CN202878311U - 一种简易两自由度机械手 - Google Patents

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雷恩·李·哈里森
张淑云
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一种简易两自由度机械手,其包括立柱、固定在立柱上的电机、减速齿轮组合、悬臂横梁、用于平衡悬臂横梁及其末端工作载荷造成的力矩的配重、安装在悬臂横梁上用于检测起始位置的接近传感器、安装在立柱上的块、驱动末端夹持器做升降运动的竖直气缸、给末端夹持器的升降运动导向的多个导杆、中心对称曲柄滑块机构、驱动夹持器做夹紧动作的驱动气缸,所述电机通过减速齿轮组合驱动悬臂横梁在水平面内定轴转动,所述夹持器的夹紧动作通过气缸带动中心对称曲柄滑块机构实现。本实用新型结构简单、造价低廉,采用配重提高机械手的稳定性。

Description

—种简易两自由度机械手
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及机械领域,尤其涉及一种简易两自由度机械手。
背景技术
[0002] 机械手首先是从美国开始研制的。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。
[0003] 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度,自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制,来完成特定动作,同时接收传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制。
[0004]目前能够用于工业生产,具备大载荷、高可靠性与安全性的机械手一般采用液压或气动传动系统,其结构和电气控制系统均比较复杂,而且价格昂贵。而且,在实际的工业生产中,有很多工件的搬运动作很简单,使用通用的多关节工业机器人,显然代价太高。
[0005] 因此,针对上述技术问题,有必要提供一种用于工件定点简单搬运的简易两自由度机械手,以克服上述缺陷。
实用新型内容
[0006] 有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种结构简单且价格低廉的简易两自由度机械手。
[0007] 为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
[0008] 一种简易两自由度机械手,其特征在于:其包括立柱、固定在立柱上的电机、减速齿轮组合、悬臂横梁、用于平衡悬臂横梁及其末端工作载荷造成的力矩的配重、安装在悬臂横梁上用于检测起始位置的接近传感器、安装在立柱上的块、驱动末端夹持器做升降运动的竖直气缸、给末端夹持器的升降运动导向的多个导杆、中心对称曲柄滑块机构、驱动夹持器做夹紧动作的驱动气缸,所述电机通过减速齿轮组合驱动悬臂横梁在水平面内定轴转动,所述夹持器的夹紧动作通过气缸带动中心对称曲柄滑块机构实现。
[0009] 优选的,在上述简易两自由度机械手中,所述导杆包括四个。
[0010] 优选的,在上述简易两自由度机械手中,所述机械手水平转轴内安装有在出现异常时阻止齿轮转动的限位块。
[0011] 从上述技术方案可以看出,本实用新型实施例的简易两自由度机械手结构简单且造价低廉,同时,采用配重提高了机械手的稳定性。
[0012] 与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
[0013] (I)结构简单。
[0014] (2)造价低廉。
[0015] (3)采用配重提高了机械手的稳定性。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的有关本实用新型的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1是本实用新型简易两自由度机械手的立体示意图。
[0018] 其中:1、立柱;2、电机;3、减速齿轮组合;4、配重;5、接近传感器;6、块;7、悬臂横梁;8、竖直气缸;9、导杆10、中心对称曲柄滑块机构;11、驱动气缸。
具体实施方式
[0019] 本实用新型公开了一种结构简单且价格低廉的简易两自由度机械手。
[0020] 该简易两自由度机械手,其特征在于:其包括立柱、固定在立柱上的电机、减速齿轮组合、悬臂横梁、用于平衡悬臂横梁及其末端工作载荷造成的力矩的配重、安装在悬臂横梁上用于检测起始位置的接近传感器、安装在立柱上的块、驱动末端夹持器做升降运动的竖直气缸、给末端夹持器的升降运动导向的多个导杆、中心对称曲柄滑块机构、驱动夹持器做夹紧动作的驱动气缸,所述电机通过减速齿轮组合驱动悬臂横梁在水平面内定轴转动,所述夹持器的夹紧动作通过气缸带动中心对称曲柄滑块机构实现。
[0021] 进一步的,所述导杆包括四个。
[0022] 进一步的,所述机械手水平转轴内安装有在出现异常时阻止齿轮转动的限位块。
[0023] 下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0024] 如图1所示,本实用新型公开的简易两自由度机械手可实现水平方向的转动与垂直方向的平动。本实用新型公开的简易两自由度机械手包括立柱1、固定在立柱I上的电机
2、减速齿轮组合3、悬臂横梁7以及配重4。该配重4用于平衡悬臂横梁7及其末端工作载荷造成的力矩,提闻机械手的稳定性。
[0025] 本实用新型公开的简易两自由度机械手还包括安装在悬臂横梁7上用于检测起始位置的接近传感器5、安装在立柱I上的块6、驱动末端夹持器12做升降运动的竖直气缸
8、给末端夹持器12的升降运动导向的多个导杆9、中心对称曲柄滑块机构10、驱动夹持器做夹紧动作的驱动气缸11,所述电机2通过减速齿轮组合3驱动悬臂横梁7在水平面内定轴转动,所述夹持器的夹紧动作通过驱动气缸11带动中心对称曲柄滑块机构10实现。本实用新型实施例的简易两自由度机械手结构简单且造价低廉,同时,本实用新型通过采用配重,提高了机械手的稳定性。[0026] 在本实用新型实施例中,导杆9包括四个,当然,在其他实施方式中,并不局限于 四个,在此并不做具体限制,任何其他数量的导杆均在本实用新型的保护范围之内。[0027] 本实用新型的简易两自由度机械手为了考虑到工业生产中的安全性,在机械手水 平转轴内还安装有限位块,当出现异常电机旋转角度超限时,齿轮的转动受到限位块的阻 挡,电机力矩增加,伺服系统自动停止工作,电机2停止。[0028] 本实用新型的简易两自由度机械手的工作原理是:操作前,先利用末端夹持器12 夹紧待传送料件,其中,末端夹持器12的夹紧动作通过驱动气缸11带动中心对称曲柄滑块 机构10实现;然后,固定在立柱I上的电机2通过减速齿轮组合3驱动悬臂横梁7在水平 面内定轴转动,从而带动末端夹持器12在水平面内定轴转动,末端夹持器12在水平面内定 轴转动同时带动待传送料件在水平面内定轴转动;此时,配重4用于平衡悬臂横梁7及其末 端工作载荷造成的力矩,提高机械手的稳定性,分别安装在悬臂横梁7与立柱I上的接近传 感器5与块6用于检测起始位置;当待传送料件到达水平位置的目的位置时,竖直气缸8运 动并驱动末端夹持器12做升降运动,末端夹持器12做升降运动的升降运动冋时带动待传 送料件做升降运动,末端夹持器12运动中依靠四个导杆9导向,当待传送料件到达目标位 置时,驱动气缸11带动中心对称曲柄滑块机构10实现末端夹持器12松开料件;然后,竖直 气缸8运动并驱动末端夹持器12做升降运动;最后电机2通过减速齿轮组合3驱动悬臂横 梁7在水平面内定轴转动,从而带动末端夹持器12在水平面内定轴转动到原始位置。[0029] 本实用新型实施例的简易两自由度机械手结构简单且造价低廉,同时,本实用新 型通过采用配重,提高了机械手的稳定性。[0030] 与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:[0031] (I)结构简单。[0032] (2)造价低廉。[0033] (3)采用配重提高了机械手的稳定性。[0034] 对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而 且在不背离本实用新型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实用新 型。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,本实用新 型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实用新型内。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。[0035] 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 (3)

1. 一种简易两自由度机械手,其特征在于:其包括立柱、固定在立柱上的电机、减速齿轮组合、悬臂横梁、用于平衡悬臂横梁及其末端工作载荷造成的力矩的配重、安装在悬臂横梁上用于检测起始位置的接近传感器、安装在立柱上的块、驱动末端夹持器做升降运动的竖直气缸、给末端夹持器的升降运动导向的多个导杆、中心对称曲柄滑块机构、驱动夹持器做夹紧动作的驱动气缸,所述电机通过减速齿轮组合驱动悬臂横梁在水平面内定轴转动, 所述夹持器的夹紧动作通过气缸带动中心对称曲柄滑块机构实现。
2.根据权利要求1所述的简易两自由度机械手,其特征在于:所述导杆包括四个。
3.根据权利要求1所述的简易两自由度机械手,其特征在于:所述机械手水平转轴内安装有在出现异常时阻止齿轮转动的限位块。
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