CN204893977U - 关节型机械手指 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种关节型机械手指，包括通过弹簧和钢丝绳相连接的拉紧组件、复数连接件及紧固台座，拉紧组件包括拉紧件、拉紧支架和拉紧台座，弹簧依次穿过拉紧台座、连接件和紧固台座，且其两端分别限位于拉紧台座和紧固台座上，弹簧整体可随连接件同步转动，连接件之间通过齿牙相咬紧配合，通过调整拉紧件与连接件的相对位置来调整钢丝绳在拉紧组件、连接件及紧固台座间的拉紧及放松，且连接件之间可灵活转动。本实用新型能够更加自由地调整手指的角度、位置及长度，从而实现更灵活地抓取产品，使其通用于多种产品的抓取，且该机械手结构简单、易加工、加工成本低。

Description

关节型机械手指

技术领域

本实用新型涉及机械手指领域，尤其是涉及一种扭转更自由灵活且结构简单、可直接安装到传统铝条上的关节型机械手指。

背景技术

近年来，随着科技的进步及自动化生产规模的不断扩大，机械手在诸如家电生产、汽车制造、以及医疗卫生、军事等众多领域中得到了广泛的应用，这些机械手都是通过模拟人手的功能以完成产品的抓取等动作。

针对现有机械手不能够灵活地根据待抓取产品的形状特征等进行自由扭转或弯曲，尤其对于形状不规则的产品如具有不规则圆弧面的产品或其他类型的产品来说难以进行有效的抓取，及通用性差等缺点，申请人于2012年5月16日提交了一件申请号为CN201210150724.5的专利申请，该专利中公开了一种能够自由调整其延伸位置及长度的机械手指，包括通过弹簧和钢丝钢丝绳相连接的拉紧固定组件，连接件及固定支架，该机械手指可像人手关节一样实现对产品的灵活抓取。

但是在对该技术使用过程中我们发现，主要存在以下几点问题：1、因弹簧和钢丝钢丝绳的两端都是固定的，在对连接件进行扭转时，弹簧也是跟着扭转，但是由于弹簧两端是固定的，所以弹簧在被扭转后很难恢复过来，随着机械手指扭转次数的增加，扭曲的弹簧在很大程度上会影响连接件间的方向调整，以及连接件之间的拉紧和放松，影响机械手指的正常使用；2、拉紧固定组件和固定支架的设计结构都较复杂，增加了机械手指的加工难度和加工成本；3、各连接件2间主要是通过凸起和凹槽相嵌入配合的，在进行机械手指的旋转调节或位移调节时，是将需要调整的连接件端面的凸起从邻接端面的凹槽中移开，并再将凸起置入邻接端面的凹槽中进行卡合。在这个调节过程中我们发现，将连接件端面的凸起从邻接端面的凹槽中移开的过程比较吃力，不够灵活；且现有这种连接件的结构每次调整的角度一般在30°～60°左右，调整角度的精度不是很高，在需要进行抓取角度微调时很难达到所需的角度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种关节型机械手指，以提高手指扭转调整的灵活性和调整精度，且进一步简化手指设计结构，以降低加工难度和加工成本。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种关节型机械手指，包括通过弹性拉伸件相连接的拉紧组件、复数连接件及紧固组件，所述拉紧组件包括拉紧件、拉紧支架和拉紧台座，所述紧固组件包括紧固台座，所述弹性拉伸件包括弹簧和设于弹簧内的钢丝绳，其中：

所述连接件包括第一端面和第二端面，连接第一端面和第二端面的中间部，以及供所述弹性拉伸件穿过的贯穿孔，所述第一端面上形成有第一凸起和第一凸起外围的复数第一齿牙，所述第二端面上形成有与所述第一凸起相配合的第一凹槽及复数第二齿牙，所述第二齿牙与第一齿牙相咬紧配合；

所述弹簧依次穿过所述拉紧台座、连接件和紧固台座，且其两端分别限位于所述拉紧台座和紧固台座上，所述弹簧整体随连接件同步转动；

所述拉紧支架位于所述拉紧台座上且与所述弹簧相连；

所述拉紧件包括位于拉紧支架内的拉紧螺丝、位于所述拉紧螺丝内的拉紧导向轴和旋合于拉紧螺丝上的拉紧螺母，所述钢丝绳依次穿过紧固台座、连接件、拉紧台座和拉紧螺丝，且其一端限位于所述紧固台座上，另一端固定于所述拉紧导向轴内，所述拉紧螺母和拉紧螺丝配合作用，调整所述钢丝绳的拉紧或放松。

优选地，所述连接件的中间部上形成有容置所述弹性拉伸件的弧形支撑面，所述弧形支撑面与所述贯穿孔相贯通连接。

优选地，所述连接件的第一端面和第二端面间形成90度或45度的夹角。

优选地，所述紧固组件还包括与紧固台座连接的紧固支架。

优选地，所述紧固台座与连接件相贴合的一端面上形成有复数第三齿牙，另一端面上形成有导向凸起。

优选地，所述紧固支架包括其底部形成的用于将紧固支架与所述导向凸起相连的安装滑道，及其上端贯穿形成的安装孔。

优选地，所述拉紧台座两侧端向拉紧支架的方向折弯形成一第一台阶面，且所述拉紧台座与连接件相贴合的一面上形成有复数第四齿牙。

优选地，所述拉紧支架在靠近其顶端的侧面上形成有一侧翼，所述侧翼的底端形成有与所述拉紧台座上的第一台阶面相对的第二台阶面。

优选地，所述弹簧两端分别穿过所述拉紧台座和紧固台座，且其两端通过旋紧在弹簧内的弹簧螺丝分别限位于所述拉紧台座和紧固台座上。

优选地，所述拉紧导向轴的顶部固定有对所述拉紧螺母限位的卡簧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：能够更加自由地调整手指的角度、位置及长度，从而实现更灵活地抓取产品，使其通用于多种产品的抓取，且该机械手结构简单、易加工、加工成本低。

附图说明

图1是本实用新型实施例关节型机械手指的爆炸结构示意图；

图2是本实用新型拉紧螺丝的结构示意图；

图3是本实用新型拉紧支架的结构示意图；

图4是本实用新型拉紧台座的结构示意图；

图5～图7是本实用新型连接件的结构示意图；

图8是本实用新型端部连接件的结构示意图；

图9是本实用新型紧固台座的结构示意图；

图10是本实用新型紧固支架的结构示意图。

附图标记：1、拉紧组件，11、拉紧件，111、拉紧螺丝，1111、拉紧孔，1112、定位槽，112、拉紧导向轴，113、拉紧螺母，12、拉紧支架，121、收容孔，122、定位键，123、侧翼，124、第一台阶面，125、凸起，13、拉紧台座，131、第一弹簧限位孔，132、台阶面，2、连接件，21、中间部，22、第一端面，221、凸起，222、第一齿牙，23、第二端面，231、凹槽，232、第二齿牙，24、贯穿孔，25、凹部，26、加强筋，2′、端部连接件，21′、第三端面，22′、第四端面，3、紧固组件，31、紧固台座，32、第二弹簧限位孔，33、导向凸起，34、紧固支架，341、安装滑道，342、安装孔，4、弹簧，5、钢丝绳，6、卡簧，7、弹簧螺丝。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，本实用新型实施例中所揭示的关节型机械手指，其包括依次相连接的拉紧组件1、复数连接件2和紧固组件3，其中，拉紧组件1、连接件2和紧固组件3间通过弹簧4和设于弹簧4内的钢丝绳5相连接，拉紧组件1用于调整钢丝绳5的拉紧和放松以及用于将机械手指连接于其他零件上，如机械手指的滑槽手指(图未示)上或机械手的铝条上等，紧固组件3用于在机械手指上安装上其他辅助功能零件，如气缸、双头金具，气缸上可安装上吸盘，可实现机械手指的产品吸附功能。

拉紧组件1包括拉紧件11、拉紧支架12和拉紧台座13，拉紧件11包括拉紧螺丝111、拉紧导向轴112和旋合在拉紧螺丝111上的拉紧螺母113，如图2所示，拉紧螺丝111内设有供钢丝绳5贯穿的拉紧孔1111，拉紧螺丝111的外表面设有定位槽1112。拉紧导向轴112位于拉紧螺丝111内，钢丝绳5一端伸入到拉紧导向轴112内且通过冲压的方式固定在拉紧导向轴112内，拉紧导向轴112用于在拉紧螺母113和拉紧螺丝111配合对钢丝绳5进行拉紧或放松时对钢丝绳5的移动起导向作用。拉紧导向轴112的顶部还固定一用于对拉紧螺母113进行限位的卡簧6，避免拉紧螺母113旋转到拉紧螺丝111顶部时脱落下来。拉紧螺母113可采用蝶形螺母。

结合图1和图3所示，拉紧支架12位于拉紧台座13上且与弹簧4相连，其整体近似呈一圆柱体，其内具有供拉紧螺丝111穿过的收容孔121，该收容孔121内对应拉紧螺丝111的定位槽1112设置有定位键122，定位键122伸入定位槽1112内以限制拉紧螺丝111和拉紧支架12间的相互转动。拉紧支架12靠近其底部的侧面上具有一支架安装开口。

结合图1和图4所示，拉紧台座13上设置有供弹簧穿过的第一弹簧限位孔131，且其中一端面与连接件相配合连接，另一端面与拉紧支架12相抵接，拉紧台座13两侧端向拉紧支架12的方向折弯形成一台阶面132，拉紧组件1通过该台阶面132可将机械手指安装到一滑槽手指(图未示)上，滑槽手指上正好形成有与该台阶面相配合的台阶状滑轨。通过滑槽手指再将机械手指安装到一机械手掌(图未示)上，机械手掌上可同时安装多个机械手指。

拉紧支架12在靠近其顶端的侧面上形成有一侧翼123，通过该侧翼123和拉紧支架12配合可直接将机械手指安装到铝条上使用。具体地，侧翼123的底端形成有与拉紧台座13上的台阶面132相对的第一台阶面124，第一台阶面132与第二台阶面124之间的距离对应现有机械手安装铝条的宽度，铝条被卡紧安装在第一台阶面132与第二台阶面124之间，这样机械手指不需要通过滑槽手指等与其他工具配合使用，只需直接将机械手指安装到铝条上使用。

在该优选的实施例中，拉紧支架12的底端还形成一凸起125，拉紧台座13与拉紧支架12相对的一端面对应该凸起125还设置一凹槽(图未示)，该凸起125起一类似支点的作用，在安装铝条时，拉紧支架12旋转使该凸起125支撑在拉紧台座13上，这样使得拉紧支架12和拉紧台座13之间有距离，且拉紧支架12相对拉紧台座13整体呈一倾斜状，两者之间形成一夹紧力，使铝条紧固在两个台阶面之间，也使弹簧更受力；在机械手指不与铝条配合使用时，则旋转拉紧支架12让凸起125嵌入到凹槽内，对拉紧支架12和拉紧台座13的位置进行定位。

结合图1、图5～图7所示，每一连接件2具有两端面和连接两端面的中间部21，两端面分别定义为第一端面22、第二端面23，第一端面22和第二端面23呈圆形且对称设置，其间延伸后形成90度的夹角。第一端面22和第二端面23的中心还设置有供弹簧4贯穿通过的贯穿孔24，中间部21上亦设置有与贯穿孔24相连通用于容置弹簧4的凹部25，凹部25呈外凸的弧形面，弧形面的设置使得连接件在相互转动时弹簧4的滑动更加顺畅。更进一步地，凹部25的两侧还设置有加强筋26，该加强筋26还对弹簧的位置起限定的作用。

第一端面22上有形成有凸起221和凸起221外围的复数第一齿牙222，第二端面23上形成有凹槽231和凹槽231外围的复数第二齿牙232，凸起221和凹槽231用于和相接的另一关节型连接件2端面的凹槽231和凸起221相配合，以使各关节型连接件相互卡紧配合；同时，第一齿牙222用于和相接的另一关节型连接件端面的第二齿牙232相咬紧配合，在调整连接件的旋转方向时，只需轻轻转动需要调节方向的连接件，使其端面的齿牙从邻接端面的齿牙中移开，并将齿牙置入到邻接端面需要的齿牙中进行卡合，连接件采用齿牙和齿牙相咬紧配合的卡合结构，便于连接件方向的调整，比较轻松、灵活。齿牙的设置数目优选为36个，这样每两个齿牙之间调整的角度为10度，可达到对机械手指的抓取角度做到比较精准的调整，大大提高了其调整精度，同时也实现了调整精度的可控。

第一端面22上的凸起221和第一齿牙222之间形成一间隔，该间隔的设置可在齿牙之间出现碎屑等杂质时，杂质可从该间隙中脱落掉，从而有效防止齿牙间出现卡死现象。

各连接件2间通过弹簧4、钢丝绳5及端面间齿牙相咬紧卡合结构形成相对固定的连接，连接件2的数量可根据具体的需要增加或减少。

结合图1和图8所示，本实施例中还包括与紧固组件3和拉紧台座13相配合的端部连接件2′，端部连接件2′的结构大致相当于连接件2结构的一半，其包括第三端面21′和第四端面22′，两端面的夹角也大体上是其他连接件2两端面夹角的一半(即45度)，这种结构的端部连接件2′，使得其与紧固组件3和拉紧台座13的相应端面的连接更加方便。

结合图1和图9所示，紧固组件3包括紧固台座31，紧固台座31上设置有供弹簧4穿过的第二弹簧限位孔32，且其一端面与端部连接件2′相配合连接，另一端面上形成有导向凸起33，通过该导向凸起33，可将机械手指与其他辅助工具组合使用，如安装上一气缸(图未示)。紧固组件3还可包括与紧固台座31连接的紧固支架34，如图10所示，紧固支架包括其底部形成的用于将紧固支架与导向凸起相连的安装滑道341，及其上端横向贯穿形成的安装孔342，该安装孔342内可安装上金具等简单的辅助工具。

弹簧4依次穿过拉紧台座13、连接件2和紧固台座31，且其两端通过旋紧在弹簧4内的弹簧螺丝7分别限位于拉紧台座13和紧固台座31上，弹簧螺丝7内设有供钢丝绳5穿过的钢丝绳穿孔，本实用新型弹簧4通过弹簧螺丝7限位的结构，可实现弹簧4整体可随着连接件2的转动而同步转动，避免弹簧4因扭曲过度而影响连接件2的转动，提高连接件2的转动灵活性。钢丝绳5依次穿过紧固台座31、连接件2、拉紧台座13和拉紧螺丝111，且其一端限位于紧固台座31上，另一端固定于拉紧导向轴112内，拉紧螺母113和拉紧螺丝111配合作用，调整钢丝绳5的拉紧或放松。

组装时，将钢丝绳5穿过弹簧4，再将弹簧4连同钢丝绳5依次穿过紧固台座31的第二弹簧限位孔32、复数连接件2的贯穿孔26及拉紧台座13的第一弹簧限位孔131，穿好后在弹簧4的两端各旋紧安装一弹簧螺丝7，然后将钢丝绳5在靠近紧固台座31的一端固定，穿出拉紧台座13的另一端伸入到拉紧导向轴112内且通过冲压的方式将其固定在拉紧导向轴112内，再将拉紧支架12穿过拉紧导向轴112且通过其支架安装开口与弹簧螺丝7相连，然后将拉紧螺丝111通过定位键122和定位槽1112的配合穿过拉紧导向轴112安装到拉紧支架12内，再将拉紧螺母113旋合到拉紧螺丝111上，然后在拉紧导向轴112的顶部安装上卡簧6，最后在紧固台座31上安装上紧固支架34，紧固支架34内可安装一气缸(图未示)。

使用时，将本实用新型关节型机械手指直接安装到铝条上工作，安装过程具体为：将拉紧螺母113从拉紧螺丝111上向外旋开，则拉紧螺丝111带动钢丝绳5向连接件2的方向移动，使得钢丝绳5被放松，扳开并转动拉紧支架12使其通过凸点125支撑在拉紧台座13上，将铝条夹于侧翼123和拉紧台座13之间，使铝条的滑轨正好与侧翼123的第一台阶面124和拉紧台座13的台阶面132配合，安装完铝条后再将拉紧螺母113在拉紧螺丝111上向拉紧支架12方向旋进，则拉紧螺丝111带动钢丝绳5向远离连接件2的方向移动，从而将拉紧组件1、各连接件2、紧固组件3及气缸仅通过一根钢丝绳、一根螺丝全部拉紧，使得各组件间的位置相对锁紧固定，从而实现对不同结构形状的产品的抓取。每一机械手指通过连接件2能够实现类似人手关节一样的活动调节，并通过末端的吸盘或夹具抓取产品。同时，可根据实际需要，在机械手掌上安装多个机械手配合抓取。

在抓取不同产品时，可根据需要对本实用新型的机械手指进行任意角度的旋转调节或位移调节。调节时，先按上述操作使得钢丝绳5被放松，此时，将需要调整的连接件2端面的凸起从邻接端面的凹槽中移动，并选好需要的卡扣位置后再将凸起置入邻接端面的凹槽中进行卡合，采用同样的方法可对相邻的端面的连接位置进行调节，或者直接转动需要调节方向的连接件，使其端面的齿牙从邻接端面的齿牙中移开，并将齿牙置入到邻接端面需要的齿牙中进行卡合，调节到位后，再将钢丝绳5拉紧，使得各组件间的位置相对锁紧固定，从而实现对不同结构形状的产品的抓取。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种关节型机械手指，其特征在于：包括通过弹性拉伸件相连接的拉紧组件、复数连接件及紧固组件，所述拉紧组件包括拉紧件、拉紧支架和拉紧台座，所述紧固组件包括紧固台座，所述弹性拉伸件包括弹簧和设于弹簧内的钢丝绳，其中：

所述连接件包括第一端面和第二端面，连接第一端面和第二端面的中间部，以及供所述弹性拉伸件穿过的贯穿孔，所述第一端面上形成有第一凸起和第一凸起外围的复数第一齿牙，所述第二端面上形成有与所述第一凸起相配合的第一凹槽及复数第二齿牙，所述第二齿牙与第一齿牙相咬紧配合；

所述弹簧依次穿过所述拉紧台座、连接件和紧固台座，且其两端分别限位于所述拉紧台座和紧固台座上，所述弹簧整体随连接件同步转动；

所述拉紧支架位于所述拉紧台座上且与所述弹簧相连；

所述拉紧件包括位于拉紧支架内的拉紧螺丝、位于所述拉紧螺丝内的拉紧导向轴和旋合于拉紧螺丝上的拉紧螺母，所述钢丝绳依次穿过紧固台座、连接件、拉紧台座和拉紧螺丝，且其一端限位于所述紧固台座上，另一端固定于所述拉紧导向轴内，所述拉紧螺母和拉紧螺丝配合作用，调整所述钢丝绳的拉紧或放松。

2.根据权利要求1所述的关节型机械手指，其特征在于，所述连接件的中间部上形成有容置所述弹性拉伸件的弧形支撑面，所述弧形支撑面与所述贯穿孔相贯通连接。

3.根据权利要求2所述的关节型机械手指，其特征在于：所述连接件的第一端面和第二端面间形成90度或45度的夹角。

4.根据权利要求1所述的关节型机械手指，其特征在于，所述紧固组件还包括与紧固台座连接的紧固支架。

5.根据权利要求4所述的关节型机械手指，其特征在于，所述紧固台座与连接件相贴合的一端面上形成有复数第三齿牙，另一端面上形成有导向凸起。

6.根据权利要求5所述的关节型机械手指，其特征在于，所述紧固支架包括其底部形成的用于将紧固支架与所述导向凸起相连的安装滑道，及其上端贯穿形成的安装孔。

7.根据权利要求1所述的关节型机械手指，其特征在于，所述拉紧台座两侧端向拉紧支架的方向折弯形成一第一台阶面，且所述拉紧台座与连接件相贴合的一面上形成有复数第四齿牙。

8.根据权利要求7所述的关节型机械手指，其特征在于，所述拉紧支架在靠近其顶端的侧面上形成有一侧翼，所述侧翼的底端形成有与所述拉紧台座上的第一台阶面相对的第二台阶面。

9.根据权利要求1所述的关节型机械手指，其特征在于：所述弹簧两端分别穿过所述拉紧台座和紧固台座，且其两端通过旋紧在弹簧内的弹簧螺丝分别限位于所述拉紧台座和紧固台座上。

10.根据权利要求1所述的关节型机械手指，其特征在于：所述拉紧导向轴的顶部固定有对所述拉紧螺母限位的卡簧。