一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身，及設(shè)置在機(jī)身上的大臂，及設(shè)置在機(jī)身上的小臂，及設(shè)置在機(jī)身上的機(jī)械手，所述機(jī)身內(nèi)設(shè)有可驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)的大臂電機(jī)和第一光電編碼器，所述大臂上設(shè)有支撐架，所述支撐架上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)的小臂電機(jī)，所述小臂安裝在大臂上，且連接處設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的下部設(shè)有第二光電編碼器，所述小臂上設(shè)有一手腕，所述小臂上還設(shè)有可驅(qū)動(dòng)手腕升降的手腕升降電機(jī)，所述手腕下部設(shè)有機(jī)械手，所述手腕上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)機(jī)械手工作的手抓電機(jī)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、安裝方便，操作簡(jiǎn)單，省力，旋轉(zhuǎn)角度大，工作范圍廣，抓取效率高，成本低，適用范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，具有安全可靠的作用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械手用于重復(fù)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，其首先在美國(guó)研制和應(yīng)用，其能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，能夠代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和能源等部門(mén)。
[0003]機(jī)械手主要由抓手、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。抓手是用來(lái)抓持工件的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱(chēng)為機(jī)械手的自由度，自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作，同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。
[0004]目前，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，具備大載荷、高可靠性與安全性的機(jī)械手一般采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)均比較復(fù)雜，而且，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，工件在工段間轉(zhuǎn)移的簡(jiǎn)單重復(fù)運(yùn)動(dòng)，使用通用的多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人，顯然代價(jià)太高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、安裝方便，操作簡(jiǎn)單，省力，旋轉(zhuǎn)角度大，工作范圍廣，抓取效率高，成本低，適用范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，具有安全可靠作用的機(jī)械手結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種機(jī)械手結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身，及設(shè)置在機(jī)身上的大臂，及設(shè)置在機(jī)身上的小臂，及設(shè)置在機(jī)身上的機(jī)械手，所述機(jī)身內(nèi)設(shè)有可驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)的大臂電機(jī)和第一光電編碼器，所述大臂上設(shè)有支撐架，所述支撐架上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)的小臂電機(jī)，所述小臂安裝在大臂上，且連接處設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的下部設(shè)有第二光電編碼器，所述小臂上設(shè)有一手腕，所述小臂上還設(shè)有可驅(qū)動(dòng)手腕升降的手腕升降電機(jī)，所述機(jī)械手安裝在手腕下部，所述手腕上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)機(jī)械手工作的手抓電機(jī)。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述小臂電機(jī)的輸出端設(shè)有主動(dòng)齒輪，所述轉(zhuǎn)軸上部設(shè)有與所述主動(dòng)齒輪采用同步帶傳動(dòng)的從動(dòng)齒輪。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述大臂電機(jī)的輸出端連接有一齒輪組，所述第一光電編碼器與齒輪組相連。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述支撐架采用焊接的方式與大臂采用焊接的方式固定連接。
[0011]本實(shí)用新型一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)的有益效果是:使用時(shí)，通過(guò)所設(shè)的大臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)，通過(guò)所設(shè)的小臂電機(jī)帶動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)，從而使得機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到了最大化，可實(shí)現(xiàn)大范圍的旋轉(zhuǎn)，從而增加了機(jī)械手的工作范圍，通過(guò)所設(shè)的兩個(gè)光電編碼器，可利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移-數(shù)字變換，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)字量。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、安裝方便，操作簡(jiǎn)單，省力，旋轉(zhuǎn)角度大，工作范圍廣，抓取效率高，成本低，適用范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，具有安全可靠的作用。
[0012]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]參閱圖1所示的一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身1，及設(shè)置在機(jī)身1上的大臂2，及設(shè)置在機(jī)身1上的小臂3，及設(shè)置在機(jī)身1上的機(jī)械手4，所述機(jī)身1內(nèi)設(shè)有可驅(qū)動(dòng)大臂2旋轉(zhuǎn)的大臂電機(jī)5和第一光電編碼器6，所述大臂2上設(shè)有支撐架7，所述支撐架7上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)小臂3轉(zhuǎn)動(dòng)的小臂電機(jī)8，所述小臂3安裝在大臂2上,且連接處設(shè)有一轉(zhuǎn)軸9，所述轉(zhuǎn)軸9的下部設(shè)有第二光電編碼器10，所述小臂3上設(shè)有一手腕11，所述小臂3上還設(shè)有可驅(qū)動(dòng)手腕11升降的手腕升降電機(jī)12，所述機(jī)械手4安裝在手腕11下部，所述手腕11上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)機(jī)械手4工作的手抓電機(jī)13。
[0016]所述小臂電機(jī)8的輸出端設(shè)有主動(dòng)齒輪14，所述轉(zhuǎn)軸9上部設(shè)有與所述主動(dòng)齒輪14采用同步帶15傳動(dòng)的從動(dòng)齒輪16。
[0017]所述大臂電機(jī)5的輸出端連接有一齒輪組17，所述第一光電編碼器6與齒輪組17相連。
[0018]所述支撐架7與大臂2采用焊接的方式固定連接。
[0019]光電編碼器，是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤(pán)是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤(pán)還可提供相位相差90度的兩路脈沖信號(hào)。
[0020]光電編碼器原理:光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移-數(shù)字變換，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)字量的傳感器；常見(jiàn)的光電編碼器由光柵盤(pán)，發(fā)光元件和光敏元件組成。光柵實(shí)際上是一個(gè)刻有規(guī)則透光和不透光線條的圓盤(pán)，光敏元件接收的光通量隨透光線條同步變化，光敏元件輸出波形經(jīng)整形后，變?yōu)槊}沖信號(hào)，每轉(zhuǎn)一圈，輸出一個(gè)脈沖。根據(jù)脈沖的變化，可以精確測(cè)量和控制設(shè)備位移量。
[0021]本實(shí)用新型一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)的有益效果是:使用時(shí)，通過(guò)所設(shè)的大臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)，通過(guò)所設(shè)的小臂電機(jī)帶動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)，從而使得機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到了最大化，可實(shí)現(xiàn)大范圍的旋轉(zhuǎn)，從而增加了機(jī)械手的工作范圍，通過(guò)所設(shè)的兩個(gè)光電編碼器，可利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移-數(shù)字變換，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)字量。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、安裝方便，操作簡(jiǎn)單，省力，旋轉(zhuǎn)角度大，工作范圍廣，抓取效率高，成本低，適用范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，具有安全可靠的作用。
[0022]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身，及設(shè)置在機(jī)身上的大臂，及設(shè)置在機(jī)身上的小臂，及設(shè)置在機(jī)身上的機(jī)械手，其特征在于:所述機(jī)身內(nèi)設(shè)有可驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)的大臂電機(jī)和第一光電編碼器，所述大臂上設(shè)有支撐架，所述支撐架上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)的小臂電機(jī)，所述小臂安裝在大臂上，且連接處設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的下部設(shè)有第二光電編碼器，所述小臂上設(shè)有一手腕，所述小臂上還設(shè)有可驅(qū)動(dòng)手腕升降的手腕升降電機(jī)，所述機(jī)械手安裝在手腕下部，所述手腕上設(shè)有可驅(qū)動(dòng)機(jī)械手工作的手抓電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述小臂電機(jī)的輸出端設(shè)有主動(dòng)齒輪，所述轉(zhuǎn)軸上部設(shè)有與所述主動(dòng)齒輪采用同步帶傳動(dòng)的從動(dòng)齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述大臂電機(jī)的輸出端連接有一齒輪組，所述第一光電編碼器與齒輪組相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支撐架采用焊接的方式與大臂采用焊接的方式固定連接。
【文檔編號(hào)】B25J13/00GK204076265SQ201420418690
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】趙新樂(lè), 許鋒, 李玉卉 申請(qǐng)人:新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院