專利名稱：一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動夾持裝置，具體涉及一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機械化及自動化的程度越來越高，在加工、搬運、裝配等工業(yè)中，有很多工位需要對待加工的工件進行抓取操作，這些操作一般要求動作靈活、簡單可靠、重復性大，針對這些要求，機械手作為一種抓取裝置已經(jīng)開始被廣泛的使用在工業(yè)生產(chǎn)中。機械手能模仿人手和臂的動作功能，用以按照固定的程序抓取、搬運物件或者操作工具的自動操作，它可以代替人進行繁重勞動從而實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，也能在有害環(huán)境下工作從而保護人身安全，因而被廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工業(yè)等部門。機械手主要由手部、運動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成，手部是用來抓取工件的部件，根據(jù)被抓取物體的形狀、尺寸、重量等作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型或吸附性；運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動、擺動、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓取物體的位置和姿勢；控制系統(tǒng)是通過對機械手的控制，來完成特定動作，同時接受機械手上各部件反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機或dsp等微控芯片構(gòu)成，通過對其編程實現(xiàn)所需要功能。目前，一般的機械手的手部通常都是使用一套杠桿抓取機構(gòu)從物工件外部抓取工件，當需要從工件內(nèi)部抓取工件時，就需要更換另一套杠桿抓取機構(gòu)，因此，一般的機械手抓取裝置不僅成本較高，結(jié)構(gòu)復雜，而且更換不方便，工作效率較低?，F(xiàn)有的機械手大多采用液壓裝置或氣壓裝置作為動力源，而液壓裝置需要泵作為動力元件，并且液壓裝置還會存在油液的泄露，對環(huán)境造成一定的污染；氣壓裝置需要空壓機作為動力元件，而空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣，必須經(jīng)過降 溫、凈化、減壓和穩(wěn)壓等一系列處理，因而使用氣壓裝置獲得氣源的成本高，過程復雜。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，使用該裝置，可方便的從工件外部或內(nèi)部夾持抓取工件，工作效率較高，成本低，且對環(huán)境無污染。本實用新型的技術(shù)方案是:一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，包括一殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有滑柱，所述滑柱上端開設(shè)有封閉槽，所述封閉槽內(nèi)設(shè)有偏心輪，還包括動力機構(gòu)，所述動力機構(gòu)與所述偏心輪相連并驅(qū)動所述偏心輪轉(zhuǎn)動，所述滑柱下端沿周邊至少開設(shè)有兩個徑向孔，所述徑向孔內(nèi)配合設(shè)有滾輪，所述滾輪與鉸接在殼體上的曲杠桿的一端鉸接，所述曲杠桿的另一端構(gòu)成抓取部；所述抓取裝置上還配合設(shè)有控制機構(gòu)。進一步的技術(shù)方案，所述動力機構(gòu)包括步進電機，所述步進電機的電機軸與所述偏心輪固定連接。[0008]進一步的技術(shù)方案，所述曲杠桿經(jīng)鉸支軸與所述殼體鉸接。進一步的技術(shù)方案，所述控制機構(gòu)包括傳感器及控制系統(tǒng)。上述技術(shù)方案中，當步進電機通電工作時，電機軸轉(zhuǎn)動帶動偏心輪在滑柱的封閉槽內(nèi)順時針旋轉(zhuǎn)，滑柱受到向上的推力，滑柱向上滑動的同時帶動設(shè)置于滑柱的徑向孔內(nèi)的滾輪滾動，滾輪滾動帶動曲杠桿繞著鉸支軸逆時針轉(zhuǎn)動，曲杠桿的抓取部便由外向內(nèi)運動從而抓取住工件的外表面，實現(xiàn)工件外部的夾持抓取動作，并且由于偏心輪具有自鎖能力，可對被抓取的工件保持持續(xù)的夾持力；當步進電機驅(qū)動偏心輪逆時針轉(zhuǎn)動時，推動滑柱向下滑動，滾輪在滑柱的徑向孔內(nèi)滾動帶動曲杠桿沿鉸支軸順時針方向轉(zhuǎn)動，曲杠桿的抓取部便可由內(nèi)向外轉(zhuǎn)動從而抓取工件的內(nèi)表面，實現(xiàn)工件內(nèi)部的夾持抓取動作。本實用新型的優(yōu)點是:1.本實用新型通過在抓取裝置的殼體內(nèi)設(shè)置滑柱，滑柱上端開設(shè)封閉槽，其內(nèi)設(shè)置偏心輪，偏心輪與步進電機連接，滑柱下端開設(shè)有徑向孔，徑向孔內(nèi)設(shè)置滾輪，滾輪與曲杠桿鉸接，曲杠桿與殼體鉸接，當步進電機驅(qū)動滑柱上下滑動時，即可帶動滾輪在徑向孔內(nèi)內(nèi)外滾動，從而帶動曲杠桿由外向內(nèi)轉(zhuǎn)動或由內(nèi)向外轉(zhuǎn)動，方便的實現(xiàn)對工件外表面或內(nèi)表面的夾持抓??；2.本實用新型只需通過改變步進電機旋轉(zhuǎn)方向進而改變偏心輪的轉(zhuǎn)動方向，即可實現(xiàn)對工件的內(nèi)外夾持，較之以往無需更換零部件，較為方便；3.本實用新型無需更換零部件即可方便的實現(xiàn)工件的內(nèi)外夾持，工作效率較高；4.本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，利用步進電機驅(qū)動，較之以往液壓驅(qū)動或氣壓驅(qū)動，對環(huán)境無污染，成本也較低。以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:


圖1為本實用新型實施例一中外部抓取工件時的抓取狀態(tài)示意圖；圖2為本實用新型實施例一中外部抓取工件時的松開狀態(tài)示意圖；圖3為本實用新型實施例一中內(nèi)部抓取工件時的抓取狀態(tài)示意圖；圖4為本實用新型實施例一中內(nèi)部抓取工件時的松開狀態(tài)示意圖。其中:1、殼體；2、滑柱；3、偏心輪；4、徑向孔；5、滾輪；6、曲杠桿；7、電機軸；8、鉸支軸；9、封閉槽。
具體實施方式
實施例一:參見
圖1至4所示，一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，包括一殼體1，所述殼體I內(nèi)設(shè)有滑柱2，所述滑柱2上端開設(shè)有封閉槽9，所述封閉槽9內(nèi)設(shè)有偏心輪3,還包括動力機構(gòu),所述動力機構(gòu)與所述偏心輪相連并驅(qū)動所述偏心輪轉(zhuǎn)動,所述動力機構(gòu)為步進電機，所述步進電機的電機軸7與所述偏心輪3固定連接，所述滑柱2下端沿周邊至少開設(shè)有兩個徑向孔4，所述徑向孔4內(nèi)配合設(shè)有滾輪5，所述滾輪5與經(jīng)鉸支軸8鉸接在殼體I上的曲杠桿6的一端鉸接，所述曲杠桿6的另一端構(gòu)成抓取部；所述抓取裝置上還配合設(shè)有控制機構(gòu)，所述控制機構(gòu)包括傳感器及控制系統(tǒng)。具體參見
圖1所示，裝置由外部抓取工件動作時，步進電機在控制系統(tǒng)的控制下工作，電機軸帶動偏心輪在封閉槽內(nèi)順時針轉(zhuǎn)動，滑柱受到向上的推力，由于滑柱的下端開設(shè)有兩個徑向孔，其內(nèi)部以適當簡間隙配合設(shè)有滾輪，該滾輪與曲杠桿鉸接，滑柱向上滑動的同時，滾輪在徑向孔內(nèi)由內(nèi)向外滾動，帶動曲杠桿繞著鉸支軸逆時針轉(zhuǎn)動，曲杠桿的抓取部由外向內(nèi)進而夾持住工件的外表面，實現(xiàn)工件外表面的抓取動作，由于偏心輪本身具有自鎖能力，因而可持續(xù)的對工件保持夾持力；參見圖2所示，當工件被抓取后，機械手按照預先設(shè)定的程序運動，將抓取住的工件傳送到指定位置，傳感器發(fā)出信號，控制系統(tǒng)控制步進電機動作，電機軸帶動偏心輪逆時針轉(zhuǎn)動，滑柱向下滑動，使得曲杠桿順時針轉(zhuǎn)動，從而在指定位置松開工件，工件進入后續(xù)的加工動作。參見圖3所示，裝置由內(nèi)部抓取工件動作時，無需對裝置進行更換零部件，只需要步進電機旋轉(zhuǎn)方向，電機軸驅(qū)動偏心輪逆時針轉(zhuǎn)動，滑柱向下滑動，滑柱下端的滾輪在徑向孔內(nèi)由外向內(nèi)滾動，帶動曲杠桿繞著鉸支軸順時針轉(zhuǎn)動，曲杠桿的抓取部由內(nèi)向外抓取工件，實現(xiàn)工件內(nèi)表面的抓取動作；參見圖4所示，當工件被抓取后，機械手按照預先設(shè)定的程序運動，將抓取住的工件傳送到指定位置，傳感器發(fā)出信號，控制系統(tǒng)控制步進電機動作，電機軸驅(qū)動偏心輪順時針轉(zhuǎn)動，推動滑柱向上滑動，使得曲杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，從而在指定位置松開工件，工件進入后續(xù)的加工動作?？蓪崿F(xiàn)內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置包括兩部分:一部分是偏心輪機構(gòu)，另一部分是曲杠桿機構(gòu)，裝置在考慮摩擦損失后的輸出力為實際輸出力，常用Fp表示。通過建立力學模型并分析計算可知，圖中所示機械手抓取裝置每一個夾持部，對
工件的實際夾持力的計 算公式為
權(quán)利要求1.一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，包括一殼體(1)，其特征在于:所述殼體(1)內(nèi)設(shè)有滑柱(2)，所述滑柱(2)上端開設(shè)有封閉槽(9)，所述封閉槽(9)內(nèi)設(shè)有偏心輪(3),還包括動力機構(gòu),所述動力機構(gòu)與所述偏心輪(3)相連并驅(qū)動所述偏心輪轉(zhuǎn)動,所述滑柱(2)下端沿周邊至少開設(shè)有兩個徑向孔(4)，所述徑向孔(4)內(nèi)配合設(shè)有滾輪(5)，所述滾輪(5)與鉸接在殼體(1)上的曲杠桿￠)的一端鉸接，所述曲杠桿￠)的另一端構(gòu)成抓取部；所述抓取裝置上還配合設(shè)有控制機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，其特征在于:所述動力機構(gòu)包括步進電機，所述步進電機的電機軸(7)與所述偏心輪(3)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，其特征在于:所述曲杠桿(6)經(jīng)鉸支軸(8)與所述殼體(1)鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，其特征在于:所述控制機構(gòu)包括傳感器及控制系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種可內(nèi)外夾持的偏心輪機械手抓取裝置，包括一殼體，其特征在于所述殼體內(nèi)設(shè)有滑柱，所述滑柱上端開設(shè)有封閉槽，所述封閉槽內(nèi)設(shè)有偏心輪，還包括動力機構(gòu)，所述動力機構(gòu)與所述偏心輪相連并驅(qū)動所述偏心輪轉(zhuǎn)動，所述滑柱下端沿周邊至少開設(shè)有兩個徑向孔，所述徑向孔內(nèi)配合設(shè)有滾輪，所述滾輪與鉸接在殼體上的曲杠桿的一端鉸接，所述曲杠桿的另一端構(gòu)成抓取部；所述抓取裝置上還配合設(shè)有控制機構(gòu)。本實用新型的機械手抓取裝置可方便的從工件外部或內(nèi)部夾持抓取工件，無需更換零部件，工作效率較高，工作效率較高，成本低，且對環(huán)境無污染。
文檔編號B25J15/08GK203109958SQ201220632918
公開日2013年8月7日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者黃穎, 王明娣, 鐘康民, 劉勇濤, 張弛 申請人:蘇州大學