WO2021017528A1 - 一种工业机器人手臂伸曲机构 - Google Patents

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蒋武晗
韩正泽
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1035Pinion and fixed rack drivers, e.g. for rotating an upper arm support on the robot base

Abstract

一种工业机器人手臂伸曲机构,包括底座(1),底座(1)的顶部连接有工作台(2),工作台(2)的顶部连接有固定板(3),工作台(2)外壁滑动连接有传送齿条(4),传送齿条(4)外壁啮合连接有第一齿轮(5),第一齿轮(5)外壁连接有第一连杆(6),第一连杆(6)的两端分别转动连接有第二连杆(7)和第七连杆,第七连杆远离第一连杆(6)的一端连接有第三连杆(8),第三连杆(8)与第七连杆的交接处连接有第二齿轮(9),第二齿轮(9)外壁啮合连接有第三齿轮(10),第三齿轮(10)外壁连接有第四连杆(11),第四连杆(11)的两端均连接有第五连杆(12),两个第五连杆(12)远离第四连杆(11)的一端均连接有第六连杆(13),第六连杆(13)外壁连接有夹持机构。

Description

一种工业机器人手臂伸曲机构 技术领域
本发明涉及机器人手臂技术领域,尤其涉及一种工业机器人手臂伸曲机构。
背景技术
机器人抓手是一种能模仿人体手、臂动作,以实现抓取、搬运物件或操作工具的装置,其能够有效降低人员劳动负荷,提高工作效率,现已广泛应用于机械制造、冶金、电子等各领域,随着现代化工业生产的迅速发展,业内已开发出多种规格类型的机器人抓手,工厂逐渐用机器人代替人工生产,以往人工进行生产时通过人手持有生产工具进行作业,机器人的使用需要采用抓手安装生产工具,并安装在机器人末端。
但是现有的机器人手臂的前臂与后臂连接较复杂,前臂与后臂之间的旋转自由度不高,导致机器人抓手在抓取物品的过程中不够灵活,使机器人抓手的抓取效率较低,从而使浪费大量的时间和精力,不利于工业生产成本的提高。
技术问题
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题,而提出的一种工业机器人手臂伸曲机构。
技术解决方案
一种工业机器人手臂伸曲机构,包括底座,所述底座的顶部连接有工作台,所述工作台的顶部连接有固定板,所述固定板外壁连接有往复机构,所述工作台外壁滑动连接有传送齿条,所述传送齿条外壁啮合连接有第一齿轮,所述第一齿轮外壁连接有第一连杆,所述第一连杆固定连接在固定板的外壁,所述第一连杆的两端分别转动连接有第二连杆和第七连杆,所述第七连杆与第一齿轮固定相连,所述第二连杆远离第一连杆的一端连接有第三连杆,所述第三连杆与第七连杆的交接处连接有第二齿轮,所述第二齿轮外壁啮合连接有第三齿轮,所述第三齿轮外壁连接有第四连杆,所述第四连杆的两端均转动连接有第五连杆,两个所述第五连杆远离第四连杆的一端均连接有第六连杆,所述第六连杆外壁连接有夹持机构。
优选的,所述第三连杆与第四连杆之间固定连接有连接杆。
优选的,所述往复机构包括第一电机,所述第一电机连接在固定板的外壁,所述第一电机的输出端连接有转动轴,所述转动轴远离第一电机的一端穿过固定板并连接有圆盘,所述圆盘外壁连接有限位杆,所述传送齿条外壁啮合连接有扇形齿轮,所述扇形齿轮转动连接在固定板的外壁,所述扇形齿轮外壁连接有转动杆,所述转动杆外壁开凿有与限位杆相匹配的限位槽。
优选的,所述工作台外壁开凿有滑槽,所述传送齿条滑动连接在滑槽内。
优选的,所述夹持机构包括固定块,所述固定块外壁连接有气缸,所述气缸的输出端连接有伸缩杆,所述伸缩杆远离气缸的一端连接有移动架,所述固定块外壁连接有固定轴,所述固定轴外壁分别转动连接有两个活动杆,所述移动架的外壁连接有滑动杆,两个所述活动杆外壁均开凿有凹孔,所述滑动杆滑动连接在凹孔内,且两个所述活动杆外壁分别连接有第一夹板和第二夹板。
优选的,所述伸缩杆外壁套接有弹性元件,所述弹性元件连接在气缸与移动架之间。
优选的,所述第二夹板与活动杆外壁均开凿有螺纹孔,且所述螺纹孔内活动连接有螺栓。
优选的,所述第一夹板与第二夹板外壁均连接有橡胶垫,且所述橡胶垫外壁设置有防滑纹。
优选的,所述底座外壁开凿有凹槽,所述凹槽内壁连接有第二电机,所述第二电机的输出端连接有支撑柱,所述支撑柱与工作台相连。
有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种工业机器人手臂伸曲机构,具备以下有益效果:
1、该工业机器人手臂伸曲机构,当需要控制机器人手臂进行抓取物体时,通过往复机构带动传送齿条移动,使传送齿条与第一齿轮相啮合,进而使第一齿轮带动第七连杆围绕第一连杆转动,使第七连杆抬升,第七连杆在抬升的同时,使第三连杆向上移动,会带动第二齿轮与第三齿轮相啮合,从而使第三齿轮带动第四连杆移动,使第四连杆带动两个第五连杆转动,进而使第六连杆带动夹持机构对物体进行夹持,本发明通过连杆之间的转动,使机器人抓手前臂与后臂的旋转自由度提高,进而使机器人抓手的抓取效率提高,有利于工业生产成本的降低。
2、该工业机器人手臂伸曲机构,通过在第三连杆与第四连杆之间固定连接连接杆,使第三连杆与第四连杆之间的距离固定,方便第二齿轮与第三齿轮之间进行啮合转动。
3、该工业机器人手臂伸曲机构,往复机构工作时,首先要控制第一电机运行,使第一电机的输出端带动圆盘在固定板转动,进而使圆盘在旋转的过程中带动限位杆在限位槽内滑动,使扇形齿轮与传送齿条相啮合,从而使传送齿条在工作台上滑动,进而使传送齿条往复运动,进而使装置可以往复运动,使机器人抓手可以对物品进行往复抓取。
4、该工业机器人手臂伸曲机构,通过在工作台的外壁开凿滑槽,使传送齿条滑动在滑槽内部,有利于传送齿条的移动更加平稳,提高装置的移动稳定性。
5、该工业机器人手臂伸曲机构,当夹持机构工作时,通过控制气缸运行,使气缸的输出端带动伸缩杆伸出,从而使移动架外壁的滑动杆在活动杆外壁开凿的凹孔中滑动,使两个活动杆围绕固定轴转动,两个活动杆互相靠近,从而带动第一夹板与第二夹板对物品进行夹持。
6、该工业机器人手臂伸曲机构,通过在伸缩杆的外壁套接弹性元件,可以在气缸控制伸缩杆的伸缩时起到缓冲的作用,避免伸缩杆的伸缩过于迅速,导致移动架与固定块相撞,有利于提高装置的使用寿命。
7、该工业机器人手臂伸曲机构,通过将第二夹板通过螺栓安装在活动杆上,可以针对不同形状的物体,对第二夹板的角度进行调整,方便对物体的抓取。
8、该工业机器人手臂伸曲机构,通过在夹板的外壁设置橡胶垫,可以避免夹持机构在夹取物品的过程中因为夹持力过大,造成物品损坏,且橡胶垫外部设置有防滑纹,可以避免夹板在夹取物品的过程中,物品脱落。
9、该工业机器人手臂伸曲机构,通过在底座的顶部开凿凹槽,并连接有第二电机,可以控制第二电机运行,使第二电机带动工作台转动,进而使装置可以对全方位的物品进行夹取。
附图说明
图1为本发明提出的一种工业机器人手臂伸曲机构的整体结构示意图;
图2为本发明提出的一种工业机器人手臂伸曲机构的往复机构结构示意图;
图3为本发明提出的一种工业机器人手臂伸曲机构第三连杆外部结构示意图;
图4为本发明提出的一种工业机器人手臂伸曲机构工作台外部结构示意图;
图5为本发明提出的一种工业机器人手臂伸曲机构夹持机构结构示意图;
图6为本发明提出的一种工业机器人手臂伸曲机构底座剖面结构示意图。
图中:1、底座;101、凹槽;2、工作台;201、滑槽;3、固定板;4、传送齿条;5、第一齿轮;6、第一连杆;7、第二连杆;8、第三连杆;9、第二齿轮;10、第三齿轮;11、第四连杆;12、第五连杆;13、第六连杆;14、连接杆;15、第一电机;16、圆盘;限位杆;扇形齿轮;19、转动杆;191、限位槽;20、固定块;21、气缸;22、伸缩杆;23、移动架;231、滑动杆;24、固定轴;25、活动杆;251、凹孔;252、第一夹板;253、第二夹板;26、弹性元件;27、螺栓;28、橡胶垫;29、第二电机;30、支撑柱。
本发明的实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-3,一种工业机器人手臂伸曲机构,包括底座1,底座1的顶部连接有工作台2,工作台2的顶部连接有固定板3,固定板3外壁连接有往复机构,工作台2外壁滑动连接有传送齿条4,传送齿条4外壁啮合连接有第一齿轮5,第一齿轮5外壁连接有第一连杆6,第一连杆6固定连接在固定板3的外壁,第一连杆6的两端分别转动连接有第二连杆7和第七连杆,第七连杆与第一齿轮5固定相连,第二连杆7远离第一连杆6的一端连接有第三连杆8,第三连杆8与第七连杆7的交接处连接有第二齿轮9,第二齿轮9外壁啮合连接有第三齿轮10,第三齿轮10外壁连接有第四连杆11,第四连杆11的两端均转动连接有第五连杆12,两个第五连杆12远离第四连杆11的一端均连接有第六连杆13,第六连杆13外壁连接有夹持机构;当需要控制机器人手臂进行抓取物体时,通过往复机构带动传送齿条4移动,使传送齿条4与第一齿轮5相啮合,进而使第一齿轮5带动第七连杆7围绕第一连杆6转动,使第七连杆7抬升,第七连杆7在抬升的同时,使第三连杆8向上移动,会带动第二齿轮9与第三齿轮10相啮合,从而使第三齿轮10带动第四连杆11移动,使第四连杆11带动两个第五连杆12转动,进而使第六连杆13带动夹持机构对物体进行夹持,本发明通过连杆之间的转动,使机器人抓手前臂与后臂的旋转自由度提高,进而使机器人抓手的抓取效率提高,有利于工业生产成本的降低。
参照图1和图3,第三连杆8与第四连杆11之间固定连接有连接杆14;使第三连杆8与第四连杆11之间的距离固定,方便第二齿轮9与第三齿轮10之间进行啮合转动。
参照图2,往复机构包括第一电机15,第一电机15连接在固定板3的外壁,第一电机15的输出端连接有转动轴,转动轴远离第一电机15的一端穿过固定板3并连接有圆盘16,圆盘16外壁连接有限位杆,传送齿条4外壁啮合连接有扇形齿轮,扇形齿轮转动连接在固定板3的外壁,扇形齿轮外壁连接有转动杆19,转动杆19外壁开凿有与限位杆相匹配的限位槽191;往复机构工作时,首先要控制第一电机15运行,使第一电机15的输出端带动圆盘16在固定板3转动,进而使圆盘16在旋转的过程中带动限位杆在限位槽191内滑动,使扇形齿轮与传送齿条4相啮合,从而使传送齿条4在工作台2上滑动,进而使传送齿条4往复运动,进而使装置可以往复运动,使机器人抓手可以对物品进行往复抓取。
参照图1-4,工作台2外壁开凿有滑槽201,传送齿条4滑动连接在滑槽201内;有利于传送齿条4的移动更加平稳,提高装置的移动稳定性。
参照图5,夹持机构包括固定块20,固定块20外壁连接有气缸21,气缸21的输出端连接有伸缩杆22,伸缩杆22远离气缸21的一端连接有移动架23,固定块20外壁连接有固定轴24,固定轴24外壁分别转动连接有两个活动杆25,移动架23的外壁连接有滑动杆231,两个活动杆25外壁均开凿有凹孔251,滑动杆231滑动连接在凹孔251内,且两个活动杆25外壁分别连接有第一夹板252和第二夹板253;当夹持机构工作时,通过控制气缸21运行,使气缸21的输出端带动伸缩杆22伸出,从而使移动架23外壁的滑动杆231在活动杆25外壁开凿的凹孔251中滑动,使两个活动杆25围绕固定轴24转动,两个活动杆25互相靠近,从而带动第一夹板252与第二夹板253对物品进行夹持。
参照图5,伸缩杆22外壁套接有弹性元件26,弹性元件26连接在气缸21与移动架23之间;可以在气缸21控制伸缩杆22的伸缩时起到缓冲的作用,避免伸缩杆22的伸缩过于迅速,导致移动架23与固定块20相撞,有利于提高装置的使用寿命。
参照图5,第二夹板253与活动杆25外壁均开凿有螺纹孔,且螺纹孔内活动连接有螺栓27;可以针对不同形状的物体,对第二夹板253的角度进行调整,方便对物体的抓取。
参照图5,第一夹板252与第二夹板253外壁均连接有橡胶垫28,且橡胶垫28外壁设置有防滑纹;可以避免夹持机构在夹取物品的过程中因为夹持力过大,造成物品损坏,且橡胶垫28外部设置有防滑纹,可以避免夹板在夹取物品的过程中,物品脱落。
参照图1和图6,底座1外壁开凿有凹槽101,凹槽101内壁连接有第二电机29,第二电机29的输出端连接有支撑柱30,支撑柱30与工作台2相连;可以控制第二电机29运行,使第二电机29带动工作台2转动,进而使装置可以对全方位的物品进行夹取。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

  1. 一种工业机器人手臂伸曲机构,包括底座(1),其特征在于,所述底座(1)的顶部连接有工作台(2),所述工作台(2)的顶部连接有固定板(3),所述固定板(3)外壁连接有往复机构,所述工作台(2)外壁滑动连接有传送齿条(4),所述传送齿条(4)外壁啮合连接有第一齿轮(5),所述第一齿轮(5)外壁连接有第一连杆(6),所述第一连杆(6)固定连接在固定板(3)的外壁,所述第一连杆(6)的两端分别转动连接有第二连杆(7)和第七连杆,所述第七连杆与第一齿轮(5)固定相连,所述第二连杆(7)远离第一连杆(6)的一端连接有第三连杆(8),所述第三连杆(8)与第七连杆的交接处连接有第二齿轮(9),所述第二齿轮(9)外壁啮合连接有第三齿轮(10),所述第三齿轮(10)外壁连接有第四连杆(11),所述第四连杆(11)的两端均转动连接有第五连杆(12),两个所述第五连杆(12)远离第四连杆(11)的一端均连接有第六连杆(13),所述第六连杆(13)外壁连接有夹持机构。
  2. 根据权利要求1所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述第三连杆(8)与第四连杆(11)之间固定连接有连接杆(14)。
  3. 根据权利要求1所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述往复机构包括第一电机(15),所述第一电机(15)连接在固定板(3)的外壁,所述第一电机(15)的输出端连接有转动轴,所述转动轴远离第一电机(15)的一端穿过固定板(3)并连接有圆盘(16),所述圆盘(16)外壁连接有限位杆,所述传送齿条(4)外壁啮合连接有扇形齿轮,所述扇形齿轮转动连接在固定板(3)的外壁,所述扇形齿轮外壁连接有转动杆(19),所述转动杆(19)外壁开凿有与限位杆相匹配的限位槽(191)。
  4. 根据权利要求3所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述工作台(2)外壁开凿有滑槽(201),所述传送齿条(4)滑动连接在滑槽(201)内。
  5. 根据权利要求1所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述夹持机构包括固定块(20),所述固定块(20)外壁连接有气缸(21),所述气缸(21)的输出端连接有伸缩杆(22),所述伸缩杆(22)远离气缸(21)的一端连接有移动架(23),所述固定块(20)外壁连接有固定轴(24),所述固定轴(24)外壁分别转动连接有两个活动杆(25),所述移动架(23)的外壁连接有滑动杆(231),两个所述活动杆(25)外壁均开凿有凹孔(251),所述滑动杆(231)滑动连接在凹孔(251)内,且两个所述活动杆(25)外壁分别连接有第一夹板(252)和第二夹板(253)。
  6. 根据权利要求5所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述伸缩杆(22)外壁套接有弹性元件(26),所述弹性元件(26)连接在气缸(21)与移动架(23)之间。
  7. 根据权利要求5所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述第二夹板(253)与活动杆(25)外壁均开凿有螺纹孔,且所述螺纹孔内活动连接有螺栓(27)。
  8. 根据权利要求5所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述第一夹板(252)与第二夹板(253)外壁均连接有橡胶垫(28),且所述橡胶垫(28)外壁设置有防滑纹。
  9. 根据权利要求1所述的一种工业机器人手臂伸曲机构,其特征在于,所述底座(1)外壁开凿有凹槽(101),所述凹槽(101)内壁连接有第二电机(29),所述第二电机(29)的输出端连接有支撑柱(30),所述支撑柱(30)与工作台(2)相连。
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