CN210443108U - 一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库，包括机械手支架、打磨机械手、画笔机械手以及吸盘机械手，机械手支架由立柱、横梁以及放置板组成，放置板上沿其远离立柱的一侧并排设置有三个用于放置机械手的槽，打磨机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装座和微型电磨，画笔机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、弹簧座、活动套和画笔，吸盘机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装组件和吸盘组件。本实用新型可在实训过程中演示打磨、绘画以及吸盘抓物功能，并且三种机械手均具有较多的机械组装结构，可锻炼学生们的动手操作能力。

Description

一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库

技术领域

本实用新型涉及教学机器人相关技术领域，具体为一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库。

背景技术

机器人是非常典型的机电一体化系统，它融合了机械、电子、传感器、计算机软硬件、控制、人工智能和造型技术等众多的先进技术，是高等学校开展工程训练、教学实验、课外创新活动和科研最为理想的平台。机器人实训平台可以为学生和教师提供一个综合的创新教育平台和教学研究平台，引导学生进行单片机和微控制器、数字电子和模拟电子、数字逻辑、检测技术与传感器、工业控制、机器人学等课程的学习和实践，并通过采用系统的方法对实验教学内容、方法和手段进行创新，使学生既能了解基本原理，又能了解实际的测控方法和对象，理论联系实际，科学主导工程。提高学生的创新能力和动手能力，提升整个专业的教学水平，广泛性的激发学习者的兴趣和激情。

目前的机器人实训平台多侧重于智能控制方面的操作，针对机器零部件的组装没有太多的操作空间，基于此，申请人开发了一套用于机器人教学的实训平台，使学生在机器人实训过程中，不但能够体验到逻辑控制和智能操作，还能够体验到机器人装配过程中的乐趣，增强学生的动手能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库，工具库包括打磨机械手、画笔机械手以及吸盘机械手，可在实训过程中演示打磨、绘画以及吸盘抓物功能，并且三种机械手均具有较多的机械组装结构，可锻炼学生们的动手操作能力。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库，包括机械手支架、打磨机械手、画笔机械手以及吸盘机械手，所述机械手支架由立柱、横梁以及放置板组成，两根横梁由上至下架设在两根立柱之间，放置板固定设置在两根立柱的上端一侧，放置板上沿其远离立柱的一侧并排设置有三个用于放置机械手的槽；

所述打磨机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装座和微型电磨，所述过渡定位法兰设置在支架的上端，安装座设置在支架的下端，所述子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，所述安装座由环形套筒和紧固组件构成，环形套筒的外壁与支架内侧固定连接，支架的侧壁设置有贯穿支架和环形套筒的螺纹通孔，紧固组件由壳体、调节螺栓、顶紧杆和顶紧弧板组成，所述壳体罩设在支架的外壁，调节螺栓的头端由壳体侧壁的螺纹通孔伸入壳体内设置，顶紧弧板置于环形套筒内且通过其外弧面侧壁固定在顶紧杆头端，顶紧杆的尾端穿过环形套筒置于壳体内，且顶紧杆与调节螺栓之间同轴设置，所述环形套筒与顶紧弧板相对的内壁设置有限位弧板，限位弧板的内弧面朝向顶紧弧板设置，所述环形套筒的上端面对称开设有两个限位槽，限位槽呈L形结构，微型电磨的侧壁对称设置有两个翼杆，两个翼杆分别插入两个限位槽内设置；

所述画笔机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、弹簧座、活动套和画笔，所述过渡定位法兰设置在支架的上端，弹簧座设置在支架的下端，子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，所述弹簧座包括套筒本体、缩径环和后端盖，缩径环设置在套筒本体的下端口，后端盖设置在套筒本体的上端口，且后端盖上设置有可供活动套穿过的通孔，所述活动套包括套管本体、限位环、弹簧和画笔固定螺栓，套管本体依次穿过后端盖、套筒本体和缩径环设置，限位环固定套设在位于套筒本体内的套管本体上，弹簧套设在位于限位环和后端盖之间的套管本体上，所述套管本体的下端侧壁设置有螺纹孔，画笔固定螺栓的头端旋设在螺纹孔内，所述画笔穿设在套管本体内并通过画笔固定螺栓进行固定；

所述吸盘机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装组件和吸盘组件，所述支架为上顶板、侧板和下底板构成的U形结构，过渡定位法兰与支架的上顶板固定连接，子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，所述安装组件由固定螺母、调节螺杆以及连接杆组成，支架的下底板上开设有通孔，固定螺母固定穿设在该通孔内，调节螺杆旋设在固定螺母内，调节螺杆为中空杆体，连接杆穿过调节螺杆设置，所述吸盘组件由连接柱、吸盘和气嘴组成，连接柱的上端面设置有螺纹盲孔，连接杆的下端侧壁设置有与该螺纹盲孔相配合的外螺纹，吸盘设置在连接柱的下端，所述连接柱内设置有抽气通道，抽气通道的一端与吸盘连通，抽气通道的另一端设置在连接柱的侧壁并与气嘴连接。

作为本实用新型一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库的进一步优化：所述调节螺栓的尾端设置有便于操作的拨轮。

作为本实用新型一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库的进一步优化：所述微型电磨的侧壁与顶紧弧板对接的位置设置有形状与顶紧弧板相匹配的凹槽。

有益效果

一、本实用新型的实训平台工具库具有三种不同功能的机械手，可在实训过程中分别演示打磨、绘画以及吸盘抓物功能，并且三种机械手均具有较多的机械组装结构，可锻炼学生们的动手操作能力；

二、本实用新型实训平台工具库中的打磨机械手具有可以快装/快卸的微型电磨，需要安装微型电磨时，将电磨的头端向下插在安装座内，并使电磨侧壁的两个翼杆分别置于两个环形套筒的限位槽内，然后旋转微型电磨，使翼杆滑入限位槽的底部，最后通过旋动拨轮，使调节螺栓沿轴向移动，进而带动顶紧杆轴向移动，最终使得顶紧弧板朝向微型电磨挤压，最终在顶紧弧板和限位弧板的共同作用下，实现微型电磨的固定，并且，微型电磨的控制线路接口在顶紧弧板对应的位置，顶紧弧板与微型电磨接触的面上设置有机器人手臂的线路接口，使得微型电磨被固定后，其控制线路也连通；

三、本实用新型实训平台工具库中的画笔机械手具有可以上下灵活移动的画笔，画笔通过活动套安装在弹簧座内，在机械手绘画的过程中，如果绘板的表面出现了凸起，画笔会带着活动套向上移动，当越过凸起后，在弹簧的挤压作用下，活动套会带着画笔向下移动，以保持画笔笔尖与绘板的紧密接触。

附图说明

图1为本实用新型实训平台工具库的结构示意图Ⅰ；

图2为本实用新型实训平台工具库的结构示意图Ⅱ；

图3为本实用新型实训平台工具库中打磨机械手的结构示意图Ⅰ；

图4为本实用新型实训平台工具库中打磨机械手的结构示意图Ⅱ；

图5为本实用新型实训平台工具库中打磨机械手的紧固组件结构示意图；

图6为本实用新型实训平台工具库中打磨机械手的限位槽和翼杆的配合关系示意图；

图7为本实用新型实训平台工具库中画笔机械手的结构示意图Ⅰ；

图8为本实用新型实训平台工具库中画笔机械手的结构示意图Ⅱ；

图9为图8沿B-B线的剖视示意图；

图10为本实用新型实训平台工具库中吸盘机械手的结构示意图Ⅰ；

图11为本实用新型实训平台工具库中吸盘机械手的结构示意图Ⅱ；

图中：1、机械手支架；2、打磨机械手；3、画笔机械手；4、吸盘机械手；1-1、立柱；1-2、横梁；1-3、放置板；2-1、微型电磨；2-2、环形套筒；2-3、壳体；2-4、调节螺栓；2-5、顶紧杆；2-6、顶紧弧板；2-7、限位弧板；2-8、限位槽；2-9、翼杆；3-1、画笔；3-2、套筒本体；3-3、缩径环；3-4、后端盖；3-5、套管本体；3-6、限位环；3-7、弹簧；3-8、画笔固定螺栓；4-1、上顶板；4-2、侧板；4-3、下底板；4-4、固定螺母；4-5、调节螺杆；4-6、连接杆；4-7、连接柱；4-8、吸盘；4-9、气嘴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图所示：一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库，包括机械手支架1、打磨机械手2、画笔机械手3以及吸盘机械手4，所述机械手支架由立柱1-1、横梁1-2以及放置板1-3组成，两根横梁1-2由上至下架设在两根立柱1-1之间，放置板1-3固定设置在两根立柱1-1的上端一侧，放置板1-3上沿其远离立柱1-1的一侧并排设置有三个用于放置机械手的槽。

如图所示：打磨机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装座和微型电磨2-1。所述过渡定位法兰设置在支架的上端，安装座设置在支架的下端，所述子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，母快换夹头和子快换夹头为现有技术，申请人在机械手制作过程中，直接从市场购买的快换夹头，并非本实用新型的创新所在，不再进行详述。安装座由环形套筒2-2和紧固组件构成，环形套筒2-2的外壁与支架内侧固定连接，支架的侧壁设置有贯穿支架和环形套筒2-2的螺纹通孔，紧固组件由壳体2-3、调节螺栓2-4、顶紧杆2-5和顶紧弧板2-6组成，所述壳体2-3罩设在支架的外壁，调节螺栓2-4的头端由壳体2-3侧壁的螺纹通孔伸入壳体2-3内设置，调节螺栓2-4的尾端设置有便于操作的拨轮。顶紧弧板2-6置于环形套筒2-2内且通过其外弧面侧壁固定在顶紧杆2-5头端，顶紧杆2-5的尾端穿过环形套筒2-2置于壳体2-3内，且顶紧杆2-5与调节螺栓2-4之间同轴设置，所述微型电磨2-1的侧壁与顶紧弧板2-6对接的位置设置有形状与顶紧弧板2-6相匹配的凹槽。环形套筒2-2与顶紧弧板2-6相对的内壁设置有限位弧板2-7，限位弧板2-7的内弧面朝向顶紧弧板2-6设置，所述环形套筒2-2的上端面对称开设有两个限位槽2-8，限位槽2-8呈L形结构，微型电磨2-1的侧壁对称设置有两个翼杆2-9，两个翼杆2-9分别插入两个限位槽2-8内设置，为了实现微型电磨2-1的控制，将微型电磨2-1的控制线路的接线头设置在与顶紧弧板2-6相匹配的凹槽内，而机器人手臂的控制线路接头设置在顶紧弧板2-6的内弧面上，当顶紧弧板2-6伸入凹槽内并顶紧时，实现了控制线路的连通，机器人手臂的控制线路穿设在支架内设置，微型电磨2-1的电源为自带的电池。

需要安装微型电磨时，将电磨的头端向下插在安装座内，并使电磨侧壁的两个翼杆分别置于两个环形套筒的限位槽内，然后旋转微型电磨，使翼杆滑入限位槽的底部，最后通过旋动拨轮，使调节螺栓沿轴向移动，进而带动顶紧杆轴向移动，最终使得顶紧弧板朝向微型电磨挤压，最终在顶紧弧板和限位弧板的共同作用下，实现微型电磨的固定，并且，微型电磨的控制线路接口在顶紧弧板对应的位置，顶紧弧板与微型电磨接触的面上设置有机器人手臂的线路接口，使得微型电磨被固定后，其控制线路也连通，当需要取下微型电磨时，先通过旋动拨轮，使顶紧弧板远离微型电磨移动，使顶紧弧板不再顶紧微型电磨，然后将微型电磨转动，使翼杆滑入竖直槽内，最后向上提拉微型电磨，即可将微型电磨取下。

如图所示：画笔机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、弹簧座、活动套和画笔3-1。过渡定位法兰设置在支架的上端，弹簧座设置在支架的下端，子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，子快换夹头通过螺栓与过渡定位法兰可拆卸连接。母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，母快换夹头和子快换夹头为现有技术，申请人在机械手制作过程中，直接从市场购买的快换夹头，并非本实用新型的创新所在，不再进行详述。弹簧座包括套筒本体3-2、缩径环3-3和后端盖3-4，弹簧座的套筒本体3-2通过螺栓与支架可拆卸连接。缩径环3-3设置在套筒本体3-2的下端口，缩径环3-3的作用是防止活动套从弹簧座中脱离。后端盖3-4设置在套筒本体3-2的上端口，且后端盖3-4上设置有可供活动套穿过的通孔。活动套包括套管本体3-5、限位环3-6、弹簧3-7和画笔固定螺栓3-8，套管本体3-5依次穿过后端盖3-4、套筒本体3-2和缩径环3-3设置，限位环3-6固定套设在位于套筒本体3-2内的套管本体3-5上，限位环3-6的作用是缩径环3-3配合以防止活动套从弹簧座中脱离，弹簧3-7套设在位于限位环3-6和后端盖3-4之间的套管本体3-5上，所述套管本体3-5的下端侧壁设置有螺纹孔，画笔固定螺栓3-8的头端旋设在螺纹孔内，所述画笔3-1穿设在套管本体3-5内并通过画笔固定螺栓3-8进行固定。

在安装画笔时，将画笔由上至下后端盖和套管本体，调整至合适高度后，转动画笔固定螺栓使画笔固定螺栓顶紧画笔，完成画笔的固定。在绘画过程中，当绘板的表面出现了凸起，画笔会带着活动套向上移动，当越过凸起后，在弹簧的挤压作用下，活动套会带着画笔向下移动，以保持画笔笔尖与绘板的紧密接触。

如图所示：吸盘机械手包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装组件和吸盘组件，所述支架为上顶板4-1、侧板4-2和下底板4-3构成的U形结构，过渡定位法兰与支架的上顶板4-1固定连接，子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，子快换夹头通过螺栓与过渡定位法兰可拆卸连接。母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，母快换夹头和子快换夹头为现有技术，申请人在机械手制作过程中，直接从市场购买的快换夹头，并非本实用新型的创新所在，不再进行详述。安装组件由固定螺母4-4、调节螺杆4-5以及连接杆4-6组成，支架的下底板4-3上开设有通孔，固定螺母4-4固定穿设在该通孔内，调节螺杆4-5旋设在固定螺母4-4内，调节螺杆4-5为中空杆体，连接杆4-6穿过调节螺杆4-5设置并与调节螺杆4-5固定连接，当需要调节连接杆的高度时，旋动连接杆的上端即可。所述吸盘组件由连接柱4-7、吸盘4-8和气嘴4-9组成，连接柱4-7的上端面设置有螺纹盲孔，连接杆4-6的下端侧壁设置有与该螺纹盲孔相配合的外螺纹，吸盘4-8设置在连接柱4-7的下端，所述连接柱4-7内设置有抽气通道，抽气通道的一端与吸盘4-8连通，抽气通道的另一端设置在连接柱4-7的侧壁并与气嘴4-9连接。为了实现吸盘4-8的智能控制，在气嘴4-9处设置有阀门，阀门的控制器连接触头设置在连接柱4-7的螺纹盲孔底部，与实训平台连接的触头设置在连接杆4-6的下端面，当连接杆4-6旋入连接柱4-7的螺纹盲孔内后，两个触头连通，实现了阀门的智能控制。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库，其特征在于：包括机械手支架（1）、打磨机械手（2）、画笔机械手（3）以及吸盘机械手（4），所述机械手支架由立柱（1-1）、横梁（1-2）以及放置板（1-3）组成，两根横梁（1-2）由上至下架设在两根立柱（1-1）之间，放置板（1-3）固定设置在两根立柱（1-1）的上端一侧，放置板（1-3）上沿其远离立柱（1-1）的一侧并排设置有三个用于放置机械手的槽；

所述打磨机械手（2）包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装座和微型电磨（2-1），所述过渡定位法兰设置在支架的上端，安装座设置在支架的下端，所述子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，所述安装座由环形套筒（2-2）和紧固组件构成，环形套筒（2-2）的外壁与支架内侧固定连接，紧固组件由壳体（2-3）、调节螺栓（2-4）、顶紧杆（2-5）和顶紧弧板（2-6）组成，所述壳体（2-3）罩设在支架的外壁，调节螺栓（2-4）的头端由壳体（2-3）侧壁的螺纹通孔伸入壳体（2-3）内设置，顶紧弧板（2-6）置于环形套筒（2-2）内且通过其外弧面侧壁固定在顶紧杆（2-5）头端，顶紧杆（2-5）的尾端穿过环形套筒（2-2）置于壳体（2-3）内，且顶紧杆（2-5）与调节螺栓（2-4）之间同轴设置，所述环形套筒（2-2）与顶紧弧板（2-6）相对的内壁设置有限位弧板（2-7），限位弧板（2-7）的内弧面朝向顶紧弧板（2-6）设置，所述环形套筒（2-2）的上端面对称开设有两个限位槽（2-8），限位槽（2-8）呈L形结构，微型电磨（2-1）的侧壁对称设置有两个翼杆（2-9），两个翼杆（2-9）分别插入两个限位槽（2-8）内设置；

所述画笔机械手（3）包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、弹簧座、活动套和画笔（3-1），所述过渡定位法兰设置在支架的上端，弹簧座设置在支架的下端，子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，所述弹簧座包括套筒本体（3-2）、缩径环（3-3）和后端盖（3-4），缩径环（3-3）设置在套筒本体（3-2）的下端口，后端盖（3-4）设置在套筒本体（3-2）的上端口，且后端盖（3-4）上设置有可供活动套穿过的通孔，所述活动套包括套管本体（3-5）、限位环（3-6）、弹簧（3-7）和画笔固定螺栓（3-8），套管本体（3-5）依次穿过后端盖（3-4）、套筒本体（3-2）和缩径环（3-3）设置，限位环（3-6）固定套设在位于套筒本体（3-2）内的套管本体（3-5）上，弹簧（3-7）套设在位于限位环（3-6）和后端盖（3-4）之间的套管本体（3-5）上，所述套管本体（3-5）的下端侧壁设置有螺纹孔，画笔固定螺栓（3-8）的头端旋设在螺纹孔内，所述画笔（3-1）穿设在套管本体（3-5）内并通过画笔固定螺栓（3-8）进行固定；

所述吸盘机械手（4）包括母快换夹头、子快换夹头、过渡定位法兰、支架、安装组件和吸盘组件，所述支架为上顶板（4-1）、侧板（4-2）和下底板（4-3）构成的U形结构，过渡定位法兰与支架的上顶板（4-1）固定连接，子快换夹头设置在过渡定位法兰的上部，母快换夹头设置在机器人手臂上，母快换夹头和子快换夹头可插接在一起，所述安装组件由固定螺母（4-4）、调节螺杆（4-5）以及连接杆（4-6）组成，支架的下底板（4-3）上开设有通孔，固定螺母（4-4）固定穿设在该通孔内，调节螺杆（4-5）旋设在固定螺母（4-4）内，调节螺杆（4-5）为中空杆体，连接杆（4-6）穿过调节螺杆（4-5）并与调节螺杆固定连接，所述吸盘组件由连接柱（4-7）、吸盘（4-8）和气嘴（4-9）组成，连接柱（4-7）的上端面设置有螺纹盲孔，连接杆（4-6）的下端侧壁设置有与该螺纹盲孔相配合的外螺纹，吸盘（4-8）设置在连接柱（4-7）的下端，所述连接柱（4-7）内设置有抽气通道，抽气通道的一端与吸盘（4-8）连通，抽气通道的另一端设置在连接柱（4-7）的侧壁并与气嘴（4-9）连接。

2.如权利要求1所述一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库，其特征在于：所述调节螺栓（2-4）的尾端设置有便于操作的拨轮。

3.如权利要求1所述一种具有三种功能机械手的机器人实训平台工具库，其特征在于：所述微型电磨（2-1）的侧壁与顶紧弧板（2-6）对接的位置设置有形状与顶紧弧板（2-6）相匹配的凹槽。

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