CN205085972U - 一种多功能伺服夹手 - Google Patents

Abstract

一种多功能伺服夹手。本实用新型涉及一种机械抓手，具体涉及一种多功能伺服夹手。本实用新型为解决现有机械夹手在夹取物品时占用空间大，开合尺寸受空间限制，不能对开合尺寸进行控制调整，不同外形物品夹取，需要更换不同结构夹手的问题。一种多功能伺服夹手包括连接法兰、连接座、夹紧驱动电机、转动驱动电机、第一同步带轮、第二同步带轮、锁紧滑块、丝杠和三组夹爪机构，连接法兰设置在连接座的上端面上，夹紧驱动电机和转动驱动电机分别设置在连接座的两侧，夹紧驱动电机的输出端连接有第一同步带轮，转动驱动电机的输出端连接有第二同步带轮，三组夹爪机构设置在连接座的下端。本实用新型的多功能伺服夹手用于抓取作业。

Description

一种多功能伺服夹手

技术领域

本实用新型涉及一种机械抓手，具体涉及一种多功能伺服夹手。

背景技术

在现今的生活上,科技日新月益的进展之下，机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累，机械手臂的应用也将会越来越广泛，作为末端执行器的机械手，是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和复杂环境中完成作业的能力高。工业机械手是机器人的重要组成部分。

机械手主要由手指(手部)、执行机构和控制系统三大部分组成。手指是用来抓持工件(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。执行机构使手指(手部)完成各种抓取、夹持、伸缩、转动(摆动)、移动或复合运动来实现夹持动作。现有的夹持抓手在抓取物品时，通常通过调整手指开合或横向移动的距离来实现抓取，开合尺寸为固定行程，这种方式占用空间大，开合的尺寸受空间尺寸限制，无法任意调整控制，并且不同外形物品夹取，需要更换不同结构的夹手。

实用新型内容

本实用新型为解决现有机械夹手在夹取物品时占用空间大，开合的尺寸受限制，无法任意调整控制，不同外形物品夹取，需要更换不同结构夹手的问题，进而提出一种多功能伺服夹手。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：本实用新型包括连接法兰、连接座、夹紧驱动电机、转动驱动电机、第一同步带轮、第二同步带轮、锁紧滑块、丝杠和三组夹爪机构，连接法兰设置在连接座的上端面上，连接座的下端设有支架，夹紧驱动电机和转动驱动电机分别设置在连接座的两侧，夹紧驱动电机的输出端连接有第一同步带轮，转动驱动电机的输出端连接有第二同步带轮，三组夹爪机构设置在连接座的下端，丝杠竖直设置在连接座的中部，丝杠的上端旋装有螺母，螺母的上端面固接有第三同步带轮，第三同步带轮通过同步带与第一同步带轮连接，锁紧滑块水平固接在丝杠的下端，丝杠的左右两侧分别平行设有导轨，导轨插装在锁紧滑块上，导轨的上端与连接座固接，导轨的下端固接在支架上，

每组夹爪机构包括夹指、连接耳、两个第一连杆和两个第二连杆，三组夹爪机构相对交错设置，夹指的内侧端面共面，同侧的两组夹爪机构的上端分别固接有一个转座，转座的上端竖直固接有齿轮轴，两个齿轮轴的齿轮相互啮合，其中一个齿轮轴的上端固接有第四同步带轮，第四同步带轮通过同步带与第二同步带轮连接，

同侧的两组夹爪机构中的第一连杆的上端与转座下端的外侧通过销轴铰接，同侧的两组夹爪机构中的第二连杆的上端与转座下端的内侧通过销轴铰接，另一侧单独一组夹爪机构中的第一连杆的上端与连接座下端的外侧通过销轴铰接，另一侧单独一组夹爪机构中的第二连杆的上端与连接座下端的内侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的第一连杆的下端与连接耳的外侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的第二连杆的末端设有铰接通孔，铰接通孔上铰接有鼓型滚轮，锁紧滑块的竖直侧壁上对应设有凹槽，鼓型滚轮设置在凹槽内，第二连杆的下端与连接耳的内侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的连接耳的竖直内侧端面与夹指的外侧端面固接。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的传动机构使夹指始终保持垂直夹紧状态；

2、本实用新型可以控制夹指开合尺寸，并可根据物品的尺寸任意调整，

3、本实用新型设有回转转座，使夹爪具有平行相对和呈三角形状两种夹取方式进行夹取，可根据物品的形状任意调整；

4、工作中可根据物品的外形随时改变夹手的夹持方向和夹紧力，确保物品被夹紧；

5、夹手的占用空间小，适用范围大；

6、对夹手在不同尺寸空间内，尤其是狭小空间内的抓取作业能力有较大提高，不需要因为空间尺寸的限制而频繁更换作业夹手；

7、本实用新型通过将连接法兰通过快换装置至到机器人末端，

8、本实用新型控制灵敏，可以实现快速抓取，动作迅速可靠；

9、本实用新型可通过电机实现夹紧力的控制，防止物品被夹坏；

10、本实用新型结构简单，操作方便，自重较轻，提高能量的利用率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1中的局布剖视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1的仰视图；

图5是图4中同侧的两组夹爪机构发生转动时的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图5说明，本实施方式所述一种多功能伺服夹手包括连接法兰1、连接座2、夹紧驱动电机3、转动驱动电机4、第一同步带轮5、第二同步带轮6、锁紧滑块7、丝杠8和三组夹爪机构，连接法兰1设置在连接座2的上端面上，连接座2的下端设有支架23，夹紧驱动电机3和转动驱动电机4分别设置在连接座2的两侧，夹紧驱动电机3的输出端连接有第一同步带轮5，转动驱动电机4的输出端连接有第二同步带轮6，三组夹爪机构设置在连接座2的下端，丝杠8竖直设置在连接座2的中部，丝杠8的上端旋装有螺母9，螺母9的上端面固接有第三同步带轮21，第三同步带轮21通过同步带与第一同步带轮5连接，锁紧滑块7水平固接在丝杠8的下端，丝杠8的左右两侧分别平行设有导轨13，导轨13插装在锁紧滑块7上，导轨13的上端与连接座2固接，导轨13的下端固接在支架23上，

每组夹爪机构包括夹指12、连接耳14、两个第一连杆10和两个第二连杆11，三组夹爪机构相对交错设置，夹指12的内侧端面共面，同侧的两组夹爪机构的上端分别固接有一个转座15，转座15的上端竖直固接有齿轮轴16，两个齿轮轴16的齿轮相互啮合，其中一个齿轮轴16的上端固接有第四同步带轮22，第四同步带轮22通过同步带与第二同步带轮6连接，

同侧的两组夹爪机构中的第一连杆10的上端与转座15下端的外侧通过销轴铰接，同侧的两组夹爪机构中的第二连杆11的上端与转座15下端的内侧通过销轴铰接，另一侧单独一组夹爪机构中的第一连杆10的上端与连接座2下端的外侧通过销轴铰接，另一侧单独一组夹爪机构中的第二连杆11的上端与连接座2下端的内侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的第一连杆10的下端与连接耳14的外侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的第二连杆11的末端设有铰接通孔11-1，铰接通孔11-1上铰接有鼓型滚轮17，锁紧滑块7的竖直侧壁上对应设有凹槽18，鼓型滚轮17设置在凹槽18内，第二连杆11的下端与连接耳14的内侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的连接耳14的竖直内侧端面与夹指12的外侧端面固接。

使用时连接法兰1通过快换装置连接到机器人末端上，使用时根据被抓取物品的外部形状，通过转动驱动电机4调整三组夹爪机构的布置角度后，由物品位置的上方由上至下抓取，当被抓取物品的夹持面为两侧竖直面时，夹爪机构夹合面平行布置进行抓取；当被抓取物品的夹持面为柱形时，则将旋转侧的两组夹爪机构旋转30°，使三组夹爪呈120°均布进行抓取。抓取时根据作业空间和物品的尺寸，通过夹紧驱动电机3调整夹爪机构的张开尺寸，夹紧驱动电机3控制夹爪机构夹紧物品，根据物品的外形可随时改变夹手的夹持结构、方向和夹紧力，确保物品被夹紧。如此完成抓取。此过程中通过夹爪机构12实现对物品的抓取，夹指12始终保持竖直状态，夹爪机构可根据作业空间和物品的尺寸进行任意调整，使得夹手的使用灵活，应用限制少，适应性强。实现了夹爪夹持角度可调可控，夹持开合尺寸可调可控，夹持夹紧力可控可调。

采用鼓型滚轮17，使得鼓型滚轮17与锁紧滑块7之间的的接触面积小，可减少鼓型滚轮17对锁紧滑块7上凹槽18的摩擦，减少作业阻力，提高机构可靠性，便于夹爪转动和夹紧张开，同时增强夹手的使用寿命。

具体实施方式二：结合图1至图5说明，本实施方式所述夹紧驱动电机3的输出端通过第一减速器19与第一同步带轮5连接，转动驱动电机4的输出端通过第二减速器20与第二同步带轮6连接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图5说明，本实施方式所述夹指12为可更换竖直夹板。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。

如此设计增强夹指12的适应性和灵活性。

具体实施方式四：结合图1至图5说明，本实施方式所述支架23的竖直侧壁上沿竖直方向设有两个极限行程限位传感器24，锁紧滑块7上靠近极限行程限位传感器一侧设有两个磁点25。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

如此设计根据夹手运动时，即三个夹指12的内侧端面共面时，或夹指张开到最大尺寸时，通过极限行程限位传感器24的位置来设置极限开合尺寸，由锁紧滑块7上的磁点25即反馈点进行接近反馈，当锁紧滑块7上的磁点25移到设定位置后，极限行程限位传感器24接收反馈并将信号传递到主控系统，主控系统控制夹紧驱动电机3停止转动，如此可实现对夹手机构和驱动系统的安全保护。

工作原理

使用时，连接法兰1通过快换装置连接到机器人末端，夹手移动到物品上方，然后通过转动驱动电机4带动第二同步带轮6转动，第二同步带轮6带动第四同步带轮22转动，第四同步带轮22带动一个齿轮轴16回转，两个齿轮轴16的齿轮相互啮合回转，从而实现两个转座15同步回转，使得同侧的两个夹爪机构旋转，调整好抓取角度后，夹紧驱动电机3正转，通过第一同步带轮5带动第三同步带轮21回转，第三同步带轮21带动螺母9回转，丝杠8和锁紧滑块7向下移动，第二连杆11的上端向下移动，通过连杆机构的传动即第一连杆10和第二连杆11与连接耳14的铰接，从而带动夹指12水平向外侧张开，然后夹手向下移动到物品的外侧，此时夹紧驱动电机3反转，锁紧滑块7向上移动，夹指12水平向内侧夹紧，从而完成对物品的夹紧。

Claims (4)

1.一种多功能伺服夹手，其特征在于：所述一种多功能伺服夹手包括连接法兰(1)、连接座(2)、夹紧驱动电机(3)、转动驱动电机(4)、第一同步带轮(5)、第二同步带轮(6)、锁紧滑块(7)、丝杠(8)和三组夹爪机构，连接法兰(1)设置在连接座(2)的上端面上，连接座(2)的下端设有支架(23)，夹紧驱动电机(3)和转动驱动电机(4)分别设置在连接座(2)的两侧，夹紧驱动电机(3)的输出端连接有第一同步带轮(5)，转动驱动电机(4)的输出端连接有第二同步带轮(6)，三组夹爪机构设置在连接座(2)的下端，丝杠(8)竖直设置在连接座(2)的中部，丝杠(8)的上端旋装有螺母(9)，螺母(9)的上端面固接有第三同步带轮(21)，第三同步带轮(21)通过同步带与第一同步带轮(5)连接，锁紧滑块(7)水平固接在丝杠(8)的下端，丝杠(8)的左右两侧分别平行设有导轨(13)，导轨(13)插装在锁紧滑块(7)上，导轨(13)的上端与连接座(2)固接，导轨(13)的下端固接在支架(23)上，

每组夹爪机构包括夹指(12)、连接耳(14)、两个第一连杆(10)和两个第二连杆(11)，三组夹爪机构相对交错设置，夹指(12)的内侧端面共面，同侧的两组夹爪机构的上端分别固接有一个转座(15)，转座(15)的上端竖直固接有齿轮轴(16)，两个齿轮轴(16)的齿轮相互啮合，其中一个齿轮轴(16)的上端固接有第四同步带轮(22)，第四同步带轮(22)通过同步带与第二同步带轮(6)连接，

同侧的两组夹爪机构中的第一连杆(10)的上端与转座(15)下端的外侧通过销轴铰接，同侧的两组夹爪机构中的第二连杆(11)的上端与转座(15)下端的内侧通过销轴铰接，另一侧单独一组夹爪机构中的第一连杆(10)的上端与连接座(2)下端的外侧通过销轴铰接，另一侧单独一组夹爪机构中的第二连杆(11)的上端与连接座(2)下端的内侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的第一连杆(10)的下端与连接耳(14)的外侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的第二连杆(11)的末端设有铰接通孔(11-1)，铰接通孔(11-1)上铰接有鼓型滚轮(17)，锁紧滑块(7)的竖直侧壁上对应设有凹槽(18)，鼓型滚轮(17)设置在凹槽(18)内，第二连杆(11)的下端与连接耳(14)的内侧通过销轴铰接，每组夹爪机构中的连接耳(14)的竖直内侧端面与夹指(12)的外侧端面固接。

2.根据权利要求1所述一种多功能伺服夹手，其特征在于：所述夹紧驱动电机(3)的输出端通过第一减速器(19)与第一同步带轮(5)连接，转动驱动电机(4)的输出端通过第二减速器(20)与第二同步带轮(6)连接。

3.根据权利要求1或2所述一种多功能伺服夹手，其特征在于：所述夹指(12)为可更换竖直夹板。

4.根据权利要求3所述一种多功能伺服夹手，其特征在于：所述支架(23)的竖直侧壁上沿竖直方向设有两个极限行程限位传感器(24)，锁紧滑块(7)上靠近极限行程限位传感器一侧设有两个磁点(25)。