CN211220691U - 一种灵活多用途机械手 - Google Patents

Abstract

一种灵活多用途机械手，所述支撑架上设置有三个驱动机构，每个驱动机构分别与摇臂连接，摇臂通过球头关节与摇杆连接，摇杆通过球头关节与法兰盘连接，法兰盘的中间设置有旋转盘与转向轴连接，转向轴与安装在支撑架中间的转向电机连接，转向轴运动控制旋转盘和抓手运动，在物像识别装置与总控制系统的控制下三个驱动机构配合运动能够控制摇臂和法兰盘运动，并带动旋转盘运动，转向电机能够控制旋转盘与抓手定位运动，电动气阀控制抓手对物品进行抓取，通过三个驱动机构的灵活运动和转向电机控制旋转盘与抓手定位运动，能够更精准地进行抓取物品，也可以在旋转盘中更换不同的作业工具，满足不同的场合使用需求。

Description

一种灵活多用途机械手

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种灵活多用途机械手。

背景技术

随着社会的不断进步，机械手越来越多的出现在人们的生产生活中，在各种生产作业的流水线上都出现的比较多，但这些机械手功能较为单一，只能特定的生产线上使用，难以实现较为复杂的多用途功能，尤其是在生产中的各种抓取场所中，因抓取的产品不同,或作业方式不同,就要特定的订制机械手,而本申请提供一种灵活多用途机械手,能够适用于多种不同的生产线,进行抓取产品,其制造成本低,应用灵活,具有较广泛的应该场景。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决机械手使用的范围局限，无法一款产品灵活地适用于多种生产线，使得机械手功能较为单一，本实用新型提供了一种灵活多用途机械手能够适用于多种生产线上，该机械手属于并联机械手，机械手的运动灵活，能够更精准地进行抓取物品，也可以在旋转盘中更换不同的作业工具，满足不同的使用需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种灵活多用途机械手，包括固定座、物像识别装置、支撑架、驱动机构、摇臂、摇杆、旋转盘、转向轴、抓手，所述支撑架上设置有与摇臂连接的驱动机构，所述摇臂与摇杆连接，所述支撑架上设置有三个驱动机构，每个驱动机构分别与摇臂连接，每个摇臂的两边各设置有两根摇杆，摇杆与法兰盘通过球头关节连接，法兰盘的中间设置有旋转盘与转向轴连接，转向轴与安装在支撑架中间的转向电机连接，转向轴运动控制旋转盘运动，旋转盘上设置有抓手，在物像识别装置的控制下三个驱动机构的并联配合运动能够控制摇臂运动，摇臂控制摇杆运动，摇杆控制法兰盘运动，法兰盘带动安装在里面的旋转盘运动，转向电机控制旋转盘与抓手定位运动，电动气阀控制抓手对物品进行抓取。

所述支撑架上的三个驱动机构相邻之间的夹角为120度，每个驱动机构都能够独立控制摇臂运动。

所述驱动机构包括驱动电机、减速皮带轮，驱动电机与支撑架连接固定，驱动电机的转动轴与主动皮带轮连接固定，主动皮带轮与一级皮带轮通过皮带连接，一级皮带轮通过皮带与二级皮带轮连接，二级皮带轮的轴心与摇臂连接固定，二级皮带轮转动带动摇臂转动，摇臂带动摇杆运动，摇杆控制法兰盘运动。通过设置多级皮带轮转动带动驱动机构运动，可以实现了驱动电机的多级降速,使得驱动机构能够更精准的控制摇臂运动。

进一步的，因支撑架上的三个驱动机构相邻之间的夹角为120度，摇杆与法兰盘球头关节连接，三个驱动机构中的驱动电机都能够独立的控制摇杆运动，当需要法兰盘向其中一个摇杆方向运动时，该驱动机构的驱动电机转动控制摇杆向上旋转运动，摇杆拉动法兰盘向摇杆方向运动，其余的两个驱动机构中的驱动电机控制与其连接的摇杆向下旋转运动，实现了法兰盘的运动。

所述转向轴为可伸缩的轴，包括第一套管和第二套管，第一套管的管壁上设置有开槽，在第一套管里面安装的第二套管，第二套管能够在第一套管里面伸缩运动，第二套管上设置有定位梢与第一套管的开槽相互配合，定位梢能够在第一套管的开槽里面上下运动，定位梢与开槽的配合，使得第二套管只能够在第一套管里面伸缩运动，不能够旋转运动，第一套管的开槽的长度为第二套管可伸缩活动的距离。

可以但并不限制的，所述转向轴还可以为六边形的伸缩轴在第一六边形套管里面设置有六边形的孔径,在六边形的孔径里安装有第二六边形套管, 第二六边形套管能够在第一六边形套管的孔径里伸缩运动。

所述法兰盘的里面安装有旋转盘，旋转盘能够在法兰盘里面360度转动，所述转向轴的第二套管与旋转盘通过连轴器连接，转向轴的第一套管通过连轴器与转向电机连接，转向电机转动能够驱动转向轴运动，转向电机的正向或反向转动能够控制旋转盘实现不同方向的运动。

所述转向轴只有在抓手需要做旋转运动时才主动运动，其他情况均是被动运动，但三个驱动机构都是要主动并联配合运动，没有被动情况；当中间轴带动抓手做旋转动作时，无论是移动过程中还是静止状态，三个驱动机构的摇杆是被动运动。

所述法兰盘在驱动机构的控制下进行运动时，所述转向轴的第二节套管会在第一节套管里面伸长或收缩运动；若所述法兰盘在驱动机构的控制时升高，所述转向轴的第二节套管会在第一节套管里面收缩，所述法兰盘在驱动机构的控制中下降，所述转向轴的第二节套管会在第一节套管里面伸长。

所述转向轴的第二节套管能够在第一节套管里面伸缩运动的优点是，无论驱动机构控制法兰盘运动到任何所需要的位置时，转向轴始终能够保持与法兰盘里面安装的旋转盘连接，解决了转向电机始终都能够对旋转盘进行控制，进而控制了安装在旋转盘里面抓手的方向，使得转向电机能够控制抓手能够跟据所需要的角度进行转动。

所述的抓手通过气动来控制抓紧或松开，所述固定座上设置有电动气阀与气管连接，气管与抓手连接，通过电动气阀进行控制气管的气压，进行控制抓手的抓紧或松开，气压增大抓手就抓紧，气压减小，抓手就松开，抓取物品的力度可以通过电动气阀进行调节。

所述固定座的下方设置有物像识别装置，所述物像识别装置包括识别摄像头和识别系统，识别系统能够将识别到的信息传送给总控制系统,总控制系统能够控制驱动机构的驱动电机和转向电机的电路进行工作。

当所需要抓取的物品进入到识别摄像头识别区域内时，所述识别摄像头与识别系统能够识别物体的坐标位置信息以及物体的形状和物体的运动速度，把物体的位置信息实时的传送到总控制系统里面，通过总控制系统进行控制驱动机构将法兰盘和抓手运动到物体抓取位置，在总控制系统控制法兰盘和抓手，总控制系统并实时通过控制转向电机进行控制旋转轴调整抓手的方运动的同时,向对物体进行抓取，抓取到物品后，总控制系统控制驱动机构把物品运动到指定的位置。

本实用新型的有益效果是，一种灵活多用途机械手，所述支撑架上设置有三个驱动机构，每个驱动机构分别与摇臂连接，每个摇臂的两连各设置有两根摇杆，摇杆与法兰盘通过球头关节连接，法兰盘的中间设置有旋转盘与转向轴连接，转向轴与安装在支撑架中间的转向电机连接，转向轴运动控制旋转盘运动，旋转盘上设置有抓手，在物像识别装置与总控制系统控制下三个驱动机构的配合运动能够控制摇臂运动，摇臂控制摇杆运动，摇杆控制法兰盘运动，法兰盘带动安装在里面的旋转盘运动，转向电机控制旋转盘与抓手定位运动，电动气阀控制抓手对物品进行抓取，并把物品运动到指定的位置，该多用途机械手通过设置三个驱动机构的灵活运动和转向电机控制旋转盘与抓手定位运动，能够更精准的进行抓取物品。也可以在旋转盘中更换不同的作业工具，满足不同的场合使用需求，例如使用在需要对进入物像识别装置区域内的物体进行焊接或钻孔时只需要在旋转盘中更换成焊接手，或更换成机器钻手，对总控制系统进行设定工作程序就能够实现不同的作业状态。

附图说明

图1为没安装固定座时立体图的俯视图

图2为立体图

图3为立体图的分解图

图4为立体图的细节图B

图5为立体图的细节图A

图中：1.固定座，2.电动气阀，3.转向电机，4.连轴器，5.第一套管，6.第二套管，7.法兰盘，8.旋转盘，9. 抓手，10.支撑架，11. 物像识别装置，21.驱动电机，22.摇臂，23摇杆，24. 二级皮带轮，25.一级皮带轮，26.主动皮带轮。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本实用新型的范围。

在图1所示的实施例中，为了更方理解本申请，三个驱动机构安装在支撑架10上分别设为X轴，Y轴，Z轴。所述支撑架10上设置有三个驱动机构，每个驱动机构分别与摇臂22连接，每个摇臂22的两连各设置有两根摇杆23，所述支撑架10上的三个驱动机构相邻之间的夹角为120度，每个驱动机构都能够独立控制摇臂22运动,支撑架10中间安装有转向电机3。

在图2、图3所示的实施例中，所述支撑架10上端安装有固定座1，固定座1上安装有电动气阀2，电动气阀2通过软气管与抓手9气动连接，固定座1能够安装在不同的作业生产线上固定，其主要作用是可以把多用途机械手安装固定在不同的位置进行作业。所述支撑架10的下端安装有若干物像识别装置11，物像识别装置11能够识别支撑架10下方的物体的坐标方位，包括旋转盘8的实时位置信息。

所述支撑架10上的三个驱动机构分别与摇臂22连接，每个摇臂22的两连分别通过球头关节连接两根摇杆3，在摇杆23的下端通过球头关节与法兰盘7连接，法兰盘7的中间设置有旋转盘8与转向轴连接，转向轴与安装在支撑架10中间的转向电机3连接，转向轴转动控制旋转盘8运动，旋转盘8上设置有抓手9，在物像识别装置11的控制下三个驱动机构的配合运动能够控制摇臂22运动，摇臂22控制摇杆23运动，摇杆23控制法兰盘7运动，法兰盘7带动安装在里面的旋转盘8运动，转向电机3控制旋转盘8与抓手9定位运动，电动气阀2控制抓手9对物品进行抓取。

所述摇杆23通过球头关节连接摇臂22与法兰盘23的优点是，球头关节的转动灵活，摇臂22在三个驱动机构相互配合运动过程中能够柔性的控制能够法兰盘7移动，并在物像识别装置11的控制下调整法兰盘7的位置，把法兰盘7控制运动到需要抓取物品的上方。

所述驱动机构包括驱动电机21、减速皮带轮，驱动电机21与支撑架10连接固定，驱动电机21的转动轴与主动皮带轮26连接固定，主动皮带轮26与一级皮带轮25通过皮带连接，一级皮带轮25通过皮带与二级皮带轮24连接，二级皮带轮24的轴心与摇臂22连接固定，二级皮带轮24转动带动摇臂22转动，摇臂22带动摇杆23运动，摇杆23控制法兰盘7运动。通过设置多级皮带轮转动带动驱动机构运动可以实现了驱动电机21的多级降速,使得驱动机构能够更精准的控制摇臂22运动。

所述支撑架10上的三个驱动机构相邻之间的夹角为120度，摇杆23与法兰盘7球头关节连接，三个驱动机构中的驱动电机21都能够独立的控制摇臂运动。例如，当需要法兰盘7向X轴方向的摇杆23方指定位置向运动时，X轴方向驱动机构的驱动电机21转动控制摇臂22顺时针旋转运动向上，摇杆23拉动法兰盘7向X轴方向的方向运动，其余的Y轴，Z轴的两个驱动机构中的驱动电机21控制与其连接的摇臂22逆时针旋转运动，实现了法兰盘7的运动。

在图4所示的实施例中，所述转向轴为可伸缩的轴，包括第一套管5和第二套管6，第一套管5的管壁上设置有开槽，在第一套管5里面安装的第二套管6，第二套6能够在第一套管5里面伸缩运动，第二套管6上设置有定位梢与第一套管5的开槽相互配合，定位梢能够在第一套管5的开槽里面上下运动，定位梢与开槽的配合，使得第二套管6只能够在第一套管5里面伸缩运动，不能够旋转运动，第一套管5的开槽长度为第二套管6可伸缩活动的距离。

可以但并不限制的，所述转向轴还可以为六边形的伸缩轴在第一六边形套管里面设置有六边形的孔径,在六边形的孔径里安装有第二六边形套管, 第二六边形套管能够在第一六边形套管的孔径里伸缩运动。

在图2、图5所示的实施例中，所述法兰盘7的里面安装有旋转盘8，旋转盘8能够在法兰盘7里面360度转动，所述转向轴的第二套管6与旋转盘8通过连轴器4连接，转向轴的第一套管5通过连轴器4与转向电机3连接，转向电机3转动能够驱动转向轴运动，转向电机3的正向或反向转动能够控制旋转盘8实现不同方向的运动。

所述转向轴只有在抓手9需要做旋转运动时才主动运动，其他情况均是被动运动，但三个驱动机构都是要主动配合运动，没有被动情况；当中间旋转轴带动抓手9做旋转动作时，无论是移动过程中还是静止状态，三个驱动机构的摇杆23是被动运动。

所述法兰盘7在驱动机构的控制下进行运动时，所述转向轴的第二节套管6会在第一节套管5里面伸长或收缩运动；若所述法兰盘7在驱动机构的控制时相对运动前升高，所述转向轴的第二节套管6会在第一节套管5里面收缩，所述法兰盘7在驱动机构的控制时下降，所述转向轴的第二节套管6会在第一节套管5里面伸长。

所述转向轴的第二节套管6能够在第一节套管5里面伸缩运动的优点是，无论驱动机构控制法兰盘7运动到任何所需要的位置时，转向轴始终能够保持与法兰盘7里面安装的旋转盘8连接，解决了转向电机3始终都能够对旋转盘8进行控制，进而控制了安装在旋转盘8里面抓手9的方向，使得转向电机3能够控制抓手9能够跟据所需要的角度进行转动。

所述的抓手9通过气动来控制抓紧或松开，所述固定座10上设置有电动气阀2与气管连接，气管与抓手9连接，通过电动气阀2进行控制气管的气压，进行控制抓手9的抓紧或松开，气压增大抓手9就抓紧，气压减小，抓手9就松开，抓取物品的力度可以通过电动气阀2进行调节。

所述固定座10的下方设置的物像识别装置11包括识别摄像头和识别系统，识别系统能够将识别到的信息传送给总控制系统,总控制系统能够控制驱动机构的驱动电机21和转向电机3的电路进行工作。并不限制的,所述的抓手9可以气动也可以用电动的。

当所需要抓取的物品进入到识别装置11的识别区域内时，所述识别摄像头与识别系统能够识别物体的坐标位置信息，物体的形状和物体的运动速度，以及抓手9所处的坐标位置，把所识别到的信息实时地传送到总控制系统里面，通过总控制系统判断物体的位置信息，进行控制驱动机构将法兰盘7和抓手9运动到物体抓取位置，总控制系统控制法兰盘7和抓手9运动，并同时通过控制转向电机3进行控制旋转轴调整抓手9的抓取方向,对物体进行抓取，抓取到物品后，总控制系统控制驱动机构把物品运动到指定的位置，（本申请中的总控制系统可以但并不限制的，选为Delta并联机器人控制系统）。

本申请中并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种灵活多用途机械手，包括固定座、物像识别装置、支撑架、驱动机构、摇臂、摇杆、旋转盘、转向轴、抓手，所述支撑架上设置有与摇臂连接的驱动机构，所述摇臂与摇杆连接，其特征在于：所述支撑架上设置有三个驱动机构，每个驱动机构分别与摇臂连接，每个摇臂的两边各设置有两根摇杆，摇杆与法兰盘通过球头关节连接，法兰盘的中间设置有旋转盘与转向轴连接，转向轴与安装在支撑架中间的转向电机连接，转向轴运动控制旋转盘运动。

2.根据权利要求1所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述旋转盘上设置有抓手，在物像识别装置与总控制系统的控制下三个驱动机构的配合运动能够控制摇臂运动，摇臂控制摇杆运动，摇杆控制法兰盘运动，法兰盘带动安装在里面的旋转盘运动，转向电机控制旋转盘与抓手定位运动，电动气阀控制抓手对物品进行抓取。

3.根据权利要求1所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述支撑架上的三个驱动机构相邻之间的夹角为120度，每个驱动机构都能够独立控制摇臂运动。

4.根据权利要求1所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机、减速皮带轮，驱动电机与支撑架连接固定，驱动电机转动能够控制摇臂和摇杆运动，进行控制法兰盘运动。

5.根据权利要求1所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述转向轴为可伸缩的轴，包括第一套管和第二套管，第一套管的管壁上设置有开槽，第二套管上设置有能够与开槽相互配合的定位梢，第二套管能够在第一套管里面伸缩运动。

6.根据权利要求1或5所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述法兰盘的里面安装有旋转盘，旋转盘能够在法兰盘里面360度转动，所述转向轴的第二套管与旋转盘通过连轴器连接，转向轴的第一套管通过连轴器与转向电机连接，转向电机转动能够驱动转向轴运动。

7.根据权利要求1所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述法兰盘在驱动机构的控制下进行运动时，所述转向轴的第二节套管能够在第一节套管里面伸长或收缩运动。

8.根据权利要求1所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述固定座上设置有电动气阀通过气管与抓手连接，所述抓手通过电动气阀来控制抓紧或松开。

9.根据权利要求1所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述固定座的下方设置有物像识别装置，所述物像识别装置包括识别摄像头和识别系统，识别系统能够将识别到的信息传送给总控制系统。

10.根据权利要求1或9所述一种灵活多用途机械手，其特征在于：所述物像识别装置与总控制系统能够控制驱动机构的驱动电机、转向电机和抓手进行工作。

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