转轴可转动地设置在所述固定支架上，所述第一传动轮固定在所述固定支架上。
3.根据权利要求2所述的小型机械手，其特征在于，所述驱动件的输出轴通过联轴器与所述第一旋转轴固定连接。
4.根据权利要求2所述的小型机械手，其特征在于，所述第一旋转轴通过轴承连接在所述固定支架上。
5.根据权利要求2所述的小型机械手，其特征在于，所述第二旋转轴通过轴承可转动地连接在所述定位板的另一端。
6.根据权利要求2所述的小型机械手，其特征在于，所述固定支架上远离所述第一转轴的侧面固定连接有固定杆，所述第一传动轮固定在所述固定杆上。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的小型机械手，其特征在于，还包括用于张紧所述传动件的张紧轮，所述张紧轮设置在所述第一传动轮和所述第二传动轮之间，所述张紧轮的轴固定在所述定位板上。
8.根据权利要求7所述的小型机械手，其特征在于，所述定位板包括固定连接的第一板体和第二板体，所述第一旋转轴与所述第一板体固定连接，所述第二旋转轴和所述张紧轮连接在所述第二板体上。
9.根据权利要求7所述的小型机械手，其特征在于，所述传动件为同步带或者链条。
10.根据权利要求7所述的小型机械手，其特征在于，所述驱动件为伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述第一旋转轴连接。
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