CN115256442A - 一种机电控制旋转臂机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机电控制旋转臂机械手，涉及机械手技术领域，该机械手包括旋转支柱件和第一支臂；第一支臂和第二支臂上均设有丝杆驱动件，丝杆驱动件包括双头丝杆、螺旋套和抓取连杆，所述双头丝杆转动安装在第一支臂或第二支臂上，抓取连杆为两个且抓取连杆一端与相对的螺旋套铰接且另一端连接抓取机构，两个双头丝杆相靠近的端部分别设有U型卡件和卡块，在第一支臂和第二支臂处于一个水平状态时，U型卡件和卡块能够扣合在一起；两个螺旋套在双头丝杆上相对移动或相背离移动时能够驱使抓取机构实现夹合和脱开。本发明结构简单，能够适应不同体型物件抓取，并且保持物件的抓取后的稳定性，操作便捷且实用性较强。

Description

一种机电控制旋转臂机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体是一种机电控制旋转臂机械手。

背景技术

旋转臂机械手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。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

旋转臂机械手的抓取执行部位为单个，通过调节机械手的转臂可实现对特定位置的物件进行抓取；但是单个抓取执行部位只能抓取物件的其中一个部位，对于一些体型较大或长度较长的物件来说，单个抓取执行部位无法在抓取后保证物件稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机电控制旋转臂机械手，以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机电控制旋转臂机械手，包括能够旋转的旋转支柱件和设在旋转支柱件顶部上的第一支臂，第一支臂的一端通过转动柱铰接有第二支臂，第一支臂与第二支臂之间设有驱使第二支臂绕与第一支臂的连接处转动的旋转件；第一支臂和第二支臂上均设有丝杆驱动件，丝杆驱动件包括双头丝杆、螺旋套和抓取连杆，所述双头丝杆转动安装在第一支臂或第二支臂上，双头丝杆两端螺旋方向相反，螺旋套为两个并均设分别设在双头丝杆的两端部，抓取连杆为两个且抓取连杆一端与相对的螺旋套铰接且另一端连接抓取机构，两个双头丝杆相靠近的端部分别设有U型卡件和卡块，在第一支臂和第二支臂处于一个水平状态时，U型卡件和卡块能够扣合在一起；两个螺旋套在双头丝杆上相对移动或相背离移动时能够驱使抓取机构实现夹合和脱开；其中一个丝杆驱动件的端部具有抓取电机且抓取电机的输出端与双头丝杆的端部相连接。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述抓取机构包括连接环件、纵向柱、下横杆和两个夹持组件，所述纵向柱设在第一支臂或第二支臂的底部上连接环件滑动套设在旋转电机上，抓取连杆远离螺旋套的端部与连接环件的侧壁相铰接，所述下横杆固定在纵向柱的底端部；两个夹持组件相对设置且两个夹持组件中部分别与两个下横杆的端部铰接，所述夹持组件下端部分用于夹持物件且夹持组件上端部分与连接环件相连接，连接环件在沿着纵向柱纵向移动时，能够通过牵引夹持组件上端部分使得夹持组件绕与下横杆端部连接处转动。

在一种可选方案中：所述夹持组件包括夹持部、连接杆框和铰接座，所述夹持部和连接杆框连接为一体且在两者的连接处设有铰接座，铰接座固定在下横杆端部，夹持部用于夹持物件且夹持部的夹持面上分布有夹持凸起，所述连接环件上具有插接至连接杆框内的拨动柱。

在一种可选方案中：所述纵向柱与第一支臂或第二支臂底部转动连接并且纵向柱由旋转电机驱动旋转；所述连接环件包括外环圈、内套体和转动环圈，所述内套体滑套在纵向柱外侧，外环圈环套在内套体外侧且外环圈与内套体之间通过多根内连杆连接在一起，拨动柱设在内连杆侧壁，所述转动环圈转动套设在外环圈外壁上，抓取连杆的下端部与转动环圈外壁铰接。

在一种可选方案中：所述旋转支柱件包括固定套和伸缩立柱，所述伸缩立柱能够伸缩且底端部设在固定套内部，固定套内具有驱动伸缩立柱旋转的动力件。

在一种可选方案中：所述旋转件包括角度调节气缸，所述角度调节气缸一端铰接于设在第一支臂上的支座，角度调节气缸另一端与设在第二支臂侧壁上的连接座铰接，连接座在第二支臂侧壁上滑动。

在一种可选方案中：所述旋转支柱件底部具有底基板且旋转支柱件下部分设有防撞结构且防撞结构包括环套并固定在旋转支柱件上的固定环架，所述固定环架上具有多个环布在旋转支柱件外侧的承受件，所述承受件包括承力柱和设在承力柱上的防撞套体，防撞套体在承力柱上转动并且采用橡胶材料制成。

在一种可选方案中：所述底基板为底部开口的中空盒体，所述旋转支柱件外壁具有滚轮组件，所述滚轮组件包括滑动环、滚轮支杆、移动轮和调节气缸，所述滑动环滑动套在旋转支柱件外壁上，滚轮支杆为多个且均贯穿底基板，移动轮设在滚轮支杆的下端部并能够完全置于底基板内部，所述滚轮支杆顶部与移动轮固定连接，所述防撞结构上具有调节气缸且调节气缸伸缩端与滑动环相连接。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、本发明中旋转件能够调节支臂之间的角度，从而适应抓取机构抓取物件的角度以及位置；

2、本发明中U型卡件和卡块的脱离和扣合能够实现两个或几个抓取机构配合抓取同一个体型较大的物件，提高物件抓取后的稳定性；

3、本发明结构简单，能够适应不同体型物件抓取，并且保持物件的抓取后的稳定性，操作便捷且实用性较强。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中的该机械手整体结构示意图。

图2为本发明的一个实施例中的丝杆驱动件结构示意图。

图3为图1中A处放大结构示意图。

图4为本发明的一个实施例中的连接环件结构示意图。

附图标记注释：旋转支柱件1、第一支臂2、第二支臂3、转动柱4、角度调节气缸41、抓取机构5、连接环件51、外环圈511、内套体512、内连杆513、拨动柱514、转动环圈515、纵向柱52、下横杆53、夹持组件54、夹持部541、连接杆框542、铰接座543、夹持凸起544、旋转电机55、丝杆驱动件6、双头丝杆61、螺旋套62、抓取连杆63、U型卡件64、卡块65、抓取电机7、底基板8、防撞结构9、固定环架91、防撞套体92、承力柱93、滚轮组件10、滑动环101、滚轮支杆102、移动轮103、调节气缸104、伸缩立柱11、固定套12。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明；在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

在一个实施例中，如图1-图3所示，一种机电控制旋转臂机械手，包括能够旋转的旋转支柱件1和设在旋转支柱件1顶部上的第一支臂2，第一支臂2的一端通过转动柱4铰接有第二支臂3，第一支臂2与第二支臂3之间设有驱使第二支臂3绕与第一支臂2的连接处转动的旋转件；第一支臂2和第二支臂3上均设有丝杆驱动件6，丝杆驱动件6包括双头丝杆61、螺旋套62和抓取连杆63，所述双头丝杆61转动安装在第一支臂2或第二支臂3上，双头丝杆61两端螺旋方向相反，螺旋套62为两个并均设分别设在双头丝杆61的两端部，抓取连杆63为两个且抓取连杆63一端与相对的螺旋套62铰接且另一端连接抓取机构5，两个双头丝杆61相靠近的端部分别设有U型卡件64和卡块65，在第一支臂2和第二支臂3处于一个水平状态时，U型卡件64和卡块65能够扣合在一起；两个螺旋套62在双头丝杆61上相对移动或相背离移动时能够驱使抓取机构5实现夹合和脱开；其中一个丝杆驱动件6的端部具有抓取电机7且抓取电机7的输出端与双头丝杆61的端部相连接；

在本实施例中，第一支臂2和第二支臂3之间的角度可由旋转件控制；在第一支臂2与第二支臂3具有夹角时，U型卡件64和卡块65处于脱离状态，抓取电机7驱动与之连接的双头丝杆61旋转，双头丝杆61上的两个螺旋套62因双头丝杆61的转动而相远离或相靠近；两个螺旋套62在移动过程中，通过两个抓取连杆63的推拉使得抓取机构5能够实现夹合以及脱开，以便于单个抓取机构5夹持并抓取物件；在第二支臂3和第一支臂2均因旋转件处于水平状态时，U型卡件64和卡块65处于扣合状态，从而抓取电机7能够同时驱动两个双头丝杆61转动；进而两个分别与两个双头丝杆61相对应的抓取机构5均能够实现夹持并抓取物件，从而可适应不同物件的抓取，比如两个抓取机构5同时抓取同一个部件的两侧；避免物件过大并过重，而由单个抓取机构5抓取容易产生松脱的现象；旋转支柱件1能够自旋转，从而可将抓取的物件旋转至另一侧的固定位置放置；

在一个实施例中，如图1、图3和图4所示，所述抓取机构5包括连接环件51、纵向柱52、下横杆53和两个夹持组件54，所述纵向柱52设在第一支臂2或第二支臂3的底部上连接环件51滑动套设在旋转电机55上，抓取连杆63远离螺旋套62的端部与连接环件51的侧壁相铰接，所述下横杆53固定在纵向柱52的底端部；两个夹持组件54相对设置且两个夹持组件54中部分别与两个下横杆53的端部铰接，所述夹持组件54下端部分用于夹持物件且夹持组件54上端部分与连接环件51相连接，连接环件51在沿着纵向柱52纵向移动时，能够通过牵引夹持组件54上端部分使得夹持组件54绕与下横杆53端部连接处转动；在本实施例中，双头丝杆61的旋转驱使螺旋套62移动，通过抓取连杆63能够使得连接环件51在纵向柱52上纵向移动；当连接环件51向上移动时，能够牵引夹持组件54上端部分朝向纵向柱52靠近，从而使得夹持组件54下端部分向外侧移动，进而可松开物件；当连接环件51下移移动时，能够推动夹持组件54上端部分远离纵向柱52，从而使得两个夹持组件54下端部分相对的移动而夹持物件；

在一个实施例中，如图3和图4所示，所述夹持组件54包括夹持部541、连接杆框542和铰接座543，所述夹持部541和连接杆框542连接为一体且在两者的连接处设有铰接座543，铰接座543固定在下横杆53端部，夹持部541用于夹持物件且夹持部541的夹持面上分布有夹持凸起544，所述连接环件51上具有插接至连接杆框542内的拨动柱514；在本实施例中，连接环件51纵向移动，通过拨动柱514能够拨动连接杆框542绕铰接座543转动，以实现夹持部541的开合。

在一个实施例中，如图3和图4所示，所述纵向柱52与第一支臂2或第二支臂3底部转动连接并且纵向柱52由旋转电机55驱动旋转；所述连接环件51包括外环圈511、内套体512和转动环圈515，所述内套体512滑套在纵向柱52外侧，外环圈511环套在内套体512外侧且外环圈511与内套体512之间通过多根内连杆513连接在一起，拨动柱514设在内连杆513侧壁，所述转动环圈515转动套设在外环圈511外壁上，抓取连杆63的下端部与转动环圈515外壁铰接；在本实施例中，旋转电机55驱动纵向柱52旋转并使得外环圈511、内套体512、下横杆53和夹持组件54均旋转一定的角度；由于转动环圈515与外环圈511外壁转动配合，从而转动环圈515保持稳定状态而避免了与抓取机构5旋转与丝杆驱动件6产生干涉现象；抓取机构5能够旋转至统一夹持方向，从而两个抓取机构5可配合夹持长杆状的物件。

在一个实施例中，如图1所示，所述旋转支柱件1包括固定套12和伸缩立柱11，所述伸缩立柱11能够伸缩且底端部设在固定套12内部，固定套12内具有驱动伸缩立柱11旋转的动力件，其中，动力件可以为旋转电机；

在一个实施例中，如图1所示，所述旋转件包括角度调节气缸41，所述角度调节气缸41一端铰接于设在第一支臂2上的支座，角度调节气缸41另一端与设在第二支臂3侧壁上的连接座铰接，连接座在第二支臂3侧壁上滑动；在本实施例中，通过角度调节气缸41的伸缩能够实现第二支臂3与第一支臂2的角度调节；其中，旋转件还可以是驱动转动柱4旋转的电机。

在一个实施例中，如图1所示，所述旋转支柱件1底部具有底基板8且旋转支柱件1下部分设有防撞结构9且防撞结构9包括环套并固定在旋转支柱件1上的固定环架91，所述固定环架91上具有多个环布在旋转支柱件1外侧的承受件，所述承受件包括承力柱93和设在承力柱93上的防撞套体92，防撞套体92在承力柱93上转动并且采用橡胶材料制成；在本实施例中，承受件的设置能够在旋转支柱件1收到外部冲击时，起到减震的效果，防撞套体92在承力柱93上转动，能够缓冲冲击；

在一个实施例中，如图1所示，所述底基板8为底部开口的中空盒体，所述旋转支柱件1外壁具有滚轮组件10，所述滚轮组件10包括滑动环101、滚轮支杆102、移动轮103和调节气缸104，所述滑动环101滑动套在旋转支柱件1外壁上，滚轮支杆102为多个且均贯穿底基板8，移动轮103设在滚轮支杆102的下端部并能够完全置于底基板8内部，所述滚轮支杆102顶部与移动轮103固定连接，所述防撞结构9上具有调节气缸104且调节气缸104伸缩端与滑动环101相连接；在本实施例中，调节气缸104通过伸缩的方式调节滑动环101在旋转支柱件1的高度位置，从而可通过滚轮支杆102使得移动轮103伸出底基板8或收缩于底基板8内，移动轮103伸出底基板8而接触地面且底基板8脱离地面，整个机械手便于移动，移动轮103收缩与底基板8内，移动轮103脱离地面且底基板8接触地面，整个机械手可稳定置于地面上；

上述实施例公布了一种机电控制旋转臂机械手，其中，在第一支臂2与第二支臂3具有夹角时，U型卡件64和卡块65处于脱离状态，抓取电机7驱动与之连接的双头丝杆61旋转，双头丝杆61上的两个螺旋套62因双头丝杆61的转动而相远离或相靠近；两个螺旋套62在移动过程中，通过两个抓取连杆63的推拉使得抓取机构5能够实现夹合以及脱开，以便于单个抓取机构5夹持并抓取物件；在第二支臂3和第一支臂2均因旋转件处于水平状态时，U型卡件64和卡块65处于扣合状态，从而抓取电机7能够同时驱动两个双头丝杆61转动；进而两个分别与两个双头丝杆61相对应的抓取机构5均能够实现夹持并抓取物件，从而可适应不同物件的抓取，比如两个抓取机构5同时抓取同一个部件的两侧；避免物件过大并过重，而由单个抓取机构5抓取容易产生松脱的现象；旋转支柱件1能够自旋转，从而可将抓取的物件旋转至另一侧的固定位置放置。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种机电控制旋转臂机械手，包括能够旋转的旋转支柱件和设在旋转支柱件顶部上的第一支臂，第一支臂的一端通过转动柱铰接有第二支臂，第一支臂与第二支臂之间设有驱使第二支臂绕与第一支臂的连接处转动的旋转件；其特征在于，第一支臂和第二支臂上均设有丝杆驱动件；

丝杆驱动件包括双头丝杆、螺旋套和抓取连杆；

所述双头丝杆转动安装在第一支臂或第二支臂上，双头丝杆两端螺旋方向相反，螺旋套为两个并均设分别设在双头丝杆的两端部，抓取连杆为两个且抓取连杆一端与相对的螺旋套铰接且另一端连接抓取机构；

两个双头丝杆相靠近的端部分别设有U型卡件和卡块，在第一支臂和第二支臂处于一个水平状态时，U型卡件和卡块能够扣合在一起；

两个螺旋套在双头丝杆上相对移动或相背离移动时能够驱使抓取机构实现夹合和脱开；

其中一个丝杆驱动件的端部具有抓取电机且抓取电机的输出端与双头丝杆的端部相连接。

2.根据权利要求1所述的机电控制旋转臂机械手，其特征在于，所述抓取机构包括连接环件、纵向柱、下横杆和两个夹持组件；

所述纵向柱设在第一支臂或第二支臂的底部上连接环件滑动套设在旋转电机上，抓取连杆远离螺旋套的端部与连接环件的侧壁相铰接，所述下横杆固定在纵向柱的底端部；

两个夹持组件相对设置且两个夹持组件中部分别与两个下横杆的端部铰接；

所述夹持组件下端部分用于夹持物件且夹持组件上端部分与连接环件相连接；

连接环件在沿着纵向柱纵向移动时，能够通过牵引夹持组件上端部分使得夹持组件绕与下横杆端部连接处转动。

3.根据权利要求2所述的机电控制旋转臂机械手，其特征在于，所述夹持组件包括夹持部、连接杆框和铰接座，所述夹持部和连接杆框连接为一体且在两者的连接处设有铰接座，铰接座固定在下横杆端部，夹持部用于夹持物件且夹持部的夹持面上分布有夹持凸起，所述连接环件上具有插接至连接杆框内的拨动柱。

4.根据权利要求3所述的机电控制旋转臂机械手，其特征在于，所述纵向柱与第一支臂或第二支臂底部转动连接并且纵向柱由旋转电机驱动旋转；

所述连接环件包括外环圈、内套体和转动环圈；

所述内套体滑套在纵向柱外侧，外环圈环套在内套体外侧且外环圈与内套体之间通过多根内连杆连接在一起，拨动柱设在内连杆侧壁；

所述转动环圈转动套设在外环圈外壁上，抓取连杆的下端部与转动环圈外壁铰接。

5.根据权利要求1所述的机电控制旋转臂机械手，其特征在于，所述旋转支柱件包括固定套和伸缩立柱，所述伸缩立柱能够伸缩且底端部设在固定套内部，固定套内具有驱动伸缩立柱旋转的动力件。

6.根据权利要求1所述的机电控制旋转臂机械手，其特征在于，所述旋转件包括角度调节气缸，所述角度调节气缸一端铰接于设在第一支臂上的支座，角度调节气缸另一端与设在第二支臂侧壁上的连接座铰接，连接座在第二支臂侧壁上滑动。

7.根据权利要求1所述的机电控制旋转臂机械手，其特征在于，所述旋转支柱件底部具有底基板且旋转支柱件下部分设有防撞结构；

防撞结构包括环套并固定在旋转支柱件上的固定环架，所述固定环架上具有多个环布在旋转支柱件外侧的承受件；

所述承受件包括承力柱和设在承力柱上的防撞套体，防撞套体在承力柱上转动并且采用橡胶材料制成。

8.根据权利要求7所述的机电控制旋转臂机械手，其特征在于，所述底基板为底部开口的中空盒体，所述旋转支柱件外壁具有滚轮组件；

所述滚轮组件包括滑动环、滚轮支杆、移动轮和调节气缸，所述滑动环滑动套在旋转支柱件外壁上；

滚轮支杆为多个且均贯穿底基板，移动轮设在滚轮支杆的下端部并能够完全置于底基板内部；

所述滚轮支杆顶部与移动轮固定连接，所述防撞结构上具有调节气缸且调节气缸伸缩端与滑动环相连接。

Images