CN111761597A - 虎口式机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种虎口式机械手,主要包括底座、固定座、回转支撑、回转接头、包络式大臂、折叠臂、转臂和虎口式夹爪,固定座上安装有回转支撑,在回转支撑上安装有底座,包络式大臂一端连接在底座上,折叠臂与包络式大臂的另一端连接,转臂与折叠臂的另一端连接,虎口式夹爪安装在转臂上,通过油/气缸为各部件提供相应的动力,通过协同动作完成抓取作业。本发明只要夹爪张口能够包围住物体、便可以将其抓起,不仅抓取物体操作简单且适合诸如球状物、块状物、盘状物等不规则物体,且可方便移植到工业生产平台及工程机械上。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械手,具体涉及一种工业生产平台、工程车辆上进行相应抓取作业的虎口式机械手。
背景技术
目前应用的机械手品种繁多,常见的有两爪的、三爪的、四爪的、五爪的、大的、小的,形式多样,形状各异,它们的传动有电机带动齿轮传动、有油缸推动机械连杆传动、有气缸推动连杆传动等等。从使用方面来讲,基本是依据使用工况定制的专用工程大型机械夹爪,或电动、气动机械夹爪、大的大、小的小、要么电动高精度的,要么低精度的机械夹爪,这些机械夹爪的应用工况单一、结构较为松散,不能够满足户外的土工作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述不足,提供一种结构紧凑,操作简单,且适合抓取不规则物体的虎口式机械手。
本发明的技术方案:一种虎口式机械手,主要包括固定座、底座、回转支撑、回转接头、包络式大臂、折叠臂、转臂和虎口式夹爪。所述固定座上安装有回转支撑,在回转支撑上安装有底座,底座上安装有第一油/气缸。
所述包络式大臂一端连接在底座上,在包络式大臂另一端的左、右两侧设有左拉杆、右拉杆,所述第一油/气缸的活塞杆铰接在包络式大臂的底部,在包络式大臂的底部还设有第二油/气缸。
所述折叠臂与包络式大臂的另一端连接,在折叠臂与包络式大臂连接端的左、右两侧设有左推杆、右推杆,左推杆和右推杆的另一端通过销轴与左拉杆、右拉杆及第二油气缸的活塞杆穿接在一起。
所述转臂与折叠臂的另一端连接,转臂的另一端设有绕销轴自由转动的左摆杆、右摆杆以及的左、右两侧的两个前支杆,在转臂的上方设有第三油/气缸,左摆杆、右摆杆的另一端通过销轴与两个前支杆的另一端及第三油/气缸的活塞杆穿接在一起。
所述虎口式夹爪安装在转臂上,在虎口式夹爪的支撑架上安装有第四油/气缸,第四油/气缸的活塞杆与虎口式夹爪的前半爪连接,为虎口式夹爪的张开与闭合提供动力。
所述回转接头一端安装在固定座上,另一端安装在底座上,实现油/气路360度全回转。
在底座的后方还设有一个控制柜,其内安装有阀组及电器控制模块,控制柜通过管线与四个油/气缸连接。
在上述回转支撑及包络式大臂、折叠臂、转臂的铰接部位分别安装有角位移传感器。
进一步,所述虎口式夹爪主要包括支撑架、前半爪、后半爪、定位筒、拉杆和第四油/气缸。所述支撑架安装在前述转臂的一端,所述第四油/气缸的一端通过短轴、定位筒、卡扣及螺钉固定在支撑架上,所述前半爪通过短轴、卡扣及螺钉安装在支撑架的一端,所述后半爪通过短轴、卡扣及螺钉安装在支撑架上与前半爪相对的另一端,所述拉杆的一端通过长轴、卡扣、螺钉与前半爪和第四油/气缸的另一端连接,拉杆的另一端通过长轴、卡扣及螺钉与后半爪连接,通过第四油/气缸的伸出或缩回,带动虎口式夹爪张开或合拢。
进一步,所述前半爪是由六个弧形爪齿均匀间隔排列,所述后半爪是由五个弧形爪齿均匀间隔排列,当前半爪和后半爪合拢时,前半爪的弧形爪齿和后半爪的弧形爪齿交错咬合,咬合区域形成一个近似封闭的内腔。
进一步,前半爪上的六个弧形爪齿中左、右外侧的两个为锯齿结构的弧形爪齿;后半爪上的五个弧形爪齿中左、右外侧的两个为锯齿结构的弧形爪齿。
进一步,当第四油/气缸的活塞杆在油气压的作用下伸出时,推动前半爪合拢,前半爪合拢的同时,通过拉杆拉动后半爪也进行合拢,进而抓取物体;当第四油/气缸的活塞杆在油气压的作用下缩回时,拉动前半爪张开,在前半爪张开的同时,通过拉杆推动后半爪也进行张开,进而松开物体。
进一步,所述前半爪上设有油杯。
进一步,所述支撑架作为安装前半爪和后半爪的平台,是由钢铁整体铸造而成。
进一步,所述虎口式机械手以回转支撑的中心轴为圆心可360度转动。
进一步,所述第二油/气缸通过销轴连接在包络式大臂的底部,第二油/气缸的活塞杆通过销轴与包络式大臂上的左、右拉杆及折叠臂上的左、右推杆穿接在一起,通过第二油/气缸控制折叠臂的折叠或伸展。
进一步,所述第三油/气缸通过销轴安装在折叠臂上方,第三油/气缸的活塞轴通过销轴与转臂上的左、右摆杆及两个前支杆穿接在一起,通过第三油/气缸控制转臂的抬起或落下。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1.抓取物体仅需一个动力元件,接口少,可方便移植到工业生产平台及工程机械上,且操作简单。
2.拾取物体,犹如虎口吞食,只要夹爪开口能够包围住物体、便可以将其抓起,不仅抓取物体操作简单且适合抓取不规则物体,诸如球状物、盘状物、块状物。
3.特殊的爪齿造型及交错间隔式排列组合,土工作业时方便排土、爪齿上的锯齿结构方便抓放表面光滑坚硬物体。
4.结构简单,易于加工制造。
5. 采用内藏式油/气缸驱动及连杆传动,不仅可以保护油/气缸、而且外形简练,结构紧促。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1的折叠状态图;
图3是本发明中虎口式夹爪的结构示意图;
图4是图3的俯视图;
图5是图3沿A-A剖面线的剖视图;
图6是图3沿B-B剖面线的剖视图;
图7是图3沿C-C剖面线的剖视图;
图8是本发明中虎口式夹爪的轴测图;
图9是本发明中支撑架的结构示意图;
图10是本发明中前半爪的结构示意图;
图11是本发明中后半爪的结构示意图。
图中:1-底座,2-包络式大臂,3-折叠臂,4转臂,5-虎口式夹爪,6-右拉杆,7-左拉杆,8-右推杆,9-左推杆,10-前支杆,11-左摆杆,12-右摆杆,13-控制柜,14-油杯,21-支撑架,22-前半爪,23-后半爪,24-长轴,25-短轴,27-定位筒,28-卡扣,29-拉杆,44-回转接头,45-回转支撑,46-第一油/气缸,47-第二油/气缸,48-第三油/气缸,49-第四油/气缸,50-固定座。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的说明,以使本领域技术人员能够更好地理解本发明的技术方案。
一种虎口式机械手,如图1、图2所示,主要包括底座1、固定座50、回转支撑45、回转接头44、包络式大臂2、折叠臂3、转臂4和虎口式夹爪5。所述固定座50上安装有回转支撑45,在回转支撑45上安装有底座1,底座1上铰接有第一油/气缸46。
所述包络式大臂2一端安装在底座1上,在包络式大臂2另一端的左、右两侧设有左拉杆7、右拉杆6,所述第一油/气缸46的活塞杆铰接在包络式大臂2的底部,在包络式大臂2的底部还安装有一个第二油/气缸47。
所述折叠臂3与包络式大臂2的另一端通过销轴连接,在折叠臂3与包络式大臂2连接端的左、右两侧设有左推杆9、右推杆8,左推杆9和右推杆8的另一端通过销轴与左拉杆7、右拉杆6及第二油气缸47的活塞杆穿接在一起,通过第二油/气缸47的活塞杆的伸出或缩回控制折叠臂3的伸展或折叠。
所述转臂4与折叠臂3的另一端铰接,转臂4的另一端设有绕销轴自由转动的左摆杆11、右摆杆12以及的左、右两侧的两个前支杆10,在转臂的上方设有第三油/气缸48,左摆杆11、右摆杆12的另一端通过销轴与两个前支杆10的另一端及第三油/气缸48的活塞杆穿接在一起,通过第三油/气缸48活塞杆的伸出或缩回控制转臂4的转动。
所述虎口式夹爪5安装在转臂4上,在虎口式夹爪5的支撑架21上安装有第四油/气缸49,第四油/气缸49的活塞杆与虎口式夹爪5的前半爪22连接,为虎口式夹爪5的张开与闭合提供动力。
所述回转接头44一端安装在固定座50上,另一端安装在底座1上,实现油/气路360度全回转。
在底座1的后方还设有一个控制柜13,控制柜13内安装有阀组及电器控制模块,控制柜13通过管线与四个油/气缸连接。
在上述回转支撑45及包络式大臂2、折叠臂3、转臂4的铰接部位分别安装有角位移传感器。
虎口式机械手在电控***,油/气控制***等各个***安装完善的条件下,由油/气源提供动力然后经手柄/按钮操纵,回转支撑及四个油/气缸协调动作,通过自动控制来完成相应的自动抓取作业任务。
如图3~图8所示,所述虎口式夹爪5主要包括支撑架21、前半爪22、后半爪23、定位筒27、拉杆29和第四油/气缸49。所述支撑架21安装在前述转臂4的一端,所述第四油/气缸49的一端通过短轴25、定位筒27、卡扣28及螺钉固定在支撑架21上。所述前半爪22通过短轴25、卡扣28及螺钉安装在支撑架21的一端。所述后半爪23通过短轴25、卡扣28及螺钉安装在支撑架21上与前半爪22相对的另一端。所述拉杆29的一端通过长轴24、卡扣28、螺钉与前半爪22和第四油/气缸49的另一端连接,拉杆29的另一端通过长轴24、卡扣28及螺钉与后半爪23连接,通过第四油/气缸49的伸出或缩回,带动虎口式夹爪5张开或合拢。
如图10所示,所述前半爪22是由六个弧形爪齿均匀间隔排列,前半爪22上的六个弧形爪齿中左、右外侧的两个为锯齿结构的弧形爪齿。所述后半爪23是由五个弧形爪齿均匀间隔排列,后半爪23上的五个弧形爪齿中左、右外侧的两个为锯齿结构的弧形爪齿。当前半爪22和后半爪23合拢时,前半爪22的弧形爪齿和后半爪23的弧形爪齿交错咬合,咬合区域形成一个近似封闭的内腔。
当第四油/气缸49的活塞杆在油气压的作用下伸出时,推动前半爪22合拢,前半爪22合拢的同时,通过拉杆29拉动后半爪23也进行合拢,进而抓取物体;当第四油/气缸49的活塞杆在油气压的作用下缩回时,拉动前半爪22张开,在前半爪22张开的同时,通过拉杆29推动后半爪也进行张开,进而松开物体。前半爪22和后半爪23合拢时犹如虎口吞食,只要夹爪开口能够包围住物体、便可以将其抓起,这样不仅抓取物体操作简单且适合抓取不规则物体。
在前半爪22上安装有一个油杯14。
如图9所示,所述支撑架21作为安装前半爪和后半爪的平台,是由钢铁整体铸造而成。
上述实施例仅用于本领域技术人员理解本发明的技术方案,而并非是对技术方案的限制,凡在本发明保护的技术方案的基础上所作的任何修改、替换或等同替换均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.虎口式机械手,主要包括固定座、底座、回转支撑、回转接头、包络式大臂、折叠臂、转臂和虎口式夹爪,其特征在于:所述固定座上安装有回转支撑,在回转支撑上安装有底座,底座上安装有第一油/气缸;
所述包络式大臂一端连接在底座上,在包络式大臂另一端的左、右两侧设有左拉杆、右拉杆,所述第一油/气缸的活塞杆铰接在包络式大臂的底部,在包络式大臂的底部还设有第二油/气缸;
所述折叠臂与包络式大臂的另一端连接,在折叠臂与包络式大臂连接端的左、右两侧设有左推杆、右推杆,左推杆和右推杆的另一端通过销轴与左拉杆、右拉杆及第二油气缸的活塞杆穿接在一起;
所述转臂与折叠臂的另一端连接,转臂的另一端设有绕销轴自由转动的左摆杆、右摆杆以及的左、右两侧的两个前支杆,在转臂的上方设有第三油/气缸,左摆杆、右摆杆的另一端通过销轴与两个前支杆的另一端及第三油/气缸的活塞杆穿接在一起;
所述虎口式夹爪安装在转臂上,在虎口式夹爪的支撑架上安装有第四油/气缸,第四油/气缸的活塞杆与虎口式夹爪的前半爪连接,为虎口式夹爪的张开与闭合提供动力;
所述回转接头一端安装在固定座上,另一端安装在底座上,实现油/气路360度全回转;
在底座的后方还设有一个控制柜,其内安装有阀组及电器控制模块,控制柜通过管线与四个油/气缸连接;
在上述回转支撑及包络式大臂、折叠臂、转臂的铰接部位分别安装有角位移传感器。
2.如权利要求1所述的虎口式机械手,其特征在于:所述虎口式夹爪主要包括支撑架、前半爪、后半爪、定位筒、拉杆和第四油/气缸,所述支撑架安装在前述转臂的一端,所述第四油/气缸的一端通过短轴、定位筒、卡扣及螺钉固定在支撑架上,所述前半爪通过短轴、卡扣及螺钉安装在支撑架的一端,所述后半爪通过短轴、卡扣及螺钉安装在支撑架上与前半爪相对的另一端,所述拉杆的一端通过长轴、卡扣、螺钉与前半爪和第四油/气缸的另一端连接,拉杆的另一端通过长轴、卡扣及螺钉与后半爪连接,通过第四油/气缸的伸出或缩回,带动虎口式夹爪张开或合拢。
3.如权利要求2所述的虎口式机械手,其特征在于:所述前半爪是由六个弧形爪齿均匀间隔排列,所述后半爪是由五个弧形爪齿均匀间隔排列,当前半爪和后半爪合拢时,前半爪的弧形爪齿和后半爪的弧形爪齿交错咬合,咬合区域形成一个近似封闭的内腔。
4.如权利要求3所述的虎口式机械手,其特征在于:前半爪上的六个弧形爪齿中左、右外侧的两个为锯齿结构的弧形爪齿;后半爪上的五个弧形爪齿中左、右外侧的两个为锯齿结构的弧形爪齿。
5.如权利要求2所述的虎口式机械手,其特征在于:当第四油/气缸的活塞杆在油气压的作用下伸出时,推动前半爪合拢,前半爪合拢的同时,通过拉杆拉动后半爪也进行合拢,进而抓取物体;当第四油/气缸的活塞杆在油气压的作用下缩回时,拉动前半爪张开,在前半爪张开的同时,通过拉杆推动后半爪也进行张开,进而松开物体。
6.如权利要求2所述的虎口式机械手,其特征在于:所述前半爪上设有油杯。
7.如权利要求2所述的虎口式机械手,其特征在于:所述支撑架作为安装前半爪和后半爪的平台,是由钢铁整体铸造而成。
8.如权利要求1所述的虎口式机械手,其特征在于:所述虎口式机械手以回转支撑的中心轴为圆心可360度转动。
9.如权利要求1所述的虎口式机械手,其特征在于:所述第二油/气缸通过销轴连接在包络式大臂的底部,第二油/气缸的活塞杆通过销轴与包络式大臂上的左、右拉杆及折叠臂上的左、右推杆穿接在一起,通过第二油/气缸控制折叠臂的折叠或伸展。
10.如权利要求1所述的虎口式机械手,其特征在于:所述第三油/气缸通过销轴安装在折叠臂上方,第三油/气缸的活塞轴通过销轴与转臂上的左、右摆杆及两个前支杆穿接在一起,通过第三油/气缸控制转臂的抬起或落下。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 043000 No. 32 Shifu Road, Houma City, Linfen City, Shanxi Province Applicant after: CITIC Electromechanical Research and Design Institute (Shanxi) Co.,Ltd. Address before: 043000 No. 32 Shifu Road, Houma City, Linfen City, Shanxi Province Applicant before: SCIENTIFIC RESEARCH DESIGN INSTITUTE OF CITIC MACHINERY MANUFACTURING Inc. |
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GR01 | Patent grant |