CN115008490A - 一种夹取式机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹取式机械手臂，涉及机械手臂技术领域，包括机械手臂顶板，所述机械手臂顶板的上表面中部固定安装有液压升降装置，所述液压升降装置可与外接连接设备进行连接，所述机械手臂顶板的内腔设置有夹取机构，所述夹取机构包括有驱动电机、双向螺纹杆和移动板，所述移动板的底面焊接有固定板，所述固定板的内侧设置有活动夹板。本发明通过采用夹取机构、摩擦夹护机构以及缓护机构等机构的相关结构的相互配合，解决了在机械手臂夹取物体时，二者间多为刚性接触，容易与物体间产生磨损，进而影响物体的夹取效果，以及夹取物体时，锁紧度较差，致使物品的夹取平稳度受到影响的问题。

Description

一种夹取式机械手臂

技术领域

本发明涉及机械手臂技术领域，具体涉及一种夹取式机械手臂。

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，其根据应用场景的不用，可分为很多种类，例如夹取式机械手臂、双臂式机械手臂、轻巧型机械手臂以及关节臂式机械手等等，所有机械手臂都具备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。

如中国发明文件公开号：CN113442119A的一种夹取式工业机械手臂，涉及机械手臂技术领域，通过气动装置推动矩形块上下移动，使得两组限位杆两侧移动，从而带动两个弧形夹具对物体的夹持，两个弧形夹具的张合便于对圆柱形物体的夹持稳定，解决了机械手臂控制夹取物品对于圆形柱物品夹取不稳定，夹具模块之间的零件没有很好的夹持稳固性，导致物品在夹取移动的过程中容易脱落损坏工业零件问题。

针对现有技术存在以下问题：

在机械手臂夹取物体时，二者间多为刚性接触，容易与物体间产生磨损，进而影响物体的夹取效果，以及夹取物体时，锁紧度较差，致使物品的夹取平稳度受到影响。

发明内容

本发明提供一种夹取式机械手臂，以解决在机械手臂夹取物体时，二者间多为刚性接触，容易与物体间产生磨损，进而影响物体的夹取效果，以及夹取物体时，锁紧度较差，致使物品的夹取平稳度受到影响的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种夹取式机械手臂，包括机械手臂顶板，所述机械手臂顶板的上表面中部固定安装有液压升降装置，所述液压升降装置可与外接连接设备进行连接，所述机械手臂顶板的内腔设置有夹取机构，所述夹取机构包括有驱动电机、双向螺纹杆和移动板，所述移动板的底面焊接有固定板，所述固定板的内侧设置有活动夹板，所述活动夹板的内侧表面固定连接有摩擦夹护机构，所述固定板、活动夹板之间设置有缓护机构，所述摩擦夹护机构包括有软质套壳、增摩槽和橡胶条，所述软质套壳的内部设置有硬芯杆、弹性弯板、限位横杆一和限位横杆二，所述限位横杆一和限位横杆二之间设置有软质限位弹板，所述软质限位弹板的内表面上固定连接有弹性抵压折板，采用夹取机构、摩擦夹护机构以及缓护机构等机构的相关结构的相互配合，解决了在机械手臂夹取物体时，二者间多为刚性接触，容易与物体间产生磨损，进而影响物体的夹取效果，以及夹取物体时，锁紧度较差，致使物品的夹取平稳度受到影响的问题。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述驱动电机的左侧与机械手臂顶板的右侧表面中部固定连接，所述驱动电机的输出轴延伸至机械手臂顶板的内部且与双向螺纹杆的一端固定连接，所述双向螺纹杆的另一端与机械手臂顶板的内腔侧面转动连接，所述移动板的内壁与双向螺纹杆的外表面螺纹连接，所述活动夹板的顶部与移动板的底面滑动连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述移动板的内壁上滑动连接有限位滑杆，所述限位滑杆的两端与机械手臂顶板的内腔侧面固定连接，所述限位滑杆关于移动板的中心线对称设置，所述移动板关于双向螺纹杆的中心线对称设置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述软质套壳的两端与活动夹板的内侧表面固定连接，所述增摩槽开设于软质套壳的外表面上，所述橡胶条的表面与增摩槽的内壁固定连接，所述硬芯杆的一侧与活动夹板的内侧表面固定连接，所述弹性弯板的一端与硬芯杆的外表面固定连接，所述弹性弯板的另一端与软质套壳的内表面固定连接，通过夹持物体时，软质套壳与物体接触受挤压产生形变，并利用增摩槽和橡胶条受压后凸出与物体表面贴合，配合橡胶条材料特性产生的摩擦，增加二者间的阻尼力。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述弹性弯板关于硬芯杆的中心线对称设置，所述摩擦夹护机构等间距分布在活动夹板的内侧表面上。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述限位横杆一的一侧与硬芯杆的外表面固定连接，所述限位横杆二的一侧与软质套壳的内表面固定连接，所述软质限位弹板的两端分别与限位横杆一、限位横杆二的外表面固定连接，且所述软质限位弹板关于限位横杆一的中心线对称设置，利用软质套壳受压挤压弹性弯板，配合弹性弯板的回弹产生的反向作用力，顶撑软质套壳，使得软质套壳、橡胶条与物体接触的更加紧密。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述缓护机构包括有外套筒和活动压柱，所述活动压柱的一端与活动夹板的外侧表面固定连接，所述外套筒的一端与固定板的内侧表面固定连接，所述活动压柱的外表面与外套筒的内壁滑动连接，所述外套筒的内表面上固定连接有弹性壁板，所述弹性壁板的一端与活动压柱设置在外套筒内部的表面固定连接，配合弹性壁板形变回弹产生的斥力，使得夹取物体时的锁紧度更高。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述弹性壁板绕外套筒中心点等间距分布，所述外套筒的内腔中部固定连接有活塞组件，所述活塞组件的一端与活动压柱的表面固定连接，利用活塞组件的活塞作用，对活动压柱的移动距离及弹性壁板的形变度进行控制。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述活塞组件的外表面上固定连接有外软质限位套，所述外软质限位套的一端与外套筒的内腔中部固定连接，所述外软质限位套的外表面上开设有限位卡槽，且所述限位卡槽与弹性壁板一一适配设置，通过外软质限位套和限位卡槽的设置，承接弹性壁板在形变时的挤压，对弹性壁板进行横向的限制，达到限位的效果。

由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

1、本发明提供一种夹取式机械手臂，采用夹取机构、摩擦夹护机构以及缓护机构等机构的相关结构的相互配合，解决了在机械手臂夹取物体时，二者间多为刚性接触，容易与物体间产生磨损，进而影响物体的夹取效果，以及夹取物体时，锁紧度较差，致使物品的夹取平稳度受到影响的问题。

2、本发明提供一种夹取式机械手臂，该装置中，通过夹持物体时，软质套壳与物体接触受挤压产生形变，并利用增摩槽和橡胶条受压后凸出与物体表面贴合，配合橡胶条材料特性产生的摩擦，增加二者间的阻尼力，从而确保物品被夹持时的稳定性。

3、本发明提供一种夹取式机械手臂，利用软质套壳受压挤压弹性弯板，配合弹性弯板的回弹产生的反向作用力，顶撑软质套壳，使得软质套壳、橡胶条与物体接触的更加紧密，并且利用限位横杆二在软质套壳作用下挤压软质限位弹板和弹性抵压折板，由二者共同作用产生的阻隔及回弹，确保软质套壳及弹性弯板的形变量处于适度范围内，从而在保证物体夹持稳定性的同时，提高装置构件的使用寿命。

4、本发明提供一种夹取式机械手臂，采用活动夹板受压移动，向着固定板挤压活动压柱，使得活动压柱在外套筒中滑动，并挤压弹性壁板产生形变，配合弹性壁板形变回弹产生的斥力，使得夹取物体时的锁紧度更高，此外，利用活塞组件的活塞作用，对活动压柱的移动距离及弹性壁板的形变度进行控制，以此在确保夹取效果的同时增加相关构件的使用安全。

5、本发明提供一种夹取式机械手臂，通过外软质限位套和限位卡槽的设置，承接弹性壁板在形变时的挤压，对弹性壁板进行横向的限制，从而达到限位的效果，以此保证弹性壁板的弹性模量变化处于适宜范围。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构机械手臂顶板和夹取机构的立体示意图；

图3为本发明的结构移动板和摩擦夹护机构的立体示意图；

图4为本发明的结构固定板和摩擦夹护机构的截面示意图；

图5为本发明的结构图4的A处放大示意图；

图6为本发明的结构缓护机构的截面示意图。

图中：1、机械手臂顶板；2、液压升降装置；3、夹取机构；31、驱动电机；32、双向螺纹杆；33、移动板；34、固定板；35、活动夹板；4、摩擦夹护机构；41、软质套壳；42、增摩槽；43、橡胶条；a1、硬芯杆；a2、弹性弯板；a3、限位横杆一；a4、限位横杆二；a5、软质限位弹板；a6、弹性抵压折板；5、缓护机构；51、外套筒；52、活动压柱；53、活塞组件；b1、外软质限位套；b2、限位卡槽；54、弹性壁板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

如图1-6所示，本发明提供了一种夹取式机械手臂，包括机械手臂顶板1，机械手臂顶板1的上表面中部固定安装有液压升降装置2，液压升降装置2可与外接连接设备进行连接，机械手臂顶板1的内腔设置有夹取机构3，夹取机构3包括有驱动电机31、双向螺纹杆32和移动板33，移动板33的底面焊接有固定板34，固定板34的内侧设置有活动夹板35，活动夹板35的内侧表面固定连接有摩擦夹护机构4，驱动电机31的接线端电性连接有外接控制器，固定板34、活动夹板35之间设置有缓护机构5，摩擦夹护机构4包括有软质套壳41、增摩槽42和橡胶条43，软质套壳41的内部设置有硬芯杆a1、弹性弯板a2、限位横杆一a3和限位横杆二a4，限位横杆一a3和限位横杆二a4之间设置有软质限位弹板a5，软质限位弹板a5的内表面上固定连接有弹性抵压折板a6，驱动电机31的左侧与机械手臂顶板1的右侧表面中部固定连接，驱动电机31的输出轴延伸至机械手臂顶板1的内部且与双向螺纹杆32的一端固定连接，双向螺纹杆32的另一端与机械手臂顶板1的内腔侧面转动连接，移动板33的内壁与双向螺纹杆32的外表面螺纹连接，活动夹板35的顶部与移动板33的底面滑动连接，移动板33的内壁上滑动连接有限位滑杆，限位滑杆的两端与机械手臂顶板1的内腔侧面固定连接，限位滑杆关于移动板33的中心线对称设置，移动板33关于双向螺纹杆32的中心线对称设置，通过驱动电机31的输出轴带动双向螺纹杆32转动，并带动移动板33向着内侧移动，配合固定板34和活动夹板35对物体进行夹持。

实施例2

如图1-6所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，软质套壳41的两端与活动夹板35的内侧表面固定连接，增摩槽42开设于软质套壳41的外表面上，橡胶条43的表面与增摩槽42的内壁固定连接，硬芯杆a1的一侧与活动夹板35的内侧表面固定连接，弹性弯板a2的一端与硬芯杆a1的外表面固定连接，弹性弯板a2的另一端与软质套壳41的内表面固定连接，通过夹持物体时，软质套壳41与物体接触受挤压产生形变，并利用增摩槽42和橡胶条43受压后凸出与物体表面贴合，配合橡胶条43材料特性产生的摩擦，增加二者间的阻尼力，以此提高物品被夹持时的稳定性。

进一步的，弹性弯板a2关于硬芯杆a1的中心线对称设置，摩擦夹护机构4等间距分布在活动夹板35的内侧表面上，限位横杆一a3的一侧与硬芯杆a1的外表面固定连接，限位横杆二a4的一侧与软质套壳41的内表面固定连接，软质限位弹板a5的两端分别与限位横杆一a3、限位横杆二a4的外表面固定连接，且软质限位弹板a5关于限位横杆一a3的中心线对称设置，利用软质套壳41受压挤压弹性弯板a2，配合弹性弯板a2的回弹产生的反向作用力，顶撑软质套壳41，使得软质套壳41、橡胶条43与物体接触的更加紧密，并利用限位横杆二a4在软质套壳41作用下挤压软质限位弹板a5和弹性抵压折板a6，由二者共同作用产生的阻隔及回弹，确保软质套壳41及弹性弯板a2的形变量处于适度范围内。

实施例3

如图1-6所示，在实施例1-2的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，缓护机构5包括有外套筒51和活动压柱52，活动压柱52的一端与活动夹板35的外侧表面固定连接，外套筒51的一端与固定板34的内侧表面固定连接，活动压柱52的外表面与外套筒51的内壁滑动连接，外套筒51的内表面上固定连接有弹性壁板54，弹性壁板54的一端与活动压柱52设置在外套筒51内部的表面固定连接，弹性壁板54绕外套筒51中心点等间距分布，外套筒51的内腔中部固定连接有活塞组件53，活塞组件53的一端与活动压柱52的表面固定连接，通过活动夹板35受压移动，向着固定板34挤压活动压柱52，使得活动压柱52在外套筒51中滑动，并挤压弹性壁板54产生形变，配合弹性壁板54形变回弹产生的斥力，使得夹取物体时的锁紧度更高，此外，利用活塞组件53的活塞作用，对活动压柱52的移动距离及弹性壁板54的形变度进行限制。

此外，活塞组件53的外表面上固定连接有外软质限位套b1，外软质限位套b1的一端与外套筒51的内腔中部固定连接，外软质限位套b1的外表面上开设有限位卡槽b2，且限位卡槽b2与弹性壁板54一一适配设置，通过外软质限位套b1和限位卡槽b2的设置，承接弹性壁板54在形变时的挤压，对弹性壁板54进行横向的限制，进而达到限位的效果。

下面具体说一下该夹取式机械手臂的工作原理。

如图1-6所示，在使用时，首先通过外接控制器启动驱动电机31，通过驱动电机31的输出轴带动双向螺纹杆32转动，并带动移动板33向着内侧移动，然后通过夹持物体时，软质套壳41与物体接触受挤压产生形变，并利用增摩槽42和橡胶条43受压后凸出与物体表面贴合，配合橡胶条43材料特性产生的摩擦，增加二者间的阻尼力，同时利用软质套壳41受压挤压弹性弯板a2，配合弹性弯板a2的回弹产生的反向作用力，顶撑软质套壳41，使得软质套壳41、橡胶条43与物体接触的更加紧密，此外，通过活动夹板35受压移动，向着固定板34挤压活动压柱52，使得活动压柱52在外套筒51中滑动，并挤压弹性壁板54产生形变，配合弹性壁板54形变回弹产生的斥力，使得夹取物体时的锁紧度更高，此外，利用活塞组件53的活塞作用，对活动压柱52的移动距离及弹性壁板54的形变度进行限制，从而配合固定板34和活动夹板35对物体进行夹持，再利用液压升降装置2的伸缩及外部控制进行物体的调运。

上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种夹取式机械手臂，包括机械手臂顶板(1)，所述机械手臂顶板(1)的上表面中部固定安装有液压升降装置(2)，所述液压升降装置(2)可与外接连接设备进行连接，所述机械手臂顶板(1)的内腔设置有夹取机构(3)，所述夹取机构(3)包括有驱动电机(31)、双向螺纹杆(32)和移动板(33)，所述移动板(33)的底面焊接有固定板(34)，所述固定板(34)的内侧设置有活动夹板(35)，其特征在于：所述活动夹板(35)的内侧表面固定连接有摩擦夹护机构(4)，所述固定板(34)、活动夹板(35)之间设置有缓护机构(5)，所述摩擦夹护机构(4)包括有软质套壳(41)、增摩槽(42)和橡胶条(43)，所述软质套壳(41)的内部设置有硬芯杆(a1)、弹性弯板(a2)、限位横杆一(a3)和限位横杆二(a4)，所述限位横杆一(a3)和限位横杆二(a4)之间设置有软质限位弹板(a5)，所述软质限位弹板(a5)的内表面上固定连接有弹性抵压折板(a6)。

2.根据权利要求1所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述驱动电机(31)的左侧与机械手臂顶板(1)的右侧表面中部固定连接，所述驱动电机(31)的输出轴延伸至机械手臂顶板(1)的内部且与双向螺纹杆(32)的一端固定连接，所述双向螺纹杆(32)的另一端与机械手臂顶板(1)的内腔侧面转动连接，所述移动板(33)的内壁与双向螺纹杆(32)的外表面螺纹连接，所述活动夹板(35)的顶部与移动板(33)的底面滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述移动板(33)的内壁上滑动连接有限位滑杆，所述限位滑杆的两端与机械手臂顶板(1)的内腔侧面固定连接，所述限位滑杆关于移动板(33)的中心线对称设置，所述移动板(33)关于双向螺纹杆(32)的中心线对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述软质套壳(41)的两端与活动夹板(35)的内侧表面固定连接，所述增摩槽(42)开设于软质套壳(41)的外表面上，所述橡胶条(43)的表面与增摩槽(42)的内壁固定连接，所述硬芯杆(a1)的一侧与活动夹板(35)的内侧表面固定连接，所述弹性弯板(a2)的一端与硬芯杆(a1)的外表面固定连接，所述弹性弯板(a2)的另一端与软质套壳(41)的内表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述弹性弯板(a2)关于硬芯杆(a1)的中心线对称设置，所述摩擦夹护机构(4)等间距分布在活动夹板(35)的内侧表面上。

6.根据权利要求1所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述限位横杆一(a3)的一侧与硬芯杆(a1)的外表面固定连接，所述限位横杆二(a4)的一侧与软质套壳(41)的内表面固定连接，所述软质限位弹板(a5)的两端分别与限位横杆一(a3)、限位横杆二(a4)的外表面固定连接，且所述软质限位弹板(a5)关于限位横杆一(a3)的中心线对称设置。

7.根据权利要求1所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述缓护机构(5)包括有外套筒(51)和活动压柱(52)，所述活动压柱(52)的一端与活动夹板(35)的外侧表面固定连接，所述外套筒(51)的一端与固定板(34)的内侧表面固定连接，所述活动压柱(52)的外表面与外套筒(51)的内壁滑动连接，所述外套筒(51)的内表面上固定连接有弹性壁板(54)，所述弹性壁板(54)的一端与活动压柱(52)设置在外套筒(51)内部的表面固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述弹性壁板(54)绕外套筒(51)中心点等间距分布，所述外套筒(51)的内腔中部固定连接有活塞组件(53)，所述活塞组件(53)的一端与活动压柱(52)的表面固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种夹取式机械手臂，其特征在于：所述活塞组件(53)的外表面上固定连接有外软质限位套(b1)，所述外软质限位套(b1)的一端与外套筒(51)的内腔中部固定连接，所述外软质限位套(b1)的外表面上开设有限位卡槽(b2)，且所述限位卡槽(b2)与弹性壁板(54)一一适配设置。

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