CN216759880U - 一种便携式电控机械爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式电控机械爪，包括机壳、减速电机、空间齿轮传动机构、电机驱动板、信号线、传动轴、传动齿轮、两根滑轨、两根齿条和两个夹臂，空间齿轮传动机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮安装在减速器的输出轴上，从动齿轮固定安装在传动轴上；传动齿轮固定安装在传动轴的顶端，传动齿轮与每根齿条分别啮合；每根齿条分别滑动安装在一根滑轨上，每个夹臂分别安装在一根齿条上；电机驱动板与减速电机连接，信号线的一端与电机驱动板连接而另一端露出机壳。本实用新型控制方便，精度高而且工作平稳可靠。此外，使用减速电机控制取代气动控制，在使用地点上更加方便快捷，只需有电即可使用，不需要额外的压缩空气系统。

Description

一种便携式电控机械爪

技术领域

本实用新型属于机械爪领域，更具体地，涉及一种便携式电控机械爪。

背景技术

现在随着科技的发展，各种机器人的逐渐开始应用到日常工作中。尤其是在工厂车间中，各种机械手的应用更为普遍。机械爪是自动化系统中的常用装置，常用于搬运移动物体，或给所需加工的工件进行夹持固定，可以在有害，有毒的环境下取代人类的工作，具有使用方便，实用性好等优点。

二指平行夹爪就是工厂车间中运输物品最常见的一种机械手。它的应用极大的提高了人们的工作效率，而且还节省了许多成本。二指平行夹爪可以通过提前设置好的程序，完成搬运、分拣等工作。尤其是在车间工作中许多配件重量较高，如果是单纯的使用人工，不仅效率低下，而且工人劳累感非常强，很容易出现工作上的失误。在工厂中出现失误，轻则只是影响工作效率，重则容易导致工人受伤。所以，二指平行夹爪在工厂中越来越受欢迎。同时，因为其功能较多，所以它在很多领域都可以应用。

目前使用的二指平行夹爪零件较多，结构较为复杂，工作可靠性不高，所需场地大，不能满足对各种环境和场所的使用要求。

现在平行气缸夹爪使用较多，平行气缸夹爪工作原理是利用压缩空气进行运动。夹持器连接到压缩空气供应网络。当气压施加在活塞上时，夹持器关闭。当压力释放时，夹持器打开，其使用时需要用气，也限制了其使用环境和场所。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种便携式电控机械爪，其整体体积很小，工作可靠，可用于各行业精密操作的机器人手臂。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种便携式电控机械爪，其特征在于，包括机壳、减速电机、空间齿轮传动机构、电机驱动板、信号线、传动轴、传动齿轮、两根滑轨、两根齿条和两个夹臂，其中：

所述减速电机、所述电机驱动板和两根滑轨均位于所述机壳内且均安装在所述机壳上，所述减速电机的减速器的输出轴水平设置并且该减速电机的电机为伺服电机，每根所述滑轨均水平设置且两根滑轨相互平行；

所述空间齿轮传动机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮为锥齿轮，所述从动齿轮为面齿轮，从动齿轮的齿部为上小下大的锥形，所述主动齿轮安装在所述减速器的输出轴上，所述从动齿轮固定安装在所述传动轴上，所述传动轴与所述减速器的输出轴垂直，并且该传动轴通过轴承可转动安装在所述机壳上；

所述传动齿轮固定安装在所述传动轴的顶端，所述传动齿轮位于两根所述齿条之间并且该传动齿轮与每根所述齿条分别啮合；

每根所述齿条分别滑动安装在一根所述滑轨上，每个所述夹臂分别安装在一根所述齿条上；

所述电机驱动板位于所述机壳内并与所述减速电机连接，所述信号线的一端与所述电机驱动板连接而另一端露出所述机壳。

优选地，每个所述夹臂上均设置有用于安装夹爪的安装孔。

优选地，所述信号线上套接有护线套，所述护线套的一端伸入所述机壳内并且此端与所述机壳密封连接。

优选地，所述机壳包括外壳、顶盖和端盖，所述顶盖固定安装在所述外壳的顶部，所述端盖安装在所述外壳的一侧。

优选地，所述减速电机的电机具有编码器。

优选地，所述减速电机通过底座安装在所述机壳上。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型通过减速电机驱动空间齿轮传动机构运动，空间齿轮传动机构的传动齿轮又能驱动两根齿条移动，进行驱动夹臂相向或相背移动来夹取和松开物体，控制方便，精度高而且工作平稳可靠。此外，使用减速电机控制取代气动控制，在使用地点上更加的方便快捷，只需要有电即可使用，不需要额外的压缩空气系统。

2)本实用新型采用空间齿轮传动机构来传递减速电机的动力，可以合理利用机壳内的空间。

3)本实用新型为减速电机驱动，噪音小，并且能夹取各种形状的物品，可以随时停止随时运行，而且采用空间齿轮传动和齿轮齿条传动，结构简单，生产组装方便，所用行业十分广泛，可根据所需环境和精度的不同来使用。

4)本实用新型的电机驱动板可以根据减速电机输出的量化数据进行控制反馈，可设置冲程，这使得单个机械爪的夹持范围更广。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的机壳撤去一部分后的立体图；

图3是本实用新型的机壳撤去一部分后的俯视图；

图4是图2中A处的放大示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图4，一种便携式电控机械爪，包括机壳、减速电机11、空间齿轮传动机构、电机驱动板10、信号线6、传动轴、传动齿轮7、两根滑轨、两根齿条8和两个夹臂1，其中：

所述减速电机11、所述电机驱动板10和两根滑轨均位于所述机壳内且均安装在所述机壳上，所述减速电机11包括电机和减速器，减速器的输入轴与所述电机的输出轴连接，所述减速电机11的减速器的输出轴水平设置并且该减速电机11的电机优选为伺服电机，伺服电机可采用微型伺服电机，有助于减小整体结构尺寸，便于携带；所述减速电机11的电机具有编码器，每根所述滑轨均水平设置且两根滑轨相互平行。

所述空间齿轮传动机构包括相互啮合的主动齿轮9和从动齿轮13，所述主动齿轮9为锥齿轮，所述从动齿轮13为面齿轮，从动齿轮13的齿部为上小下大的锥形，以便于与主动齿轮9啮合，可增大接触面积，防止脱齿打滑，增加使用寿命，而且从动齿轮13的锥形的齿部的下端外径较大，有利于调节牙比。主动齿轮9和从动齿轮13可以都为常规的斜齿轮，也可以都为螺旋伞齿轮；所述主动齿轮9安装在所述减速器的输出轴上，所述从动齿轮13固定安装在所述传动轴上，所述传动轴与所述减速电机11的输出轴垂直，并且该传动轴通过轴承可转动安装在所述机壳上。

所述传动齿轮7固定安装在所述传动轴的顶端，所述传动齿轮7位于两根所述齿条8之间并且该传动齿轮7与每根所述齿条8分别啮合。传动齿轮7和从动齿轮13都集成在同一根传动轴上，一起组成双头齿轮结构。

每根所述齿条8分别滑动安装在一根所述滑轨上，每个所述夹臂1分别安装在一根所述齿条8上，每个所述夹臂1上均设置有用于安装夹爪的安装孔2。本实用新型的每个夹臂1上优选开有两个圆形的安装孔，可以用螺丝安装固定不同形状的夹爪，根据所夹取物品形状大小的不同更换不同的夹爪，具有通用性。

所述电机驱动板10位于所述机壳内并与所述减速电机11连接，所述信号线6的一端与所述电机驱动板10连接而另一端露出所述机壳。

进一步，所述信号线6上套接有护线套5，所述护线套5的一端伸入所述机壳内并且此端与所述机壳密封连接，护线套5可以防止灰尘等进入机壳内，起到一定的防护作用。

进一步，所述机壳包括外壳12、顶盖和端盖4，所述顶盖固定安装在所述外壳12的顶部，所述端盖4安装在所述外壳12的一侧，外壳12、顶盖和端盖4一起将机壳内部的零件包围住。上盖3和端盖4均通过螺丝固定安装在外壳12上，组成一个整体，端盖4上开有出线孔，信号线6在护线套5上从出线孔中伸出，可以连接外接电源或信号发生器进行驱动和调试。

进一步，所述减速电机11通过底座安装在所述机壳上。减速电机11优选通过螺丝固定安装在底座上，底座通过螺丝固定安装在外壳12上。

为节省空间，本实用新型的传动轴和减速电机11的输出轴呈90度直角安装，因此传动轴上特意设计了两个齿轮，上头的传动齿轮7和两个齿条8啮合，中间是平滑的，下头的从动齿轮13和水平放置的减速电机11的输出轴上的主动齿轮9相啮合。电机驱动板10安装在减速电机11的一侧，通过螺丝固定安装在外壳12上，减速电机11可以根据夹臂1的状态反馈不同的量化数据，如电流或电压等，电机驱动板10根据编码器反馈的量化数据，对减速电机11进行调试和控制，让夹臂1在夹取到物品之后，保证夹持力的稳定。

本实用新型的工作过程如下：

信号线6连接外接电源，通过电机驱动板10给减速电机11通电，减速电机11通电后顺时针转动，带动与主动齿轮9啮合的从动齿轮13顺时针转动，从动齿轮13顺时针转动，传动轴上端的传动齿轮7同样顺时针转动，与传动齿轮7啮合的一对齿条8则把传动齿轮7的圆周运动转化为直线运动，带动处于同一直线上的夹臂1做相向运动，进行夹取的动作。

当夹臂1夹取到物品之后，减速电机11的输出电流会显著增大，电机驱动板10根据反馈的数据，对减速电机11的转速进行调控，让减速电机11转速降低，从而带动主动齿轮9和从动齿轮13的转速均降低，也让与一对平行的齿条8所受到的推拉力降低。

当编码器反馈的电流降低到一定数据的时候，电机驱动板10根据反馈数据让减速电机11保持当前的转速，从而让平行的齿条8所受的推拉力保持稳定，这就让齿条8上的夹臂1所受的推拉力保持稳定，从而让夹臂1夹取物品保持稳定，既能夹持牢固，不脱落，又不会导致夹持力过大，而损毁物品。

待夹臂1夹取的物品到了指定位置之后，根据信号线6输入外接指令，电机驱动板10接收到指令之后，控制减速电机11进行逆时针旋转，从而带动安装在输出轴上的主动齿轮9逆时针旋转，与主动齿轮9相啮合的从动齿轮13也逆时针旋转，从而带动与传动齿轮7相啮合的一对平行的齿条8做背向直线运动，齿条8带动夹臂1进行松开的动作，进而放下物品。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种便携式电控机械爪，其特征在于，包括机壳、减速电机、空间齿轮传动机构、电机驱动板、信号线、传动轴、传动齿轮、两根滑轨、两根齿条和两个夹臂，其中：

所述减速电机、所述电机驱动板和两根滑轨均位于所述机壳内且均安装在所述机壳上，所述减速电机的减速器的输出轴水平设置并且该减速电机的电机为伺服电机，每根所述滑轨均水平设置且两根滑轨相互平行；

所述空间齿轮传动机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮为锥齿轮，所述从动齿轮为面齿轮，从动齿轮的齿部为上小下大的锥形，所述主动齿轮安装在所述减速器的输出轴上，所述从动齿轮固定安装在所述传动轴上，所述传动轴与所述减速器的输出轴垂直，并且该传动轴通过轴承可转动安装在所述机壳上；

所述传动齿轮固定安装在所述传动轴的顶端，所述传动齿轮位于两根所述齿条之间并且该传动齿轮与每根所述齿条分别啮合；

每根所述齿条分别滑动安装在一根所述滑轨上，每个所述夹臂分别安装在一根所述齿条上；

所述电机驱动板位于所述机壳内并与所述减速电机连接，所述信号线的一端与所述电机驱动板连接而另一端露出所述机壳。

2.根据权利要求1所述的一种便携式电控机械爪，其特征在于，每个所述夹臂上均设置有用于安装夹爪的安装孔。

3.根据权利要求1所述的一种便携式电控机械爪，其特征在于，所述信号线上套接有护线套，所述护线套的一端伸入所述机壳内并且此端与所述机壳密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种便携式电控机械爪，其特征在于，所述机壳包括外壳、顶盖和端盖，所述顶盖固定安装在所述外壳的顶部，所述端盖安装在所述外壳的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种便携式电控机械爪，其特征在于，所述减速电机的电机具有编码器。

6.根据权利要求1所述的一种便携式电控机械爪，其特征在于，所述减速电机通过底座安装在所述机壳上。

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