專利名稱：一種機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種機(jī)械抓取裝置。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人在越來越多的工業(yè)和生活領(lǐng)域協(xié)助人類完成大量復(fù)雜、 繁重或是高危的工作，機(jī)器人系統(tǒng)中的機(jī)械手較廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)生產(chǎn)第一線。目前廣泛使用的機(jī)械手多通過液壓控制和電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)控制實(shí)現(xiàn)了機(jī)械抓 取裝置的動(dòng)作，具有實(shí)現(xiàn)的精度高的特點(diǎn)。如，在申請(qǐng)?zhí)枮?2214944. 9的專利公開了一種 名為“多功能液壓機(jī)械手”的液壓控制的機(jī)械抓取裝置，此裝置由機(jī)械手和液壓控制箱兩部 分構(gòu)成，該機(jī)械抓取裝置的機(jī)械手的手爪包括有移動(dòng)輪及液壓馬達(dá)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座，并 且該底座上部有旋轉(zhuǎn)體和與之鉸接的后臂、通過油缸驅(qū)動(dòng)的前臂，以及固定于底座上的支 撐油缸。在申請(qǐng)?zhí)枮?2258997. X的專利公開了一種名為“凸輪鋼球式機(jī)械手”的機(jī)械抓取 裝置，該裝置采用球包絡(luò)弧面凸輪代替了現(xiàn)行凸輪式機(jī)械手中的圓柱包絡(luò)弧面凸輪，采用 鋼球代替了凸輪機(jī)械手中的圓柱滾子從動(dòng)件，其特點(diǎn)是鋼球在推動(dòng)從動(dòng)盤實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)動(dòng) 作后，直接進(jìn)入殼體上的環(huán)行軌道內(nèi)，起到軸承作用，直接支撐著從動(dòng)盤，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，而 且嚙合剛度和強(qiáng)度提高。但是現(xiàn)有技術(shù)中通過液壓控制和電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)控制的機(jī)械手結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作 成本較高，并且操作較為復(fù)雜，因而影響了機(jī)械手的在復(fù)雜工況條件下的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有抓取裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便和適用面窄的不足，本發(fā)明提出一種 機(jī)械手。本發(fā)明包括拉桿、頂板、支桿、多個(gè)支架、多個(gè)抓手、底板、芯軸、托板和彈簧。在底 板圓周上均布有多個(gè)軸向貫通底板的支架槽。在底板一個(gè)表面均布有多個(gè)支架；各支架的 支板固定在底板的上表面并位于支架槽兩側(cè)，并使支架的對(duì)稱面與底板支架槽的對(duì)稱面重 合。多個(gè)抓手安裝在支架的芯軸上，位于支架槽內(nèi)。底板和頂板分別套裝在拉桿的兩端， 并與拉桿固定。托板套裝在底板和頂板之間的拉桿上，并可沿拉桿的軸向滑動(dòng)，并且托板外 圓周表面與抓手一端的抓臂內(nèi)表面相切。支桿穿過托板，并且各支桿的兩端分別與底板和 頂板固定；彈簧套裝在位于頂板與托板之間的拉桿上。拉桿伸出頂板端一側(cè)表面有沿拉桿 長(zhǎng)度方向的直齒，該直齒與安裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的齒輪嚙合。由于本發(fā)明采取的技術(shù)方案，使機(jī)械手通過拉桿上的直齒與步進(jìn)電機(jī)上的齒輪的 配合，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥邪宓耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，使托板帶動(dòng)抓手繞芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn) 物體的抓取和釋放。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，成本低廉，容易操作以及適用面寬的特點(diǎn)。


圖1是機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖2是機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖B-B向剖視圖；圖3是機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖A-A向剖視圖；1.拉桿 2.頂板 3.支桿 4.支架 5.抓手6.底板 7.芯軸 8.托板 9.彈簧
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施是一種用于抓取水下航行器充電接口的機(jī)械手。本實(shí)施例包括機(jī)械手、步進(jìn)電機(jī)和控制電路。其中機(jī)械手包括拉桿1、頂板2、支 桿3、支架4、抓手5、底板6、芯軸7、托板8和彈簧9。其中，如圖1 圖3所示，在底板6圓周上均布有四個(gè)軸向貫通底板6的支架槽，并且對(duì) 應(yīng)的兩個(gè)支架槽分別位于該處底板6中心線兩側(cè)，使四個(gè)支架槽分別處于不同的象限內(nèi)。 在底板6 —個(gè)表面均布有四個(gè)支架4 ；各支架4的支板均固定在底板的上表面并位于支架 槽兩側(cè)，并使支架4的對(duì)稱面與底板支架槽的對(duì)稱面重合。四個(gè)抓手5安裝在支架4的芯軸 7上，位于支架槽內(nèi)。底板6和頂板2分別套裝在拉桿1的兩端，并與拉桿固定，托板8套 裝并固定在底板6和頂板2之間的拉桿1上，并可沿拉桿的軸向滑動(dòng)；并且托板8外圓周表 面與抓手5 —端的抓臂內(nèi)表面相切；四根支桿3穿過托板8，并且各支桿3的兩端分別與底 板6和頂板2固定。彈簧9套裝在位于頂板2與托板8之間的拉桿1上。拉桿1伸出頂板 2端一側(cè)表面有沿拉桿長(zhǎng)度方向的直齒，該直齒與安裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的齒輪嚙合。拉桿1為圓桿狀，位于頂板2上表面一端的外圓表面有沿該拉桿長(zhǎng)度方向的直齒。 該直齒與裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的齒輪相嚙合，將步進(jìn)電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。拉桿1另一端的外圓表面有與托板8的中心螺孔配合的螺紋，通過該螺紋配合，將托 板8與拉桿1固定連接。
0020]支桿3的兩端有螺紋。頂板2為圓形平板。頂板2中心處有拉桿1的過孔。環(huán)拉 桿1過孔均布有安裝支桿3的螺紋孔。底板6亦為圓形平板，其直徑小于頂板2的直徑，在 底板6的外圓周上有還均布有四個(gè)安裝支桿3的螺紋孔。支桿3的兩端有螺紋，并分別與 頂板2和底板6通過螺紋固定連接。支架4有四個(gè)，均包括一對(duì)支板和固定在支板之間的芯軸7。支架4的一對(duì)支板內(nèi) 表面之間的距離同底板支架槽的槽寬。抓手5的外形呈“L”形，其抓臂是橫截面為矩形的 桿件。抓手5的抓臂折彎處的夾角為110°，并且在該折彎處有芯軸7的安裝孔。裝配時(shí)， 支架4的芯軸7通過軸承與抓手5折彎處安裝孔配合，并將芯軸7的兩端分別固定在兩側(cè) 支板上。托板8亦為圓形平板，其直徑大于底板6的直徑。托板8的中心有與拉桿1的螺 紋段相配合的螺紋孔。托板8的外緣處均布有支桿3的過孔。當(dāng)本實(shí)施例抓取物體時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)主軸上的齒輪與機(jī)械手的拉桿1的 直齒嚙合，使拉桿1沿其長(zhǎng)度方向朝拉桿1的直齒端直線運(yùn)動(dòng)，則托板8被拉桿1向上拉動(dòng)， 托板8帶動(dòng)四個(gè)抓手5繞芯軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，直至抓手5的4個(gè)抓臂抓緊物體為止。
當(dāng)本實(shí)施例釋放物體時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)主軸上的齒輪使拉桿1向下運(yùn)動(dòng)，則 托板8被拉桿1向下推動(dòng)，托板8解除對(duì)四個(gè)抓手5的限制，抓手5在重力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，抓 臂松開物體。實(shí)施例二本實(shí)施是一種用于防爆機(jī)器人的機(jī)械手。本實(shí)施例包括機(jī)械手、步進(jìn)電機(jī)和控制電路。其中機(jī)械手包括拉桿1、頂板2、支 桿3、支架4、抓手5、底板6、芯軸7、托板8和彈簧9。其中，如圖1 圖3所示，在底板6圓周上均布有三個(gè)軸向貫通底板6的支架槽。在底 板6 —個(gè)表面均布有三個(gè)支架4 ；各支架4的支板均固定在底板的上表面并位于支架槽兩 側(cè)，并使支架4的對(duì)稱面與底板支架槽的對(duì)稱面重合。三個(gè)抓手5安裝在支架4的芯軸7 上，位于支架槽內(nèi)。底板6和頂板2分別套裝在拉桿1的兩端，并與拉桿固定，托板8套裝 并固定在底板6和頂板2之間的拉桿1上，并可沿拉桿的軸向滑動(dòng)；并且托板8外圓周表面 與抓手5 —端的抓臂內(nèi)表面相切；四根支桿3穿過托板8，并且各支桿3的兩端分別與底板 6和頂板2固定。彈簧9套裝在位于頂板2與托板8之間的拉桿1上。拉桿1伸出頂板2 端一側(cè)表面有沿拉桿長(zhǎng)度方向的直齒，該直齒與安裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的齒輪嚙合。拉桿1為圓桿狀，位于頂板2上表面一端的外圓表面有沿該拉桿長(zhǎng)度方向的直齒。 該直齒與裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的齒輪相嚙合，將步進(jìn)電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。拉桿1另一端穿過托板8的中心孔并焊接固定。支桿3的兩端有螺紋。頂板2為圓形平板。頂板2中心處有拉桿1的過孔。環(huán)拉 桿1過孔均布有安裝支桿3的螺紋孔。底板6亦為圓形平板，其直徑小于頂板2的直徑，在 底板6的外圓周上有還均布有四個(gè)安裝支桿3的螺紋孔。支桿3的兩端有螺紋，并分別與 頂板2和底板6通過螺紋固定連接。支架4有三個(gè)，均包括一對(duì)支板和固定在支板之間的芯軸7。支架4的一對(duì)支板內(nèi) 表面之間的距離同底板支架槽的槽寬。抓手5的抓臂折彎處的夾角為130°，并且在該折彎 處有芯軸7的安裝孔。裝配時(shí)，支架4的芯軸7通過軸承與抓手5折彎處安裝孔配合，并將 芯軸7的兩端分別固定在兩側(cè)支板上。托板8亦為圓形平板，其直徑大于底板6的直徑。托板8的中心有與拉桿1的螺 紋段相配合的螺紋孔。托板8的外緣處均布有支桿3的過孔。當(dāng)本實(shí)施例抓取物體時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)主軸上的齒輪與機(jī)械手的拉桿1的 直齒嚙合，使拉桿1沿其長(zhǎng)度方向朝拉桿1的直齒端直線運(yùn)動(dòng)，則托板8被拉桿1向上拉動(dòng)， 托板8帶動(dòng)三個(gè)抓手5繞芯軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，直至抓手5的抓臂抓緊物體為止。當(dāng)本實(shí)施例釋放物體時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)主軸上的齒輪使拉桿1向下運(yùn)動(dòng)，則 托板8被拉桿1向下推動(dòng)，托板8解除對(duì)三個(gè)抓手5的限制，抓手5在重力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，抓 臂松開物體。
權(quán)利要求
一種機(jī)械手，其特征在于，機(jī)械手包括拉桿(1)、頂板(2)、支桿(3)、多個(gè)支架(4)、多個(gè)抓手(5)、底板(6)、芯軸(7)、托板(8)和彈簧(9)；在底板(6)圓周上均布有多個(gè)軸向貫通底板(6)的支架槽；在底板(6)一個(gè)表面均布有多個(gè)支架(4)；各支架(4)的支板固定在底板的上表面并位于支架槽兩側(cè)，并使支架(4)的對(duì)稱面與底板支架槽的對(duì)稱面重合；多個(gè)抓手(5)安裝在支架(4)的芯軸(7)上，位于支架槽內(nèi)；底板(6)和頂板(2)分別套裝在拉桿(1)的兩端，并與拉桿固定，托板(8)套裝在底板(6)和頂板(2)之間的拉桿(1)上，并可沿拉桿的軸向滑動(dòng)，并且托板(8)外圓周表面與抓手(5)一端的抓臂內(nèi)表面相切；支桿(3)穿過托板(8)，并且各支桿(3)的兩端分別與底板(6)和頂板(2)固定；彈簧(9)套裝在位于頂板(2)與托板(8)之間的拉桿(1)上；拉桿(1)伸出頂板(2)端一側(cè)表面有沿拉桿長(zhǎng)度方向的直齒，該直齒與安裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的齒輪嚙合。
全文摘要
一種機(jī)械手，在底板圓周上均布有支架槽。支架固定在底板的上表面，并使支架的對(duì)稱面與底板支架槽的對(duì)稱面重合；抓手位于支架槽內(nèi)并套裝在支架的芯軸上。底板、托板和頂板依次套裝在拉桿上，并與托板固定。支桿穿過托板，并且各支桿的兩端分別與底板和頂板的一個(gè)表面固定。彈簧套裝在位于頂板與托板之間的拉桿上。拉桿伸出頂板端表面有沿拉桿長(zhǎng)度方向的直齒，該直齒與安裝在電機(jī)輸出軸上的齒輪嚙合。本發(fā)明克服了現(xiàn)有機(jī)械手結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用面窄的不足，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠的特點(diǎn)，并且成本低、易操作。
文檔編號(hào)B25J9/08GK101920496SQ20101022181
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者杜向黨, 楚亞楠, 王超, 趙喜峰 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)