CN220145965U - 一种三轴电动机械爪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种三轴电动机械爪，包括步进电机拉板、位于步进电机拉板上方的步进电机环板、固定于步进电机环板上可驱动步进电机拉板竖直运动的直线驱动件，所述步进电机环板两侧均转动连接有两个连接臂，所述连接臂采用硬杆或者牵引弹簧，所述步进电机拉板两侧均转动连接有连接块，所述连接臂与连接块通过卡簧轴转动连接，所述连接块底端转动连接有卡爪。本申请通过设计了两种连接方式，第一种是硬杆连接的硬连接，第二种是牵引弹簧连接的软连接，不同的连接臂可以使夹爪产生不同的夹取力；在夹爪之间添加拉伸弹簧的情况下，不同的连接臂会使夹爪之间的夹取力产生变化，硬连接可以增大夹取力，软连接可以减小夹取力。

Description

一种三轴电动机械爪

技术领域

本申请涉及环卫机械设备领域，尤其是涉及一种三轴电动机械爪。

背景技术

机械爪是一种可以实现类似人手功能的机器人部件，是工业生产中重要的执行机构之一，它的优点在于：

1.机械爪通过计算机编程，可以实现对物品的抓取、转移和旋转等简单运动，具有准确性和灵活性，可以根据实际生产要求进行调整以此满足生产需求；

2.机械爪将人与机械的优点结合，在工业生产和生活服务中起着着重要作用，多样化的结构设计使机械爪应用的范围和场景不断扩大，在当今工业时代拥有广阔的发展和前景。

但是，目前市面上的三轴机械爪存在以下弊端：在夹取物品时，机械爪夹爪在三轴机械臂操控下，容易与物品放置平面产生接触和摩擦，容易对机械爪造成损伤；夹爪设计的结构简单，缺少可调节性和自适应性，分拣的局限性大；小型机械爪的夹取力量有限，抓取力的大小取决于驱动力的大小，在实际分拣过程中会出现物品偏移和掉落的情况，夹取成功率低。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本申请提供一种三轴电动机械爪。

本申请提供的一种三轴电动机械爪采用如下的技术方案：

一种三轴电动机械爪，包括步进电机拉板、位于步进电机拉板上方的步进电机环板、固定于步进电机环板上可驱动步进电机拉板竖直运动的直线驱动件，所述步进电机环板两侧均转动连接有两个连接臂，所述连接臂采用硬杆或者牵引弹簧，所述步进电机拉板两侧均转动连接有连接块，所述连接臂与连接块通过卡簧轴转动连接，所述连接块底端转动连接有卡爪，所述卡爪表面固定连接有弹簧固定轴，对应的两个所述弹簧固定轴之间固定连接有拉伸弹簧，所述卡爪底端固定连接有软胶护套。

通过采用上述技术方案，设计了两种连接方式，第一种是硬杆连接的硬连接，第二种是牵引弹簧连接的软连接，不同的连接臂可以使夹爪产生不同的夹取力。连接臂可以根据实际的生产情况进行更换；在夹爪之间添加拉伸弹簧的情况下，不同的连接臂会使夹爪之间的夹取力产生变化，硬连接可以增大夹取力，软连接可以减小夹取力；在软连接的情况下，四个夹爪可以实现不同程度的弯曲，更加适合分拣工作去夹取不同形状和大小的物品。

优选的，所述直线驱动件包括固定于步进电机环板顶部的步进电机、固定于步进电机输出端的丝杆、以及螺纹套设于丝杆上的丝杆螺母，所述丝杆螺母活动嵌设于所述步进电机拉板内部。

通过采用上述技术方案，启动步进电机，带动丝杆按照固定角度偏转，然后带动丝杆螺母在丝杆上滑动，实现对步进电机拉板的竖直驱动，使得连接块以及连接块一端的卡爪旋转，对物品进行夹持。

优选的，所述直线驱动件为固定于步进电机环板上的气缸，所述气缸输出端与步进电机拉板固定连接。

通过采用上述技术方案，可以将步进电机驱动替换成气缸驱动，两种驱动方式，可供使用者选择，便于使用。

优选的，所述步进电机环板前后两侧均固定连接有丝杆固定板，所述丝杆固定板之间固定连接有轴承固定座，所述丝杆下端转动插设于所述轴承固定座内。

通过采用上述技术方案，由于丝杆下端具体插设于轴承固定座的轴承内，这样使得丝杆底端的旋转更加平滑，磨损降低。

优选的，所述连接块侧壁嵌设安装有微型轴承，所述连接臂端部的卡簧轴插设于所述微型轴承内，所述连接臂端部的卡簧轴设置有卡簧。

通过采用上述技术方案，设置微型轴承使得卡簧轴的磨损降低，设置卡簧避免卡簧轴脱落或者轴向偏移。

优选的，所述步进电机环板顶部固定连接有对称分布的底座连接件，所述底座连接件内嵌设有直线轴承，所述直线轴承内插设有导向轴，还包括导向轴固定件，所述直线轴承设置于所述导向轴固定件内部，所述导向轴上套设有缓震弹簧，所述缓震弹簧设置于直线轴承顶部与导向轴固定件之间，所述导向轴固定件顶部固定连接有导向轴支座。

通过采用上述技术方案，本机械爪的上半部分通过导向轴连接，利用缓震弹簧进行缓震，使机械爪下半部分与机械臂之间能够相对运动，使卡爪在接触到平面的时候不是硬接触而是软接触，保护了机械臂和本机械爪，减少了夹取误差所带来的破坏。

优选的，所述导向轴支座顶部固定连接有法兰套筒，所述法兰套筒顶部固定连接有三轴机械臂法兰盘。

通过采用上述技术方案，与三轴机械臂的连接只需要将法兰套筒装进导向轴支座拧紧螺丝即可完成安装。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.连接臂通过设计了两种连接方式，第一种是硬杆连接的硬连接，第二种是牵引弹簧连接的软连接，不同的连接臂可以使夹爪产生不同的夹取力。连接臂可以根据实际的生产情况进行更换；在夹爪之间添加拉伸弹簧的情况下，不同的连接臂会使夹爪之间的夹取力产生变化，硬连接可以增大夹取力，软连接可以减小夹取力；在软连接的情况下，四个夹爪可以实现不同程度的弯曲，更加适合分拣工作去夹取不同形状和大小的物品。

2.在卡爪之间添加了选装的拉伸弹簧，可以进一步提高机械爪的抓取力。夹爪打开，拉伸弹簧属于拉伸状态，在夹取的时候，除了步进电机提供的驱动力外，还有拉伸弹簧的拉力，进一步提高了物品抓取的稳定性。当夹取物品比较脆弱的时候，也可以将拉伸弹簧进行拆卸。

3.本机械爪的上半部分通过导向轴连接，利用缓震弹簧进行缓震，使机械爪下半部分与机械臂之间能够相对运动，使卡爪在接触到平面的时候不是硬接触而是软接触，保护了机械臂和本机械爪，减少了夹取误差所带来的破坏。

附图说明

图1是本申请实施例的前视立体结构示意图；

图2是本申请实施例的侧面结构示意图；

图3是本申请实施例的正面结构示意图；

图4是本申请实施例的俯视结构示意图；

图5是本申请实施例的第二种连接方式结构示意图。

附图标记说明：1、法兰套筒；2、导向轴支座；3、缓震弹簧；4、底座连接件；5、步进电机；6、步进电机环板；7、卡簧轴；8、连接臂；9、连接块；10、卡簧；11、导向轴；12、导向轴固定件；13、直线轴承；14、微型轴承；15、拉伸弹簧；16、弹簧固定轴；17、卡爪；18、软胶护套；19、步进电机拉板；20、丝杆；21、丝杆固定板；22、丝杆螺母；23、轴承固定座；24、三轴机械臂法兰盘。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

实施例一

本申请实施例公开一种三轴电动机械爪，包括步进电机拉板19、位于步进电机拉板19上方的步进电机环板6、固定于步进电机环板6上可驱动步进电机拉板19竖直运动的直线驱动件，步进电机环板6两侧均转动连接有两个连接臂8，连接臂8采用硬杆或者牵引弹簧，步进电机拉板19两侧均转动连接有连接块9，连接臂8与连接块9通过卡簧轴7转动连接，连接块9底端转动连接有卡爪17，卡爪17表面固定连接有弹簧固定轴16，对应的两个弹簧固定轴16之间固定连接有拉伸弹簧15，卡爪17底端固定连接有软胶护套18，软胶护套18为柔性材质，降低对物品的夹持损伤。

连接臂8设计了两种连接方式，第一种是硬杆连接的硬连接，第二种是牵引弹簧连接的软连接，不同的连接臂8可以使夹爪产生不同的夹取力。连接臂8可以根据实际的生产情况进行更换；在夹爪之间添加拉伸弹簧15的情况下，不同的连接臂8会使夹爪之间的夹取力产生变化，硬连接可以增大夹取力，软连接可以减小夹取力；在软连接的情况下，四个夹爪可以实现不同程度的弯曲，更加适合分拣工作去夹取不同形状和大小的物品。

在卡爪17之间添加了选装的拉伸弹簧15，可以进一步提高机械爪的抓取力。夹爪打开，拉伸弹簧15属于拉伸状态，在夹取的时候，除了步进电机5提供的驱动力外，还有拉伸弹簧15的拉力，进一步提高了物品抓取的稳定性。当夹取物品比较脆弱的时候，也可以将拉伸弹簧15进行拆卸，设计的四个卡爪17相互独立，可以抓取形状不规则的物体。这种设计的优点在于可以抓取非平面的物体，四个卡爪17可以充分与物品进行接触，卡爪17上的软胶护套18可以实现最大的摩擦力，将物品夹取起来。

使用时，启动直线驱动件，带动步进电机拉板19下降，使得连接块9转动，连接块9带动卡爪17张开，便于对物品夹取。

参照图2，上述直线驱动件包括固定于步进电机环板6顶部的步进电机5、固定于步进电机5输出端的丝杆20、以及螺纹套设于丝杆20上的丝杆螺母22，丝杆螺母22活动嵌设于步进电机拉板19内部；

启动步进电机5，带动丝杆20按照固定角度偏转，然后带动丝杆螺母22在丝杆20上滑动，实现对步进电机5拉板的竖直驱动，使得连接块9以及连接块9一端的卡爪17旋转，对物品进行夹持，使用步进电机5作为驱动力，可以精准控制卡爪17的开合角度，可以在一定程度上保护被夹取物品，使夹取力度在不破坏物品的前提下完成夹取。

参照图1，步进电机环板6前后两侧均固定连接有丝杆固定板21，丝杆固定板21之间固定连接有轴承固定座23，丝杆20下端转动插设于轴承固定座23内。

由于丝杆20下端具体插设于轴承固定座23的轴承内，这样使得丝杆20底端的旋转更加平滑，磨损降低。

参照图1，连接块9侧壁嵌设安装有微型轴承14，连接臂8端部的卡簧轴7插设于微型轴承14内，连接臂8端部的卡簧轴7设置有卡簧10。

设置微型轴承14使得卡簧轴7的磨损降低，设置卡簧10避免卡簧轴7脱落或者轴向偏移。

参照图1和2，步进电机环板6顶部固定连接有对称分布的底座连接件4，底座连接件4内嵌设有直线轴承13，直线轴承13内插设有导向轴11，还包括导向轴固定件12，直线轴承13设置于导向轴固定件12内部，导向轴11上套设有缓震弹簧3，缓震弹簧3设置于直线轴承13顶部与导向轴固定件12之间，导向轴固定件12顶部固定连接有导向轴支座2。

本机械爪的上半部分通过导向轴11连接，利用缓震弹簧3进行缓震，使机械爪下半部分与机械臂之间能够相对运动，使卡爪17在接触到平面的时候不是硬接触而是软接触，保护了机械臂和本机械爪，减少了夹取误差所带来的破坏。

参照图1，导向轴支座2顶部固定连接有法兰套筒1，法兰套筒1顶部固定连接有三轴机械臂法兰盘24，将法兰套筒1安装到三轴机械臂的三轴机械臂法兰盘24上，将导向轴支座2穿过法兰套筒1后拧紧所螺丝，就可以将本机械爪安装在机械臂上。

本申请实施例的一种三轴电动机械爪的实施原理为：

启动步进电机5，带动丝杆20按照固定角度偏转，然后带动丝杆螺母22在丝杆20上滑动，实现对步进电机5拉板的竖直驱动，使得连接块9以及连接块9一端的卡爪17旋转，对物品进行夹持，由于牵引弹簧连接的软连接，软连接可以减小夹取力；在软连接的情况下，四个夹爪可以实现不同程度的弯曲，更加适合分拣工作去夹取不同形状和大小的物品，在卡爪17之间添加了选装的拉伸弹簧15，可以进一步提高机械爪的抓取力。夹爪打开，拉伸弹簧15属于拉伸状态，在夹取的时候，除了步进电机5提供的驱动力外，还有拉伸弹簧15的拉力，进一步提高了物品抓取的稳定性。当夹取物品比较脆弱的时候，也可以将拉伸弹簧15进行拆卸。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，直线驱动件为固定于步进电机环板6上的气缸，气缸输出端与步进电机拉板19固定连接。

通过采用上述技术方案，可以将步进电机5驱动替换成气缸驱动，两种驱动方式，可供使用者选择，便于使用，设置气缸同样可以使得步进电机拉板19在竖直方向上移动。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三轴电动机械爪，其特征在于：包括步进电机拉板(19)、位于步进电机拉板(19)上方的步进电机环板(6)、固定于步进电机环板(6)上可驱动步进电机拉板(19)竖直运动的直线驱动件，所述步进电机环板(6)两侧均转动连接有两个连接臂(8)，所述连接臂(8)采用硬杆或者牵引弹簧，所述步进电机拉板(19)两侧均转动连接有连接块(9)，所述连接臂(8)与连接块(9)通过卡簧轴(7)转动连接，所述连接块(9)底端转动连接有卡爪(17)，所述卡爪(17)表面固定连接有弹簧固定轴(16)，对应的两个所述弹簧固定轴(16)之间固定连接有拉伸弹簧(15)，所述卡爪(17)底端固定连接有软胶护套(18)。

2.根据权利要求1所述的一种三轴电动机械爪，其特征在于：所述直线驱动件包括固定于步进电机环板(6)顶部的步进电机(5)、固定于步进电机(5)输出端的丝杆(20)、以及螺纹套设于丝杆(20)上的丝杆螺母(22)，所述丝杆螺母(22)活动嵌设于所述步进电机拉板(19)内部。

3.根据权利要求1所述的一种三轴电动机械爪，其特征在于：所述直线驱动件为固定于步进电机环板(6)上的气缸，所述气缸输出端与步进电机拉板(19)固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种三轴电动机械爪，其特征在于：所述步进电机环板(6)前后两侧均固定连接有丝杆固定板(21)，所述丝杆固定板(21)之间固定连接有轴承固定座(23)，所述丝杆(20)下端转动插设于所述轴承固定座(23)内。

5.根据权利要求1所述的一种三轴电动机械爪，其特征在于：所述连接块(9)侧壁嵌设安装有微型轴承(14)，所述连接臂(8)端部的卡簧轴(7)插设于所述微型轴承(14)内，所述连接臂(8)端部的卡簧轴(7)设置有卡簧(10)。

6.根据权利要求1所述的一种三轴电动机械爪，其特征在于：所述步进电机环板(6)顶部固定连接有对称分布的底座连接件(4)，所述底座连接件(4)内嵌设有直线轴承(13)，所述直线轴承(13)内插设有导向轴(11)，还包括导向轴固定件(12)，所述直线轴承(13)设置于所述导向轴固定件(12)内部，所述导向轴(11)上套设有缓震弹簧(3)，所述缓震弹簧(3)设置于直线轴承(13)顶部与导向轴固定件(12)之间，所述导向轴固定件(12)顶部固定连接有导向轴支座(2)。

7.根据权利要求6所述的一种三轴电动机械爪，其特征在于：所述导向轴支座(2)顶部固定连接有法兰套筒(1)，所述法兰套筒(1)顶部固定连接有三轴机械臂法兰盘(24)。