CN106426079A - 一种多用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用机械手，所述机械手由电机、麦克纳姆轮、垂直臂机构、机械手夹持机构、液压机构和支撑杆机构组成。本发明底部为麦克纳姆轮，能使其工作空间增大，且行走更灵活，并且便于控制，操作便捷。在实际生产中它能提高生产过程的自动化程度，在恶劣环境下能代替人进行正常工作，性能良好，结构简单耐用，在日常生活中还能实现特定家居功能，使人们的日常生活变得方便。

Description

一种多用机械手

技术领域

本发明涉及机械手设计领域，特别是一种多用机械手。

背景技术

随着科学技术的发展，机械手也越来越多地被应用。在机械工业中，铸、锻、焊、铆、冲压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实例。其它部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有应用。在实际生产中，应用机械手可以提高生产过程的自动化程度，从而可以提高劳动生产率且降低生产成本。在恶劣的生产环境中，如高温高压、灰尘噪声等环境中以机械手来代替人进行正常工作来减轻劳动强度，保证产品质量，实现安全生产。另一方面，目前机器人还未在人们日常生活中普及，机械手具备部分智能机器人的功能之后，可以使我们日常的生活变得很方便，比如遥控、大范围内移动物品等。目前尚未见有一种结构简单、操作便捷、控制方便、活动空间大的多用机械手。

发明内容

本发明的目的是提供一种多用机械手，在实际生产中它能提高生产过程的自动化程度，在恶劣环境下能代替人进行正常工作，性能良好，结构简单耐用，在日常生活中还能实现特定家居功能，使人们的日常生活变得方便。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种多用机械手由电机、麦克纳姆轮、垂直臂机构、机械手夹持机构、液压机构和支撑杆机构组成。

所述电机为可控电机，由第一可控电机、第二可控电机、第三可控电机、第四可控电机、第五可控电机、第六可控电机和第七可控电机组成；所述麦克纳姆轮为可控麦克纳姆轮，由第一可控麦克纳姆轮、第二可控麦克纳姆轮、第三可控麦克纳姆轮和第四可控麦克纳姆轮组成；第一可控电机固定在与第一麦可控麦克纳姆轮同轴线的底座上，第二可控电机固定在与第二可控麦克纳姆轮同轴线的底座上，第三可控电机固定在与第三可控麦克纳姆轮同轴线的底座上，第四可控电机固定在与第四可控麦克纳姆轮同轴线的底座上。

所述垂直臂机构由电机固定板、电机支撑板、第一支撑杆、第一限位开关、第一支撑块、第一轴承、第一轴承座、第二限位开关、轴承支撑块、第一支架固定块、第二支撑板、垂直臂支撑架、接触转盘、转盘支撑板、第二联轴器、第二支架固定块、第三限位开关、第二支撑杆、丝杠、第二支撑块、第四限位开关、螺纹支座、第一联轴器、第二轴承座、旋转连杆、第二轴承、控制线路电源盒和大底座组成；电机固定板固定在电机支撑板上，第一支撑杆和第二支撑杆的一端分别固定在电机支撑板的两端，第一支撑杆的另一端固定在第一支架固定块上，第二支撑杆的另一端固定在第二支架固定块上，第一限位开关和第二限位开关分别固定在第一支撑杆的两端，第三限位开关和第四限位开关分别固定在第二支撑杆的两端，第一支撑块安装在第一支撑杆上，并且位于第一限位开关和第二限位开关之间，第一支撑块沿着第一支撑杆上下滑动，第二支撑块安装在第二支撑杆上，并且位于第三限位开关和第四限位开关之间，第二支撑块沿着第二支撑杆上下滑动，第一支架固定块和第二支架固定块分别固定在第二支撑板的两端；轴承支撑块固定在第二支撑板上，第一轴承座固定在第二支撑板上，第一轴承安装在第一轴承座中，丝杠的一端与第一轴承配合，丝杠另一端与螺纹支座相连，丝杠的光杆部分通过第一联轴器与第七可控电机相连，垂直臂支撑架固定在控制线路电源盒上表面，第二轴承座固定在垂直臂支撑架上，第二轴承安装在第二轴承座内，旋转连杆与第二轴承配合，转盘支撑板固定在控制线路电源盒上表面并位于垂直臂支撑架正下方，接触转盘安装在转盘支撑板正上方并通过接触转盘上的探针与转盘支撑板接触，旋转连杆与第二支撑板相互固定，旋转连杆的另一端通过第二联轴器与第五可控电机相连，控制线路电源盒固定在大底座上，第五可控电机固定在大底座上，第七可控电机固定在垂直臂机构顶部的电机固定板上。

所述机械手夹持机构由第一机械爪、第二机械爪、第一机械爪支撑板、第二机械爪支撑板、第一光滑圆柱铰链、第二光滑圆柱铰链、第三光滑圆柱铰链、第一连杆和第二连杆组成；第一机械爪支撑板固定在第一支撑块和第二支撑块上，第二机械爪支撑板固定在第一机械爪支撑板上，第一机械爪的尾部通过第一光滑圆柱铰链与第一连杆相连，第二机械的爪尾部通过第二光滑圆柱铰链与第二连杆相连，第一连杆通过第三光滑圆柱铰链与第二连杆相连。

所述液压机构由液压缸、第一油管、第二油管、液压油箱和第一支撑板构成，液压缸配置有活塞杆，液压缸的活塞杆通过第三光滑圆柱铰链与第一连杆和第二连杆相连，液压缸固定在第二机械爪支撑板上，第一油管和第二油管的一端分别固定在液压缸的两端，第一油管和第二油管的另一端分别固定在液压油箱上，液压油箱固定在第一支撑板上，第六可控电机固定在液压油箱上。

所述支撑杆机构由固定螺母、减震弹簧、支撑杆和万向轮组成；万向轮固定在支撑杆一端，支撑杆另一端为螺杆，减震弹簧套在支撑杆的螺杆上，固定螺母拧在支撑杆螺杆上，支撑杆的螺杆通过固定螺母固定在第一支撑板上。

所述第一可控麦克纳姆轮和第二可控麦克纳姆轮位于大底座的一侧，所述第三可控麦克纳姆轮和第四可控麦克纳姆轮位于大底座的另一侧。

所述第一可控电机驱动第一可控麦克纳姆轮作旋转运动，第二可控电机驱动第二可控麦克纳姆轮作旋转运动，第三可控电机驱动第三可控麦克纳姆轮作旋转运动，第四可控电机驱动第四可控麦克纳姆轮作旋转运动，第五可控电机驱动旋转连杆作旋转运动，第六可控电机驱动液压机构工作，第七可控电机驱动丝杠作旋转运动。

所述控制线路电源盒的内部用于安装放置各类电子元器件。

本发明的突出优点在于：

1.本发明底部为麦克纳姆轮，能使其工作空间增大，且行走更灵活，并且便于控制，操作便捷。

2.本发明的液压机构的第一支撑板下加装可调节长度的支撑杆，并在支撑杆下安装万向轮，使多用机械手在不平整路面也能平稳行走。

附图说明

图1为本发明所述多用机械手的机械手夹持机构结构视图。

图2为本发明所述多用机械手的垂直臂机构结构视图。

图3为本发明所述多用机械手的液压机构结构视图。

图4为本发明所述多用机械手的支撑杆机构结构视图。

图5为本发明所述多用机械手的麦克纳姆轮和电路控制部分视图。

图6为本发明所述多用机械手的整体结构视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

对照图1、图2、图3、图4、图5和图6，一种多用机械手由电机、麦克纳姆轮、垂直臂机构、机械手夹持机构、液压机构和支撑杆机构组成。

所述电机为可控电机，由第一可控电机52、第二可控电机50、第三可控电机55、第四可控电机57、第五可控电机23、第六可控电机36和第七可控电机9组成；所述麦克纳姆轮为可控麦克纳姆轮，第一可控麦克纳姆轮53、第二可控麦克纳姆轮51、第三可控麦克纳姆轮56和第四可控麦克纳姆轮45组成；第一可控电机52固定在与第一麦可控克纳姆轮53同轴线的底座上，第二可控电机50固定在与第二可控麦克纳姆轮51同轴线的底座上，第三可控电机55固定在与第三可控麦克纳姆轮56同轴线的底座上，第四可控电机57固定在与第四可控麦克纳姆轮45同轴线的底座上。

所述垂直臂机构由电机固定板10、电机支撑板11、第一支撑杆12、第一限位开关13、第一支撑块14、第一轴承15、第一轴承座16、第二限位开关17、轴承支撑块18、第一支架固定块19、第二支撑板20、垂直臂支撑架21、接触转盘22、转盘支撑板24、第二联轴器25、第二支架固定块26、第三限位开关27、第二支撑杆28、丝杠29、第二支撑块30、第四限位开关31、螺纹支座32、第一联轴器33、第二轴承座47、旋转连杆48、第二轴承49、控制线路电源盒46和大底座54组成；电机固定板10固定在电机支撑板11上。第一支撑杆12和第二支撑杆28的一端分别固定在电机支撑板11的两端，第一支撑杆12的另一端固定在第一支架固定块19上，第二支撑杆28的另一端固定在第二支架固定块26上。第一限位开关13和第二限位开关17分别固定在第一支撑杆12的两端，第三限位开关27和第四限位开关31分别固定在第二支撑杆28的两端。第一支撑块14安装在第一支撑杆12上，并且位于第一限位开关13和第二限位开关17之间，第一支撑块14可以沿着第一支撑杆12上下滑动，第二支撑块30安装在第二支撑杆28上，并且位于第三限位开关27和第四限位开关31之间，第二支撑块30可以沿着第二支撑杆28上下滑动。第一支架固定块19和第二支架固定块26分别固定在第二支撑板20的两端。轴承支撑块18固定在第二支撑板20上，第一轴承座16固定在第二支撑板20上，第一轴承15安装在第一轴承座16中，丝杠29的一端与第一轴承15配合，丝杠29另一端与螺纹支座32相连，丝杠29的光杆部分通过第一联轴器33与第七可控电机9相连，垂直臂支撑架21固定在控制线路电源盒46上表面，第二轴承座47固定在垂直臂支撑架21上，第二轴承49安装在第二轴承座47内，旋转连杆48与第二轴承49配合。转盘支撑板24固定在控制线路电源盒46上表面并位于垂直臂支撑架21正下方，接触转盘22安装在转盘支撑板24正上方并通过接触转盘22上的探针与转盘支撑板24接触，旋转连杆48与第二支撑板20相互固定，旋转连杆48的另一端通过第二联轴器25与第五可控电机23相连，控制线路电源盒46固定在大底座54上，第五可控电机23固定在大底座54上，第七可控电机9固定在垂直臂机构顶部的电机固定板10上。

所述机械手夹持机构由第一机械爪1、第二机械爪8、第一机械爪支撑板2、第二机械爪支撑板34、第一光滑圆柱铰链7、第二光滑圆柱铰链3、第三光滑圆柱铰链5、第一连杆6、第二连杆4组成；第一机械爪支撑板2固定在第一支撑块14和第二支撑块30上，第二机械爪支撑板34固定在第一机械爪支撑板2上。第一机械爪1的尾部通过第一光滑圆柱铰链7与第一连杆6相连，第二机械爪8的尾部通过第二光滑圆柱铰链3与第二连杆4相连，第一连杆6通过第三光滑圆柱铰链5与第二连杆4相连。

所述液压机构由液压缸35、第一油管39、第二油管40、液压油箱37和第一支撑板38构成。液压缸35配置有活塞杆58，液压缸35的活塞杆通过第三光滑圆柱铰链5与第一连杆6和第二连杆4相连。液压缸35固定在第二机械爪支撑板34上，第一油管39和第二油管40的一端分别固定在液压缸35的两端，第一油管39和第二油管40的另一端分别固定在液压油箱37上，液压油箱37固定在第一支撑板38上，第六可控电机36固定在液压油箱37上。

所述支撑杆机构由固定螺母41、减震弹簧42、支撑杆43和万向轮44组成。万向轮44固定在支撑杆43一端，支撑杆43另一端为螺杆，减震弹簧42套在支撑杆43的螺杆上，固定螺母41拧在支撑杆43螺杆上。支撑杆43的螺杆通过固定螺母41固定在第一支撑板38上。

所述第一可控麦克纳姆轮53和第二可控麦克纳姆轮51位于大底座54的一侧，所述第三可控麦克纳姆轮56和第四可控麦克纳姆轮45位于大底座54的另一侧。

所述控制线路电源盒46的内部用于安装放置各类电子元器件。

所述多用机械手工作时，第一可控电机52驱动第一可控麦克纳姆轮53作旋转运动，第二可控电机50驱动第二可控麦克纳姆轮51作旋转运动，第三可控电机55驱动第三可控麦克纳姆轮56作旋转运动，第四可控电机57驱动第四可控麦克纳姆轮45作旋转运动。第五可控电机23驱动旋转连杆48作旋转运动。第六可控电机36驱动液压机构工作。液压油从第一油管39进入，第二油管40流出，液压缸35的活塞杆往外运动带动第一机械爪1和第二机械爪8张开。液压油从第二油管40进入，从第一油管39流出，液压缸35的活塞杆往内运动带动第一机械爪1和第二机械爪8闭合。第七可控电机9驱动丝杠29作旋转运动，使丝杠29通过与螺纹支座32的配合实现丝杠29的上下移动，带动整个机械手夹持机构上下移动。

Claims (3)

1.一种多用机械手，其特征在于所述多用机械手由电机、麦克纳姆轮、垂直臂机构、机械手夹持机构、液压机构和支撑杆机构组成；

所述电机为可控电机，由第一可控电机、第二可控电机、第三可控电机、第四可控电机、第五可控电机、第六可控电机和第七可控电机组成；所述麦克纳姆轮为可控麦克纳姆轮，由第一可控麦克纳姆轮、第二可控麦克纳姆轮、第三可控麦克纳姆轮和第四可控麦克纳姆轮组成；第一可控电机固定在与第一可控麦克纳姆轮同轴线的底座上，第二可控电机固定在与第二可控麦克纳姆轮同轴线的底座上，第三可控电机固定在与第三可控麦克纳姆轮同轴线的底座上，第四可控电机固定在与第四可控麦克纳姆轮同轴线的底座上；

所述垂直臂机构由电机固定板、电机支撑板、第一支撑杆、第一限位开关、第一支撑块、第一轴承、第一轴承座、第二限位开关、轴承支撑块、第一支架固定块、第二支撑板、垂直臂支撑架、接触转盘、转盘支撑板、第二联轴器、第二支架固定块、第三限位开关、第二支撑杆、丝杠、第二支撑块、第四限位开关、螺纹支座、第一联轴器、第二轴承座、旋转连杆、第二轴承、控制线路电源盒和大底座组成；电机固定板固定在电机支撑板上，第一支撑杆和第二支撑杆的一端分别固定在电机支撑板的两端，第一支撑杆的另一端固定在第一支架固定块上，第二支撑杆的另一端固定在第二支架固定块上，第一限位开关和第二限位开关分别固定在第一支撑杆的两端，第三限位开关和第四限位开关分别固定在第二支撑杆的两端，第一支撑块安装在第一支撑杆上，并且位于第一限位开关和第二限位开关之间，第一支撑块沿着第一支撑杆上下滑动，第二支撑块安装在第二支撑杆上，并且位于第三限位开关和第四限位开关之间，第二支撑块沿着第二支撑杆上下滑动，第一支架固定块和第二支架固定块分别固定在第二支撑板的两端；轴承支撑块固定在第二支撑板上，第一轴承座固定在第二支撑板上，第一轴承安装在第一轴承座中，丝杠的一端与第一轴承配合，丝杠另一端与螺纹支座相连，丝杠的光杆部分通过第一联轴器与第七可控电机相连，垂直臂支撑架固定在控制线路电源盒上表面，第二轴承座固定在垂直臂支撑架上，第二轴承安装在第二轴承座内，旋转连杆与第二轴承配合，转盘支撑板固定在控制线路电源盒上表面并位于垂直臂支撑架正下方，接触转盘安装在转盘支撑板正上方并通过接触转盘上的探针与转盘支撑板接触，旋转连杆与第二支撑板相互固定，旋转连杆的另一端通过第二联轴器与第五可控电机相连，控制线路电源盒固定在大底座上，第五可控电机固定在大底座上，第七可控电机固定在垂直臂机构顶部的电机固定板上；

所述机械手夹持机构由第一机械爪、第二机械爪、第一机械爪支撑板、第二机械爪支撑板、第一光滑圆柱铰链、第二光滑圆柱铰链、第三光滑圆柱铰链、第一连杆和第二连杆组成；第一机械爪支撑板固定在第一支撑块和第二支撑块上，第二机械爪支撑板固定在第一机械爪支撑板上，第一机械爪的尾部通过第一光滑圆柱铰链与第一连杆相连，第二机械的爪尾部通过第二光滑圆柱铰链与第二连杆相连，第一连杆通过第三光滑圆柱铰链与第二连杆相连；

所述液压机构由液压缸、第一油管、第二油管、液压油箱和第一支撑板构成，液压缸配置有活塞杆，液压缸的活塞杆通过第三光滑圆柱铰链与第一连杆和第二连杆相连，液压缸固定在第二机械爪支撑板上，第一油管和第二油管的一端分别固定在液压缸的两端，第一油管和第二油管的另一端分别固定在液压油箱上，液压油箱固定在第一支撑板上，第六可控电机固定在液压油箱上；

所述支撑杆机构由固定螺母、减震弹簧、支撑杆和万向轮组成；万向轮固定在支撑杆一端，支撑杆另一端为螺杆，减震弹簧套在支撑杆的螺杆上，固定螺母拧在支撑杆螺杆上，支撑杆的螺杆通过固定螺母固定在第一支撑板上；

所述第一可控麦克纳姆轮和第二可控麦克纳姆轮位于大底座的一侧，所述第三可控麦克纳姆轮和第四可控麦克纳姆轮位于大底座的另一侧。

2.根据权利要1所述的一种多用机械手，其特征在于所述第一可控电机驱动第一可控麦克纳姆轮作旋转运动，第二可控电机驱动第二可控麦克纳姆轮作旋转运动，第三可控电机驱动第三可控麦克纳姆轮作旋转运动，第四可控电机驱动第四可控麦克纳姆轮作旋转运动，第五可控电机驱动旋转连杆作旋转运动，第六可控电机驱动液压机构工作，第七可控电机驱动丝杠作旋转运动。

3.根据权利要1所述的一种多用机械手，其特征在于所述控制线路电源盒的内部用于安装放置各类电子元器件。