CN108748130A - 具有平移及旋转功能的机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有平移及旋转功能的机械手装置，机械手臂连接在旋转筒上，驱动电机能够驱动旋转筒旋转，由于移动平台的下表面与支撑平台的上表面滑动配合；且移动平台的周围设有三个驱动气缸，各驱动气缸的后端与机架铰接连接，各驱动气缸前端的驱动杆铰接在移动平台上，各驱动气缸的驱动杆均朝向旋转筒，各驱动气缸与驱动电机均与控制装置连接；这样，通过控制装置控制各驱动气缸的驱动杆伸缩，各驱动气缸的驱动杆相互协调，就能够使得移动平台在支撑平台上滑动，从而使得旋转筒的中心能够在一定范围内调整；这样，就能够在一定范围内调整机械手臂的工作范围。

Description

具有平移及旋转功能的机械手装置

技术领域

本发明涉及一种具有平移及旋转功能的机械手装置。

背景技术

机械手是一种常常用在生产制造中的生产设备，机械手能够提高生产效率，减轻劳动者的工作强度。现有技术中有各式各样的机械手臂，能够回转的机械手是现有技术中一种常见的机械手臂，这种机械手臂的工作范围比较大，能够绕旋转筒旋转，但是在有些情况下，我们需要使回转机械手臂的回转中心在一定范围内可以调整，以适应生产制造的需要。

比如，在生产中常常需要用到机械手抓取硬度较低的零件并进行对中安装，在抓取零件时不能在零件表面压出痕迹，在安装该零件时，需要能够调整零件的位置范围以能够与安装接口顺利地对接。

但是现有技术中上没有能够实现这种功能的机械手，或者有些机械手具有类似功能，但结构比较复杂，成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有平移及旋转功能的机械手装置，能够使得机械手臂的工作范围可调。

为实现上述目的，本发明提供一种具有平移及旋转功能的机械手装置，包括水平设置的移动平台和支撑平台，移动平台可相对支撑平台水平移动；移动平台的中部设有一旋转筒，旋转筒的下端连接有驱动电机，旋转筒与一机械手臂连接，移动平台的周围设有三个驱动气缸，各驱动气缸的后端与机架铰接连接，各驱动气缸前端的驱动杆铰接在移动平台上，各驱动气缸的驱动杆均朝向旋转筒；所述机械手臂包括设置于旋转筒内腔中的伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆从旋转筒上端伸出，活塞杆上端连接有机械手爪；所述机械手爪包括两个相对设置的机械手指，两个机械手指可相对转动，两个机械手指之间形成开口朝上的夹持空间。

优选地，各驱动气缸的驱动杆之间的夹角为120度。

优选地，所述移动平台呈三角形，各驱动气缸分别设置于移动平台的三个角处。

优选地，所述筒座的周围均布有三个连接块，三个驱动气缸的驱动杆前端铰接在连接块上。

优选地，所述驱动电机固定在移动平台的下表面上，驱动电机的轴头向上穿过筒座底部而与旋转筒连接。

优选地，所述移动平台上设有一筒座，所述旋转筒设置在所述筒座中并与筒座内孔旋转配合。

如上所述，本发明涉及的一种具有平移及旋转功能的机械手装置，具有以下有益效果：在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，机械手臂连接在旋转筒上，驱动电机能够驱动旋转筒旋转，由于移动平台可相对支撑平台水平移动；且移动平台的周围设有三个驱动气缸，各驱动气缸的后端与机架铰接连接，各驱动气缸前端的驱动杆铰接在移动平台上，各驱动气缸的驱动杆均朝向旋转筒，各驱动气缸与驱动电机均与控制装置连接；这样，通过控制装置控制各驱动气缸的驱动杆伸缩，各驱动气缸的驱动杆相互协调，就能够使得移动平台在支撑平台上滑动，从而使得旋转筒的中心能够在一定范围内调整；这样，就能够在一定范围内调整机械手臂的工作范围。

附图说明

图1显示为本发明涉的一种具有平移及旋转功能的机械手装置的俯视图。

图2显示为图1中A-A处的剖视图。

图3显示为移动平台及其底部的滚珠的安装结构示意图。

图4显示为移动平台的局部示意图。

图5显示为环形嵌块的结构示意图。

图6显示为机械手指的结构示意图。

图7显示为两个机械手指之间的传动结构示意图。

元件标号说明

1 移动平台

2 旋转筒

3 驱动电机

4 机械手臂

5 驱动气缸

6 机架

7 驱动杆

8 筒座

9 筒座内孔

10 连接块

11 支撑平台

12 止推轴承

13 机械手爪

14a 机械手指

14b 机械手指

15 安装槽孔

16 弹性块

17 对穿导向孔

18 挡块

19 导向杆

20 压缩弹簧

21 滚珠

22 球面槽

23 环形沉孔

24 环形嵌块

25 球面孔

26 伸缩气缸

27 主动齿轮

28 从动齿轮

29 电机

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示，本发明提供一种具有平移及旋转功能的机械手装置，包括水平设置的移动平台1和支撑平台11，移动平台1可相对支撑平台11水平移动；移动平台1的中部设有一旋转筒2，旋转筒2的下端连接有驱动电机3，旋转筒2与一机械手臂4连接，移动平台1的周围设有三个驱动气缸5，各驱动气缸5的后端与机架6铰接连接，各驱动气缸5前端的驱动杆7铰接在移动平台1上，各驱动气缸5的驱动杆7均朝向旋转筒2，各驱动气缸5与驱动电机3均与控制装置连接；如图1所示，所述机械手臂4包括设置于旋转筒2内腔中的伸缩气缸26，伸缩气缸26的活塞杆从旋转筒2上端伸出，活塞杆上端连接有机械手爪13。这样，伸缩气缸26可以取得机械手爪13伸出或者缩回。更为优选地，如图2所示，所述机械手爪13包括两个相对设置的机械手指14a、14b，两个机械手指14a、14b可相对转动，两个机械手指14a、14b之间形成开口朝上的夹持空间。

在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，机械手臂4连接在旋转筒2上，驱动电机3能够驱动旋转筒2旋转，由于移动平台1的下表面与支撑平台11的上表面滑动配合；且移动平台1的周围设有三个驱动气缸5，各驱动气缸5的后端与机架6铰接连接，各驱动气缸5前端的驱动杆7铰接在移动平台1上，各驱动气缸5的驱动杆7均朝向旋转筒2，各驱动气缸5与驱动电机3均与控制装置连接；这样，通过控制装置控制各驱动气缸5的驱动杆7伸缩，各驱动气缸5的驱动杆7相互协调，就能够使得移动平台1在支撑平台11上滑动，从而使得旋转筒2的中心能够在一定范围内调整；这样，就能够在一定范围内调整机械手臂4的工作范围。

在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，机械手指14a、14b由控制装置控制而运动，控制装置能够控制两个机械手指14a、14b相互夹紧或松开，两个机械手指之间形成加持空间。为了防止机械手指14a、14b在被夹持物的表面压出压痕，如图6所示，所述机械手指14a、14b上设有安装槽孔15，安装槽孔15的两个侧壁上设有对穿导向孔17，对穿导向孔17中滑动连接有导向杆19，导向杆19的的两端分别冲对穿导向孔17穿出，导向杆19上靠近加持空间的一端连接有弹性块16，导向杆19位于安装槽孔15中的部分套有压缩弹簧20，导向杆19的中部设有挡块18，挡块18被压缩弹簧20向加持空间一侧顶压，因此，在机械手指14a、14b未加持物体时，弹性块16与机械手指14a、14b之间具有一定空隙。在两个机械手指14a、14b加持物体时，由于受到物体的反作用力，压缩弹簧20被进一步压缩，弹性块16朝靠近机械手指14a、14b的一侧移动，随着两个机械手指14a、14b进一步靠近，夹持力逐渐增大至能够将物体夹住。这样，由于压缩弹簧20的缓冲作用和弹性块的缓冲作用，被加持物体上不易被压出压痕。

在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，移动平台1在支撑平台11上滑动，为了使得移动平台1能够顺畅地在支撑平台11上滑动，减少二者之间的摩擦力，优选地，如图2和图3所示，移动平台1的底部嵌装有可自由滚动的滚珠21，这样，移动平台1和支撑平台11之间为滚动摩擦，摩擦力较小。为了便于在移动平台1底部嵌装滚珠21，作为一种优选的实施方式，如图4所示，所述移动平台1的底部设有多个环形沉孔23及与环形沉孔23同轴设置的球面槽22，球面槽22呈半球面形，球面槽22的球心与环形沉孔23的顶面(根据图3和图4的视图，环形沉孔23上侧的环形面为其顶面)共面。为了使得滚珠21能够位于球面槽22中而不能脱出，如图3所示，在所述环形沉孔23中安装有环形嵌块24，环形嵌块24固定在环形沉孔23中，如图5所示，环形嵌块24上设有球面孔25，球面孔25下端的圆口直径小于其上端的圆口直径。

在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，为了能够驱动移动平台1在支撑平台11上的移动范围内滑移，移动平台1的周围设有三个驱动气缸5，通过控制装置控制各驱动气缸5的驱动杆7伸缩并相互协调，从而使得旋转筒2的中心能够在一定范围内调整。如图1所示，三个驱动气缸5的驱动杆7前端均指向旋转筒2，三个驱动气缸5均布地分布在移动平台1周围，作为一种优选的实施方式，各驱动气缸5的驱动杆7之间的夹角为120度。在需要调整移动平台1的位置时，控制装置控制其中两个驱动气缸5的驱动杆7伸长，而另一个驱动气缸5的驱动杆7缩短，三个驱动气缸5的两端均为铰接连接，这样，通过控制装置控制驱动气缸5的驱动杆7相互协调地伸缩，就能够使得移动平台1在支撑平台11上滑移。

在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，移动平台1的周围设有三个驱动气缸5，如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述移动平台1呈三角形，各驱动气缸5分别设置于移动平台1的三个角处，所述机架6具有与移动平台1外形相似的内框，各驱动气缸5的缸体后端铰接在机架6上，各驱动气缸5前端的驱动杆7铰接在移动平台1上。优选地，如图1和图2所示，所述筒座8的周围均布有三个连接块10，三个驱动气缸5的驱动杆7前端铰接在连接块10上。

在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，所述驱动电机3驱动旋转筒2旋转而带机械手臂4旋转，作为一种优选的实施方式，如图2所示，所述移动平台1上设有一筒座8，所述旋转筒2设置在所述筒座8中并与筒座内孔9旋转配合；所述驱动电机3固定在移动平台1的下表面上，驱动电机3的轴头向上穿过筒座8底部而与旋转筒2连接。为了使得旋转筒2能够灵活地转动，筒座8底部设有一止推轴承12，旋转筒2的下端支承在止推轴承12上。

如图7所示，在本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置中，机械手爪13包括两个可相对转动的机械手指14a、14b，其中一个机械手指14a固定在主动齿轮27上，另一个机械手指14b固定在从动齿轮28上，主动齿轮27由电机29驱动正转或者反转，主动齿轮27与从动齿轮28相啮合，因为主动齿轮27和从动齿轮28的转动方向相反，所以，当电机29驱动主动齿轮27正转或者反转时，主动齿轮27和从动齿轮28分别带动两个机械手指14a、14b相互夹紧或者松开。

基于上述实施例的技术方案，本发明的一种具有平移及旋转功能的机械手装置能够实现机械手臂的旋转和平移，使得机械手臂的工作范围在一定范围内可调，结构简单，操作方便，成本较低。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种具有平移及旋转功能的机械手装置，其特征是，包括水平设置的移动平台(1)和支撑平台(11)，移动平台(1)可相对支撑平台(11)水平移动；移动平台(1)的中部设有一旋转筒(2)，旋转筒(2)的下端连接有驱动电机(3)，旋转筒(2)与一机械手臂(4)连接，移动平台(1)的周围设有三个驱动气缸(5)，各驱动气缸(5)的后端与机架(6)铰接连接，各驱动气缸(5)前端的驱动杆(7)铰接在移动平台(1)上，各驱动气缸(5)的驱动杆(7)均朝向旋转筒(2)；所述机械手臂(4)包括设置于旋转筒(2)内腔中的伸缩气缸(26)，伸缩气缸(26)的活塞杆从旋转筒(2)上端伸出，活塞杆上端连接有机械手爪(13)；所述机械手爪(13)包括两个相对设置的机械手指(14a、14b)，两个机械手指(14a、14b)可相对转动，两个机械手指(14a、14b)之间形成开口朝上的夹持空间。

2.根据权利要求1所述的具有平移及旋转功能的机械手装置，其特征在于：各驱动气缸(5)的驱动杆(7)之间的夹角为120度。

3.根据权利要求1所述的具有平移及旋转功能的机械手装置，其特征在于：所述移动平台(1)呈三角形，各驱动气缸(5)分别设置于移动平台(1)的三个角处。

4.根据权利要求1所述的具有平移及旋转功能的机械手装置，其特征在于：所述移动平台(1)上设有一筒座(8)，所述旋转筒(2)设置在所述筒座(8)中并与筒座内孔(9)旋转配合。

5.根据权利要求4所述的具有平移及旋转功能的机械手装置，其特征在于：所述筒座(8)的周围均布有三个连接块(10)，三个驱动气缸(5)的驱动杆(7)前端铰接在连接块(10)上。

6.根据权利要求5所述的具有平移及旋转功能的机械手装置，其特征在于：所述驱动电机(3)固定在移动平台(1)的下表面上，驱动电机(3)的轴头向上穿过筒座(8)底部而与旋转筒(2)连接。