CN210819616U - 仿生机械手及生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种仿生机械手及包括该仿生机械手的生产设备，涉及工业生产技术领域，包括回转基座、第一俯仰组件、第二俯仰组件、回转组件和夹持组件；第一俯仰组件设置于回转轴的上端，且下部设有第一铰接轴；第二俯仰组件设置于第一俯仰组件的上端，且下部设有第二铰接轴；夹持组件设置于回转组件的上端。本实用新型提供的仿生机械手，通过回转基座实现装置在水平方向上的圆周转动，通过第一俯仰组件绕第一铰接轴摆动以及第二俯仰组件绕第二铰接轴摆动实现高度方向以及向回转基座外周方向的延伸，便于对应操作位置进行调整，回转组件的设置实现了夹持组件在圆周方向上的灵活转动，保证夹持角度的准确性，提高了夹持动作的操作效率。

Description

仿生机械手及生产设备

技术领域

本实用新型属于工业生产技术领域，更具体地说，是涉及一种仿生机械手及包括该仿生机械手的生产设备。

背景技术

在随着我国工业的发展，自动化程度的提高，实现工件的装卸、输送或操持焊枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已越来越引起人们的重视。在此情况下，产生了机械手，机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量，实现安全生产；尤其机械加工、冲压、焊接、热处理、电镀等高温等恶劣的环境中，得到越来越广泛的应用。另外，以机械手为基础的各类自动化设备在军事领域也有巨大的作用，如战场侦察、危险环境作业、排爆等领域都可以交给以机械手为基础的自动化设备完成。

现有的机械手因为其结构复杂，专一性强需要特制，价格昂贵，主要应用于工厂流水线，不足以推广使用，另外机械手灵活性差，只能实现简单俯仰动作的现状也难以适应实际的生产需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供仿生机械手，以解决现有技术中存在的机械手结构复杂、灵活度差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供仿生机械手，包括回转基座、第一俯仰组件、第二俯仰组件、回转组件和夹持组件；回转基座设有沿上下方向设置的回转轴，回转轴的下端还设有第一回转舵机；第一俯仰组件设置于回转轴的上端，且与回转基座之间设有主轴垂直于回转轴的主轴设置的第一铰接轴；第二俯仰组件设置于第一俯仰组件的上端，且与第一俯仰组件之间设有平行于第一铰接轴的第二铰接轴；回转组件设置于第二俯仰组件的上方且与第二俯仰组件之间设有主轴垂直于第二铰接轴的转轴；夹持组件设置于回转组件的上端且用于夹持物体。

作为进一步的优化，回转轴的下方设有第一回转座，第一回转座包括与第一回转舵机的输出端相连的回转盘以及固设于回转盘上的回转筒，回转筒套设于回转轴的外周且与回转轴通过销轴相连。

作为进一步的优化，第一回转座的下方还设有齿轮连接器，第一回转舵机的输出轴上设有用于与齿轮连接器的相啮合的输出齿轮。

作为进一步的优化，第一俯仰组件包括下端与回转轴相连的第一座体、设置于第一座体上的第一俯仰舵机以及跨设于第一座体上的第一门型架，第一门型架的一侧支腿与第一俯仰舵机的输出轴相连，第一门型架的另一侧支腿与第一座体通过第一铰接轴相连；第二俯仰组件包括下端设置于第一门型架顶部的第二座体、设置于第二座体上的第二俯仰舵机以及跨设于第二座体上的第二门型架，第二门型架的一侧支腿与第二俯仰舵机的输出轴相连，第二门型架的另一侧支腿与第二座体通过第二铰接轴相连。

作为进一步的优化，第一座体包括与回转轴的上端固接的连接板以及两个板面垂直于连接板设置于连接板上的立板，第一俯仰舵机设置于两个立板之间。

作为进一步的优化，回转组件包括设置于第二门型架上的第二回转座以及设置于第二回转座上且输出轴垂直于第二铰接轴的主轴设置的第二回转舵机。

作为进一步的优化，夹持组件包括与第二回转舵机的输出轴相连的安装座、设置于安装座一侧的夹持舵机、与夹持舵机的输出端相连的第一齿轮摆杆、与第一齿轮摆杆啮合且与安装座转动连接的第二齿轮摆杆、与第一齿轮摆杆的外端铰接的第一夹持臂以及与第二齿轮摆杆的外端铰接且用于与第一夹持臂围合成夹持空间的第二夹持臂，第一夹持臂的中部和第二夹持臂的中部分别与安装座转动连接。

作为进一步的优化，安装座上分别设有第一外伸杆和第二外伸杆，第一外伸杆的外端与第一夹持臂的中部转动连接，第二外伸杆的外端与第二夹持臂的中部转动连接。

作为进一步的优化，第一夹持臂的前端设有开口朝向第二夹持臂一侧的第一弧形口，第二夹持臂的前端设有与第一弧形口相对设置的第二弧形口。

一种生产设备，设置有仿生机械手。

本实用新型提供的仿生机械手的有益效果在于：本实用新型提供的仿生机械手，通过回转基座实现装置在水平方向上的圆周转动，通过第一俯仰组件绕第一铰接轴摆动以及第二俯仰组件绕第二铰接轴摆动实现高度方向以及向回转基座外周方向的延伸，便于对应操作位置进行调整，回转组件的设置实现了夹持组件在圆周方向上的灵活转动，保证夹持角度的准确性，提高了夹持动作的操作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的仿生机械手的结构示意图；

图2为图1中Ⅰ的局部放大结构示意图；

图3为图1中回转基座的主视结构示意图；

图4为图3中A-A的剖视结构示意图；

图5为图1中第一俯仰组件的结构示意图；

图6为图1中第二俯仰组件的结构示意图。

图中：100、回转基座；111、回转轴；112、第一回转舵机；113、输出齿轮；140、第一回转座；141、回转盘；142、回转筒；150、齿轮连接器；200、第一俯仰组件；210、第一座体；211、连接板；212、立板；220、第一俯仰舵机；230、第一门型架；300、第二俯仰组件；310、第二座体；320、第二俯仰舵机；330、第二门型架；400、夹持组件；410、安装座；411、第一外伸杆；412、第二外伸杆；420、夹持舵机；430、第一齿轮摆杆；440、第二齿轮摆杆；450、第一夹持臂；451、第一弧形口；460、第二夹持臂；461、第二弧形口；500、回转组件；510、第二回转座；520、第二回转舵机。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图6，现对本实用新型提供的仿生机械手进行说明。仿生机械手，包括回转基座100、第一俯仰组件200、第二俯仰组件300、回转组件500和夹持组件400；回转基座100设有沿上下方向设置的回转轴111，回转轴111的下端还设有第一回转舵机112；第一俯仰组件200设置于回转轴111的上端，且与回转基座100之间设有主轴垂直于回转轴111的主轴设置的第一铰接轴；第二俯仰组件300设置于第一俯仰组件200的上端，且与第一俯仰组件200之间设有平行于第一铰接轴的第二铰接轴；回转组件500设置于第二俯仰组件300的上方且与第二俯仰组件300之间设有主轴垂直于第二铰接轴的转轴；夹持组件400设置于回转组件500的上端且用于夹持物体。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本实用新型提供的仿生机械手，与现有技术相比，本实用新型提供的仿生机械手，通过回转基座100实现装置在水平方向上的圆周转动，通过第一俯仰组件200绕第一铰接轴摆动以及第二俯仰组件300绕第二铰接轴摆动实现高度方向以及向回转基座100外周方向的延伸，便于对应操作位置进行调整，回转组件500的设置实现了夹持组件400在圆周方向上的灵活转动，保证夹持角度的准确性，提高了夹持动作的操作效率。

请一并参阅图1和图3，作为本实用新型提供的仿生机械手的一种具体实施方式，回转轴111的下方设有第一回转座140，第一回转座140包括与第一回转舵机112的输出端相连的回转盘141以及固设于回转盘141上的回转筒142，回转筒142套设于回转轴111的外周且与回转轴111通过销轴相连。第一回转座140的下方还设有齿轮连接器150，第一回转舵机112的输出轴上设有用于与齿轮连接器150的相啮合的输出齿轮113。第一回转座140的设置用于保证回转舵机的输出轴能够有效的传递给回转轴111，保证力及力矩传递的稳定性，在回转轴111的外端设置有输出齿轮113，通过输出齿轮113与齿轮连接器150的啮合，实现第一回转舵机112带动齿轮连接器150转动的效果，继而通过齿轮连接器150带动回转盘141以及设置于回转盘141上的回转筒142转动，以带动与回转筒142连接的回转轴111的转动，实现转动的可靠输出。

请一并参阅图1和图5，作为本实用新型提供的仿生机械手的一种具体实施方式，第一俯仰组件200包括下端与回转轴111相连的第一座体210、设置于第一座体210上的第一俯仰舵机220以及跨设于第一座体210上的第一门型架230，第一门型架230的一侧支腿与第一俯仰舵机220的输出轴相连，第一门型架230的另一侧支腿与第一座体210通过第一铰接轴相连；第二俯仰组件300包括下端设置于第一门型架230顶部的第二座体310、设置于第二座体310上的第二俯仰舵机320以及跨设于第二座体310上的第二门型架330，第二门型架330的一侧支腿与第二俯仰舵机320的输出轴相连，第二门型架330的另一侧支腿与第二座体310通过第二铰接轴相连。第一门型架230的两侧支腿分别与第一俯仰舵机220的输出端以及第一铰接轴铰接，第一铰接轴和第一俯仰舵机220的输出端的轴线重合，二者为同轴设置的形式，第一门型架230在第一俯仰舵机220的驱动下，发生绕第一铰接轴的摆动，另外通过顶部与第二座体310相连，用于固定上方的第二俯仰舵机320以及第二门型架330等部件，保证了第一门型架230转动过程中的整体性，进而保证上方第二俯仰组件300的动作以及位移的精准性。第二铰接轴和第二俯仰舵机320的输出轴也为同轴设置的形式，能够实现上方第二门型架330的精准摆动。

请一并参阅图1和图5，作为本实用新型提供的仿生机械手的一种具体实施方式，第一座体210包括与回转轴111的上端固接的连接板211以及两个板面垂直于连接板211设置于连接板211上的立板212，第一俯仰舵机220设置于两个立板212之间。第一座体210上端的连接板211为上方的两个立板212提供稳定的基础，两个立板212相互平行设置于连接板211上方，二者的中心处为第一俯仰舵机220留出容纳空间，第一俯仰舵机220的输出端与第一门型架230的下端一侧相连，能够带动第一门型架230产生绕第一俯仰舵机220输出轴的转动。

请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的仿生机械手的一种具体实施方式，回转组件500包括设置于第二门型架330上的第二回转座510以及设置于第二回转座510上且输出轴垂直于第二铰接轴的主轴设置的第二回转舵机520。回转组件500用于实现夹持组件400在圆周方向上的旋转，便于更加精准的调节夹持角度，保证精准的夹持效果，便于实现后续放置以及安装的准确性。

请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的仿生机械手的一种具体实施方式，夹持组件400包括与第二回转舵机520的输出轴相连的安装座410、设置于安装座410一侧的夹持舵机420、与夹持舵机420的输出端相连的第一齿轮摆杆430、与第一齿轮摆杆430啮合且与安装座410转动连接的第二齿轮摆杆440、与第一齿轮摆杆430的外端铰接的第一夹持臂450以及与第二齿轮摆杆440的外端铰接且用于与第一夹持臂450围合成夹持空间的第二夹持臂460，第一夹持臂450的中部和第二夹持臂460的中部分别与安装座410转动连接。夹持组件400通过在安装座410上对称设置的第一齿轮摆杆430和第二齿轮摆杆440的端部的啮合作用，实现二者外端绕各自与安装座410铰接点的转动，进而分别带动第一夹持臂450和第二夹持臂460的外端发生绕其各自的中部与安装座410的铰接点的转动，实现第一夹持臂450和第二夹持臂460的外端的夹持与打开的动作，实现机械手的夹持功能。第一齿轮摆杆430包括第一齿轮部以及设置于第一齿轮部外周且向外延伸且用于与第一夹持臂450铰接的第一杆体，第一杆体的外端宽度小于第一杆体的内端宽度；第二齿轮摆杆440的结构与第一齿轮摆杆430的结构一致，二者呈对称设置的形式。

请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的仿生机械手的一种具体实施方式，安装座410上分别设有第一外伸杆411和第二外伸杆412，第一外伸杆411的外端与第一夹持臂450的中部转动连接，第二外伸杆412的外端与第二夹持臂460的中部转动连接。为了保证第一夹持臂450与第二夹持臂460的外端能够伸出安装座410外的部位较长，保证有效的夹持长度，在安装座410上设置第一外伸杆411，利用第一外伸杆411的外端实现与第二夹持臂460的中部的铰接，当第一齿轮摆杆430摆动时，会带动第一夹持臂450产生绕第一夹持臂450与第一外伸杆411的铰接点的转动，进而实现第一夹持臂450和第二夹持的合拢与打开的动作。

请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的仿生机械手的一种具体实施方式，第一夹持臂450的前端设有开口朝向第二夹持臂460一侧的第一弧形口451，第二夹持臂460的前端设有与第一弧形口451相对设置的第二弧形口461。相对设置的第一弧形口451和第二弧形口461为夹持物品提供了足够的容纳空间，避免直接通过直杆段夹持造成的夹持不便以及物品容易打滑掉落的危险。第一弧形口451和第二弧形口461尺寸和弧度相一致，且与待夹持的外部形状相一致。

一种生产设备，设置有仿生机械手。在进行生产加工的过程中，该设备能够利用仿生机械手进行对应部件或者产品的抓取和放置，以适应生产进程所需。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.仿生机械手，其特征在于，包括:

回转基座(100)，设有沿上下方向设置的回转轴(111)，所述回转轴(111)的下端还设有第一回转舵机(112)；

第一俯仰组件(200)，设置于所述回转轴(111)的上端，且与所述回转基座(100)之间设有主轴垂直于所述回转轴(111)的主轴设置的第一铰接轴；

第二俯仰组件(300)，设置于所述第一俯仰组件(200)的上端，且与所述第一俯仰组件(200)之间设有平行于所述第一铰接轴的第二铰接轴；

回转组件(500)，设置于所述第二俯仰组件(300)的上方且与所述第二俯仰组件(300)之间设有主轴垂直于所述第二铰接轴的转轴；

夹持组件(400)，设置于所述回转组件(500)的上端且用于夹持物体。

2.如权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于，所述回转轴(111)与所述第一回转舵机(112)之间设有第一回转座(140)，所述第一回转座(140)包括与所述第一回转舵机(112)的输出端相连的回转盘(141)以及固设于所述回转盘(141)上的回转筒(142)，所述回转筒(142)套设于所述回转轴(111)的外周且与所述回转轴(111)通过销轴相连。

3.如权利要求2所述的仿生机械手，其特征在于，所述第一回转座(140)的下方还设有齿轮连接器(150)，所述第一回转舵机(112)的输出轴上设有用于与所述齿轮连接器(150)的相啮合的输出齿轮(113)。

4.如权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于，所述第一俯仰组件(200)包括下端与所述回转轴(111)相连的第一座体(210)、设置于所述第一座体(210)上的第一俯仰舵机(220)以及跨设于第一座体(210)上的第一门型架(230)，所述第一门型架(230)的一侧支腿与所述第一俯仰舵机(220)的输出轴相连，所述第一门型架(230)的另一侧支腿与所述第一座体(210)通过第一铰接轴相连；所述第二俯仰组件(300)包括下端设置于所述第一门型架(230)顶部的第二座体(310)、设置于所述第二座体(310)上的第二俯仰舵机(320)以及跨设于第二座体(310)上的第二门型架(330)，所述第二门型架(330)的一侧支腿与所述第二俯仰舵机(320)的输出轴相连，所述第二门型架(330)的另一侧支腿与所述第二座体(310)通过第二铰接轴相连。

5.如权利要求4所述的仿生机械手，其特征在于，所述第一座体(210)包括与所述回转轴(111)的上端固接的连接板(211)以及两个板面垂直于所述连接板(211)设置于所述连接板(211)上的立板(212)，所述第一俯仰舵机(220)设置于两个所述立板(212)之间。

6.如权利要求5所述的仿生机械手，其特征在于，所述回转组件(500)包括设置于所述第二门型架(330)上的第二回转座(510)以及设置于所述第二回转座(510)上且输出轴垂直于所述第二铰接轴的主轴设置的第二回转舵机(520)。

7.如权利要求6所述的仿生机械手，其特征在于，所述夹持组件(400)包括与所述第二回转舵机(520)的输出轴相连的安装座(410)、设置于所述安装座(410)一侧的夹持舵机(420)、与所述夹持舵机(420)的输出端相连的第一齿轮摆杆(430)、与所述第一齿轮摆杆(430)啮合且与所述安装座(410)转动连接的第二齿轮摆杆(440)、与所述第一齿轮摆杆(430)的外端铰接的第一夹持臂(450)以及与所述第二齿轮摆杆(440)的外端铰接且用于与所述第一夹持臂(450)围合成夹持空间的第二夹持臂(460)，所述第一夹持臂(450)的中部和所述第二夹持臂(460)的中部分别与所述安装座(410)转动连接。

8.如权利要求7所述的仿生机械手，其特征在于，所述安装座(410)上分别设有第一外伸杆(411)和第二外伸杆(412)，所述第一外伸杆(411)的外端与所述第一夹持臂(450)的中部转动连接，所述第二外伸杆(412)的外端与所述第二夹持臂(460)的中部转动连接。

9.如权利要求7或8所述的仿生机械手，其特征在于，所述第一夹持臂(450)的前端设有开口朝向所述第二夹持臂(460)一侧的第一弧形口(451)，所述第二夹持臂(460)的前端设有与第一弧形口(451)相对设置的第二弧形口(461)。

10.一种生产设备，其特征在于，所述生产设备设置设有如权利要求1-8中任一项所述的仿生机械手。

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