CN107838907A - 联动式机器人手臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。联动式机器人手臂，包括机械手臂、支架、横导轨、滑板、凸轮、伺服电机、键槽孔、滚子，所述伺服电机固连于所述支架上，所述伺服电机的输出轴固连所述凸轮，所述横导轨固连于所述支架上，所述横导轨和所述机械手臂成正交布置；所述凸轮上固连所述滚子，在所述滑板上设置有和所述滚子相匹配的竖直槽，所述竖直槽为U型孔结构。本发明联动式机器人手臂实现了轻量化设计，利用一个伺服电机作为驱动源，使机械手产生预想的二维运动空间；利用直线导轨作为传动件，摩擦阻力小，噪音轻，传动效率高；在机械手臂的末端设置机械手爪，用于实现对物体的抓取搬运等功能。

Description

联动式机器人手臂

技术领域

本专利申请为分案申请，母案申请号：2016100715836。本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。

背景技术

机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手主要由手部、运动机构和控制***三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。控制***是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。

然而，现有的机械手指往往由多个电机驱动，结构复杂，价格昂贵。

现有的机械手指的寿命不长。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种联动式机器人手臂，本发明适用于机械制造过程中，实现物料的搬运传输；本发明联动式机器人手臂实现了轻量化设计，利用一个伺服电机作为驱动源，使机械手产生预想的二维运动空间；利用直线导轨作为传动件，摩擦阻力小，噪音轻，传动效率高；在机械手臂的末端设置机械手爪，用于实现对物体的抓取搬运等功能。

一种联动式机器人手臂，包括机械手臂、支架、横导轨、滑板、凸轮、伺服电机、键槽孔、滚子，所述伺服电机固连于所述支架上，所述伺服电机的输出轴固连所述凸轮，所述横导轨固连于所述支架上，所述横导轨和所述机械手臂成正交布置；所述滑板通过横滑块活动连接于所述横导轨，所述机械手臂通过竖直滑块活动连接于所述滑板上；所述凸轮上固连所述滚子，在所述滑板上设置有和所述滚子相匹配的竖直槽，所述竖直槽为U型孔结构；所述机械手臂的下端部为手臂末端，所述机械手臂的上端部固连十字限位板；所述十字限位板上设置横向槽，所述横向槽和所述滚子相匹配。

优选地，所述十字限位板的两端设置左微调螺栓、右微调螺栓，在所述支架上固连有和所述左微调螺栓相匹配的左限位板，在所述支架上固连有和所述右微调螺栓相匹配的右限位板。

优选地，所述横导轨和机械手臂的类型为直线导轨。

附图说明

图1是本发明联动式机器人手臂的立体结构示意图；

图2是本发明联动式机器人手臂在另一个视角下的结构示意图；

图3是本发明联动式机器人手臂的部分组件的结构示意图；

图4是本发明联动式机器人手臂的部分组件的结构示意图。

1机械手臂、2手臂末端、3竖直滑块、4支架、5横导轨、6滑板、7十字连接板、8凸轮、9竖直槽、10伺服电机、11横滑块、12键槽孔、13滚子、14左限位板、15右限位板、16左微调螺栓、17右微调螺栓、18运转方向、19横向槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种联动式机器人手臂，用于实现物料的抓取和转移。

图1是本发明联动式机器人手臂的立体结构示意图，图2是本发明联动式机器人手臂在另一个视角下的结构示意图，图3是本发明联动式机器人手臂的部分组件的结构示意图，图4是本发明联动式机器人手臂的部分组件的结构示意图。

一种联动式机器人手臂，包括机械手臂1、支架4、横导轨5、滑板6、凸轮8、伺服电机10、键槽孔12、滚子13，所述伺服电机10固连于所述支架4上，所述伺服电机10的输出轴固连所述凸轮8，所述横导轨5固连于所述支架4上，所述横导轨5和所述机械手臂1成正交布置；所述滑板6通过横滑块11活动连接于所述横导轨5，所述机械手臂1通过竖直滑块3活动连接于所述滑板6上；所述凸轮8上固连所述滚子13，在所述滑板6上设置有和所述滚子13相匹配的竖直槽9，所述竖直槽9为U型孔结构；所述机械手臂1的下端部为手臂末端2，所述机械手臂1的上端部固连十字限位板20；所述十字限位板20上设置横向槽19，所述横向槽19和所述滚子13相匹配。

更具体地，所述十字限位板20的两端设置左微调螺栓16、右微调螺栓17，在所述支架4上固连有和所述左微调螺栓16相匹配的左限位板14，在所述支架4上固连有和所述右微调螺栓17相匹配的右限位板15。

更具体地，所述横导轨5和机械手臂1的类型为直线导轨。

以下结合图1至4，进一步描述本发明联动式机器人手臂的工作原理和工作过程：

所述滑板6通过横滑块11活动连接于所述横导轨5，所述机械手臂1通过竖直滑块3活动连接于所述滑板6上。所述横导轨5固连于所述支架4上，所述横导轨5和所述机械手臂1成正交布置。当所述滑板6发生向右的水平运动时，所述机械手臂1将发生向右的水平运动。

所述机械手臂1的上端部固连十字限位板20，所述十字限位板20上设置横向槽19，所述横向槽19和所述滚子13相匹配。当所述十字限位板20发生向上的竖直运动时，所述机械手臂1将发生向上的竖直运动。

文中所描述的各个部件的运动方向都是参照图3所示的方位进行描述的。

所述伺服电机10固连于所述支架4上，所述伺服电机10的输出轴固连所述凸轮8，所述伺服电机10驱动所述凸轮8沿顺时针运转方向18转动，带动所述滚子13绕所述伺服电机10的输出轴转动。此时，所述滚子13在所述竖直槽9中运动，所述滚子13相对于所述竖直槽9向上运动，所述滚子13推动所述滑板6沿向右箭头21所示的方向运动。同时，由于所述滚子13活动连接于所述横向槽19中，所述滚子13驱动所述十字限位板20沿向上箭头22所示的方向运动。所述机械手臂1将在所述滑板6的沿所述向右箭头21所示的运动方向和所述十字限位板20沿所述向上箭头22所示的运动方向的共同作用下，沿合成运动方向23所示的方向运动。所述合成运动方向23为圆弧形运动轨迹。

所述十字限位板20的两端设置左微调螺栓16、右微调螺栓17，在所述支架4上固连有和所述左微调螺栓16相匹配的左限位板14，在所述支架4上固连有和所述右微调螺栓17相匹配的右限位板15。调节所述左微调螺栓16、右微调螺栓17，可以调节所述机械手臂1的运动轨迹。

本发明联动式机器人手臂由单一的驱动力——所述伺服电机作为输入，实现了理想的末端轨迹，在所述机械手臂末端上设置手爪机构可以达到抓取于搬运物体的功能。传统的机械手臂为了达到二维的运动轨迹，至少需要两个伺服电机作为动力输入，且两个伺服电机为了达到两轴联动的目的，需要配套的多轴运动控制***，增加了控制***的负担。传统的机械手，两个伺服电机需要占用更大的空间，增加更大的重量，导致机械手的体积庞大和重量增加。本发明联动式机器人手臂实现了轻量化设计，使得可以在紧凑型机械手结构中，或者航空航天领域中得到广阔的应用。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种联动式机器人手臂，其特征在于组成如下：包括机械手臂、支架、横导轨、滑板、凸轮、伺服电机、键槽孔、滚子，所述伺服电机固连于所述支架上，所述伺服电机的输出轴固连所述凸轮，所述横导轨固连于所述支架上，所述横导轨和所述机械手臂成正交布置；所述滑板通过横滑块活动连接于所述横导轨，所述机械手臂通过竖直滑块活动连接于所述滑板上；所述凸轮上固连所述滚子，在所述滑板上设置有和所述滚子相匹配的竖直槽，所述竖直槽为U型孔结构；所述机械手臂的下端部为手臂末端，所述机械手臂的上端部固连十字限位板；所述十字限位板上设置横向槽，所述横向槽和所述滚子相匹配；所述机械手臂的类型为直线导轨；所述十字限位板的两端设置左微调螺栓、右微调螺栓；在所述支架上固连有和所述左微调螺栓相匹配的左限位板，在所述支架上固连有和所述右微调螺栓相匹配的右限位板。

2.根据权利要求1所述的联动式机器人手臂，其特征在于，所述横导轨的类型为直线导轨。