CN208409877U - 一种可升降、可旋转机械抓手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种可升降、可旋转机械抓手，通过开合电机控制抓手的开合，通过旋转电机直接连接机械抓手实现抓手的360°任意方向的旋转，电缸和步进电机相互配合控制抓手在平面内任意运动，机械机构十分简单，并且丰富了机械抓手的运动方式，扩大了机械抓手的工作空间，拓展了机械抓手的应用范围，能够有效满足多种工况下对机械抓手的要求，并且上述结构布置其传动部件较少，能够有效的降低装置的故障率，大大提升机械抓手的使用寿命，同时也极大的降低了机械抓手的制造成本。

Description

一种可升降、可旋转机械抓手

技术领域

本实用新型涉及一种机械抓手，尤其是涉及一种可升降、可旋转机械抓手。

背景技术

机械抓手是一种能够模拟人类手部和手臂某些动作的自动操作装置，其能够按照固定程序抓取、搬运物件或操作工具，通过相应的程序控制来完成各种作业，因而广泛应用于机械制造、钢铁及有色金属冶金、电力电子、医疗手术等行业；机械手臂具有优于人体手臂的灵活度和耐力度，随着科技的迅猛发展，机械抓手的应用会越来越广泛，机械抓手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，其能够保证作业的准确性和并且在多种苛刻的环境中完成作业。机械抓手主要包括手部、臂部、以及驱动机构，手部用来抓持工件或工具，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；手臂的作用是引导手指准确地抓住工件，并运送到所需的位置上；驱动机构用于为手部、臂部提供动力。

现有技术中的机械抓手，往往结构较为复杂，故障率较高、使用寿命较短、运动方式单一、运动范围较窄、制造成本较高，配备这种机械抓手对于中小企业来说经济负担较重，且往往得不到好的效果，但是机械抓手又是实现加工制造过程的自动化的必须设备，因此，开发一种结构简单、故障率低、使用寿命长、运动方式丰富、制造成本低的机械抓手成为行业亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可升降、可旋转机械抓手，以解决现有技术中机械抓手结构复杂、使用寿命短、运动范围较窄且方式较为单一、制造成本高的技术问题。

本实用新型提供的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，包括第一滑块、第二滑块、步进电机、电缸、旋转电机、抓手、步进齿轮、齿条、滑轨；其中，

第一滑块安装在电缸上，电缸驱动第一滑块运动；

第二滑块固定安装在第一滑块上，步进电机固定安装第二滑块上，第二滑块与滑轨之间滑动安装，齿条固定安装在滑轨上，步进齿轮套装在步进电机的输出端，步进齿轮与齿条啮合；

第一滑块的运动方向与齿条的方向是垂直的；

抓手包括基座、旋转电机连接轴、第一抓合部、第二抓合部、开合电机，第一抓合部、第二抓合部均为弧形，两个抓合部形成被抓物体的容纳空间，第一抓合部的一端以及第二抓合部的一端均可转动的安装在基座上，开合电机控制第一抓合部、第二抓合部的开合；

旋转电机固定在齿条的一端并且旋转电机的输出端与旋转电机连接轴固定连接，旋转电机连接轴固定连接在基座上。

进一步地，所述第一抓合部包括第一弧形连接臂、第二弧形连接臂，第一弧形连接臂的一端以及第二弧形连接臂的一端均固定连接在贯穿基座的第一转轴上，第一弧形连接臂的另一端和第二弧形连接臂的另一端通过肋条固定连接，第一弧形连接臂与第一转轴相连接的一端具有第一啮合部、第二弧形连接臂与第一转轴相连接的一端具有第二啮合部；所述第二抓合部包括第三弧形连接臂、第四弧形连接臂，第三弧形连接臂的一端以及第四弧形连接臂的一端均固定连接在贯穿基座的第二转轴上，第三弧形连接臂的另一端和第四弧形连接臂的另一端通过肋条固定连接，第三弧形连接臂与第二转轴相连接的一端具有第三啮合部、第四弧形连接臂与第二转轴相连接的一端具有第四啮合部；所述第一啮合部与第三啮合部相啮合，所述第二啮合部与所述第四啮合部相啮合。

进一步地，第一弧形连接臂与第二弧形连接臂具有相同的弧度；第三弧形连接臂与第四弧形连接臂具有相同的弧度。

进一步地，所述开合电机设置在基座内部，开合电机输出端上套装第一齿轮，第一转轴上套装第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合传动。

进一步地，第一弧形连接臂和第二弧形连接臂之间设置多根肋条。

进一步地，第三弧形连接臂和第四弧形连接臂之间设置多根肋条。

进一步地，所述第一齿轮和第二齿轮的传动比为5:1～15:1。

进一步地，所述第一齿轮与开合电机输出端通过键连接固定。

进一步地，第一弧形连接臂、第二弧形连接臂、第三弧形连接臂、第四弧形连接臂均为钛合金材质。

进一步地，所述齿条与滑轨的长度相同。

上述可升降、可旋转机械抓手通过开合电机控制抓手的开合，通过旋转电机直接连接机械抓手实现抓手的360°任意方向的旋转，电缸和步进电机相互配合控制抓手在平面内任意运动，机械机构十分简单，并且丰富了机械抓手的运动方式，扩大了机械抓手的工作空间，拓展了机械抓手的应用范围，能够有效满足多种工况下对机械抓手的要求，并且上述结构布置其传动部件较少，能够有效的降低装置的故障率，大大提升机械抓手的使用寿命，同时也极大的降低了机械抓手的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型其中一种实施例提供的可升降、可旋转机械抓手示意图；

图2为图1提供的可升降、可旋转机械抓手的分解示意图；

图3为本实用新型其中一种实施例提供的开合电机、第一齿轮、第二齿轮、第一转轴的分解示意图。

附图标记：

1-第一滑块；2-第二滑块；3-步进电机；4-滑轨；5-齿条；6-步进齿轮；7-旋转电机；8-第一弧形连接臂；9-第二弧形连接臂；10-肋条；11-第一转轴；12-第二转轴；13-第一啮合部；14-第三啮合部；15-第三弧形连接臂；16-第四弧形连接臂；17-基座；18-旋转电机连接轴；19-开合电机；20-第一齿轮；21-第二齿轮。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型其中一种实施例提供的可升降、可旋转机械抓手示意图；图2为图1提供的可升降、可旋转机械抓手的分解示意图；图3为本实用新型其中一种实施例提供的开合电机、第一齿轮、第二齿轮、第一转轴的分解示意图。

如图1、图2、图3所示，本实施例提供的一种可升降、可旋转机械抓手，包括第一滑块1、第二滑块2、步进电机3、电缸、旋转电机7、抓手、步进齿轮6、齿条5、滑轨4；其中，

第一滑块1安装在电缸上，电缸驱动第一滑块1运动；

第二滑块2固定安装在第一滑块1上，步进电机3固定安装第二滑块2上，第二滑块2与滑轨4之间滑动安装，齿条5固定安装在滑轨4上，步进齿轮6套装在步进电机3的输出端，步进齿轮6与齿条5啮合；

第一滑块1的运动方向与齿条5的方向是垂直的；即通过电缸的驱动和步进电机3的驱动，实现了齿条5在平面内水平方向和竖直方向的运动；

所述抓手包括基座17、旋转电机连接轴18、第一抓合部、第二抓合部、开合电机19，第一抓合部、第二抓合部均为弧形，两个抓合部形成被抓物体的容纳空间，第一抓合部的一端以及第二抓合部的一端均可转动的安装在基座17上，开合电机19控制第一抓合部、第二抓合部的开合；

具体的，所述第一抓合部包括第一弧形连接臂8、第二弧形连接臂9，第一弧形连接臂8的一端以及第二弧形连接臂9的一端均固定连接在贯穿基座17的第一转轴11上，第一弧形连接臂8的另一端和第二弧形连接臂9的另一端通过肋条10固定连接，第一弧形连接臂8与第一转轴11相连接的一端具有第一啮合部13、第二弧形连接臂9与第一转轴11相连接的一端具有第二啮合部；所述第二抓合部包括第三弧形连接臂15、第四弧形连接臂16，第三弧形连接臂15的一端以及第四弧形连接臂16的一端均固定连接在贯穿基座17的第二转轴12上，第三弧形连接臂15的另一端和第四弧形连接臂16的另一端通过肋条10固定连接，第三弧形连接臂15与第二转轴12相连接的一端具有第三啮合部14、第四弧形连接臂16与第二转轴12相连接的一端具有第四啮合部；所述第一啮合部13与第三啮合部14相啮合，所述第二啮合部与所述第四啮合部相啮合；

所述开合电机19设置在基座17内部，开合电机19输出端上套装第一齿轮20，第一转轴11上套装第二齿轮21，第一齿轮20与第二齿轮21啮合传动；通过开合电机19的旋转，驱动安装在第一转轴11上的第一弧形连接臂8与第二弧形连接臂9，进而通过与第一啮合部13相啮合的第三啮合部14驱动第三弧形连接臂15、通过与第二啮合部相啮合的第四啮合部驱动第四弧形连接臂16，从而控制第一抓合部和第二抓合部的开合；

第一弧形连接臂8与第二弧形连接臂9具有相同的弧度，且二者之间具有多根肋条10；第三弧形连接臂15与第四弧形连接臂16具有相同的弧度，且二者之间具有多根肋条；

旋转电机7固定在齿条5的一端并且旋转电机7的输出端与旋转电机连接轴18固定连接，旋转电机连接轴18固定连接在基座17上。

作为优选的技术方案，所述第一齿轮和第二齿轮的传动比根据开合电机的转速、对抓手开合速度的要求、对抓手抓合力的要求进行调整，优选为5:1～15:1；更优选为7:1～10:1。

作为优选的技术方案，第一齿轮与开合电机的输出端通过键连接固定，键连接拆装方便，连接的可靠性高，应力集中小，使用寿命高，成本低。

作为优选的技术方案，第一弧形连接臂、第二弧形连接臂、第三弧形连接臂、第四弧形连接臂均为钛合金材质，优选的，肋条材质也为钛合金材质，钛合金具有低密度、轻便、强度高、耐腐蚀及耐热性优异的特点，选用钛合金作为抓手的材料，能够使抓手满足于多种工况条件，有利于拓展机械抓手的适用范围。

作为优选的技术方案，所述齿条与滑轨的长度相同，这样的布置方式能够充分利用空间，最大限度的保证机械抓手的工作范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，包括第一滑块、第二滑块、步进电机、电缸、旋转电机、抓手、步进齿轮、齿条、滑轨；其中，

第一滑块安装在电缸上，电缸驱动第一滑块运动；

第二滑块固定安装在第一滑块上，步进电机固定安装第二滑块上，第二滑块与滑轨之间滑动安装，齿条固定安装在滑轨上，步进齿轮套装在步进电机的输出端，步进齿轮与齿条啮合；

第一滑块的运动方向与齿条的方向是垂直的；

抓手包括基座、旋转电机连接轴、第一抓合部、第二抓合部、开合电机，第一抓合部、第二抓合部均为弧形，两个抓合部形成被抓物体的容纳空间，第一抓合部的一端以及第二抓合部的一端均可转动的安装在基座上，开合电机控制第一抓合部、第二抓合部的开合；

旋转电机固定在齿条的一端并且旋转电机的输出端与旋转电机连接轴固定连接，旋转电机连接轴固定连接在基座上。

2.根据权利要求1所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，所述第一抓合部包括第一弧形连接臂、第二弧形连接臂，第一弧形连接臂的一端以及第二弧形连接臂的一端均固定连接在贯穿基座的第一转轴上，第一弧形连接臂的另一端和第二弧形连接臂的另一端通过肋条固定连接，第一弧形连接臂与第一转轴相连接的一端具有第一啮合部、第二弧形连接臂与第一转轴相连接的一端具有第二啮合部；所述第二抓合部包括第三弧形连接臂、第四弧形连接臂，第三弧形连接臂的一端以及第四弧形连接臂的一端均固定连接在贯穿基座的第二转轴上，第三弧形连接臂的另一端和第四弧形连接臂的另一端通过肋条固定连接，第三弧形连接臂与第二转轴相连接的一端具有第三啮合部、第四弧形连接臂与第二转轴相连接的一端具有第四啮合部；所述第一啮合部与第三啮合部相啮合，所述第二啮合部与所述第四啮合部相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，第一弧形连接臂与第二弧形连接臂具有相同的弧度；第三弧形连接臂与第四弧形连接臂具有相同的弧度。

4.根据权利要求2所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，所述开合电机设置在基座内部，开合电机输出端上套装第一齿轮，第一转轴上套装第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合传动。

5.根据权利要求2所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，第一弧形连接臂和第二弧形连接臂之间设置多根肋条。

6.根据权利要求2所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，第三弧形连接臂和第四弧形连接臂之间设置多根肋条。

7.根据权利要求4所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮的传动比为5:1～15:1。

8.根据权利要求4所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，所述第一齿轮与开合电机输出端通过键连接固定。

9.根据权利要求4-8任一项权利要求所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，第一弧形连接臂、第二弧形连接臂、第三弧形连接臂、第四弧形连接臂均为钛合金材质。

10.根据权利要求1-8任一项权利要求所述的一种可升降、可旋转机械抓手，其特征在于，所述齿条与滑轨的长度相同。