CN210500242U - 一种抓取机械手小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抓取机械手小车，包括小车下底板、小车上底板、小车轮、旋转平台下板、旋转平台上板、机械下臂舵机、机械手机架、旋转平台舵机、机械下臂、机械中臂舵机、机械中臂、机械前臂、机械前臂舵机、机械爪旋转舵机、机械爪、机械爪舵机、万向轮、铜柱、铜柱帽、机械爪架、小车轮轴、底板电机、旋转轴承套、支承座、旋转中空轴。本实用新型结构简单，驱动介质为电力，可以有效地用于物体抓取，具有成本低廉，节能环保，易于加工及操作的优点。

Description

一种抓取机械手小车

技术领域

本实用新型涉及一种抓取机械手小车，属于机械手技术领域。

背景技术

目前，机械手大量出现于工业技术领域中，它能代替人力实现物料的搬运或是执行排爆等一些危险的动作。在现代化的机械工业生产中，各种自动化机械大量替代工人去完成恶劣环境下的工作，同时其高速的工作效率也是工人无法比拟的，同样自动化机械也不需要休息，可以24小时不停的工作，但是现在的工业流水线中大部分的工业机械手都是液压驱动的，其作业速度调节一般通过液压泵或液压缸等一系列复杂精密机构实现，造价成本较高且速度调节不稳，同时伴有速度损失等问题，尤其是大型的液压机械手若要达到良好的使用性能必然要投入大量的成本。另一方面机械手因精密度的需要，对作业环境的防护要求较高，在一些粗加工应用行业内是无法实施的。

发明内容

本实用新型提供了一种抓取机械手小车，通过机械的方式实现物体的抓取。

本实用新型的技术方案是：一种抓取机械手小车，包括小车下底板1、小车上底板2、小车轮3、旋转平台下板4、旋转平台上板5、机械下臂舵机6、机械手机架7、旋转平台舵机8、机械下臂9、机械中臂舵机10、机械中臂11、机械前臂12、机械前臂舵机13、机械爪旋转舵机14、机械爪15、机械爪舵机16、万向轮17、铜柱18、铜柱帽19、机械爪架20、小车轮轴22、底板电机23、旋转轴承套25、支承座26、旋转中空轴27；

其中四个小车轮3分别安装在四根小车轮轴22一端上，四根小车轮轴22另一端分别安装在四个底板电机23上，四个底板电机23固定在小车下底板1上，小车上底板2通过铜柱18、铜柱帽19固定在小车下底板1上方；

旋转平台下板4固定在小车上底板2上，旋转轴承套25固定在旋转平台下板4上，旋转轴承套25中安装了轴承，轴承外圆与旋转轴承套25过盈配合，轴承内圆与旋转中空轴27下端过盈配合，旋转中空轴27上端设有的法兰和旋转平台上板5通过螺栓固定在一起，四个万向轮17安装在旋转平台下板4、旋转平台上板5之间，万向轮17与旋转平台下板4点高副配合，万向轮17与旋转平台上板5通过螺栓连接，四个万向轮能在旋转平台下板4上滚动，实现旋转平台上板5和旋转平台下板4构成相对旋转的运动关系，旋转平台舵机8通过支承座26固定在旋转平台上板5上，旋转平台舵机8的转轴依次穿过旋转平台上板5中心的孔、旋转中空轴27的孔后与旋转平台下板4固定；

机械臂分为机械下臂9、机械中臂11、机械前臂12三个部分，机械下臂舵机6作为机械下臂9转动的动力，机械中臂舵机10作为机械中臂11转动的动力，机械前臂舵机13作为机械前臂12转动的动力，两个机械手机架7下端固定在旋转平台上板5上且位于旋转平台舵机8两侧，机械下臂9下端安装在机械手机架7上端，机械中臂11一端安装在机械下臂9上端，机械前臂12一端安装在机械中臂11另一端，机械爪旋转舵机14固定在机械前臂12另一端，机械爪架20固定在机械爪旋转舵机14的转轴上，机械爪舵机16的外壳固定在在机械爪架20的顶端，机械指15对称安装在机械爪架20上，机械指15的末端具有不完整齿，不完整齿相互啮合，机械爪旋转舵机14的转轴与一侧的机械指15同轴固定，机械爪旋转舵机14转轴旋转使得机械爪15完成张开闭合的动作。

所述机械臂都由两侧的结构板构成，两侧的结构板通过若干铜柱18、铜柱帽19组装在一起；机械下臂舵机6、机械手机架7、机械下臂9的衔接，机械下臂9、机械中臂舵机10、机械中臂11的衔接，机械中臂11、机械前臂12、机械前臂舵机13的衔接，方式相同，以机械中臂舵机10为动力，机械下臂9和机械中臂11的衔接为例：机械下臂9与机械中臂11通过方头钉28和圆柱钉29进行连接，机械中臂舵机10的外壳固定在机械下臂9上，机械中臂舵机10的轴与方头钉28转动中心同轴，且机械中臂舵机10的轴与方头钉28固定。

所述方头钉28具有三级阶梯，第一级和二级阶梯的截面都是正方形的，第三级阶梯是圆柱，圆柱钉29只有两级阶梯，两级阶梯都是圆柱；方头钉28安装在靠近机械中臂舵机10一侧，圆柱钉29安装在另一侧；方头钉28的二级正方形阶梯部分与机械中臂11的方形孔契合、方头钉28圆柱部分与机械下臂9圆孔契合，方头钉28与机械中臂11相对静止，与机械下臂9具有相对转动的运动关系；圆柱钉29与机械下臂9和机械中臂11都具有相对转动的运动关系。

所述方头钉28和圆柱钉29都通过限位套30进行限位。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型利用电力使舵机或电机的机械手以及小车运动，由舵机带动机械指完成夹紧或放松，进而完成对工件的抓取、放置等动作。

2、为了减少速度的波动及不稳定性因素带来的影响，将前端的连杆设计成齿轮啮合式，不仅可以减少速度损失，防止因死点而出现的机械手短暂性卡死，还能加强其运动稳定性，并且具有良好的运动对中性。

综上，本实用新型结构简单，驱动介质为电力，可以有效地用于物体抓取，具有成本低廉，节能环保，易于加工及操作的优点。

附图说明

图1是本实用新型的整体示意图；

图2是本实用新型的旋转平台上板、旋转平台下板、机械臂、机械爪示意图；

图3是本实用新型的机械爪与机械臂局部配合示意图；

图4是图3的A-A剖示意图；

图5本实用新型的整体侧视图；

图6是图5的B-B剖示图；

图7是图5的C部放大图；

图8是图7的D-D剖示图；

图9是本实用新型旋转平台上板、旋转平台下板处结构图一；

图10是本实用新型旋转平台上板、旋转平台下板处结构图二；

图11是本实用新型机械中臂的结构放大图；

图12是本实用新型方钉的示意图；

图中各标号为：1-小车下底板，2-小车上底板，3-小车轮，4-旋转平台下板，5-旋转平台上板，6-机械下臂舵机，7-机械手机架，8-旋转平台舵机，9-机械下臂，10-机械中臂电机，11-机械中臂，12-机械前臂，13-机械前臂舵机，14-机械前臂舵机，15-机械爪，16-机械爪舵机，17-万向轮，18-铜柱，19-铜柱帽，20-机械爪架，21-机械中臂左结构板，22-小车轮轴，23-底板电机，24-机械中臂右结构板，25-旋转轴承套，26-支承座，27-旋转中空轴，28-方头钉，29-圆柱钉，30-限位套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-图12所示，一种抓取机械手小车，包括小车下底板1、小车上底板2、小车轮3、旋转平台下板4、旋转平台上板5、机械下臂舵机6、机械手机架7、旋转平台舵机8、机械下臂9、机械中臂舵机10、机械中臂11、机械前臂12、机械前臂舵机13、机械爪旋转舵机14、机械爪15、机械爪舵机16、万向轮17、铜柱18、铜柱帽19、机械爪架20、小车轮轴22、底板电机23、旋转轴承套25、支承座26、旋转中空轴27；其中四个小车轮3分别安装在四根小车轮轴22一端上，四根小车轮轴22另一端分别安装在四个底板电机23上，四个底板电机23固定在小车下底板1上，小车上底板2通过铜柱18、铜柱帽19固定在小车下底板1上方；旋转平台下板4通过焊接固定在小车上底板2上，旋转轴承套25通过焊接固定在旋转平台下板4上，旋转轴承套25中安装了轴承，轴承外圆与旋转轴承套25过盈配合，轴承内圆与旋转中空轴27下端过盈配合，旋转中空轴27上端设有的法兰和旋转平台上板5通过螺栓固定在一起，四个万向轮17安装在旋转平台下板4、旋转平台上板5之间，万向轮17与旋转平台下板4点高副配合，万向轮17与旋转平台上板5通过螺栓连接，四个万向轮能在旋转平台下板4上滚动，实现旋转平台上板5和旋转平台下板4构成相对旋转的运动关系，旋转平台舵机8通过支承座26固定在旋转平台上板5上，旋转平台舵机8的转轴依次穿过旋转平台上板5中心的孔、旋转中空轴27的孔后与旋转平台下板4固定；机械臂分为机械下臂9、机械中臂11、机械前臂12三个部分，机械下臂舵机6作为机械下臂9转动的动力，机械中臂舵机10作为机械中臂11转动的动力，机械前臂舵机13作为机械前臂12转动的动力，两个机械手机架7下端固定在旋转平台上板5上且位于旋转平台舵机8两侧，机械下臂9下端安装在机械手机架7上端，机械中臂11一端安装在机械下臂9上端，机械前臂12一端安装在机械中臂11另一端，机械爪旋转舵机14固定在机械前臂12另一端，机械爪架20固定在机械爪旋转舵机14的转轴上，机械爪舵机16的外壳固定在在机械爪架20的顶端，机械指15对称安装在机械爪架20上，机械指15的末端具有不完整齿，不完整齿相互啮合，机械爪旋转舵机14的转轴与一侧的机械指15同轴固定，机械爪旋转舵机14转轴旋转使得机械爪15完成张开闭合的动作。

进一步地，可以设置所述机械臂都由两侧的结构板构成（如机械中臂11包括机械中臂左结构板21、机械中臂右结构板24），两侧的结构板通过若干铜柱18、铜柱帽19组装在一起（铜柱18在机械中臂左结构板21和机械中臂右结构板24的中间，机械中臂左结构板21和机械中臂右结构板24上打了孔，孔的大小和铜柱18上的螺纹孔一样大，铜柱帽19在两侧与铜柱18进行螺栓连接）；机械下臂舵机6、机械手机架7、机械下臂9的衔接，机械下臂9、机械中臂舵机10、机械中臂11的衔接，机械中臂11、机械前臂12、机械前臂舵机13的衔接，方式相同，以机械中臂舵机10为动力，机械下臂9和机械中臂11的衔接为例：机械下臂9与机械中臂11通过方头钉28和圆柱钉29进行连接，机械中臂舵机10的外壳固定在机械下臂9上，机械中臂舵机10的轴与方头钉28转动中心同轴，且机械中臂舵机10的轴与方头钉28固定。

进一步地，可以设置所述方头钉28具有三级阶梯，第一级和二级阶梯的截面都是正方形的，第三级阶梯是圆柱，圆柱钉29只有两级阶梯，两级阶梯都是圆柱；方头钉28安装在靠近机械中臂舵机10一侧，圆柱钉29安装在另一侧；方头钉28的二级正方形阶梯部分与机械中臂11的方形孔契合、方头钉28圆柱部分与机械下臂9圆孔契合，方头钉28与机械中臂11相对静止，与机械下臂9具有相对转动的运动关系；圆柱钉29与机械下臂9和机械中臂11都具有相对转动的运动关系。

进一步地，可以设置所述方头钉28和圆柱钉29都通过限位套30进行限位。

本实用新型的工作过程是：

比如说需要完成取物动作时，首先遥控小车底板电机工作，通过前进命令接近物体，并通过左右命令调整小车的方向；靠近物体后，调用舵机的程序，调整机械手的姿态，然后通过机械爪抓取物体（如果抓取物体时物体位于小车的侧面，而此时小车已经足够靠近物体，不方便通过移动小车轮的方式进行位置的调整，则通过旋转平台舵机8转动带动旋转平台上板5在旋转平台下板4上转动。在转动的过程中旋转平台上板5以上的部分跟随旋转平台上板5一起转动，旋转平台上板4以及旋转平台上板4一下的部分保持静止；完成上述位置的调整使得物体在机械手的正前方，再对物体进行抓取）；抓取完成后继续调用移动程序，后退，调整位置，然后前进接近目的地，到达目的地后，调整小车位置，调整机械手姿态，放置物体。

小车移动的机械原理：如图6所示Ⅰ为小车右前轮，Ⅱ为小车左前轮，Ⅲ为小车右后轮，Ⅳ为小车左后轮。在前进命令下，与右前轮Ⅰ和左前轮Ⅱ相应连接的底板电机23带动其正转，右后轮Ⅲ和左后轮Ⅳ处于被带动的状态，小车往前行进；在后退命令下，与右后轮Ⅲ和左后轮Ⅳ相应连接的底板电机23带动其反转，右前轮Ⅰ和左前轮Ⅱ处于被带动的状态，小车向后退；在右转命令下，小车左前轮Ⅱ和左后轮Ⅳ正转，右前轮Ⅰ和右后轮Ⅲ处于被带动的状态，小车向右转；在左转命令下，小车右前轮Ⅰ和右后轮Ⅲ正转，左前轮Ⅱ和左后轮Ⅳ处于被带动的状态，小车向右转。

小车抓取物体的工作过程：小车到达物体附近后对物体进行抓取，然后机械下臂舵机6转动，带动机械下臂9向前/后倾，机械前臂舵机13转动使得机械前臂12保持水平，到达预备抓取的状态；最后机械爪舵机16转动使得机械爪15合拢抓取物体。然后机械下臂舵机6和机械前臂舵机13往回转使得机械臂回到原来的位置，这样就完成了抓取物体的过程。

小车的机械手是六自由度的，非常灵活，可以满足多种抓取工作的需求，可以根据需求对此实用新型进行调整。

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种抓取机械手小车，其特征在于：包括小车下底板（1）、小车上底板（2）、小车轮（3）、旋转平台下板（4）、旋转平台上板（5）、机械下臂舵机（6）、机械手机架（7）、旋转平台舵机（8）、机械下臂（9）、机械中臂舵机（10）、机械中臂（11）、机械前臂（12）、机械前臂舵机（13）、机械爪旋转舵机（14）、机械爪（15）、机械爪舵机（16）、万向轮（17）、铜柱（18）、铜柱帽（19）、机械爪架（20）、小车轮轴（22）、底板电机（23）、旋转轴承套（25）、支承座（26）、旋转中空轴（27）；

其中四个小车轮（3）分别安装在四根小车轮轴（22）一端上，四根小车轮轴（22）另一端分别安装在四个底板电机（23）上，四个底板电机（23）固定在小车下底板（1）上，小车上底板（2）通过铜柱（18）、铜柱帽（19）固定在小车下底板（1）上方；

旋转平台下板（4）固定在小车上底板（2）上，旋转轴承套（25）固定在旋转平台下板（4）上，旋转轴承套（25）中安装了轴承，轴承外圆与旋转轴承套（25）过盈配合，轴承内圆与旋转中空轴（27）下端过盈配合，旋转中空轴（27）上端设有的法兰和旋转平台上板（5）通过螺栓固定在一起，四个万向轮（17）安装在旋转平台下板（4）、旋转平台上板（5）之间，万向轮（17）与旋转平台下板（4）点高副配合，万向轮（17）与旋转平台上板（5）通过螺栓连接，四个万向轮能在旋转平台下板（4）上滚动，实现旋转平台上板（5）和旋转平台下板（4）构成相对旋转的运动关系，旋转平台舵机（8）通过支承座（26）固定在旋转平台上板（5）上，旋转平台舵机（8）的转轴依次穿过旋转平台上板（5）中心的孔、旋转中空轴（27）的孔后与旋转平台下板（4）固定；

机械臂分为机械下臂（9）、机械中臂（11）、机械前臂（12）三个部分，机械下臂舵机（6）作为机械下臂（9）转动的动力，机械中臂舵机（10）作为机械中臂（11）转动的动力，机械前臂舵机（13）作为机械前臂（12）转动的动力，两个机械手机架（7）下端固定在旋转平台上板（5）上且位于旋转平台舵机（8）两侧，机械下臂（9）下端安装在机械手机架（7）上端，机械中臂（11）一端安装在机械下臂（9）上端，机械前臂（12）一端安装在机械中臂（11）另一端，机械爪旋转舵机（14）固定在机械前臂（12）另一端，机械爪架（20）固定在机械爪旋转舵机（14）的转轴上，机械爪舵机（16）的外壳固定在机械爪架（20）的顶端，机械爪（15）对称安装在机械爪架（20）上，机械爪（15）的末端具有不完整齿，不完整齿相互啮合，机械爪旋转舵机（14）的转轴与一侧的机械爪（15）同轴固定，机械爪旋转舵机（14）转轴旋转使得机械爪（15）完成张开闭合的动作。

2.根据权利要求1所述的抓取机械手小车，其特征在于：所述机械臂都由两侧的结构板构成，两侧的结构板通过若干铜柱（18）、铜柱帽（19）组装在一起；机械下臂舵机（6）、机械手机架（7）、机械下臂（9）的衔接，机械下臂（9）、机械中臂舵机（10）、机械中臂（11）的衔接，机械中臂（11）、机械前臂（12）、机械前臂舵机（13）的衔接，方式相同，以机械中臂舵机（10）为动力，机械下臂（9）和机械中臂（11）的衔接为例：机械下臂（9）与机械中臂（11）通过方头钉（28）和圆柱钉（29）进行连接，机械中臂舵机（10）的外壳固定在机械下臂（9）上，机械中臂舵机（10）的轴与方头钉（28）转动中心同轴，且机械中臂舵机（10）的轴与方头钉（28）固定。

3.根据权利要求2所述的抓取机械手小车，其特征在于：所述方头钉（28）具有三级阶梯，第一级和二级阶梯的截面都是正方形的，第三级阶梯是圆柱，圆柱钉（29）只有两级阶梯，两级阶梯都是圆柱；方头钉（28）安装在靠近机械中臂舵机（10）一侧，圆柱钉（29）安装在另一侧；方头钉（28）的二级正方形阶梯部分与机械中臂（11）的方形孔契合、方头钉（28）圆柱部分与机械下臂（9）圆孔契合，方头钉（28）与机械中臂（11）相对静止，与机械下臂（9）具有相对转动的运动关系；圆柱钉（29）与机械下臂（9）和机械中臂（11）都具有相对转动的运动关系。

4.根据权利要求2所述的抓取机械手小车，其特征在于：所述方头钉（28）和圆柱钉（29）都通过限位套（30）进行限位。

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