CN216098912U - 一种两轴旋转伸缩机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种两轴旋转伸缩机械手，包括固定底座、旋转柱和伸缩机械臂，所述固定底座的上端设有旋转平台，所述旋转柱与所述旋转平台连接，且所述旋转柱的侧面连接所述伸缩机械臂，所述伸缩机械臂远离所述旋转柱的一端设有夹取部，使得所述夹取部以所述旋转柱的轴线为中心转动，并沿着所述伸缩机械臂的轴线方向来回移动。本实用新型的两轴旋转伸缩机械手能够沿着机械臂的轴线伸缩，从而适用距离多变、不同半径范围的空间环境，机械手更加灵活，伸缩机械臂依靠旋转柱的自转完成旋转的方式，没有多余的大动作，更适合在空间较小的设备内部中使用。

Description

一种两轴旋转伸缩机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，具体的说，是涉及一种两轴旋转伸缩机械手。

背景技术

机械手是一种能模仿手和臂，用以抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，解放人类的双手，且提升了效率，还能在特殊的环境下完成工作，故机械手在多种设备中广泛使用。

例如鲜啤灌装设备的封闭环境中，需要将瓶架区的空酒瓶抓取至灌装区，由于设备内部空间的限制，机械手在移动物品过程中，不能有太大的动作，且结构需要更加紧凑；另一方面，由于设备的内部环境的特殊性，例如鲜啤灌装设备的瓶架区和灌装区两个区域到机械手的距离不相等，因此需要机械手的长度可变。

故需要开发一款能够在两个方位上传递物品的机械手，且其长度可变，结构简单、紧凑。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本实用新型提供一种两轴旋转伸缩机械手。

本实用新型技术方案如下所述：

一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，包括固定底座、旋转柱和伸缩机械臂，所述固定底座的上端设有旋转平台，所述旋转柱与所述旋转平台固定连接，且所述旋转柱的侧面连接所述伸缩机械臂，所述伸缩机械臂远离所述旋转柱的一端设有夹取部，

使得所述夹取部以所述旋转柱的轴线为中心转动，并沿着所述伸缩机械臂的轴线方向来回移动。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，其特征在于，所述旋转平台包括转动轴承和第一电机，所述转动轴承的上圆盘连接所述旋转柱，其下圆盘连接所述第一电机，所述第一电机通过所述转动轴承带动所述旋转柱转动。

进一步，所述旋转平台还包括第一传动皮带，所述转动轴承的下圆盘输入轴连接第一输入齿轮，所述第一电机的输出轴连接第一输出齿轮，所述第一输出齿轮和所述第一输入齿轮通过所述第一传动皮带连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，其特征在于，所述伸缩机械臂包括外套筒和内臂，所述外套筒与所述旋转柱固定连接，所述内臂连接一伸缩驱动件，该伸缩驱动件带动所述内臂在所述外套筒内滑动。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，其特征在于，所述外套筒的内壁面两侧对称设有滑道，所述内臂通过滑块在两侧的滑道上滑动。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，其特征在于，所述内臂靠近旋转柱一侧的端面两侧对称设有用于安装滑块的槽位。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，其特征在于，所述伸缩驱动件包括第二电机和螺纹中心轴，所述第二电机带动所述螺纹中心轴转动，且所述螺纹中心轴与所述内臂螺纹连接，使得所述内臂在所述外套筒内滑动。

进一步的，所述伸缩驱动件还包括第二传动皮带，所述第二电机通过所述第二传动皮带与所述螺纹中心轴传动连接。

更进一步的，所述第二电机的输出轴连接第二输出齿轮，所述螺纹中心轴连接第二输入齿轮，所述第二输出齿轮和所述第二输入齿轮通过所述第二传动皮带连接。

进一步的，所述第二电机位于所述伸缩机械臂的上方。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，其特征在于，所述夹取部包括动力马达、螺纹杆、带有滑轨的矩形板和一对夹爪，所述动力马达与所述螺纹杆传动连接，所述夹爪与所述矩形板的滑轨滑动连接，所述夹爪设有与所述螺纹杆连接的内螺纹，且两个夹爪的内螺纹方向相反。

进一步的，所述动力马达的输出轴和所述螺纹杆通过两个啮合的外齿齿轮传动连接。

进一步的，所述矩形板的滑轨两侧设有两条平行的长条形孔，所述夹爪的底部设有分叉脚，所述分叉脚穿过两条所述长条形孔后，分叉脚的中部与滑轨滑动连接。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于：

本实用新型的两轴旋转伸缩机械手能够沿着机械臂的轴线伸缩，使得伸缩机械臂可根据周围环境的空间大小自动调节夹取部伸出的长度，机械手摆动过程不受限于固定的半径范围，能够适用距离多变、不同半径范围的空间环境，机械手更加灵活；

另一方面，两轴旋转伸缩机械手以旋转柱为中心旋转，并利用夹爪在两个方位上传递物品，伸缩机械臂依靠旋转柱的自转完成转动的方式，没有多余的大动作，更适合在空间较小的设备内部中使用；

进一步的，本实用新型机械手的两个夹爪采用螺纹相反的螺纹连接设计，实现夹爪夹取物品，使得机械手的结构紧凑，节省空间，同时该结构简单，维护成本低，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的局部结构示意图；

图3为本实用新型内部结构的俯视角度示意图。

在图中，1、伸缩机械臂；11、夹取部；111、动力马达；112、螺纹杆；113、矩形板；114、夹爪；115、外齿齿轮；116、分叉脚；12、外套筒；13、内臂；

2、旋转柱；21、旋转平台；211、第一电机；212、第一传动皮带；

3、固定底座；

4、伸缩驱动件；41、第二电机；42、第二传动皮带；43、螺纹中心轴。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。

如图1～图3所示，一种两轴旋转伸缩机械手，包括固定底座3、旋转柱2和伸缩机械臂1，固定底座3上设有旋转平台21，旋转柱2与旋转平台21连接，伸缩机械臂1尾端穿入旋转柱2内，伸缩机械臂1的头端（远离旋转柱的一端）设有用于抓取物体的夹取部11，使得夹取部11以旋转柱2的轴线为中心转动；伸缩机械臂1的尾端设有伸缩驱动件4，使得伸缩机械臂1可沿着其轴线方向伸缩，由于伸缩机械臂1垂直设置在旋转柱2上，故伸缩机械臂1沿着垂直旋转柱2的方向伸缩，从而实现伸缩机械臂可根据周围环境的空间大小调节夹取部伸出的长度，使得两轴旋转伸缩机械手更加灵活，摆动时不受固定半径范围的限制，以适应距离多变、不同半径范围的空间环境；该结构还能有效降低旋转机械臂的成本，易于推广使用。

在本实施例中，夹取部11包括动力马达111、螺纹杆112、带有滑轨的矩形板113和一对夹爪114，动力马达111与螺纹杆112传动连接，夹爪114与矩形板113的滑轨滑动连接，夹爪114设有与螺纹杆112连接的内螺纹，且两个夹爪114的内螺纹方向相反，当螺纹杆112转动时，两个夹爪114在螺纹杆112上的移动方向相反，使得两个夹爪114随着螺纹杆112的转动相互靠近或相互远离，从而实现夹取部11抓取物品或松开物品。

本实施例的夹取部11通过螺纹杆112传递动力，螺纹杆和滑轨平行设置，为夹爪114的移动提供动力的同时保证其移动的稳定性，整体结构更加紧凑，节省空间，同时便于检修、维护。

在一个可选实施例中，动力马达111的输出轴和螺纹杆112通过两个啮合的外齿齿轮115传动连接，结构简单，动力传输稳定，从而实现动力马达111带动螺纹杆112转动；矩形板113的滑轨两侧设有两条平行的长条形孔，夹爪114的底部设有分叉脚116，两个分叉脚116中间设有一滑块，分叉脚116穿过长条形孔后，分叉脚的中部通过该滑块与滑轨连接；分叉脚116末端设有带内螺纹的穿孔，穿孔套在螺纹杆112上，实现螺纹杆112转动时带动夹爪114移动。

在一个可选实施例中，旋转平台21包括：转动轴承、第一电机211和第一传动皮带212，转动轴承的上圆盘与旋转柱2连接，转动轴承的下圆盘通过第一电机211获得旋转的动力，具体地，第一电机211的输出轴上设有第一输出齿轮，下圆盘的输入轴连接第一输入齿轮，第一输出齿轮和第一输入齿轮通过第一传动皮带212连接。当第一电机211运转时，第一输出齿轮旋转，通过第一传动皮带212带动第一输入齿轮旋转，从而实现转动轴承的下圆盘带动旋转柱2转动，且第一电机211可正向转动、也可反向转动，从而实现旋转柱2可正、反转。实际使用过程中，旋转柱2来回转动的幅度可根据实际需求进行限位调节。旋转平台采用电机转动的简易旋转结构，使得机械手的成本较低，维护或检修更方便。

在其他实施例中，旋转平台可直接通过电机驱动转动轴承转动，例如通过齿轮联动等。

在一个可选实施例中，伸缩臂机械臂1包括：外套筒12、内臂13（指可以从外套筒中伸出或缩入的部分），外套筒12与旋转柱2固定连接，内臂13与外套筒12的内壁面滑动连接，具体地，外套筒12的内壁面两侧对称设有滑道，内臂13通过滑块在两侧的滑道上滑动。

在一个优选实施例中，内臂12靠近旋转柱2一侧的端面两侧对称设有用于安装滑块的槽位，从而能够有效减少伸缩机械臂的尺寸，使得伸缩机械臂的结构更加紧凑，减少机械手的占地空间，更适用于对空间有限定要求的环境中。

在一个可选实施例中，伸缩驱动件4包括第二电机41、第二传动皮带42和螺纹中心轴43，第二电机41通过第二传动皮带42与螺纹中心轴43传动连接，螺纹中心轴43与伸缩机械臂1的内臂13螺纹连接，使得内臂13在伸缩机械臂1的外套筒12内滑动。第二电机41的输出轴连接第二输出齿轮，螺纹中心轴43连接第二输入齿轮，第二输出齿轮和第二输入齿轮通过第二传动皮带42连接。

当第二电机41运转时，第二输出齿轮旋转，通过第二传动皮带42带动第二输入齿轮旋转，从而带动螺纹中心轴转动，从而使得内臂13在外套筒12内滑动，实现伸缩机械臂的伸缩功能。

在一个可选实施例中，第二电机41位于伸缩机械臂1的上方，且两者均位于第二传动皮带42的同一侧。通过上下分布结构，减少了伸缩机械臂1的固定长度，合理利用旋转柱2内部的纵向空间结构，避免增加旋转柱2的径向尺寸，从而有利于减少旋转伸缩机械手设备的占地面积。

在其他实施例中，伸缩驱动件的螺纹中心轴可直接与电机的转轴连接，从而实现内臂在外套筒内滑动。

综上所述，相比于同类型的机械手，本实用新型的两轴旋转伸缩机械手以旋转柱为中心旋转，并利用夹爪在两个方位上传递物品，伸缩机械臂依靠旋转柱的自转完成旋转的方式，没有多余的大动作，更适合在空间较小的设备内部中使用。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，包括固定底座、旋转柱和伸缩机械臂，所述固定底座的上端设有旋转平台，所述旋转柱与所述旋转平台连接，且所述旋转柱的侧面连接所述伸缩机械臂，所述伸缩机械臂远离所述旋转柱的一端设有夹取部，

使得所述夹取部以所述旋转柱的轴线为中心转动，并沿着所述伸缩机械臂的轴线方向来回移动。

2.根据权利要求1所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述旋转平台包括转动轴承和第一电机，所述转动轴承的上圆盘连接所述旋转柱，其下圆盘连接所述第一电机，所述第一电机通过所述转动轴承带动所述旋转柱转动。

3.根据权利要求1所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述伸缩机械臂包括外套筒和内臂，所述外套筒与所述旋转柱固定连接，所述内臂连接一伸缩驱动件，该伸缩驱动件带动所述内臂在所述外套筒内滑动。

4.根据权利要求3所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述外套筒的内壁面两侧对称设有滑道，所述内臂通过滑块在两侧的滑道上滑动。

5.根据权利要求3所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述内臂靠近旋转柱一侧的端面两侧对称设有用于安装滑块的槽位。

6.根据权利要求3所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述伸缩驱动件包括第二电机和螺纹中心轴，所述第二电机带动所述螺纹中心轴转动，且所述螺纹中心轴与所述内臂螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述第二电机位于所述伸缩机械臂的上方。

8.根据权利要求1所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述夹取部包括动力马达、螺纹杆、带有滑轨的矩形板和一对夹爪，所述动力马达与所述螺纹杆传动连接，所述夹爪与所述矩形板的滑轨滑动连接，所述夹爪设有与所述螺纹杆连接的内螺纹，且两个夹爪的内螺纹方向相反。

9.根据权利要求8所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述动力马达的输出轴和所述螺纹杆通过两个啮合的外齿齿轮传动连接。

10.根据权利要求8所述的一种两轴旋转伸缩机械手，其特征在于，所述矩形板的滑轨两侧设有两条平行的长条形孔，所述夹爪的底部设有分叉脚，所述分叉脚穿过两条所述长条形孔后，分叉脚的中部与滑轨滑动连接。

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