CN207480587U - 组合式多自由度的机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式多自由度的机械手装置，包括座体组件、驱动组件、摆臂和机械爪，座体组件包括沿其竖直方向固定连接的第一支撑柱和第二支撑柱，且第一支撑柱与第二支撑柱连接的一端设有第一倾斜面，第二支撑柱上设有与该第一倾斜面相适应的第二倾斜面，且所述第一倾斜面使第一支撑柱靠近机械爪的一侧高于另一侧；摆臂远离机械爪的一端与第二支撑柱的顶端铰接，并通过驱动组件驱动其绕着座体组件上下摆动；机械爪可快速拆卸地安装在摆臂在远离第二支撑柱的一端。其优点是：座体组件的结构强度高、整体平衡性好，且能够实现机械爪的快速更换。

Description

组合式多自由度的机械手装置

技术领域

本实用新型涉及一种机械手，具体涉及一种组合式多自由度的机械手装置。

背景技术

机械手是一种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。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。在科技迅速发展，机械劳动逐渐取代人力劳动的今天，机械手臂的应用将会越来越广泛。

其中，机械手装夹工装在快速实现自动化的领域中也是十分重要的一环，其作用是能够实现机械手抓的快速更换，以便于更好的实现自动化，可大批量的生产瑕疵少、变异性低的良品。现目前，对于结构较为简单的机械手，由于其缺乏机械爪快换结构，从而致使其功能单一，仅能实现一种产品或零部件的夹持操作。与此同时，在机械手的应用领域中，由于机械手重量重的缘故，很多机械手在使用过程中都存在平衡性差的问题，从而导致其生产出来的产品精度下降。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种组合式多自由度的机械手装置，座体组件的结构强度高、整体平衡性好，且能够实现机械爪的快速更换。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种组合式多自由度的机械手装置，包括座体组件、驱动组件、摆臂和机械爪，其要点在于：所述座体组件包括沿其竖直方向固定连接的第一支撑柱和第二支撑柱，且第一支撑柱与第二支撑柱连接的一端设有第一倾斜面，第二支撑柱上设有与该第一倾斜面相适应的第二倾斜面，且所述第一倾斜面使第一支撑柱靠近机械爪的一侧高于另一侧；

所述摆臂远离机械爪的一端与第二支撑柱的顶端铰接，所述驱动组件安装在第二支撑柱上，其用于驱动摆臂上下摆动；

所述摆臂在远离第二支撑柱的一端设有夹持体，该夹持体的两侧对称设有燕尾槽，所述机械爪上对称设有与两个所述燕尾槽相适应的燕尾块，且该燕尾块可拆卸地安装在所述燕尾槽内。

采用上述结构，第一支撑柱和第二支撑柱通过其两端分别设置的倾斜面接触连接并相互支撑，且第一倾斜面使第一支撑柱靠近机械爪的一侧高于另一侧，这样能保证座体组件的结构强度，增加受力，保证使用的可靠性，同时，通过驱动组件控制摆臂上下转动能有效的保证摆臂运动的平稳性。并且机械爪与夹持体通过燕尾槽和燕尾块的配合能实现机械爪的快速更换和安装。

作为优选：所述燕尾槽一端贯穿夹持体的边缘，另一端形成一个限位部，夹持体在远离限位部的一端具有沿高度方向设置呈通孔，该通孔两端分别设有与其内壁滑动配合的第一止挡块和第二止挡块，所述第一止挡块和第二止挡块之间设有齿轮调节机构，其用于控制第一止挡块和第二止挡块沿着通孔同时向内或向外滑动，所述夹持体外壁上还设有调节旋钮，其用于控制齿轮调节机构运动。采用上述结构，通过限位部和止挡块的设置可确保机械爪在夹持体上固定安装，且安装和拆卸的过程十分方便和省力。

作为优选：所述齿轮调节机构包括设置在所述通孔内的齿轮、复位弹簧、第一齿条和第二齿条，该齿轮位于通孔的中心处，所述第一齿条和第二齿条可滑动的安装在通孔内，且分别位于齿轮的两侧并与该齿轮啮合，所述第一齿条的一端与第一止挡块固定连接，第二齿条的一端与第二止挡块固定连接，所述复位弹簧设置在齿轮上，且其一端与该齿轮挂接，另一端与所述调节旋钮的端部挂接。采用上述结构，通过齿轮和齿条的配合，从而便于调节止挡块，使其在通孔内移动，以达到锁定机械爪的目的。

作为优选：所述第二倾斜面上设有沿第二支撑柱长度方向延伸的环形凸起，所述第一倾斜面上设有与该环形凸起相适应的环形槽，第一支撑柱上设有沿其周向均匀分布的螺纹孔，螺纹孔与所述环形槽贯通，该螺纹孔内安装有锁紧螺栓，且该锁紧螺栓的端部与所述环形凸起抵接。采用上述结构，方便第一支撑柱和第二支撑柱的连接和安装，且能保证连接的可靠性。

作为优选：所述第二支撑柱的顶端设有槽口，所述摆臂一端通过转轴铰接在该槽口内。采用上述结构，便于安装摆臂。

作为优选：所述驱动组件为电动伸缩杆，其一端铰接在所述槽口的底侧上，另一端铰接在摆臂下侧。采用上述结构，能保证摆臂转动的平稳性，且便于安装。

作为优选：所述机械爪上设有从一侧向上延伸的抓条，该抓条呈环形阵列分布，且其均向机械爪的中心倾斜。采用上述结构，便于抓取柱状体零件。

作为优选：所述抓条均由弹性材料制成。采用上述结构，可确保零件能有效地被抓取。

作为优选：所述抓条端部的内壁上均设有弧状凸起。采用上述结构，能保证零件在被抓取后在机械手移动的过程中不易脱落。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的组合式多自由度的机械手装置，第一支撑柱和第二支撑柱通过其两端分别设置的倾斜面接触连接并相互支撑，且第一倾斜面使第一支撑柱靠近机械爪的一侧高于另一侧，这样能保证座体组件的结构强度，增加受力，保证使用的可靠性，同时，通过驱动组件控制摆臂上下转动能有效的保证摆臂运动的平稳性。并且机械爪与夹持体通过燕尾槽和燕尾块的配合能实现机械爪的快速更换和安装。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为第一支撑柱的结构示意图；

图4为第二支撑柱的结构示意图；

图5为夹持体的结构示意图；

图6为机械爪的结构示意图；

图7为体现齿轮调节机构的剖面视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，一种组合式多自由度的机械手装置，具有座体组件1结构强度高、整体平衡性好，且能够实现机械爪3快速更换等优点。其具体结构包括座体组件1、驱动组件4、摆臂2和机械爪3，所述座体组件1有包括沿其竖直方向固定连接的第一支撑柱1b和第二支撑柱1c，且第一支撑柱1b与第二支撑柱1c连接的一端设有第一倾斜面1b1，第二支撑柱1c上设有与该第一倾斜面1b1相适应的第二倾斜面1c1，且所述第一倾斜面1b1使第一支撑柱1b靠近机械爪3的一侧高于另一侧；这里的第一支撑柱1b和第二支撑柱1c通过其两端分别设置的倾斜面接触连接并相互支撑，其能够保证座体组件1的结构强度，增加受力，保证使用的可靠性。

在如图1所示，所述摆臂2远离机械爪3的一端与第二支撑柱1c的顶端铰接，所述驱动组件4安装在第二支撑柱1c上，其用于驱动摆臂2绕着座体组件1的顶端上下摆动；这样设置能有效的保证摆臂运动的平稳性。

如图2所示，所述摆臂2在远离第二支撑柱1c的一端设有夹持体2a，该夹持体2a的两侧对称设有燕尾槽2a1，所述机械爪3上对称设有与两个所述燕尾槽2a1相适应的燕尾块3a，且该燕尾块3a可拆卸的安装在所述燕尾槽2a1内。机械爪3与夹持体2a通过燕尾槽2a1和燕尾块3a的配合能实现机械爪3的快速更换和安装。

如图5、6和7所示，上述机械爪3实现快换的具体结构为：燕尾槽2a1一端贯穿夹持体2a的边缘，另一端形成一个限位部2a2，且夹持体2a在远离限位部2a2的一端具有沿高度方向设置的通孔2a3，该通孔2a3两端分别设有与其内壁滑动配合的第一止挡块2b和第二止挡块2c，所述第一止挡块2b和第二止挡块2c之间设有齿轮调节机构2d，其用于控制第一止挡块2b和第二止挡块2c沿着通孔2a3同时向内或向外滑动，所述夹持体2a外壁上还设有调节旋钮2e，其用于控制齿轮调节机构2d运动。

在如图7所示，为便于调节，上述齿轮调节机构2d采用齿轮2d1和齿条的配合方式，使止挡块其在通孔2a3内移动，以达到锁定机械爪3的目的。其详细包括：设置在所述通孔2a3内的齿轮2d1、复位弹簧2d4、第一齿条2d2和第二齿条2d3，该齿轮2d1位于通孔2a3的中心处，所述第一齿条2d2和第二齿条2d3可滑动的安装在通孔2a3内，且分别位于齿轮2d1的两侧并与该齿轮2d1啮合，所述第一齿条2d2的一端与第一止挡块2b固定连接，第二齿条2d3的一端与第二止挡块2c固定连接，所述复位弹簧2d4设置在齿轮2d1上，且其一端与该齿轮2d1挂接，另一端与所述调节旋钮2e的端部挂接。

如图1、3和4所示，为便于安装以及连接的可靠性，在所述第二倾斜面1c1上设有沿第二支撑柱1c长度方向延伸的环形凸起1c2，所述第一倾斜面1b1上设有与该环形凸起1c2相适应的环形槽1b2，第一支撑柱1b上设有沿其周向均匀分布的螺纹孔1b3，螺纹孔1b3与所述环形槽1b2贯通，该螺纹孔1b3内安装有锁紧螺栓1b4，且该锁紧螺栓1b4的端部与所述环形凸起1c2抵接。

如图4所示，为方便安装摆臂2，在第二支撑柱1c的顶端设有槽口1c3，该槽口1c3内设有与其两侧壁连接的转轴1c4，所述摆臂2与该转轴1c4铰接。

在如图1所示，驱动组件4为电动伸缩杆，其一端铰接在所述槽口1c3的底侧上，另一端铰接在摆臂2下侧。

如图6所示，为满足抓取柱状体零件的功能，机械爪3上设有从一侧向上延伸的抓条3b，该抓条3b呈环形阵列分布，且其均向机械爪3的中心倾斜，且上述抓条3b均由弹性材料制成，同时，为保证零件在被抓取后在机械手移动的过程中不易脱落，抓条3b端部的内壁上均设有弧状凸起3b1。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合式多自由度的机械手装置，包括座体组件(1)、驱动组件(4)、摆臂(2)和机械爪(3)，其特征在于：所述座体组件(1)包括沿其竖直方向固定连接的第一支撑柱(1b)和第二支撑柱(1c)，且第一支撑柱(1b)与第二支撑柱(1c)连接的一端设有第一倾斜面(1b1)，第二支撑柱(1c)上设有与该第一倾斜面(1b1)相适应的第二倾斜面(1c1)，且所述第一倾斜面(1b1)使第一支撑柱(1b)靠近机械爪(3)的一侧高于另一侧；

所述摆臂(2)远离机械爪(3)的一端与第二支撑柱(1c)的顶端铰接，所述驱动组件(4)安装在第二支撑柱(1c)上，其用于驱动摆臂(2)上下摆动；

所述摆臂(2)在远离第二支撑柱(1c)的一端设有夹持体(2a)，该夹持体(2a)的两侧对称设有燕尾槽(2a1)，所述机械爪(3)上对称设有与两个所述燕尾槽(2a1)相适应的燕尾块(3a)，且该燕尾块(3a)可拆卸地安装在所述燕尾槽(2a1)内。

2.根据权利要求1所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述燕尾槽(2a1)一端贯穿夹持体(2a)的边缘，另一端形成一个限位部(2a2)，夹持体(2a)在远离限位部(2a2)的一端具有沿高度方向设置通孔(2a3)，该通孔(2a3)两端分别设有与其内壁滑动配合的第一止挡块(2b)和第二止挡块(2c)，所述第一止挡块(2b)和第二止挡块(2c)之间设有齿轮调节机构(2d)，其用于控制第一止挡块(2b)和第二止挡块(2c)沿着通孔(2a3)同时向内或向外滑动，所述夹持体(2a)外壁上还设有调节旋钮(2e)，其用于控制齿轮调节机构(2d)运动。

3.根据权利要求2所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述齿轮调节机构(2d)包括设置在所述通孔(2a3)内的齿轮(2d1)、复位弹簧(2d4)、第一齿条(2d2)和第二齿条(2d3)，该齿轮(2d1)位于通孔(2a3)的中心处，所述第一齿条(2d2)和第二齿条(2d3)可滑动的安装在通孔(2a3)内，且分别位于齿轮(2d1)的两侧并与该齿轮(2d1)啮合，所述第一齿条(2d2)的一端与第一止挡块(2b)固定连接，第二齿条(2d3)的一端与第二止挡块(2c)固定连接，所述复位弹簧(2d4)设置在齿轮(2d1)上，且其一端与该齿轮(2d1)挂接，另一端与所述调节旋钮(2e)的端部挂接。

4.根据权利要求1或2或3所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述第二倾斜面(1c1)上设有沿第二支撑柱(1c)长度方向延伸的环形凸起(1c2)，所述第一倾斜面(1b1)上设有与该环形凸起(1c2)相适应的环形槽(1b2)，第一支撑柱(1b)上设有沿其周向均匀分布的螺纹孔(1b3)，螺纹孔(1b3)与所述环形槽(1b2)贯通，该螺纹孔(1b3)内安装有锁紧螺栓(1b4)，且该锁紧螺栓(1b4)的端部与所述环形凸起(1c2)抵接。

5.根据权利要求4所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述第二支撑柱(1c)的顶端设有槽口(1c3)，所述摆臂(2)一端通过转轴(1c4)铰接在该槽口(1c3)内。

6.根据权利要求5所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述驱动组件(4)为电动伸缩杆，其一端铰接在所述槽口(1c3)的底侧上，另一端铰接在摆臂(2)下侧。

7.根据权利要求4所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述机械爪(3)上设有从一侧向上延伸的抓条(3b)，该抓条(3b)呈环形阵列分布，且其均向机械爪(3)的中心倾斜。

8.根据权利要求7所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述抓条(3b)均由弹性材料制成。

9.根据权利要求8所述的组合式多自由度的机械手装置，其特征在于：所述抓条(3b)端部的内壁上均设有弧状凸起(3b1)。