CN208914167U - 活动式桁架机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活动式桁架机械手，旨在提供一种具有能够较好地夹持圆盘状零件，提升整体夹持效果，避免工件从机械手上脱落而造成工件损坏，防止产生经济损失的优点的活动式桁架机械手，其技术方案要点是，二级臂末端设有机械手爪，机械手爪包括转动连接在二级臂末端的转臂，转臂末端固定有爪盘，爪盘的外圆上设有若干个环绕爪盘设置的爪杆，爪杆中间固定有滑移杆，滑移杆滑动连接在爪盘上，爪杆与滑移杆均环绕爪盘的圆心设置有若干个，转臂内还设有用于推动滑移杆同步朝向爪盘圆心滑动的驱动件，能够从圆盘周围对其均匀施加压力，从而实现圆形零件的夹持，能够避免工件从机械手上脱落，避免造成工件损坏和经济损失。

Description

活动式桁架机械手

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，具体涉及一种活动式桁架机械手。

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。

机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支，机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式。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。

机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（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。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。

一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。

目前，公开号为CN207746626U的中国专利公开了一种焊接机械手，它包括底座和机械手，底座的上端固定连接有支撑杆，支撑杆的侧壁上固定连接有吊臂，吊臂的下端与机械手的上端连接，机械手设置于吊臂远离支撑杆的一端上；

支撑杆的侧壁上固定连接有集气罩，集气罩位于吊臂的正下方，集气罩的侧壁上连接有吸收管，吸收管的上端固定连接有水箱，吸收管内安装有吸气扇，吸气扇设置于吸收管靠近集气罩的一端内，吸收管的顶面安装有多个喷头，喷头设置于吸收管远离集气罩的一端内，喷头与水箱连接，吸收管的底部设有收集槽，且收集槽位于喷头的正下方。

这种焊接机械手虽然能有效的对机械手夹持工件焊接时，能对焊接时产生的废气进行吸收处理，提高焊接机械手的环保性，但是在这种机械手在夹持圆盘形状的工件时较为费力，且夹持效果不好，工件容易从机械手上脱落造成工件的损坏，产生经济损失。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种活动式桁架机械手，其具有能够较好地夹持圆盘状零件，提升整体夹持效果，避免工件从机械手上脱落而造成工件损坏，防止产生经济损失的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种活动式桁架机械手，包括桁架和滑移连接在桁架上的机械手臂，机械手臂包括相互转动连接的一级臂和二级臂，一级臂与桁架连接，二级臂末端设有机械手爪，机械手爪包括转动连接在二级臂末端的转臂，转臂末端固定有爪盘，爪盘的外圆上设有若干个环绕爪盘设置的爪杆，爪杆中间固定有滑移杆，滑移杆滑动连接在爪盘上，爪杆与滑移杆均环绕爪盘的圆心设置有若干个，转臂内还设有用于推动滑移杆同步朝向爪盘圆心滑动的驱动件，驱动件包括平行于爪盘设于转臂内的主动转盘和用于带动主动转盘旋转的主动电机，滑移杆位于主动转盘与爪盘之间。

通过采用上述技术方案，机械手臂滑移连接在桁架上，能够保持机械手臂工作时的稳定性，一级臂和二级臂的设置能够增加机械手臂的自由度，提高机械手臂的适用范围，在机械手臂抓取圆盘状零件时，主动电机启动，带动主动转盘旋转，主动转盘推动若干根滑移杆同时同步朝向爪盘中心滑动，从而完成圆盘形状零件的夹持。

如此在夹持过程中滑移杆同步向中心滑移，同时对圆盘的周边进行夹持，能够从圆盘周围对其均匀施加压力，从而实现圆形零件的夹持，且夹持效果良好，能够避免工件从机械手上脱落，避免造成工件损坏和经济损失。

进一步设置：主动转盘朝向滑移杆的一侧设有阿基米德螺线形状的驱动槽，滑移杆上对应设有与驱动槽相互啮合的从动槽，爪盘上设有滑槽，滑移杆卡设于滑槽内。

通过采用上述技术方案，主动电机的输出轴带动主动转盘旋转，阿基米德形状的螺线槽和从动槽之间相互适配，能够推动主动转盘上的滑移杆活动，而滑移杆收到滑槽的限位，就能够实现滑移杆和爪杆的滑移和对工件的夹持。

进一步设置：主动转盘背向滑移杆的一侧环绕主动转盘的中点设有转动齿，转臂内设有锥状的活动齿轮，活动齿轮与转动齿啮合，且主动电机的输出轴与活动齿轮固定。

通过采用上述技术方案，主动电机的输出轴旋转，能够带动活动齿轮旋转，从而使主动盘转动，达到驱动滑移杆和爪杆的效果。

进一步设置：主动盘上开设有若干个环绕主动盘设置的推动槽，推动槽为中心螺线槽的一部分，滑移杆上固定有垂直于滑移杆设置的从动杆，从动杆嵌设于推动槽中。

进一步设置：从动杆顶部设有圆形的限位块，限位块与主动盘顶部贴合设置，推动槽与若干根滑移杆相互对应设置，且主动电机的输出轴固定在主动盘的圆心位置。

通过采用上述技术方案，主动电机的输出轴旋转，通过推动槽与从动杆之间的配合就能够带动从动杆和爪杆滑移，设置限位块能够防止从动杆从推动槽中脱落，提高整体使用时的稳定性。

进一步设置：爪杆包括相互之间呈钝角设置的主动部和从动部，主动部与驱动盘连接，从动部呈弧线形状向爪盘中心方向弯折。

通过采用上述技术方案，主动部与从动部之间呈钝角设置，在驱动件带动爪杆活动时能够提升爪杆滑移的角度，而从动部呈弧线形状弯折设置，能够在夹持过程中提高夹持的稳定性，提升夹持效果。

进一步设置：从动部末端铰接有爪座，爪座底部还设有橡胶材质的座垫，座垫呈锯齿形状设置。

通过采用上述技术方案，爪座底部设置橡胶材质的座垫，且座垫呈锯齿形状谁知设置，相对于其他材料，橡胶材质的座垫能够提升夹持过程中的摩擦，提高夹持效果，且能够形成缓冲作用，避免夹持过程中损坏工件。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

在夹持过程中滑移杆同步向中心滑移，同时对圆盘的周边进行夹持，能够从圆盘周围对其均匀施加压力，从而实现圆形零件的夹持，且夹持效果良好，能够避免工件从机械手上脱落，避免造成工件损坏和经济损失。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中用于显示爪盘的示意图；

图3是实施例1中用于显示主动件的示意图；

图4是实施例2中用于显示驱动件的示意图；

图5是实施例3中用于显示驱动件的示意图；

图6是实施例3中用于显示活动齿轮的示意图；

图7是实施例4中用于显示驱动件的示意图。

图中，1、桁架；2、机械手臂；21、一级臂；22、二级臂；23、转臂；24、机械手爪；25、爪盘；251、滑槽；26、爪杆；261、主动部；262、从动部；263、爪座；264、座垫；27、滑移杆；3、驱动件；31、主动转盘；32、主动电机；33、驱动槽；34、从动槽；35、转动齿；36、活动齿轮；37、推动槽；38、从动杆；381、限位块；39、驱动盘；391、卡槽；392、棘齿；4、主动件；41、连接扣；42、主动轴；43、驱动电机；5、中间件；51、主动蜗轮；52、主动蜗杆；6、活动盘；61、推动杆；62、固定杆；63、主动槽；71、主动齿条；72、主动齿轮；8、锁紧件；81、锁紧齿条；82、锁紧气缸。

具体实施方式、

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本实用新型所采用的技术方案是：

实施例1，一种活动式桁架机械手，如图1所示，其包括底部的桁架1，桁架1呈“工”字形设置，桁架1中间的杆上滑移连接有机械手臂2，机械手臂2包括相互转动连接的一级臂21和二级臂22，一级臂21与桁架1连接，如此机械手臂2能够在桁架1上滑移工作。

如图1和图2所示，二级臂22末端设有机械手爪24，机械手爪24包括转动连接在二级臂22末端的转臂23，转臂23末端固定有爪盘25，爪盘25的外圆上设有若干个环绕爪盘25设置的爪杆26，爪杆26呈折弯形状设置，其中间位置与爪盘25铰接。爪杆26包括相互之间呈钝角设置的主动部261和从动部262，主动部261与驱动盘39连接，从动部262呈弧线形状向爪盘25中心方向弯折。

如图1、图2和图3所示，从动部262末端铰接有爪座263，爪座263与从动部262之间的旋转角度在-60°～60°之间，爪座263底部还设有橡胶材质的座垫264，座垫264呈锯齿形状设置。转臂23内还设有用于带动爪杆26绕铰接点旋转的驱动件3，驱动件3包括与爪盘25同轴心设置的活动盘6。

如图2和图3所示，活动盘6与爪杆26之间设有推动杆61，推动杆61一端与活动盘6铰接，另一端与爪杆26末端铰接，转臂23内还设有用于推动活动盘6滑移的主动件4。驱动件3还包括固定在转臂23内的固定杆62，固定杆62末端与爪盘25的中心固定连接，活动盘6同轴心套设在固定杆62上并能够沿着固定杆62滑移。

如图3所示，主动件4包括滑移连接在固定杆62上的主动齿条71以及转动连接在转臂23中的主动齿轮72，转臂23内设有用于带动主动齿轮72旋转的主动电机32，主动齿条71与主动齿轮72之间相互啮合。固定杆62上开设有平行于固定杆62设置的主动槽63，主动齿条71嵌设于主动槽63内并能够在主动槽63中滑移，转臂23内还设有用于锁紧主动齿轮72的锁紧件8。

如图2和图3所示，锁紧件8包括垂直于转臂23滑移连接在转臂23内的锁紧齿条81，转臂23中固定有锁紧气缸82，锁紧气缸82的输出轴与锁紧齿条81固定用于带动其滑移。在机械手臂2抓取圆盘状零件时，主动电机32启动，带动主动件4活动，从而带动推动杆61，使若干根爪杆26同时同步绕着铰接点旋转，使爪杆26的末端完成对圆盘形状零件的夹持。

实施例2，一种活动式桁架机械手，与实施例1的不同之处在于，如图4所示，驱动件3包括与爪盘25同轴心转动连接的驱动盘39，以及用于带动驱动盘39旋转的主动件4，驱动盘39呈棘轮形状设置，爪杆26末端与驱动盘39相互抵接且能够相对滑移。

如图1和图4所示，驱动盘39外圆一体设有若干个关于圆心圆周整列的棘齿392，卡槽391沿棘齿392外斜边分布，且卡槽391的长度小于棘齿392外斜边长度。钩爪与驱动盘39之间设有用于连接爪杆26和驱动盘39的连接扣41，驱动盘39外缘设有卡槽391，连接扣41一端嵌设在卡槽391中，另一端与连接爪杆26末端铰接。

如图1和图4所示，驱动件3包括设于爪盘25中轴线上的主动轴42，主动轴42穿透驱动盘39并与其固定连接，驱动件3还包括设于转臂23内用于带动主动轴42旋转的驱动电机43。驱动电机43与主动轴42之间通过中间件5连接，中间件5包括同轴心固定在主动轴42上的主动蜗轮51，以及转动连接在转臂23内的主动蜗杆52，主动蜗杆52与驱动电机43的输出轴之间一体设置。

实施例3，一种活动式桁架机械手，与实施例1或2的不同之处在于，如图1和图5所示，爪杆26上固定有滑移杆27，滑移杆27滑动连接在爪盘25上，爪杆26与滑移杆27均环绕爪盘25的圆心设置有若干个，转臂23内设有用于推动滑移杆27同步朝向爪盘25圆心滑动的驱动件3，驱动件3包括平行于爪盘25设于转臂23内的主动转盘31和用于带动主动转盘31旋转的电机，滑移杆27位于主动转盘31与爪盘25之间。

如图1所示，主动转盘31朝向滑移杆27的一侧设有阿基米德螺线形状的驱动槽33，滑移杆27上对应设有与驱动槽33相互啮合的从动槽34，转臂24内设有滑槽251，滑移杆27卡设于滑槽251中。主动转盘31背向滑移杆27的一侧环绕主动转盘31的中点设有转动齿35，转臂23内设有锥状的活动齿轮36，活动齿轮36与转动齿35啮合，且电机的输出轴与活动齿轮36固定。

实施例4，一种活动式桁架机械手，与实施例3的不同之处在于，如图1所示，主动盘上开设有若干个环绕主动盘设置的推动槽37，推动槽37为中心螺线槽的一部分，滑移杆27上固定有垂直于滑移杆27设置的从动杆38，从动杆38嵌设于推动槽37中。从动杆38顶部设有圆形的限位块381，限位块381与主动盘顶部贴合设置，推动槽37与若干根滑移杆27相互对应设置，且电机的输出轴固定在主动盘的圆心位置。

以上是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种活动式桁架机械手，包括桁架和滑移连接在桁架(1)上的机械手臂(2)，机械手臂(2)包括相互转动连接的一级臂(21)和二级臂(22)，一级臂(21)与桁架(1)连接，其特征在于：所述二级臂(22)末端设有机械手爪(24)，机械手爪(24)包括转动连接在二级臂(22)末端的转臂(23)，转臂(23)末端固定有爪盘(25)，爪盘(25)的外圆上设有若干个环绕爪盘(25)设置的爪杆(26)，爪杆(26)中间固定有滑移杆(27)，滑移杆(27)滑动连接在爪盘(25)上，爪杆(26)与滑移杆(27)均环绕爪盘(25)的圆心设置有若干个，转臂(23)内还设有用于推动滑移杆(27)同步朝向爪盘(25)圆心滑动的驱动件(3)，驱动件(3)包括平行于爪盘(25)设于转臂(23)内的主动转盘(31)和用于带动主动转盘(31)旋转的电机，滑移杆(27)位于主动转盘(31)与爪盘(25)之间。

2.根据权利要求1所述的活动式桁架机械手，其特征在于：所述主动转盘(31)朝向滑移杆(27)的一侧设有阿基米德螺线形状的驱动槽(33)，滑移杆(27)上对应设有与驱动槽(33)相互啮合的从动槽(34)，爪盘(25)上设有滑槽(251)，滑移杆(27)卡设于滑槽(251)内。

3.根据权利要求2所述的活动式桁架机械手，其特征在于：所述主动转盘(31)背向滑移杆(27)的一侧环绕主动转盘(31)的中点设有转动齿(35)，转臂(23)内设有锥状的活动齿轮(36)，活动齿轮(36)与转动齿(35)啮合，且电机的输出轴与活动齿轮(36)固定。

4.根据权利要求1所述的活动式桁架机械手，其特征在于：所述主动盘上开设有若干个环绕主动盘设置的推动槽(37)，推动槽(37)为中心螺线槽的一部分，滑移杆(27)上固定有垂直于滑移杆(27)设置的从动杆(38)，从动杆(38)嵌设于推动槽(37)中。

5.根据权利要求4所述的活动式桁架机械手，其特征在于：所述从动杆(38)顶部设有圆形的限位块(381)，限位块(381)与主动盘顶部贴合设置，推动槽(37)与若干根滑移杆(27)相互对应设置，且主动电机(32)的输出轴固定在主动盘的圆心位置。

6.根据权利要求1所述的活动式桁架机械手，其特征在于：所述爪杆(26)包括相互之间呈钝角设置的主动部(261)和从动部(262)，主动部(261)与驱动盘(39)连接，从动部(262)呈弧线形状向爪盘(25)中心方向弯折。

7.根据权利要求6所述的活动式桁架机械手，其特征在于：所述从动部(262)末端铰接有爪座(263)，爪座(263)底部还设有橡胶材质的座垫(264)，座垫(264)呈锯齿形状设置。