專利名稱：嵌套式自動往復(fù)機(jī)械爪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌套式自動往復(fù)，運用嵌套往復(fù)式運動結(jié)構(gòu)完成對任意小型工件的抓取功能。
背景技術(shù)：
機(jī)械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是機(jī)體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種 Unimate-Vicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于士 1毫米。聯(lián)邦德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。目前，機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠人工進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。我們主要解決的是傳統(tǒng)機(jī)械手的復(fù)雜控制過程，用簡單的往復(fù)是運動機(jī)夠來實現(xiàn)工件的抓取及分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是自動抓取機(jī)械臂的核心部件——機(jī)械爪的設(shè)計。該設(shè)計性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)獨特，對工件具有很好的適應(yīng)性。結(jié)構(gòu)精簡，便于安裝和拆卸維修。本發(fā)明主要采用如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)一種嵌套式往復(fù)自動機(jī)械爪，包括機(jī)械指，內(nèi)套筒，外套筒，大氣缸，小氣缸，中間套筒，導(dǎo)軌，大氣缸推桿，小氣缸推桿，連接桿，其中機(jī)械指1與內(nèi)套筒3通過銷釘2連接，在內(nèi)套筒3和外套筒4之間還包含一個中間套筒 8，內(nèi)套筒3位于中間套筒8內(nèi)并通過導(dǎo)軌12約束其相對轉(zhuǎn)動，中間套筒8位于外套筒4內(nèi)并通過導(dǎo)軌9約束其相對轉(zhuǎn)動，導(dǎo)軌9與導(dǎo)軌12為同一規(guī)格；大氣缸推桿10通過連接桿13 與內(nèi)套筒3相連，小氣缸推桿11通過連桿14與外套筒相連；外套筒4前端裝有滑輪15 ；銷釘2套有自鎖彈簧16，自鎖彈簧伸出兩端分別插入機(jī)械指1和內(nèi)套筒3中，裝卡座17將大氣缸5和小氣缸6分別固定在中間套筒8的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還可以在上述嵌套式自動往復(fù)的中間套筒8的內(nèi)側(cè)安裝有環(huán)形刀片7，在機(jī)械指1抓住工件后，由于內(nèi)套筒3收回時與中間套筒8的產(chǎn)生相對運動，環(huán)形刀片17可將工件連接部分切斷。機(jī)械爪以氣缸作為驅(qū)動，通過內(nèi)、外氣缸分別控制內(nèi)套筒和外套筒的運動。機(jī)械指連接在內(nèi)筒上，切刀固定在中間套筒上。機(jī)械指能在無中間套筒或外套筒約束的情況下自動保持張開狀態(tài)。內(nèi)套筒在氣缸的推動下向前運動使得機(jī)械指脫離中間套筒的束縛，進(jìn)而從收攏狀態(tài)轉(zhuǎn)為張開狀態(tài)，同時工件進(jìn)入機(jī)械內(nèi)部。外套筒前進(jìn)，機(jī)械爪收攏包住工件。內(nèi)外套筒同時收回，恢復(fù)初始行動位置。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于通過嵌套式新型創(chuàng)新結(jié)構(gòu)和前端的特殊機(jī)械指較好的將工件抓取，且對除工件其他部分的影響降到最低。采用簡單的直線運動方式實現(xiàn)了工件抓取功能。本發(fā)明具有如下效果機(jī)械指在無套筒影響的情況下能夠自動張開，能夠在套筒的結(jié)構(gòu)影響下自行收攏，省去了機(jī)械指的單獨控制裝置。中間套筒除作為整體的支撐件外還具有切削作用和收攏機(jī)械指的作用。整體運動軌跡簡單，結(jié)構(gòu)精簡，便于加工和安裝、維修，對操作對象以外的其他物體影響最小。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視3是自鎖彈簧裝配局部4是環(huán)形刀片裝配局部中，1-機(jī)械指，2-銷釘，3-內(nèi)套筒，4-外套筒，5-大氣缸，6_小氣缸，7_環(huán)形刀片，8-中間套筒，9-導(dǎo)軌，10-大氣缸推桿，11-小氣缸推桿，12-導(dǎo)軌，13-連接桿，14-連接桿，15-滑輪，16-自鎖彈簧，17-裝卡座。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明如圖1所示，機(jī)械指1與內(nèi)筒3通過銷釘2連接，中間套筒8套于內(nèi)套筒3通過導(dǎo)軌12約束其相對轉(zhuǎn)動，外套筒4與中間套筒8通過導(dǎo)軌9約束其相對轉(zhuǎn)動。自鎖彈簧16 伸出兩端分別插入機(jī)械指1及內(nèi)套筒3所打孔內(nèi)。大氣缸推桿10與連接桿13、小氣缸推桿 11與連接桿14分別用螺母固定本發(fā)明的工作過程如下如圖1所示，在抓取工件的過程中，氣缸5推動氣缸推桿10向前運動，進(jìn)而推動內(nèi)套筒向前運動，當(dāng)機(jī)械指脫離中間套筒的束縛時在彈簧13的作用下自動改變?yōu)閺堥_狀態(tài)并保持，進(jìn)而工件進(jìn)入機(jī)械爪包圍區(qū)域。氣缸6推動氣缸推桿11向前運動，從而外套筒向前運動使機(jī)械指1收攏，進(jìn)而收攏住工件。如圖2所示，氣缸5和6推動推桿11和10向后運動，帶動外套筒4和內(nèi)套筒3同時向后運動使機(jī)械指1在回收時保持收攏狀態(tài)，在內(nèi)套筒3收回時，與中間套筒8產(chǎn)生相對運動，裝卡中間套筒內(nèi)側(cè)8的環(huán)形刀片14切斷工件的連接部分，將工件分離，同時整個裝置恢復(fù)初始狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種嵌套式自動往復(fù)機(jī)械爪，包括機(jī)械指，內(nèi)套筒，外套筒，大氣缸，小氣缸，中間套筒，導(dǎo)軌，大氣缸推桿，小氣缸推桿，連接桿，其特征在于機(jī)械指(1)與內(nèi)套筒(3)通過銷釘 (2)連接，在內(nèi)套筒(3)和外套筒(4)之間還包含一個中間套筒(8)，內(nèi)套筒(3)位于中間套筒(8)內(nèi)并通過導(dǎo)軌(12)約束其相對轉(zhuǎn)動，中間套筒(8)位于外套筒(4)內(nèi)并通過導(dǎo)軌 (9)約束其相對轉(zhuǎn)動，導(dǎo)軌(9)與導(dǎo)軌(12)為同一規(guī)格；大氣缸推桿(10)通過連接桿(13) 與內(nèi)套筒⑶相連，小氣缸推桿(11)通過連桿(14)與外套筒相連；外套筒⑷前端裝有滑輪(15)；銷釘(2)套有自鎖彈簧(16)，自鎖彈簧伸出兩端分別插入機(jī)械指(1)和內(nèi)套筒(3) 中，裝卡座(17)將大氣缸(5)和小氣缸(6)分別固定在中間套筒(8)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌套式自動往復(fù)機(jī)械爪，其特征在于所述的中間套筒 ⑶的內(nèi)側(cè)安裝有環(huán)形刀片(7)，在機(jī)械指⑴抓住工件后，由于內(nèi)套筒(3)收回時與中間套筒(8)的產(chǎn)生相對運動，環(huán)形刀片(17)可將工件連接部分切斷。
全文摘要
三嵌套式自動往復(fù)機(jī)械爪，屬于智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括機(jī)械指、銷釘、內(nèi)套筒、外套筒、大氣缸、小氣缸、銷釘帽、中間套筒、導(dǎo)軌、氣缸推桿、氣缸推桿、導(dǎo)軌、自鎖彈簧、環(huán)形刀片。機(jī)械手以氣缸驅(qū)動，通過氣缸帶動內(nèi)套筒運動，隨內(nèi)套筒一同向前運動，準(zhǔn)備抓取工件。在氣缸鋼的作用下外套筒進(jìn)一步伸出，擠壓機(jī)械指完成抓取動作。在抱抓完成后工件連接部分落在任意兩機(jī)械指之間，在外套筒與內(nèi)套筒同時回程過程中，工件連接部分在通過中間套筒截面時被環(huán)形刀片切斷，從而保證工件完全收入筒內(nèi)，完成工件連接部分的切割動作，同時恢復(fù)初始位置。采用簡單的新型的直線運動方式實現(xiàn)了任意工件抓取及分離的功能，摒棄的傳統(tǒng)機(jī)械手的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
文檔編號B25J9/08GK102320042SQ201110266858
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者王皓, 薛童, 趙國亮, 駱玉霞, 高國華, 高岳旸 申請人:北京工業(yè)大學(xué)