CN210210451U - 一种驱控一体化的智能电动机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种驱控一体化的智能电动机械手，包括手指、手掌、手腕和智能控制模块，所述手指安装在手掌上，所述手掌安装在手腕顶部，所述智能控制模块安装在手腕底部。本实用新型的机械手通过电机驱动齿轮转动，进而控制手指的开合，手指移动精度高，实现机电控制一体化；该机械手为模块化设计，实现了低成本和较高的通用性，它的应用将大力拓展机械臂在服务业、特种环境及农业自动化领域的应用潜力。

Description

一种驱控一体化的智能电动机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，具体涉及一种驱控一体化的智能电动机械手。

背景技术

机械手作为机械臂***与外部操作对象的执行部件，其功能和性能直接影响甚至决定了整个机器人***的性能。随着我国机械臂工业的崛起，尤其是以UR为代表的协作机器人被迅速推广应用后，对于能执行复杂功能的灵巧机械手的需求出现增长态势。目前国内外能执行复杂功能的灵巧机械手却因价格不菲，多用在科研、国防领域，使机械手应用范围受限。

一种低成本、高性能且通用性强的两指机械手目前在国内还属于紧缺装备，现有两指机械手存在如下问题：末端手指的运动精度控制差；调试需外接设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种驱控一体化的智能电动机械手，用以解决现有技术中的灵巧机械手成本高昂、运动精度控制差的问题。

本实用新型提供了一种驱控一体化的智能电动机械手，包括手指、手掌、手腕和智能控制模块，所述手指安装在手掌上，所述手掌安装在手腕顶部，所述智能控制模块安装在手腕底部；

所述手掌包括手掌本体和两个滑块，所述两个滑块上均固定安装手指，所述手掌本体内中心对称设置两个槽口，所述两个滑块分别滑动嵌入两个槽口内，所述两个滑块的内侧均设置齿条；

所述手腕包括手腕本体，所述手腕本体内安装减速器、电机和电路板，所述减速器安装在电机上方并连接电机的转轴，所述减速器的输出端连接齿轮，所述齿轮设置于两个齿条之间且与两个齿条啮合连接，所述电机的转轴的底部安装磁珠，所述磁珠位于电路板上方且正对电路板的磁感应区；

所述智能控制模块包括控制基座、控制芯体和电缆，所述控制芯体安装在控制基座内部，所述控制芯体连接电缆，所述控制芯体内嵌入弹性顶针公头，所述电路板内嵌入弹性顶针母头，所述控制芯体通过弹性顶针公头和弹性顶针母头的触发连接电路板。

进一步的，所述手指的底部通过螺栓固定安装在滑块上，所述手指和滑块上正对设置通孔，且通孔内安装定位销，用于实现手指的精准定位。

进一步的，所述手掌上安装显示屏和按键，所述显示屏和按键连接电路板。

进一步的，所述手腕上安装LED灯，所述LED灯连接电路板。

进一步的，所述减速器的输出端通过平键连接齿轮，所述齿轮套设在平键上，所述齿轮上设置定位槽，所述平键卡入定位槽内。

进一步的，还包括与所述电机连接的制动器，所述制动器安装在电机底部。

进一步的，还包括弹簧护套，所述弹簧护套套设在电缆上且设置于电缆和控制基座的接触位置，用于保护电缆，避免因外力折弯磨损。

进一步的，所述手腕本体上设置若干减重孔，用于减轻重量。

进一步的，所述手腕上还安装相机支架，所述相机支架上安装相机，所述相机连接电路板。

采用上述本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型的机械手通过电机驱动齿轮转动，进而控制手指的开合，手指移动精度高，实现机电控制一体化；

该机械手为模块化设计，实现了低成本和较高的通用性，它的应用将大力拓展机械臂在服务业、特种环境及农业自动化领域的应用潜力；

嵌入显示屏，可直接通过按键、旋钮、码盘等方式设定运动参数；

手指结构多样化，可以根据夹取产品的需求选择不同结构的手指；

外壳设有减重孔，减轻本体重量。

附图说明

图1为本实用新型驱控一体化的智能电动机械手结构示意图；

图2为本实用新型手指和滑块连接结构示意图；

图3为本实用新型手指和手掌连接结构示意图；

图4为本实用新型手掌本体结构示意图；

图5为本实用新型手腕结构示意图；

图6为本实用新型手腕内部结构示意图；

图7为本实用新型智能电动机械手剖视图；

图8为本实用新型手指打开时齿条和齿轮连接关系示意图；

图9为本实用新型手指闭合时齿条和齿轮连接关系示意图；

图10本实用新型智能控制模块结构示意图；

图11为本实用新型智能控制模块底面结构示意图；

图12为本实用新型手指结构示意图一；

图13为本实用新型手指结构示意图二；

图14为本实用新型手指结构示意图三；

图15为本实用新型手指结构示意图四；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10-手指，

20-手掌，2001-手掌本体，2002-滑块，2003-按键，2004-显示屏，2005-定位销，2006-螺栓，200101-凹孔，200102-凹槽，200103-槽口，200201-齿条，

30-相机支架，

40-手腕，4001-手腕本体，4002-齿轮，4004-减速器，4005-电机，4006-制动器，4007平键，4010-电路板，400102-减重孔，

50-智能控制模块，5001-控制基座，5002-控制芯体，5003-弹簧护套，5004-电缆，5005-弹性顶针公头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实用新型提供了一种驱控一体化的智能电动机械手，包括手指10、手掌20、手腕40和智能控制模块50，所述手指10安装手掌20上，所述手掌20安装在手腕40顶部，所述智能控制模块50安装在手腕40底部；

如图2-4所示，所述手掌20包括手掌本体2001和两个滑块2002，所述两个滑块2002上均通过螺栓2006固定安装手指10，所述手掌本体2001内中心对称设置两个槽口200103，所述两个滑块2002分别滑动嵌入两个槽口200103内，并可在槽口内水平滑动，所述两个滑块2002的内侧均设置齿条200201；

如图5-7所示，所述手腕40包括手腕本体4001，所述手腕本体4001内安装减速器4004、电机4005和电路板4010，所述减速器4004安装在电机4005上方并连接电机4005的转轴，所述减速器4004的输出端通过平键4007连接齿轮4002，所述齿轮4002套设在平键4007上，所述齿轮4002上设置定位槽，所述平键4007卡入定位槽内，所述减速器4004的输出端连接齿轮4002，所述齿轮4002设置于两个齿条200201之间且与两个齿条200201啮合连接，如图8-9所示，所述齿轮4002转动带动两侧的齿条200201左右移动，继而实现手指10的开合，所述电机4005的转轴的底部安装磁珠，所述磁珠位于电路板4010上方且正对电路板4010的磁感应区，电路板4010控制电机4005的转速和转向；

如图10-11所示，所述智能控制模块50包括控制基座5001、控制芯体5002和电缆5004，所述控制芯体5002安装在控制基座5001内部，所述控制芯体5002连接电缆5004，所述控制芯体5002内嵌入弹性顶针公头5005，所述电路板4010内嵌入弹性顶针母头，所述控制芯体5002通过弹性顶针公头5005和弹性顶针母头的触发连接电路板4010，所述手掌20上安装显示屏2004和按键2003，其中，显示屏2004和按键2003分别嵌入设置于手掌本体2001上的凹槽200102和凹孔200101中，所述显示屏2004和按键2003连接电路板4010，可直接通过按键、旋钮、码盘等方式设定运动参数。

该实施例驱控一体化的智能电动机械手的工作原理为：电缆5004为控制芯体5002供电，控制芯体5002通过弹性顶针公头5005和弹性顶针母头的触发连接电路板4010为电路板4010供电，电路板4010通电后，电路板4010上的磁感应区产生磁场，磁珠感应到磁场，电机4005通电，通过安装在手掌20的显示屏2004和按键2003设置具体运动参数并将参数信息传送至电路板4010，电路板4010控制电机4005的通电、断电、正反转及转速，当给电机4005通电后，电机4005工作，通过减速器4004实现扭矩的增大，并将扭矩传递到齿轮4002上，带动齿轮4002转动，驱动两个齿条200201反向运动，进而带动手指10的闭合与张开，实现手指10的抓放动作。

具体的，所述手指10和滑块2002上正对设置通孔，且通孔内安装定位销2005，用于实现手指10的精准定位。

具体的，所述手腕40上安装LED灯4008，所述LED灯4008连接电路板4010，LED灯4008亮表示指手通电，LED灯4008不亮表示指手没有通电，起警示作用，所述手腕40上还安装相机支架30，所述相机支架30上安装相机，所述相机连接电路板4010，用于捕获产品位置，便于产品的精准夹取。

具体的，还包括与所述电机4005连接的制动器4006，所述制动器4006安装在电机4005底部，在手指10抓取物体后，制动器4006限制电机4005的轴转动，进而防止电机4005在外力作用下可能发生的自转，手指10张开，被抓取物意外跌落，提高机械手的使用安全性。

具体的，还包括弹簧护套5003，所述弹簧护套5003套设在电缆5004上且设置于电缆5004和控制基座5001的接触位置，用于保护电缆5004，避免因外力折弯磨损。

具体的，所述手腕本体4001上设置若干减重孔400102，用于减轻重量。

其中，手指10为模块化设计，可以根据实际产品需求设置手指的端部的结构，如图12-15所示，当然还可以选择其他结构的手指。

综上，本实用新型的机械手通过电机驱动齿轮转动，进而控制手指的开合，手指移动精度高，实现机电控制一体化；该机械手为模块化设计，实现了低成本和较高的通用性，它的应用将大力拓展机械臂在服务业、特种环境及农业自动化领域的应用潜力；嵌入显示屏，可直接通过按键、旋钮、码盘等方式设定运动参数；手指结构多样化，可以根据夹取产品的需求选择不同结构的手指；外壳设有减重孔，减轻本体重量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，包括手指、手掌、手腕和智能控制模块，所述手指安装在手掌上，所述手掌安装在手腕顶部，所述智能控制模块安装在手腕底部；

所述手掌包括手掌本体和两个滑块，所述两个滑块上均固定安装手指，所述手掌本体内中心对称设置两个槽口，所述两个滑块分别滑动嵌入两个槽口内，所述两个滑块的内侧均设置齿条；

所述手腕包括手腕本体，所述手腕本体内安装减速器、电机和电路板，所述减速器安装在电机上方并连接电机的转轴，所述减速器的输出端连接齿轮，所述齿轮设置于两个齿条之间且与两个齿条啮合连接，所述电机的转轴的底部安装磁珠，所述磁珠位于电路板上方且正对电路板的磁感应区；

所述智能控制模块包括控制基座、控制芯体和电缆，所述控制芯体安装在控制基座内部，所述控制芯体连接电缆，所述控制芯体内嵌入弹性顶针公头，所述电路板内嵌入弹性顶针母头，所述控制芯体通过弹性顶针公头和弹性顶针母头的触发连接电路板。

2.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，所述手指的底部通过螺栓固定安装在滑块上，所述手指和滑块上正对设置通孔，且通孔内安装定位销，用于实现手指的精准定位。

3.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，所述手掌上安装显示屏和按键，所述显示屏和按键连接电路板。

4.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，所述手腕上安装LED灯，所述LED灯连接电路板。

5.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，所述减速器的输出端通过平键连接齿轮，所述齿轮套设在平键上，所述齿轮上设置定位槽，所述平键卡入定位槽内。

6.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，还包括与所述电机连接的制动器，所述制动器安装在电机底部。

7.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，还包括弹簧护套，所述弹簧护套套设在电缆上且设置于电缆和控制基座的接触位置，用于保护电缆，避免因外力折弯磨损。

8.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，所述手腕本体上设置若干减重孔，用于减轻重量。

9.根据权利要求1所述的驱控一体化的智能电动机械手，其特征在于，所述手腕上还安装相机支架，所述相机支架上安装相机，所述相机连接电路板。

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