機械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機械手，包括機架以及設(shè)置在機架上的至少兩個手爪，在所述的機架上設(shè)置有一轉(zhuǎn)軸，在該轉(zhuǎn)軸的下端固定連接有一凸輪盤，在該凸輪盤外輪廓上設(shè)置有內(nèi)凹的第一弧形曲線以及將所述第一弧形曲線過渡連接的外凸的第二弧形曲線，所述的第一弧形曲線數(shù)量與所述的手爪數(shù)量相同；所述的手爪設(shè)置在凸輪盤的外部，在所述的手爪上還分別連接有一將所述手爪貼緊所述凸輪盤外輪廓的拉伸彈簧。本發(fā)明機械手，采用具有內(nèi)凹曲線的凸輪盤以及拉伸彈簧作用在手爪上，形成一個力鎖合的凸輪機構(gòu)，工作過程為：轉(zhuǎn)動手柄，凸輪盤在中心轉(zhuǎn)軸的帶動下轉(zhuǎn)動，進而將抓手撐開，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄，抓手在拉伸彈簧的拉力下抓緊物品，以此循環(huán)。
【專利說明】機械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機械手和機器人的抓取機構(gòu)，具體涉及一種凸輪彈簧機械手，尤其適用于輕質(zhì)不規(guī)則形狀物品的抓取。
【背景技術(shù)】
[0002]機械手是機器人中的重要部分，對機器人的應(yīng)用起著重要的作用，機械手安裝在機械臂的末端，一般稱為末端執(zhí)行器，是機器人的握持工具、工件或物品等操作的機械部分。
[0003]國內(nèi)外的小型機械手一般采用微小伺服電機經(jīng)傳動系統(tǒng)后驅(qū)動，從效率與性價比的角度來講存在明顯不足，如:傳統(tǒng)的伺服電機高速運行后需要有減速裝置，經(jīng)過降低速度才能驅(qū)動抓手，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)與傳動系統(tǒng)復(fù)雜，價格昂貴，同時此類機械手結(jié)構(gòu)和驅(qū)動均為剛性的，缺少柔順性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種線性平順張開和夾取的凸輪彈簧機械手，以達到使用維修方便，成本低廉，效率高的目的。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
一種機械手，包括機架以及設(shè)置在機架上的至少兩個手爪，其特征在于:在所述的機架上設(shè)置有一轉(zhuǎn)軸，在該轉(zhuǎn)軸的下端固定連接有一凸輪盤，在該凸輪盤外輪廓上設(shè)置有內(nèi)凹的第一弧形曲線以及將所述第一弧形曲線過渡連接的外凸的第二弧形曲線，所述的第一弧形曲線數(shù)量與所述的手爪數(shù)量相同；所述的手爪設(shè)置在凸輪盤的外部，在所述的手爪上還分別連接有一將所述手爪貼緊所述凸輪盤外輪廓的拉伸彈簧。
[0006]在所述的凸輪盤的下端設(shè)置有中心環(huán)，所述的拉伸彈簧內(nèi)端連接在該中心環(huán)上。
[0007]在所述手爪上設(shè)置有滾輪，該滾輪位于所述手爪與凸輪盤相接觸處。
[0008]所述的機架包括基體盤與限位盤，在所述的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有上軸段、中軸段以及下軸段，所述中軸段的直徑小于所述的上軸段和下軸段；所述的限位盤設(shè)置在所述的中軸段上，所述的基體盤和限位盤固定連接。
[0009]所述的基體盤設(shè)置在所述的上軸段上。
[0010]在所述轉(zhuǎn)軸的上部的固定有手柄。
[0011]所述的手爪為三個，且均布在所述機架上。
[0012]所述限位盤由兩個對稱的半限位盤組成。
[0013]在所述的基體盤的外側(cè)設(shè)置有基體盤鉸接孔，在所述手爪上端設(shè)置有手爪鉸接孔，所述的手爪通過一穿在所述基體盤鉸接孔和手爪鉸接孔上的安全銷與基體盤鉸接在一起。
[0014]在所述手爪下端附有橡膠套筒。
[0015]本發(fā)明機械手，采用具有內(nèi)凹曲線的凸輪盤以及拉伸彈簧作用在手爪上，形成一個力鎖合的凸輪機構(gòu)，工作過程為:轉(zhuǎn)動手柄，凸輪盤在中心轉(zhuǎn)軸的帶動下轉(zhuǎn)動，進而將抓手撐開，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄，抓手在拉伸彈簧的拉力下抓緊物品，以此循環(huán)。
[0016]相較市場上的常見機械手，本發(fā)明的有益效果:
構(gòu)型巧妙，利用空間力鎖合凸輪機構(gòu)，通過簡單的手柄轉(zhuǎn)動能實現(xiàn)抓手的快速張合，可以高效的實現(xiàn)對物品的抓放；成本低廉，所需材料部分是可直接購買的標(biāo)準(zhǔn)件，如拉伸彈簧、安全銷、螺栓，其它均是對應(yīng)有成熟加工工藝的工件，所需步驟也較為簡單，因此可以極大地降低機械手的單品價格；適應(yīng)物品，由于本新型機械手上由拉伸彈簧作為施力件，并且手爪下端附有橡膠套筒，所以在抓緊物品的同時還能保證物品不被損壞，而且可實現(xiàn)對不規(guī)則形狀物品的抓取。本發(fā)明設(shè)想的具體應(yīng)用產(chǎn)所:小型制造工廠，例如食品加工廠，塑料制品廠，毛絨玩具廠等，均可體現(xiàn)本發(fā)明對輕質(zhì)不規(guī)則形狀物品的抓放的優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:本發(fā)明構(gòu)造示意圖；
圖2:本發(fā)明中零件手爪正視圖；
圖3:本發(fā)明中零件中心轉(zhuǎn)軸正視圖；
圖4:本發(fā)明中零件基體盤俯視圖；
圖5:本發(fā)明中零件限位盤俯視圖；
圖6:本發(fā)明中零件凸輪俯視圖；
圖7:本發(fā)明實施例一過程圖之一；
圖8:本發(fā)明實施例一過程圖之二；
圖9:本發(fā)明實施例二過程圖之一；
圖10:本發(fā)明實施例二過程圖之二。
[0018]圖中1、手爪，2、螺栓，3、手柄，4、中心轉(zhuǎn)軸，5、基體盤，6、安全銷，7、限位盤，8、凸輪盤，9、拉伸彈簧，10、中心環(huán)，101、手爪鉸接孔，102、滾輪，103、鉤環(huán)，104、橡膠套筒，401、上軸段，402、中軸段，403、下軸段，501、基體盤鉸接孔，502、基體盤中孔，503、基體盤連接孔，504、固定孔，701、限位盤連接孔，702、限位盤中孔，703、半限位盤，801、凸輪孔。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明涉及一種機械手和機器人的抓取機構(gòu)，具體提供一種凸輪彈簧機械手，尤其適用于輕質(zhì)不規(guī)則形狀物品的抓取。
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]1、請參閱附圖1，本發(fā)明公開了一種凸輪彈簧機械手，尤其適用于輕質(zhì)不規(guī)則形狀物品的抓取。主體部分為空間的力鎖合凸輪機構(gòu)，由基體盤5與限位盤7來組成上述機構(gòu)的機架，中心轉(zhuǎn)軸4分別與上部的手柄3、下部的凸輪盤8相焊接作為上述機構(gòu)的轉(zhuǎn)動件，至少兩只呈中心對稱分布的手爪I作為機械手的抓手，該凸輪盤8外輪廓上設(shè)置有內(nèi)凹的第一弧形曲線以及將第一弧形曲線過渡連接的外凸的第二弧形曲線，每一條內(nèi)凹的第一弧形曲線都可看成一條凸輪輪廓曲線。在凸輪盤8轉(zhuǎn)動時，位于凸輪盤8外側(cè)并與凸輪盤外輪廓貼合的手爪張開或復(fù)位。在本實施例中手爪I為三只，三只由中心環(huán)10連接的拉伸彈簧9提供機械手的抓力。
[0022]2、請參閱附圖1飛，本凸輪彈簧機械手:
限位盤7由兩個對稱的半限位盤703組成。
[0023]中心轉(zhuǎn)軸4具有上軸段401、中軸段402以及下軸段403，其中中軸段402的直徑小于上軸段401和下軸段403，上軸段401和中軸段402分別于基體盤中孔702與限位盤中孔702間隙配合。
[0024]安全銷6通過連接手爪鉸接孔101與基體盤鉸接孔501將手爪I與基體盤5鉸接在一起，螺栓2通過連接基體盤連接孔503與限位盤連接孔701將基體盤5與限位盤7連接在一起，基體盤5通過固定孔504與機械手臂固定部位連接，手爪I與凸輪盤8相接觸處，使用滾輪102，手爪I下端附有橡膠套筒104，凸輪盤8上打有三個呈中心對稱的凸輪孔801。
[0025]請參見附圖7?10，轉(zhuǎn)動手柄，凸輪在中心轉(zhuǎn)軸的帶動下轉(zhuǎn)動，進而將抓手撐開，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄，抓手在拉伸彈簧的拉力下抓緊物品，以此循環(huán)。
[0026]3、實施例一:參見附圖7?8，本實例演示對球形物品的抓放，轉(zhuǎn)動手柄3，凸輪盤8將三只手爪I等角度撐起，置于物品上方適當(dāng)位置后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄3由于凸輪形狀的中心對稱性，手爪I將在彈簧9的拉力下向中心聚攏，進而抓緊物品，完成本次的抓取動作，如果再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)手柄3，抓手將把物品松開，完成放置動作，以此循環(huán)。
[0027]4、實施例二:參見附圖9?10，本實例演示對不規(guī)則形狀物品的抓放，轉(zhuǎn)動手柄3，凸輪盤8將手爪I等角度撐起，置于物品上方適當(dāng)位置后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄3由于凸輪形狀的中心對稱性，手爪將在彈簧9的拉力下向中心聚攏，當(dāng)三只手爪I均接觸到物品后，拉伸彈簧9方才停止收縮，由于手爪I上端為鉸接約束，施力件為彈簧，均有靈活可變性，所以本物品抓緊時三只手爪I的撐起角度不相等，借此完成對不規(guī)則形狀物品的抓取，如果再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)手柄3，抓手將把物品松開，完成放置動作，以此循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種機械手，包括機架以及設(shè)置在機架上的至少兩個手爪，其特征在于:在所述的機架上設(shè)置有一轉(zhuǎn)軸，在該轉(zhuǎn)軸的下端固定連接有一凸輪盤，在該凸輪盤外輪廓上設(shè)置有內(nèi)凹的第一弧形曲線以及將所述第一弧形曲線過渡連接的外凸的第二弧形曲線，所述的第一弧形曲線數(shù)量與所述的手爪數(shù)量相同；所述的手爪設(shè)置在凸輪盤的外部，在所述的手爪上還分別連接有一將所述手爪貼緊所述凸輪盤外輪廓的拉伸彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械手，其特征在于:所述的機架包括基體盤與限位盤，在所述的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有上軸段、中軸段以及下軸段，所述中軸段的直徑小于所述的上軸段和下軸段；所述的限位盤設(shè)置在所述的中軸段上，所述的基體盤和限位盤固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械手，其特征在于:所述限位盤由兩個對稱的半限位盤組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械手，其特征在于:所述的基體盤設(shè)置在所述的上軸段上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械手，其特征在于:在所述的基體盤的外側(cè)設(shè)置有基體盤鉸接孔，在所述手爪上端設(shè)置有手爪鉸接孔，所述的手爪通過一穿在所述基體盤鉸接孔和手爪鉸接孔上的安全銷與基體盤鉸接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機械手，其特征在于:在所述的凸輪盤的下端設(shè)置有中心環(huán)，所述的拉伸彈簧內(nèi)端連接在該中心環(huán)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機械手，其特征在于:在所述手爪上設(shè)置有滾輪，該滾輪位于所述手爪與凸輪盤相接觸處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機械手，其特征在于:在所述轉(zhuǎn)軸的上部的固定有手柄。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機械手，其特征在于:所述的手爪為三個，且均布在所述機架上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機械手，其特征在于:在所述手爪下端附有橡膠套筒。
【文檔編號】B25J9/10GK103831838SQ201410090419
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】雷鵬坤, 馮崇毅 申請人:東南大學(xué)