CN213532667U - 一种用于辅助教学的液压机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于辅助教学的液压机械手装置，包括基座、第一电机、旋转台、第一液压油缸、肩部、第二液压油缸、大臂、第三液压油缸、小臂、第四液压油缸、腕部部件、第二电机和机械手爪，第一电机与旋转台连接，第一液压油缸和肩部均铰接在旋转台上，且第一液压油缸与肩部上端铰接，第二液压油缸与肩部铰接，大臂后端与肩部铰接，第三液压油缸铰接在大臂的中部，小臂前端与腕部部件连接，第四液压油缸与小臂铰接，机械手爪安装在第二电机的动力输出轴上。本实用新型的有益效果：本实用新型具有体积小，移动范围广、便于移动和携带等特点，既可以在实验室作为实验教学的应用实例装置使用，又可以携带到课堂作为教具使用。

Description

一种用于辅助教学的液压机械手装置

技术领域

本实用新型涉及液压机械手技术领域，尤其涉及一种用于辅助教学的液压机械手装置。

背景技术

在目前的工科背景下，加强实验教学模式的创新改革符合当代对于创新型人才的培养要求。电动驱动***为机器人领域中常见的驱动器，但存在输出功率小、减速齿轮等传动部件容易磨损的问题。相对电动驱动***，液压驱动***具有较高的输出功率、高负载、快响应以及一定程度上的精准性。液压机械手通常由液压泵、液压阀、液压油缸等部分组成，液压驱动的机械手结构简单，动力强劲，操纵方便，可靠性高。

但目前市面上大多液压机械手存在体积大、占地面积广、移动性较差且成本造价高等问题，故其不适合学生开展液压机械手学习及用作实训的辅助教学工具。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种用于辅助教学的液压机械手装置。

本实用新型的实施例提供一种用于辅助教学的液压机械手装置，包括基座、第一电机、旋转台、第一液压油缸、肩部、第二液压油缸、大臂、第三液压油缸、小臂、第四液压油缸、腕部部件、第二电机和机械手爪，所述第一电机安装在所述基座上，且其动力输出轴与所述旋转台连接，所述第一液压油缸和所述肩部的下端均铰接在所述旋转台上，且所述第一液压油缸的动力输出轴与所述肩部上端铰接，所述第二液压油缸下端与所述肩部下端铰接，其上端铰接在所述大臂的中部，所述大臂后端与所述肩部上端铰接，其前端与所述小臂的后端铰接，所述第三液压油缸后端铰接在所述大臂的中部，且其前端与所述小臂中部铰接，所述小臂前端与所述腕部部件可活动连接，所述第四液压油缸后端与所述小臂后端铰接，其前端所述腕部部件后端铰接，所述第二电机安装在所述腕部部件上，所述机械手爪安装在所述第二电机的动力输出轴上。

进一步地，包括气动滑台部件导轨和滑台，所述滑台可滑动安装在所述气动滑台部件导轨上，所述基座固定在所述滑台上。

进一步地，所述腕部部件包括第一长杆、第二长杆和短杆，所述第一长杆、所述第二长杆、所述短杆和所述小臂前端依次首尾可活动连接，形成双摆杆四连杆机构，且所述第一长杆与所述短杆相对设置，所述第二长杆与所述小臂相对设置。

进一步地，所述基座上方设有第一基座支架和第二基座支架，所述第一基座支架与所述第二基座支架相对设置，且所述第一液压油缸下端铰接在所述第一基座支架上，所述肩部下端铰接在所述第二基座支架上。

进一步地，所述肩部上下两端分别设有第一连接耳和第二连接耳，所述第一连接耳与所述第二连接耳呈中心对称设置，且所述第一液压油缸下端铰接在所述第一连接耳上，所述第二液压油缸下端铰接在所述第二连接耳上。

进一步地，所述大臂中部和所述小臂中部分别设有第三连接耳和第四连接耳，且所述第二液压油缸的动力输出轴和所述第三液压油缸的后端均铰接在所述第三连接耳上，所述第三液压油缸的动力输出轴铰接在所述第四连接耳上。

进一步地，所述短杆上连接有U形电机支架，所述第二电机安装在所述U形电机支架上。

进一步地，所述机械手爪为双齿轮回转式机械手爪，且其上方设有用于驱动所述机械手爪工作的第三电机。

进一步地，包括液压油泵，所述液压油泵依次连接所述第一液压油缸、所述第二液压油缸、所述第三液压油缸、和所述第四液压油缸，且所述第一液压油缸、所述第二液压油缸、所述第三液压油缸、和所述第四液压油缸分别连接有三位四通电磁控制阀。

进一步地，所述液压油泵的连接管路上设有用于控制所述液压油泵输出油液压力的调压阀和用于调整所述液压油泵输出流量的调速阀，且各所述液压油缸与相应所述三位四通电磁控制阀之间均设有独立的节流阀。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1.本实用新型不仅具备六自由度工业液压机器人的搬运和码垛功能，而且具有体积小，移动范围广、便于移动和携带等特点，既可以在实验室作为实验教学的应用实例装置使用，又可以携带到课堂作为教具使用；

2.本实用新型模型体积小，操作控制便利，具有较好的组合嵌入能力，可以方便地与其他机械模型如液压冲压机模型、气动物料分选模型等组合成一套较为完整的包括液压和气动机械模型的模拟生产线，从而方便学生进行典型液压机械结构与运动原理的学习，以及开展具有创新性与探索性的实验。

附图说明

图1是本实用新型一种用于辅助教学的液压机械手装置的结构示意图一。

图2是本实用新型一种用于辅助教学的液压机械手装置的结构示意图二。

图3是图1中各液压油缸与液压油泵的连接关系示意图。

图中：1-基座，2-第一电机，3-旋转台，4-第一液压油缸，5-肩部，6-第二液压油缸，7-大臂，8-第三液压油缸，9-小臂，10-第四液压油缸，11-腕部部件，12-第二电机，13-机械手爪，14-气动滑台部件导轨，15-滑台，16-第一长杆，17-第二长杆，18-短杆，19-第一基座支架，20-第二基座支架，21-第一连接耳，22-第二连接耳，23-第三连接耳，24-第四连接耳，25-第五连接耳，26-U形电机支架，27-第三电机，28-液压油泵，29-三位四通电磁控制阀，30-调压阀，31-调速阀，32-节流阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图2，本实用新型的实施例提供了一种用于辅助教学的液压机械手装置，包括基座1、第一电机2、旋转台3、第一液压油缸4、肩部5、第二液压油缸6、大臂7、第三液压油缸8、小臂9、第四液压油缸10、腕部部件11、第二电机12和机械手爪13。

所述第一电机2安装在所述基座1上，且其动力输出轴与所述旋转台3连接，所述第一电机2用于驱动所述旋转台3转动，所述第一液压油缸4和所述肩部5的下端均铰接在所述旋转台3上，具体地，所述基座1上方设有第一基座支架19和第二基座支架20，所述第一基座支架19与所述第二基座支架20相对设置，且所述第一液压油缸4下端铰接在所述第一基座支架19上，所述肩部5下端铰接在所述第二基座支架20上。

所述第一液压油缸4的动力输出轴与所述肩部5上端铰接，所述第二液压油缸6下端与所述肩部5下端铰接，具体地，所述肩部5上下两端分别设有第一连接耳21和第二连接耳22，所述第一连接耳21与所述第二连接耳22呈中心对称设置，且所述第一液压油缸4下端铰接在所述第一连接耳21上，所述第二液压油缸6下端铰接在所述第二连接耳22上。

所述第二液压油缸6上端铰接在所述大臂7的中部，所述大臂7后端与所述肩部5上端铰接，其前端与所述小臂9的后端铰接，所述第三液压油缸8后端铰接在所述大臂7的中部，且其前端与所述小臂9中部铰接，具体地，所述大臂7中部和所述小臂9中部分别设有第三连接耳23和第四连接耳24，所述第二液压油缸6的动力输出轴和所述第三液压油缸8的后端均铰接在所述第三连接耳23上，所述第三液压油缸8的动力输出轴铰接在所述第四连接耳24上。

所述小臂9前端与所述腕部部件11可活动连接，本实用新型中所述腕部部件11包括第一长杆16、第二长杆17和短杆18，所述第一长杆16、所述第二长杆17、所述短杆18和所述小臂9前端依次首尾可活动连接，形成双摆杆四连杆机构，且所述第一长杆16与所述短杆18相对设置，所述第二长杆17与所述小臂9相对设置。

所述第四液压油缸10后端与所述小臂9后端铰接，其前端所述腕部部件11后端铰接，具体地，所述小臂9后端设有第五连接耳25，所述第四液压油缸10后端铰接在所述第五连接耳25上，所述第四液压油缸10的动力输出轴连接在所述第一长杆16与所述第二长杆17的连接处。

所述第二电机12安装在所述腕部部件11上，具体地，所述短杆18上连接有U形电机支架26，所述第二电机12安装在所述U形电机支架26上，所述机械手爪13安装在所述第二电机12的动力输出轴上，本实用新型中所述机械手爪13为双齿轮回转式机械手爪，且其上方设有用于驱动所述机械手爪13工作的第三电机27，本实施例中所述机械手爪13由所述第三电机27驱动，通过两个啮合齿轮传输扭矩，且所述机械手爪13采用平行四边形机构，两长杆运动始终平行，可以保持抓取动作为夹式抓取，且抓取面进行了纹路处理，增大了抓取时的摩擦力，以使抓取更加平稳。

本实用新型中所述液压机械手装置还包括气动滑台部件导轨14和滑台15，所述滑台15可滑动安装在所述气动滑台部件导轨14上，所述基座1固定在所述滑台15上，从而可使所述基座1在水平方向上进行移动，增大所述机械手爪13的活动空间。

请参考图3，本实用新型中所述液压机械手装置还包括用于为各所述液压油缸提供动力的液压油泵28，所述液压油泵28依次连接所述第一液压油缸4、所述第二液压油缸6、所述第三液压油缸8、和所述第四液压油缸10，且所述第一液压油缸4、所述第二液压油缸6、所述第三液压油缸8、和所述第四液压油缸10分别连接有三位四通电磁控制阀29，优选地，所述液压油泵28的连接管路上设有用于控制所述液压油泵28输出油液压力的调压阀30和用于调整所述液压油泵28输出流量的调速阀31，且各所述液压油缸与相应所述三位四通电磁控制阀29之间均设有独立的节流阀32。

本实用新型中通过各所述液压油缸和各所述电机的配合可实现所述机械手爪13的多个自由度控制，具体地，1)通过所述第一电机2可驱动各所述液压油缸及所述机械手爪13的整体旋转；2)通过控制所述第一液压油缸4和所述第二液压油缸6的伸缩，可调整所述肩部5与所述基座1之间的夹角角度；3)通过控制所述第一液压油缸4和所述第二液压油缸6的伸缩，还可调整所述肩部5与所述大臂7之间的夹角角度；4)通过控制所述第三液压油缸8的伸缩，可调整所述大臂7与所述小臂9之间的夹角角度；5)通过控制所述第四液压油缸10的伸缩，可调整所述腕部部件11的连接角度；6)通过所述第二电机12可驱动所述机械手爪13转动。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：包括基座、第一电机、旋转台、第一液压油缸、肩部、第二液压油缸、大臂、第三液压油缸、小臂、第四液压油缸、腕部部件、第二电机和机械手爪，所述第一电机安装在所述基座上，且其动力输出轴与所述旋转台连接，所述第一液压油缸和所述肩部的下端均铰接在所述旋转台上，且所述第一液压油缸的动力输出轴与所述肩部上端铰接，所述第二液压油缸下端与所述肩部下端铰接，其上端铰接在所述大臂的中部，所述大臂后端与所述肩部上端铰接，其前端与所述小臂的后端铰接，所述第三液压油缸后端铰接在所述大臂的中部，且其前端与所述小臂中部铰接，所述小臂前端与所述腕部部件可活动连接，所述第四液压油缸后端与所述小臂后端铰接，其前端所述腕部部件后端铰接，所述第二电机安装在所述腕部部件上，所述机械手爪安装在所述第二电机的动力输出轴上。

2.如权利要求1所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：包括气动滑台部件导轨和滑台，所述滑台可滑动安装在所述气动滑台部件导轨上，所述基座固定在所述滑台上。

3.如权利要求1所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：所述腕部部件包括第一长杆、第二长杆和短杆，所述第一长杆、所述第二长杆、所述短杆和所述小臂前端依次首尾可活动连接，形成双摆杆四连杆机构，且所述第一长杆与所述短杆相对设置，所述第二长杆与所述小臂相对设置。

4.如权利要求1所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：所述基座上方设有第一基座支架和第二基座支架，所述第一基座支架与所述第二基座支架相对设置，且所述第一液压油缸下端铰接在所述第一基座支架上，所述肩部下端铰接在所述第二基座支架上。

5.如权利要求1所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：所述肩部上下两端分别设有第一连接耳和第二连接耳，所述第一连接耳与所述第二连接耳呈中心对称设置，且所述第一液压油缸下端铰接在所述第一连接耳上，所述第二液压油缸下端铰接在所述第二连接耳上。

6.如权利要求1所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：所述大臂中部和所述小臂中部分别设有第三连接耳和第四连接耳，且所述第二液压油缸的动力输出轴和所述第三液压油缸的后端均铰接在所述第三连接耳上，所述第三液压油缸的动力输出轴铰接在所述第四连接耳上。

7.如权利要求3所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：所述短杆上连接有U形电机支架，所述第二电机安装在所述U形电机支架上。

8.如权利要求1所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：所述机械手爪为双齿轮回转式机械手爪，且其上方设有用于驱动所述机械手爪工作的第三电机。

9.如权利要求1所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：包括液压油泵，所述液压油泵依次连接所述第一液压油缸、所述第二液压油缸、所述第三液压油缸、和所述第四液压油缸，且所述第一液压油缸、所述第二液压油缸、所述第三液压油缸和所述第四液压油缸分别连接有三位四通电磁控制阀。

10.如权利要求9所述的一种用于辅助教学的液压机械手装置，其特征在于：所述液压油泵的连接管路上设有用于控制所述液压油泵输出油液压力的调压阀和用于调整所述液压油泵输出流量的调速阀，且各所述液压油缸与相应所述三位四通电磁控制阀之间均设有独立的节流阀。

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