CN203875893U - 一种三自由度抓蛋机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种三自由度抓蛋机械手，包括电动夹持器，旋转摆台设于电动夹持器上，步进电机与电动夹持器固定连接；电动夹持器下方的一对执行滑块分别连接相对设置的一对拨叉，拨叉内侧设有弧形夹爪；步进电机连接驱动带轮，驱动带轮通过传动带连接从动带轮，从动带轮通过旋转模块连接拨叉和弧形夹爪；拨动片一端连接驱动带轮，拨动片另一端连接从动带轮。本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，结构简单，不仅能顺利抓取禽蛋，还可以将禽蛋在夹取后进行旋转，使禽蛋大端面朝下，然后整齐摆放，满足工厂集体包装禽蛋的流产线需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于抓取禽蛋的机械手装置，属于机械设备技术领域。
背景技术
目前，对物品的夹取技术的发展已经较为成熟，各种尺寸的物体都能顺利的夹取。但是，对于禽蛋的夹取还有较高的难度，主要由于禽蛋易碎，并且表面为不规则的曲面，这给夹取装置的设计带来了难度。普通夹取装置不能很好地的夹紧禽蛋，禽蛋容易脱落，导致夹取失败。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种不仅能顺利抓取禽蛋，还可以将禽蛋在夹取后进行旋转，使禽蛋大端面朝下，然后整齐摆放的机械手装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种三自由度抓蛋机械手，其特征在于：包括电动夹持器，旋转摆台设于电动夹持器上，步进电机与电动夹持器固定连接；电动夹持器下方的一对执行滑块分别连接相对设置的一对拨叉，拨叉内侧设有弧形夹爪；步进电机连接驱动带轮，驱动带轮通过传动带连接从动带轮，从动带轮通过旋转模块连接拨叉和弧形夹爪；拨动片一端连接驱动带轮，拨动片另一端连接从动带轮。
优选地，所述旋转摆台通过连接板设于所述电动夹持器上。
优选地，所述弧形夹爪的内弧面设有橡胶。
优选地，所述步进电机的轴上设有轴套，轴套上设有方形槽；螺钉一端设于方形槽内，螺钉另一端设于所述驱动带轮内；挡板固定于驱动带轮上，所述拨动片一端连接挡板。
优选地，所述旋转模块包括第一轴和第二轴，第一轴、第二轴均设于拨叉上，主动齿轮和所述从动带轮均设于第一轴上，从动齿轮和所述弧形夹爪均设于第二轴上，主动齿轮和从动齿轮啮合。
本实用新型提供的三自由度抓蛋机械手由传感器识别禽蛋的具体位置，然后机械手被驱动至禽蛋正上方，然后调整机械手的夹爪的方位角，使夹爪的对称面与禽蛋的竖直中心面重合，并驱动机械手下降到使夹爪的水平对称轴与禽蛋水平中心面重合的位置，最后由电动夹持器收紧夹爪，紧紧地的夹住禽蛋。旋转模块则将禽蛋按摆放要求旋转。
本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，结构简单，可三自由度变换实现对禽蛋的抓取和摆放，满足工厂集体包装禽蛋的流产线需求。
附图说明
图1为本实用新型提供的三自由度抓蛋机械手示意图；
图2为步进电机与驱动带轮连接处示意图；
图3为从动带轮与弧形夹爪连接的旋转模块示意图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为本实用新型提供的三自由度抓蛋机械手示意图，所述的三自由度抓蛋机械手包括电动夹持器3，旋转摆台5通过连接板4装在电动夹持器3上，旋转摆台5可驱动电动夹持器3进行旋转，步进电机6与电动夹持器3固定连接，随电动夹持器3一起运动。电动夹持器3下方的执行滑块分别连接相对设置的一对拨叉2，拨叉2内侧设有弧形夹爪11，并在弧形夹爪11的内弧面粘上橡胶材质，可以增大与禽蛋表面的摩擦力，防止禽蛋在重力作用下滑落。步进电机6连接驱动带轮7，驱动带轮7通过传动带连接从动带轮9，从动带轮9通过旋转模块连接拨叉2和弧形夹爪11。
本实用新型提供的三自由度抓蛋机械手包含旋转摆台5、电动夹持器3、旋转模块三大部分，完成3个不同自由度的运动要求(按图1所示箭头运动)，分别完成2个旋转和1个平移运动。置于上方的旋转摆台5，在被摆放到禽蛋1正上方之后，由传感器识别禽蛋1所处空间位置和长轴的方位角，进而旋转一定角度，并驱动弧形夹爪11旋转，此时第一个旋转自由度运动完成。然后机械手开始下降，当下降到弧形夹爪11的水平轴与禽蛋水平对称面重合时，禽蛋已经处于其夹持范围内，信号输入驱动电动夹持器3收紧弧形夹爪11，夹紧禽蛋1，此时第二个平移自由度运动完成。最后通过调节机械手到禽蛋收纳盒处，步进电机6识别输入信号，根据信号源执行±90°的旋转，从而驱动弧形夹爪11旋转，使得禽蛋1大端面(即禽蛋曲率半径较大的一端)朝下，然后摆放到收纳盒内。
电动夹持器3的执行滑块的运动为对称运动，即两滑块同步靠近和远离，距离相同，这样也减少了设计的复杂性。在确定弧形夹爪11的动程时，需要保证初始状态下，弧形夹爪11的实际距离大于禽蛋1的短轴长，并预留有一定的间隙，以确保机械手下降时，不会触碰禽蛋1，造成禽蛋1破碎。确定弧形夹爪11动程的另一个因素是夹住禽蛋1时弧形夹爪11的最短距离，由于禽蛋1大小不一，所以短轴长度也不一，所以弧形夹爪11的最小距离需要保证能夹紧所有禽蛋1。
由于弧形夹爪11有一个平移的运动，所以对弧形夹爪11施加转动的整体机构都需要跟随之移动，主要体现在旋转运动输入机构的移动，由于步进电机6固定且电机轴无法移动，所以移动副施加在驱动带轮7上。这时，驱动带轮7要实现平移和旋转两自由度的运动。如果采用花键，则能很好的实现平移和旋转，但花键制造繁琐，也比较昂贵。本实施例中采用图2所示的方案，在步进电机6的轴上固定一轴套12，轴套12只可旋转，不可移动。然后在轴套12上设计一个方形槽，方形槽的作用是迫使螺钉14随之旋转，并限制其水平移动的轨迹。所以只要在驱动带轮7中央设计一个螺纹孔以安放螺钉14，驱动带轮7就能很好的实现转动。为了实现驱动带7的平移，设计挡板13固定在驱动带轮7上，留有一定间隙，拨动片8一端连接挡板13，另一端连接从动带轮9，从动带轮9随拨叉2的平移而平移，拨动片8随之平移，从而使驱动带轮7同步平移。此机构简单而又高效，能很好的解决一个比较复杂的二自由度运动。
由于工厂的包装要求，禽蛋需要摆放一致，同为大端面朝下，要实现此要求，摆放机构需要对禽蛋施加一定的旋转，而禽蛋输送时平躺在输送带上，所以摆放机构对禽蛋施加的旋转为±90°。在图3中展示了摆放前，对夹取好的禽蛋1施加一个90°旋转使禽蛋1大端面朝下的旋转模块。从动带轮9是整个旋转模块的动力输入元件，驱动带轮7安装在步进电机6上，驱动带轮7和从动带轮9规格相同，避免了对输入信号的繁琐计算。拨叉2上设有可驱动法兰自润滑轴承15，第一轴16设于可驱动法兰自润滑轴承15上，第二轴19设于拨叉2上第一轴16下方。从动带轮9、主动齿轮17均位于第一轴16上，从动带轮9上有第二螺钉18，从动带轮9在驱动带轮7的带动下可驱动第一轴16进行旋转，进而驱动主动齿轮17旋转90°，主动齿轮17和从动齿轮10同样采用相同的规格，从动齿轮10和弧形夹爪11设于第二轴19上，然后从动齿轮10驱动第二轴19，带动弧形夹爪11转动90°，最后禽蛋1顺利完成大端面向下，可进行摆放。
当然也可以使用采用成型的旋转摆台，可使用旋转角为180°的旋转摆台，实现±90°的角度要求。
Claims (5)
1.一种三自由度抓蛋机械手，其特征在于：包括电动夹持器(3)，旋转摆台(5)设于电动夹持器(3)上，步进电机(6)与电动夹持器(3)固定连接；电动夹持器(3)下方的一对执行滑块分别连接相对设置的一对拨叉(2)，拨叉(2)内侧设有弧形夹爪(11)；步进电机(6)连接驱动带轮(7)，驱动带轮(7)通过传动带连接从动带轮(9)，从动带轮(9)通过旋转模块连接拨叉(2)和弧形夹爪(11)；拨动片(8)一端连接驱动带轮(7)，拨动片(8)另一端连接从动带轮(9)。
2.如权利要求1所述的一种三自由度抓蛋机械手，其特征在于：所述旋转摆台(5)通过连接板(4)设于所述电动夹持器(3)上。
3.如权利要求1所述的一种三自由度抓蛋机械手，其特征在于：所述弧形夹爪(11)的内弧面设有橡胶。
4.如权利要求1所述的一种三自由度抓蛋机械手，其特征在于：所述步进电机(6)的轴上设有轴套(12)，轴套(12)上设有方形槽；螺钉(14)一端设于方形槽内，螺钉(14)另一端设于所述驱动带轮(7)内；挡板(13)固定于驱动带轮(7)上，所述拨动片(8)一端连接挡板(13)。
5.如权利要求1所述的一种三自由度抓蛋机械手，其特征在于：所述旋转模块包括第一轴(16)和第二轴(19)，第一轴(16)、第二轴(19)均设于拨叉(2)上，主动齿轮(17)和所述从动带轮(9)均设于第一轴(16)上，从动齿轮(10)和所述弧形夹爪(11)均设于第二轴(19)上，主动齿轮(17)和从动齿轮(10)啮合。
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| CN107378996A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-11-24 | 广东利元亨智能装备有限公司 | 一种旋转式的机械抓手 |
| CN109770265A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 郑州爱丁宝机电科技有限公司 | 自动切蛋装置 |
| CN109877857A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-14 | 西安精雕软件科技有限公司 | 一种气动的鸡蛋防碎抓取手爪及其抓取方法 |
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