CN207788987U - 机械手及具有该机械手的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供机械手及具有该机械手的机器人，机械手包括基座、直线驱动机构和夹持组件，直线驱动机构设置在基座内，直线驱动机构的输出端设置有用于安装并驱动夹持组件中各夹持块沿直线移动的滑块组件；夹持组件中各夹持块的形状相匹配，用于夹持块之间相互合拢时夹持块之间能够形成夹持待夹持件的夹持空间。本实用新型中利用直线驱动机构驱动滑块移动，滑块移动时带动夹持块合拢及打开，结构简单，易于定位，控制程序简单，使用寿命长。

Description

机械手及具有该机械手的机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及机械手及具有该机械手的机器人。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

随着机器人技术的持续发展进步，机器人已经逐渐开始在各行各业开始代替人类进行工作。但是对于医院或者化学实验室内，当采用机器人代替人工作时，需要机器人上的机械手像人手一样灵活，能够夹持各种尺寸的设施，还要能够进行按压及触碰作业，还需要不同的机械手能够像人的双手一样相互配合。为了使机械人能够完成这些动作，现有的机械人的机械手通常具有多套夹具或者被设计成仿手指形状。这两种方案存在结构复杂、难以定位、控制程序复杂、寿命短等缺陷。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了机械手及具有该机械手的机器人。

具体地，其技术方案如下：

一种机械手，包括基座、直线驱动机构和夹持组件，所述直线驱动机构设置在所述基座内，所述直线驱动机构的输出端设置有用于安装并驱动所述夹持组件中各夹持块沿直线移动的滑块组件；

所述夹持组件中各夹持块的形状相匹配，用于所述夹持块之间相互合拢时所述夹持块之间能够形成夹持待夹持件的夹持空间。

作为对技术方案的进一步改进，所述夹持组件包括第一夹持块和第二夹持块，所述滑块组件包括第一滑块和第二滑块，所述第一夹持块固定在所述第一滑块上，所述第二夹持块固定在所述第二滑块上，所述第一夹持块和所述第二夹持块的形状相匹配，用于所述第一夹持块和所述第二夹持块相互合拢时二者之间能够形成所述夹持空间。

作为对技术方案的进一步改进，所述夹持空间的数量为多个，多个所述夹持空间沿从所述夹持组件远离所述滑块组件的一端向接近所述滑块组件的一端分别设置。

作为对技术方案的进一步改进，相邻的所述夹持空间之间相互连通。

作为对技术方案的进一步改进，所述夹持空间包括第一夹持空间、第二夹持空间和第三夹持空间；

所述第一夹持空间由所述第一夹持块和所述第二夹持块的远离所述滑块组件的一端形成，在所述第一夹持空间内，所述第一夹持块和所述第二夹持块与所述待夹持件的配合面为一对相互平行的平面；

所述第三夹持空间由所述第一夹持块和所述第二夹持块的接近所述滑块组件的一端形成，在所述第三夹持空间内，所述第一夹持块和所述第二夹持块与所述待夹持件的配合面为一对相互平行的平面；

所述第二夹持空间位于所述第一夹持空间和所述第三夹持空间之间且分别连通所述第一夹持空间和所述第三夹持空间，在所述第二夹持空间内，所述第一夹持块和所述第二夹持块与所述待夹持件的配合面包括一对间距沿从所述第一夹持空间到所述第三夹持空间方向逐渐增大的斜面、一对相互平行的平面和一对弧面。

作为对技术方案的进一步改进，所述第一夹持块和所述第二夹持块远离所述滑块组件的一端均具有一个凸起，所述第一夹持空间由所述凸起之间相对的平面形成。

作为对技术方案的进一步改进，所述机械手还包括相机，用于采集所述夹持组件前方的图像。

作为对技术方案的进一步改进，所述相机的数量为多个，用于获取所述夹持组件前方空间的立体图像。

作为对技术方案的进一步改进，所述直线驱动机构包括电缸，所述电缸的驱动电机为伺服电机或步进电机。

一种机器人，包括躯干和手臂，所述手臂上设置有前述任一技术方案所述的机械手。

本实用新型至少具有以下有益效果：

根据本实用新型提供的一种机械手，包括基座、直线驱动机构和夹持组件，直线驱动机构设置在基座内，直线驱动机构的输出端设置有用于安装并驱动夹持组件中各夹持块沿直线移动的滑块组件；夹持组件中各夹持块的形状相匹配，用于夹持块之间相互合拢时夹持块之间能够形成夹持待夹持件的夹持空间。本实用新型中利用直线驱动机构驱动滑块移动，滑块移动时带动夹持块合拢及打开，结构简单，易于定位，控制程序简单，使用寿命长。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型实施例1中机械手的斜视图；

图2是本实用新型实施例1中机械手的爆炸图；

图3是本实用新型实施例2中机械手的斜视图；

图4是本实用新型实施例2中机械手的爆炸图。

主要元件符号说明：

1000-机械手；1001-条形光源；1100-基座；1110-基壳；1120-背板；1130-侧板；1140-底板；1200-直线驱动机构；1310-第一滑块；1320-第二滑块；1410-第一夹持块；1420-第二夹持块；1510-第一夹持空间；1520-第二夹持空间；1530-第三夹持空间；1610-第一固定块；1620-第二固定块；1700-相机；1800-贯通槽；1900-立柱。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本实用新型中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本实施例提供了一种机械手1000，具体地，请参阅图1和图2，机械手1000包括基座1100、直线驱动机构1200和夹持组件，直线驱动机构1200设置在基座1100内，直线驱动机构1200的输出端设置有用于安装并驱动夹持组件中各夹持块沿直线移动的滑块组件。

其中，作为一种优选的基座1100，其包括基壳1110、背板1120和侧板1130。基壳1110的主体为U型结构，当直线驱动机构1200设置在基座1100内时，基壳1110能够覆盖直线驱动机构1200上、左、下三侧的表面。背板1120设置在基壳1110的背部，侧板1130设置在基壳1110开口一侧的侧面，基壳1110的正面设置有开口，用于供直线驱动机构1200的输出端伸出。

在本实施例中，直线驱动机构1200用于提供夹持组件中各夹持块沿直线移动的动力。作为一种优选的直线驱动机构1200，直线驱动机构1200包括电缸，电缸的主要结构包括驱动电机、传动机构、直线导轨和滑块组件。其中，驱动电机优选为伺服电机或步进电机，由于采用伺服电机或步进电机作为电缸的驱动电机，能够精确控制驱动电机的输出量，例如电机输出轴的转动角度，进而精确控制滑块的位移。其中，传动机构优选为丝杠或者齿带，它们的输入端与驱动电机输出轴上的齿轮啮合，它们的输出端输出直线运动。滑块组件中的滑块与传动机构的输出端连接，因而能够沿直线移动。滑块组件中的滑块设置在直线导轨上，使得滑块在直线导轨的限制下只能沿直线方向移动。

在本实施例中，夹持组件中各夹持块的形状相匹配，用于夹持块之间相互合拢时夹持块之间能够形成夹持待夹持件的夹持空间。

作为一种优选的夹持组件和滑块组件，夹持组件包括第一夹持块1410和第二夹持块1420，滑块组件包括第一滑块1310和第二滑块1320。其中，第一夹持块1410固定在第一滑块1310上，第二夹持块1420固定在第二滑块1320上，第一夹持块1410和第二夹持块1420的形状相匹配，用于第一夹持块1410和第二夹持块1420相互合拢时二者之间能够形成夹持空间。

优选地，第一夹持块1410上一体的设置有第一固定块1610，第一固定块1610与第一滑块1310之间由螺栓等紧固件固定连接。第二夹持块1420上一体的设置有第二固定块1620，第二固定块1620与第二滑块1320之间由螺栓等紧固件固定连接。

进一步优选，夹持空间的数量为多个，多个夹持空间沿从夹持组件远离滑块组件的一端向接近滑块组件的一端分别设置。

进一步优选，相邻的夹持空间之间相互连通。

进一步优选，夹持空间包括第一夹持空间1510、第二夹持空间1520和第三夹持空间1530。

其中，第一夹持空间1510由第一夹持块1410和第二夹持块1420的远离滑块组件的一端形成，在第一夹持空间1510内，第一夹持块1410和第二夹持块1420与待夹持件的配合面为一对相互平行的平面。

进一步优选，第一夹持块1410和第二夹持块1420远离滑块组件的一端均具有一个凸起，第一夹持空间1510由凸起之间相对的平面形成。通过在第一夹持块1410和第二夹持块1420远离滑块组件的一端设置凸起，不仅能起到形成第一夹持空间1510的作用，还能够利用凸起模拟人的手指执行按压、拨动、扭动等动作。

其中，第三夹持空间1530由第一夹持块1410和第二夹持块1420的接近滑块组件的一端形成，在第三夹持空间1530内，第一夹持块1410和第二夹持块1420与待夹持件的配合面为一对相互平行的平面。

进一步优选，在第三夹持空间1530内，第一夹持块1410和第二夹持块1420与待夹持件的配合面之间的间距大于第一夹持空间1510内第一夹持块1410和第二夹持块1420与待夹持件的配合面之间的间距。由此，可以利用第一夹持块1410和第二夹持块1420的根部夹持需要较大的夹持力的待夹持件。

需要说明的是，在本实施例中，在第一夹持空间1510内和第三夹持空间1530内，第一夹持块1410和第二夹持块1420与待夹持件的配合面之间的间距是指，第一夹持块1410与待夹持件的接触面到第二夹持块1420与待夹持件的接触面的距离。

其中，第二夹持空间1520位于第一夹持空间1510和第三夹持空间1530之间且分别连通第一夹持空间1510和第三夹持空间1530，在第二夹持空间1520内，第一夹持块1410和第二夹持块1420与待夹持件的配合面包括一对间距沿从第一夹持空间1510到第三夹持空间1530方向逐渐增大的斜面、一对相互平行的平面和一对弧面。

需要说明的是，在本实施例中，在第二夹持空间1520内，第一夹持块1410上的斜面与第二夹持块1420上的斜面、相互平行的平面、弧面都是成对设置，当第一夹持块1410上的斜面与待夹持件接触时，第二夹持件上的斜面也与待夹持件接触，相互平行的平面、弧面也是采用同样的配对原理，本实施例中不再进一步叙述。

在本实施例中，由于在第二夹持空间1520内，第一夹持块1410和第二夹持块1420与待夹持件的配合面既包括一对间距沿从第一夹持空间1510到第三夹持空间1530方向逐渐增大的斜面，又包括一对相互平行的平面和一对弧面，因而第二夹持空间1520能够用于夹持具有多种外形的待夹持件，圆形或者方形的，规则的或不规则的。与现有技术中设置多套夹具或者将机械手1000设计成仿手指形状相比，极大的简化了结构，且易于定位，控制程序简单，使用寿命长。

进一步优选，第一夹持块1410和第二夹持块1420上都设置有贯通槽1800，贯通槽1800贯穿第一夹持块1410和第二夹持块1420，能够用于穿设缆线、柱类的物体。

进一步优选，第一夹持块1410和第二夹持块1420的外表面都设置有立柱1900，立柱1900由第一夹持块1410和第二夹持块1420的一侧外表面垂直伸出，能够用于执行定位、悬挂、按压等动作。

进一步优选，第一夹持块1410和第二夹持块1420的主体为平板结构，第一夹持块1410和第二夹持块1420上各设置有两个以上的立柱1900。当第一夹持块1410和第二夹持块1420合拢时，各立柱1900围成方形、圆形等形状，由此，可以利用第一夹持块1410和第二夹持块1420的板面模仿人的手掌承载托盘、桶装物，而立柱1900则位于被承载物的外围进行限位。

优选地，机械手1000还包括相机1700，用于采集夹持组件前方的图像。其中，相机1700位于基座1100内，相机1700的镜头伸出基座1100。进一步优选，相机1700的镜头从直线导轨的上方伸出，且镜头的朝向与第一夹持块1410、第二夹持块1420的朝向相同。由于机械手1000上设置有能够采集夹持组件前方的图像。当机械手1000被安装在机器人的手臂上时，相机1700采集机械手1000前方的精确图像供机器人对机械手1000进行精确定位。

优选地，相机1700的数量为多个，用于获取夹持组件前方空间的立体图像。通过采用多个相机1700，能够像人眼一样进行双目甚至多目摄像，获得立体图像，便于机器人在三维空间内准确操控机械手1000。

本实施例还提供了一种机器人，包括躯干和手臂(图中未示出)，手臂上设置有本实施例中提供的机械手1000。

实施例2

本实施例提供了一种机械手1000及具有该机械手1000的机器人，请参阅图3和图4，与实施例1相比，本实施例的主要区别在于：

在本实施例中，相机1700的数量为一个，其设置在直线导轨的上方。而且，相机1700的下方设置有条形光源1001。

在本实施例中，基座1100包括基壳1110、背板1120和底板1140。基壳1110的主体为U型结构，当直线驱动机构1200设置在基座1100内时，基壳1110能够覆盖直线驱动机构1200上、左、右三侧的表面。

本实施例中的其它特征与实施例1中相同，不再进一步叙述。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种机械手，其特征在于，包括基座、直线驱动机构和夹持组件，所述直线驱动机构设置在所述基座内，所述直线驱动机构的输出端设置有用于安装并驱动所述夹持组件中各夹持块沿直线移动的滑块组件；

所述夹持组件中各夹持块的形状相匹配，用于所述夹持块之间相互合拢时所述夹持块之间能够形成夹持待夹持件的夹持空间。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述夹持组件包括第一夹持块和第二夹持块，所述滑块组件包括第一滑块和第二滑块，所述第一夹持块固定在所述第一滑块上，所述第二夹持块固定在所述第二滑块上，所述第一夹持块和所述第二夹持块的形状相匹配，用于所述第一夹持块和所述第二夹持块相互合拢时二者之间能够形成所述夹持空间。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述夹持空间的数量为多个，多个所述夹持空间沿从所述夹持组件远离所述滑块组件的一端向接近所述滑块组件的一端分别设置。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，相邻的所述夹持空间之间相互连通。

5.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述夹持空间包括第一夹持空间、第二夹持空间和第三夹持空间；

所述第一夹持空间由所述第一夹持块和所述第二夹持块的远离所述滑块组件的一端形成，在所述第一夹持空间内，所述第一夹持块和所述第二夹持块与所述待夹持件的配合面为一对相互平行的平面；

所述第三夹持空间由所述第一夹持块和所述第二夹持块的接近所述滑块组件的一端形成，在所述第三夹持空间内，所述第一夹持块和所述第二夹持块与所述待夹持件的配合面为一对相互平行的平面；

所述第二夹持空间位于所述第一夹持空间和所述第三夹持空间之间且分别连通所述第一夹持空间和所述第三夹持空间，在所述第二夹持空间内，所述第一夹持块和所述第二夹持块与所述待夹持件的配合面包括一对间距沿从所述第一夹持空间到所述第三夹持空间方向逐渐增大的斜面、一对相互平行的平面和一对弧面。

6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述第一夹持块和所述第二夹持块远离所述滑块组件的一端均具有一个凸起，所述第一夹持空间由所述凸起之间相对的平面形成。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械手还包括相机，用于采集所述夹持组件前方的图像。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述相机的数量为多个，用于获取所述夹持组件前方空间的立体图像。

9.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述直线驱动机构包括电缸，所述电缸的驱动电机为伺服电机或步进电机。

10.一种机器人，其特征在于，包括躯干和手臂，所述手臂上设置有权利要求1-9中任一项所述的机械手。