CN219504770U - 一种重卡组装用多功能机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械手技术领域，具体涉及一种重卡组装用多功能机械手，包括底板，还包括控制器、滑动机构、旋转机构和夹持机构，滑动机构包括滑板和驱动组件，旋转机构包括旋转组件和摆动组件，旋转组件设在滑板的顶部，摆动组件设在旋转组件的顶部，夹持机构设在旋转机构上，夹持机构包括伸缩组件和两个夹爪，伸缩组件设在摆动组件上，两个夹爪设在伸缩组件上，驱动组件、旋转组件、摆动组件和伸缩组件与控制器均为电性连接，本实用新型涉及的一种重卡组装用多功能机械手，能够实现本机械手水平方向上的任意角度和竖直方向上的一定角度的旋转自动调节，能够抓取不同位置的物件以及将一物件从一工作平面抓取至另一平面，灵活性好，实用性强。

Description

一种重卡组装用多功能机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，具体涉及一种重卡组装用多功能机械手。

背景技术

机械手臂一般轨迹运动方式可归类为直线运动(L)、关节运动(J)以及圆弧运动(C)，直线运动原理为协调机械手臂使其从任一空间一点直线移动至另一点，关节运动原理为协调机械手臂使其从设定好的点移动至另一不同关节(直线冲突)的另一点，圆弧运动原理为协调机械手臂从设定好的点以圆弧方式移动至该圆任一弧点上，常规圆弧动作基本为圆弧，机械手的应用极其广泛，在重卡组装领域中也备受青睐。

公开号为CN212170486U的中国实用新型专利公开了一种间距可调的机械手，包括机械手底座、下臂轴承及机械手控制电机等，也是目前常用的机械手，现有重卡组装用机械手机械手结构存在以下不足：

1.底盘大多为固定式设计，不方便调节，当需要将一个物件从一个工作平面抓取到另一个工作平面时，而又超出两个夹爪的最大水平旋转行程，会受到限制，降低了操作性。

2.大多为利用气缸作为驱动源，进行物品的夹持，类似电动气爪结构，夹手为平板结构，不方便对管状或者柱状的物件进行抓取，重卡组装作业中管状或者柱状零部件较多，因此导致实用性和灵活性有待提升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种重卡组装用多功能机械手。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种重卡组装用多功能机械手，包括底板，还包括控制器、滑动机构、旋转机构和夹持机构，滑动机构设在底板的顶部，滑动机构包括滑板和驱动组件，底板的顶部呈对称设置有两个导轨，滑板滑动设在两个导轨的顶部，驱动组件设在底板的顶部，旋转机构设在滑动机构的顶部，旋转机构包括旋转组件和摆动组件，旋转组件设在滑板的顶部，摆动组件设在旋转组件的顶部，夹持机构设在旋转机构上，夹持机构包括伸缩组件和两个夹爪，伸缩组件设在摆动组件上，两个夹爪设在伸缩组件上，驱动组件、旋转组件、摆动组件和伸缩组件与控制器均为电性连接。

优选的，驱动组件包括步进电机和丝杆，丝杆转动设在底板的顶部，步进电机固定设在底板的顶部，其输出端与丝杆的一端固定连接，滑板的底部固定设有滑块，滑块与丝杆螺纹连接，步进电机与控制器电连接。

优选的，旋转组件包括支柱、驱动电机、第一齿轮和第二齿轮，滑板的顶部设有基台，支柱通过旋转轴转动设在基台的顶部，第二齿轮套设在支柱的外壁上，驱动电机固定设在基台的外壁上，第一齿轮套设在其输出端上，第一齿轮小于第二齿轮，且第一齿轮和第二齿轮啮合连接，驱动电机与控制器电连接。

优选的，摆动组件包括立柱、悬臂和第一电动推杆，立柱固定设在支柱的顶部，悬臂铰接设在立柱的顶部，第一电动推杆铰接设置在立柱和悬臂的外壁之间，第一电动推杆与控制器电连接。

优选的，悬臂远离立柱的一端固定设有两个连接杆，两个连接杆远离悬臂的一端固定设有安装板。

优选的，伸缩组件包括第二电动推杆、铰接块和两个第一连杆，安装板靠近悬臂的一端内壁上设有直线轴承，第二电动推杆插设在悬臂的内壁上，其输出端穿过悬臂并与直线轴承的内圈插接，铰接块固定设在第二电动推杆的输出端上，两个第一连杆铰接设在铰接块上，每个夹爪靠近第一连杆的一端均呈一体成型设置由第二连杆，安装板的一端外壁和每个第一连杆远离铰接块的一端分别与每个第二连杆的两端铰接，第二电动推杆与控制器电连接。

优选的，第二电动推杆的输出端上套设有缓冲弹簧，安装板的外壁和铰接块的外壁分别与缓冲弹簧的两端抵触。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型通过设计滑动机构，即包括滑板和驱动组件，当需要将一个物件从一个工作平面抓取到另一个工作平面时，而又超出两个夹爪的最大水平旋转行程时，可以先通过控制器带动两个夹爪将物件从一工作平面上夹起，然后通过控制器启动步进电机，由于步进电机的输出端与丝杆的一端固定连接，从而通过其输出端带动丝杆旋转，又因为底板与滑块固定连接，滑块与丝杆螺纹连接，滑板与两个导轨滑动连接，进而带动两个夹爪带动夹持的物件向靠近另一个工作平面的一端滑动一段距离，最后通过控制器带动支柱及其顶部的两个夹爪水平旋转，直至将抓取的物件放到另一个工作平面上,进而有效解决了现有结构抓取行程不够的问题，提升了机械手的实用性。

2.本实用新型通过设计伸缩组件，即包括第二电动推杆、铰接块和两个第一连杆，当需要夹持物件时，通过控制器启动第二电动推杆，从而使其输出端带动铰接块向靠近悬臂的一端收缩，由于铰接块和每个第二连杆的一端分别与每个第一连杆的两端铰接，每个第二连杆的另一端与安装板铰接，又因为每个夹爪均与一个第二连杆固定连接，因而带动两个第一连杆向靠近彼此的一端旋转由倾斜向平行转变，进而带动两个夹爪向靠近彼此的一端旋转，即相互靠近对物件进行夹紧，由于夹爪的端部为具有一定角度的弯曲结构，因而不仅可以对块状物件夹持，同时可对管状或柱状物件进行夹持，进一步提升了本机械手的灵活性。

3.本实用新型通过设计缓冲弹簧起到缓冲作用，保证两个夹爪匀速靠近，对物件进行抓取，一是为了防止夹持速度过快而夹坏物件，二是保证两个夹爪能够精确夹持物件外壁，提升夹持精度。

4.本实用新型通过设计滑板、驱动组件、旋转组件和摆动组件，能够实现本机械手水平方向上的任意角度和竖直方向上的一定角度的旋转自动调节，能够抓取不同位置的物件以及将一物件从一工作平面抓取至另一平面，灵活性好，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型的立体结构示意图一；

图2为本实用新型的立体结构示意图二；

图3为图2中的A处放大图；

图4为本实用新型的正视图；

图5为图4中的B处放大图；

图中：控制器1，滑动机构2，旋转机构3，夹持机构4，滑板5，驱动组件6，旋转组件7，摆动组件8，伸缩组件9，夹爪10，步进电机11，丝杆12，滑块13，支柱14，驱动电机15，第一齿轮16，第二齿轮17，基台18，立柱19，悬臂20，第一电动推杆21，连接杆22，安装板23，第二电动推杆24，铰接块25，第一连杆26，第二连杆27，缓冲弹簧28。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1至图5所示的一种重卡组装用多功能机械手，包括底板，还包括控制器1、滑动机构2、旋转机构3和夹持机构4，滑动机构2设在底板的顶部，滑动机构2包括滑板5和驱动组件6，底板的顶部呈对称设置有两个导轨，滑板5滑动设在两个导轨的顶部，驱动组件6设在底板的顶部，旋转机构3设在滑动机构2的顶部，旋转机构3包括旋转组件7和摆动组件8，旋转组件7设在滑板5的顶部，摆动组件8设在旋转组件7的顶部，夹持机构4设在旋转机构3上，夹持机构4包括伸缩组件9和两个夹爪10，伸缩组件9设在摆动组件8上，两个夹爪10设在伸缩组件9上，驱动组件6、旋转组件7、摆动组件8和伸缩组件9与控制器1均为电性连接。

驱动组件6包括步进电机11和丝杆12，丝杆12转动设在底板的顶部，步进电机11固定设在底板的顶部，其输出端与丝杆12的一端固定连接，滑板5的底部固定设有滑块13，滑块13与丝杆12螺纹连接，步进电机11与控制器1电连接，当需要将一个物件从一个工作平面抓取到另一个工作平面时，而又超出两个夹爪10的最大水平旋转行程时，可以先通过控制器1带动两个夹爪10将物件从一工作平面上夹起，然后通过控制器1启动步进电机11，由于步进电机11的输出端与丝杆12的一端固定连接，从而通过其输出端带动丝杆12旋转，又因为底板与滑块13固定连接，滑块13与丝杆12螺纹连接，滑板5与两个导轨滑动连接，进而带动两个夹爪10带动夹持的物件向靠近另一个工作平面的一端滑动一段距离，最后通过控制器1带动支柱14及其顶部的两个夹爪10水平旋转，直至将抓取的物件放到另一个工作平面上。

旋转组件7包括支柱14、驱动电机15、第一齿轮16和第二齿轮17，滑板5的顶部设有基台18，支柱14通过旋转轴转动设在基台18的顶部，第二齿轮17套设在支柱14的外壁上，驱动电机15固定设在基台18的外壁上，第一齿轮16套设在其输出端上，第一齿轮16小于第二齿轮17，且第一齿轮16和第二齿轮17啮合连接，驱动电机15与控制器1电连接，当需要调节本机械手的水平方向上的角度时，通过控制器1启动驱动电机15，从而带动其输出端上的第一齿轮16旋转，由于第二齿轮17与与支柱14固定连接，支柱14与基台18通过旋转轴转动连接，又因为第一齿轮16小于第二齿轮17，且第一齿轮16和第二齿轮17啮合连接，进而带动支柱14及其顶部的两个夹爪10缓速旋转，满足水平方向上的任意角度的抓取要求。

摆动组件8包括立柱19、悬臂20和第一电动推杆21，立柱19固定设在支柱14的顶部，悬臂20铰接设在立柱19的顶部，第一电动推杆21铰接设置在立柱19和悬臂20的外壁之间，第一电动推杆21与控制器1电连接，当需要调节本机械手的竖直方向上的角度时，通过控制器1启动第一电动推杆21，从而使其输出端收缩，由于立柱19和悬臂20的外壁分别与第一电动推杆21的两端铰接，又因为悬臂20的一端与立柱19的顶部铰接，进而带动悬臂20及其上的两个夹爪10竖直摆动，满足竖直方向上的一定角度的抓取要求。

悬臂20远离立柱19的一端固定设有两个连接杆22，两个连接杆22远离悬臂20的一端固定设有安装板23，两个连接杆22用来连接悬臂20和安装板23，起到固定效果。

伸缩组件9包括第二电动推杆24、铰接块25和两个第一连杆26，安装板23靠近悬臂20的一端内壁上设有直线轴承，第二电动推杆24插设在悬臂20的内壁上，其输出端穿过悬臂20并与直线轴承的内圈插接，铰接块25固定设在第二电动推杆24的输出端上，两个第一连杆26铰接设在铰接块25上，每个夹爪10靠近第一连杆26的一端均呈一体成型设置由第二连杆27，安装板23的一端外壁和每个第一连杆26远离铰接块25的一端分别与每个第二连杆27的两端铰接，第二电动推杆24与控制器1电连接，当需要夹持物件时，通过控制器1启动第二电动推杆24，从而使其输出端带动铰接块25向靠近悬臂20的一端收缩，由于铰接块25和每个第二连杆27的一端分别与每个第一连杆26的两端铰接，每个第二连杆27的另一端与安装板23铰接，又因为每个夹爪10均与一个第二连杆27固定连接，因而带动两个第一连杆26向靠近彼此的一端旋转由倾斜向平行转变，进而带动两个夹爪10向靠近彼此的一端旋转，即相互靠近对物件进行夹紧，由于夹爪10的端部为具有一定角度的弯曲结构，因而不仅可以对块状物件夹持，同时可对管状或柱状物件进行夹持，进一步提升了本机械手的灵活性。

第二电动推杆24的输出端上套设有缓冲弹簧28，安装板23的外壁和铰接块25的外壁分别与缓冲弹簧28的两端抵触，缓冲弹簧28起到缓冲作用，保证两个夹爪10匀速靠近，对物件进行抓取，一是为了防止夹持速度过快而夹坏物件，二是保证两个夹爪10能够精确夹持物件外壁，提升夹持精度。

本实用新型的工作原理：当需要夹持物件时，通过控制器1启动第二电动推杆24，从而使其输出端带动铰接块25向靠近悬臂20的一端收缩，由于铰接块25和每个第二连杆27的一端分别与每个第一连杆26的两端铰接，每个第二连杆27的另一端与安装板23铰接，又因为每个夹爪10均与一个第二连杆27固定连接，因而带动两个第一连杆26向靠近彼此的一端旋转由倾斜向平行转变，进而带动两个夹爪10向靠近彼此的一端旋转，即相互靠近对物件进行夹紧，由于夹爪10的端部为具有一定角度的弯曲结构，因而不仅可以对块状物件夹持，同时可对管状或柱状物件进行夹持，进一步提升了本机械手的灵活性。

缓冲弹簧28起到缓冲作用，保证两个夹爪10匀速靠近，对物件进行抓取，一是为了防止夹持速度过快而夹坏物件，二是保证两个夹爪10能够精确夹持物件外壁，提升夹持精度。

当需要调节本机械手的水平方向上的角度时，通过控制器1启动驱动电机15，从而带动其输出端上的第一齿轮16旋转，由于第二齿轮17与与支柱14固定连接，支柱14与基台18通过旋转轴转动连接，又因为第一齿轮16小于第二齿轮17，且第一齿轮16和第二齿轮17啮合连接，进而带动支柱14及其顶部的两个夹爪10缓速旋转，满足水平方向上的任意角度的抓取要求。

当需要调节本机械手的竖直方向上的角度时，通过控制器1启动第一电动推杆21，从而使其输出端收缩，由于立柱19和悬臂20的外壁分别与第一电动推杆21的两端铰接，又因为悬臂20的一端与立柱19的顶部铰接，进而带动悬臂20及其上的两个夹爪10竖直摆动，满足竖直方向上的一定角度的抓取要求。

当需要将一个物件从一个工作平面抓取到另一个工作平面时，而又超出两个夹爪10的最大水平旋转行程时，可以先通过控制器1带动两个夹爪10将物件从一工作平面上夹起，然后通过控制器1启动步进电机11，由于步进电机11的输出端与丝杆12的一端固定连接，从而通过其输出端带动丝杆12旋转，又因为底板与滑块13固定连接，滑块13与丝杆12螺纹连接，滑板5与两个导轨滑动连接，进而带动两个夹爪10带动夹持的物件向靠近另一个工作平面的一端滑动一段距离，最后通过控制器1带动支柱14及其顶部的两个夹爪10水平旋转，直至将抓取的物件放到另一个工作平面上。

Claims (7)

1.一种重卡组装用多功能机械手，包括底板，其特征在于：还包括控制器(1)、滑动机构(2)、旋转机构(3)和夹持机构(4)，滑动机构(2)设在底板的顶部，滑动机构(2)包括滑板(5)和驱动组件(6)，底板的顶部呈对称设置有两个导轨，滑板(5)滑动设在两个导轨的顶部，驱动组件(6)设在底板的顶部，旋转机构(3)设在滑动机构(2)的顶部，旋转机构(3)包括旋转组件(7)和摆动组件(8)，旋转组件(7)设在滑板(5)的顶部，摆动组件(8)设在旋转组件(7)的顶部，夹持机构(4)设在旋转机构(3)上，夹持机构(4)包括伸缩组件(9)和两个夹爪(10)，伸缩组件(9)设在摆动组件(8)上，两个夹爪(10)设在伸缩组件(9)上，驱动组件(6)、旋转组件(7)、摆动组件(8)和伸缩组件(9)与控制器(1)均为电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种重卡组装用多功能机械手，其特征在于：驱动组件(6)包括步进电机(11)和丝杆(12)，丝杆(12)转动设在底板的顶部，步进电机(11)固定设在底板的顶部，其输出端与丝杆(12)的一端固定连接，滑板(5)的底部固定设有滑块(13)，滑块(13)与丝杆(12)螺纹连接，步进电机(11)与控制器(1)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种重卡组装用多功能机械手，其特征在于：旋转组件(7)包括支柱(14)、驱动电机(15)、第一齿轮(16)和第二齿轮(17)，滑板(5)的顶部设有基台(18)，支柱(14)通过旋转轴转动设在基台(18)的顶部，第二齿轮(17)套设在支柱(14)的外壁上，驱动电机(15)固定设在基台(18)的外壁上，第一齿轮(16)套设在其输出端上，第一齿轮(16)小于第二齿轮(17)，且第一齿轮(16)和第二齿轮(17)啮合连接，驱动电机(15)与控制器(1)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种重卡组装用多功能机械手，其特征在于：摆动组件(8)包括立柱(19)、悬臂(20)和第一电动推杆(21)，立柱(19)固定设在支柱(14)的顶部，悬臂(20)铰接设在立柱(19)的顶部，第一电动推杆(21)铰接设置在立柱(19)和悬臂(20)的外壁之间，第一电动推杆(21)与控制器(1)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种重卡组装用多功能机械手，其特征在于：悬臂(20)远离立柱(19)的一端固定设有两个连接杆(22)，两个连接杆(22)远离悬臂(20)的一端固定设有安装板(23)。

6.根据权利要求5所述的一种重卡组装用多功能机械手，其特征在于：伸缩组件(9)包括第二电动推杆(24)、铰接块(25)和两个第一连杆(26)，安装板(23)靠近悬臂(20)的一端内壁上设有直线轴承，第二电动推杆(24)插设在悬臂(20)的内壁上，其输出端穿过悬臂(20)并与直线轴承的内圈插接，铰接块(25)固定设在第二电动推杆(24)的输出端上，两个第一连杆(26)铰接设在铰接块(25)上，每个夹爪(10)靠近第一连杆(26)的一端均呈一体成型设置由第二连杆(27)，安装板(23)的一端外壁和每个第一连杆(26)远离铰接块(25)的一端分别与每个第二连杆(27)的两端铰接，第二电动推杆(24)与控制器(1)电连接。

7.根据权利要求6所述的一种重卡组装用多功能机械手，其特征在于：第二电动推杆(24)的输出端上套设有缓冲弹簧(28)，安装板(23)的外壁和铰接块(25)的外壁分别与缓冲弹簧(28)的两端抵触。