機(jī)器人電動(dòng)抓持器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機(jī)器人電動(dòng)抓持器，包括法蘭基座，法蘭基座內(nèi)中部設(shè)有蝸桿，蝸桿兩側(cè)設(shè)有一對與蝸桿相嗤合且旋向相同的扇形蝸輪，一對扇形蝸輪軸心處均固定連接有一拐狀連桿，拐狀連桿下端較接有手爪；一對扇形蝸輪固定于一箱體內(nèi)，箱體內(nèi)部較接有與拐狀連桿平行設(shè)置的曲桿，曲桿下端與手爪相連接，拐狀連桿、曲桿及手爪形成平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用無刷直流平電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，使其可以更加靈活、方便的實(shí)現(xiàn)夾緊力、夾緊速度和位置的控制，本發(fā)明設(shè)計(jì)了蝸輪、蝸桿配合的夾緊方式，采用平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，使其手爪在夾緊過程中能始終保持平行，同時(shí)也增強(qiáng)了夾緊機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，夾緊過程中沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低。
【專利說明】機(jī)器人電動(dòng)抓持器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種機(jī)器人電動(dòng)抓持器。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人抓持器是可以實(shí)現(xiàn)類似人手功能的機(jī)器人部件，是用來握持工件或工具的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一，既是一個(gè)主動(dòng)感知工作環(huán)境信息的感知器和最后執(zhí)行器，又是一個(gè)高度集成的具有感知功能和智能化的機(jī)電系統(tǒng)。在機(jī)器人整個(gè)系統(tǒng)中，抓持器的應(yīng)用是整個(gè)工作過程的核心，決定了整個(gè)機(jī)器手的工作質(zhì)量和效率。通常的抓持器一般采用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的手指氣缸，或者真空吸盤等。這些抓持器使用簡單方便，只需要一個(gè)開關(guān)量信號(hào)就可以操控，成本低。但是這種抓持器靈活性不夠，抓取速度、抓取力均不能調(diào)控，這會(huì)導(dǎo)致很多物料不能被抓取，如雞蛋。為此，需要開發(fā)位置、速度、力均可控的電動(dòng)抓持器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的機(jī)器人電動(dòng)抓持器，該抓持器改變了傳統(tǒng)抓持器的動(dòng)力源和夾緊機(jī)構(gòu)，對抓持器的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)用性設(shè)計(jì)，使其在保持傳統(tǒng)抓持器的重量、尺寸和夾緊力的同時(shí)，提高了抓持器的張合范圍和張合速度，也使得對抓持器的控制變得更加的靈活、方便。
[0004]本發(fā)明的具體實(shí)施方案是:一種機(jī)器人電動(dòng)抓持器，其特征在于，包括法蘭基座，所述法蘭基座內(nèi)中部設(shè)有蝸桿，所述蝸桿兩側(cè)設(shè)有一對與蝸桿相嚙合且旋向相同的扇形蝸輪，所述一對扇形蝸輪軸心處均固定連接有一拐狀連桿，所述拐狀連桿下端固定連接有手爪。所述一對扇形蝸輪固定于一箱體內(nèi)，所述箱體上端與法蘭基座固定連接，所述箱體內(nèi)部鉸接有與拐狀連桿平行設(shè)置的曲桿，所述曲桿下端與手爪相連接，所述拐狀連桿、曲桿及手爪形成平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。
[0005]進(jìn)一步的，所述蝸桿前端與一減速器輸出端相連接，所述減速器輸入端與電機(jī)相連接，以驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述減速器與電機(jī)固定于法蘭基座上。
[0006]進(jìn)一步的，所述法蘭基座由包括位于下側(cè)的第一法蘭盤和與第一法蘭盤上端固定連接的第二法蘭盤，所述第一法蘭盤底端經(jīng)螺栓與箱體固定連接，所述第一法蘭盤內(nèi)設(shè)有減速器，所述第二法蘭盤內(nèi)設(shè)有電機(jī)，所述第一法蘭盤中部上端延伸形成管狀的軸套，所述第二法蘭盤外部套設(shè)有第三法蘭盤，所述第三法蘭盤頂部固定連接有第四法蘭盤，所述第四法蘭盤用于與機(jī)器人對接。
[0007]進(jìn)一步的，所述減速器為諧波減速器，所述減速器減速比為50，所述蝸輪蝸桿減速比為7.5。
[0008]進(jìn)一步的，所述的電機(jī)為帶120度霍爾傳感器的無刷直流平電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有霍爾傳感器接口，并由電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)組成，從而可以實(shí)現(xiàn)力矩、速度和位置控制。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果: I)本發(fā)明采用無刷直流平電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，使其可以更加靈活、方便的實(shí)現(xiàn)夾緊力、夾緊速度和位置的控制。
[0010]2)本發(fā)明設(shè)計(jì)了蝸輪、蝸桿配合的夾緊方式，使其夾緊速度變得更快，夾緊過程中沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低。
[0011]3)本發(fā)明采用平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，使其手爪在夾緊過程中能始終保持平行，同時(shí)也增強(qiáng)了夾緊機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明裝配圖的主視圖；
圖2是本發(fā)明裝配圖的左視圖；
圖3是本發(fā)明裝配圖的俯視圖；
圖4是本發(fā)明的電機(jī)與諧波減速器及諧波減速器與蝸桿的連接圖；
圖5是本發(fā)明的蝸輪、蝸桿嚙合圖；
圖6是本發(fā)明的平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。
[0013]圖中，1-安裝電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的蓋子；2_箱蓋一 ；3-光軸；4-軸承；5_箱蓋二 ；6-銷軸-手爪；8_彈性銷；9_拐狀連桿(也叫蝸輪曲桿);10_曲桿；11_蝸桿；lla-蝸桿的法蘭盤；12_第一法蘭盤；13_第二法蘭盤；14_第三法蘭盤；15_第四法蘭盤；16_電機(jī)軸軸套；17-電機(jī)；17a-電機(jī)連接盤；17b-電機(jī)軸；18_諧波減速器；18a_諧波減速器軸孔；18b_減速器的輸出法蘭。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]如圖1、2、3所示，所述機(jī)器人電動(dòng)抓持器可分為三個(gè)部分，即:由電機(jī)17、蓋子I內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)一控制部分；由諧波減速器18、蝸桿11、蝸輪曲桿9 (即拐狀連桿)構(gòu)成的減速一增力部分；由蝸桿11、蝸輪曲桿9、曲桿10、手爪7構(gòu)成的平行夾緊部分。諧波減速器18通過第一法蘭盤12實(shí)現(xiàn)定位，電機(jī)17通過第二法蘭盤13連接到諧波減速器18上，整個(gè)電動(dòng)抓持器通過第三法蘭盤14來保證其與機(jī)器人之間的相互位置，最后，該抓持器通過第四法蘭盤15固定到機(jī)器人上。由箱蓋一 2及箱蓋二 5構(gòu)成的箱體用于固定平行夾緊結(jié)構(gòu)。
[0016]如圖4所示，電機(jī)17的連接盤17a通過第二法蘭盤13固連到諧波減速器18，由于電機(jī)軸17b的尺寸與諧波減速器的輸入軸孔18a的尺寸不符，因此需要通過軸套16實(shí)現(xiàn)電機(jī)軸與諧波減速器的軸孔連接。由于第二法蘭盤13的阻隔，因此其安裝過程是:先將軸套16安裝到諧波減速器軸孔18a中并用緊定螺釘鎖緊；然后將電機(jī)17的電機(jī)連接盤17a與第二法蘭盤固定連接；最后將電機(jī)軸17b安裝到軸套中，電機(jī)軸與軸套采用過盈配合。蝸桿
11通過蝸桿的法蘭盤Ila與諧波減速器18的輸出法蘭18b固連。在電動(dòng)抓持器手爪7的張合過程中電機(jī)17將轉(zhuǎn)矩傳遞到諧波減速器軸孔18a，然后通過諧波減速器輸出帶動(dòng)減速器的輸出法蘭18b轉(zhuǎn)動(dòng)，最后通過輸出法蘭將轉(zhuǎn)矩傳遞到蝸桿11上。
[0017]如圖5所示，蝸桿11通過與兩個(gè)旋向相同的蝸輪曲桿9相嚙合，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)蝸輪曲桿反向旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到夾緊的目的。蝸輪曲桿9與蝸桿11的傳動(dòng)比為7.5，可實(shí)現(xiàn)減速和增大轉(zhuǎn)矩的目的。由于電動(dòng)抓持器的張合過程中，蝸輪曲桿9只使用渦輪的一部分，為了減小抓持器的重量以及尺寸，降低該工件的加工難度，節(jié)約成本。因此，將蝸輪部分設(shè)計(jì)成扇形。
[0018]如圖6所示，光軸3和銷軸6是固定于箱體兩端面。蝸輪曲桿9通過軸承4與銷軸6鉸接，軸承的作用是:保證蝸輪曲桿9和蝸桿11的相對位置；減小蝸輪曲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦；承擔(dān)蝸輪曲桿與蝸桿傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力。曲桿10的一端通過間隙配合與光軸3鉸接。蝸輪曲桿9、曲桿10的另一端分別通過彈性銷8與手爪鉸接。蝸輪曲桿9、曲桿10和手爪7配合組成平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，可保證手爪在夾緊過程中始終保持平行。
[0019]本發(fā)明所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人電動(dòng)抓持器，其特征在于，包括法蘭基座，所述法蘭基座內(nèi)中部設(shè)有蝸桿，所述蝸桿兩側(cè)設(shè)有一對與蝸桿相嚙合且旋向相同的扇形蝸輪，所述一對扇形蝸輪軸心處均固定連接有一拐狀連桿，所述拐狀連桿下端鉸接有手爪，所述一對扇形蝸輪固定于一箱體內(nèi)，所述箱體上端與法蘭基座固定連接，所述箱體內(nèi)部鉸接有與拐狀連桿平行設(shè)置的曲桿，所述曲桿下端與手爪相連接，所述拐狀連桿、曲桿及手爪形成平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人電動(dòng)抓持器，所述蝸桿前端與一減速器輸出端相連接，所述減速器輸入端與電機(jī)相連接，以驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述減速器與電機(jī)固定于法蘭基座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人電動(dòng)抓持器，所述法蘭基座由包括位于下側(cè)的第一法蘭盤和與第一法蘭盤上端固定連接的第二法蘭盤，所述第一法蘭盤底端經(jīng)螺栓與箱體固定連接，所述第一法蘭盤內(nèi)設(shè)有減速器，所述第二法蘭盤內(nèi)設(shè)有電機(jī)，所述第一法蘭盤中部上端延伸形成管狀的軸套，所述第二法蘭盤外部套設(shè)有第三法蘭盤，所述第三法蘭盤頂部固定連接有第四法蘭盤，所述第四法蘭盤用于與機(jī)器人對接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人電動(dòng)抓持器，所述減速器為諧波減速器，所述減速器減速比為50，所述蝸輪蝸桿減速比為7.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人電動(dòng)抓持器，其特征在于:所述的電機(jī)為帶120度霍爾傳感器的無刷直流平電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有霍爾傳感器接口，并由電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)組成，從而可以實(shí)現(xiàn)力矩、速度和位置控制。
【文檔編號(hào)】B25J15/08GK104209953SQ201410335558
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】吳海彬, 蔣佑煊, 林濤, 李煒兵, 黃家源 申請人:福州大學(xué)