機(jī)械手和帶有機(jī)械手的機(jī)械裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，在搬運(yùn)、制造、存儲(chǔ)等工序中，人力操作逐漸被機(jī)器人所替代，從而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并將工人從重復(fù)枯燥的機(jī)械勞動(dòng)中解放出來(lái)，加速社會(huì)向智能化和機(jī)械化的方向發(fā)展。
[0003]然而，通用的工業(yè)機(jī)器人在某些特殊領(lǐng)域已經(jīng)無(wú)法替代人工完成特定的作業(yè)要求，比如:為完成抓取動(dòng)作，通用的工業(yè)機(jī)器人需要增加相應(yīng)的工裝夾具才能使用；以及為適應(yīng)通用性標(biāo)準(zhǔn)多軸機(jī)器人往往存在過(guò)度設(shè)計(jì)的問(wèn)題等。另外，通用的工業(yè)機(jī)器人還存在價(jià)格昂貴、維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，確有必要提供一種可實(shí)現(xiàn)特定的抓取動(dòng)作且維護(hù)成本較低的機(jī)械手以及機(jī)械裝置。
[0005]本發(fā)明提供一種機(jī)械手，其包括氣缸、轉(zhuǎn)臂、電機(jī)、抓手安裝板、抓手，其中，
[0006]所述轉(zhuǎn)臂固定于一擺臂，所述轉(zhuǎn)臂為空心的圓筒結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)臂的頂端與所述氣缸相連，所述轉(zhuǎn)臂的底端設(shè)有抓手安裝板，所述轉(zhuǎn)臂的中間設(shè)有連接件，所述連接件為空心的圓筒結(jié)構(gòu)且與所述轉(zhuǎn)臂相連通，所述連接件的內(nèi)表面設(shè)有第一鍵槽，所述擺臂對(duì)應(yīng)于連接件的位置設(shè)有與所述連接件配合設(shè)置的輸出軸，該輸出軸的外表面設(shè)有與所述第一鍵槽匹配的第一鍵以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)臂可繞所述輸出軸的軸線旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)臂的內(nèi)表面設(shè)有第二鍵槽，所述轉(zhuǎn)臂內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)輸出軸，所述旋轉(zhuǎn)輸出軸為空心的圓筒結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)輸出軸外套設(shè)深溝球軸承和一對(duì)角接觸軸承，所述深溝球軸承和所述角接觸軸承均設(shè)于所述轉(zhuǎn)臂的內(nèi)部，所述角接觸軸承的下方安裝有電機(jī)安裝板，所述電機(jī)安裝板上設(shè)有電機(jī)，所述電機(jī)位于所述轉(zhuǎn)臂的一側(cè)，所述電機(jī)還設(shè)有主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，所述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪通過(guò)同步帶連接，所述從動(dòng)輪安裝于所述旋轉(zhuǎn)輸出軸并位于所述電機(jī)安裝板的下方，且所述從動(dòng)輪與所述旋轉(zhuǎn)輸出軸為同軸設(shè)置以實(shí)現(xiàn)在所述主動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)下所述從動(dòng)輪和旋轉(zhuǎn)輸出軸繞所述旋轉(zhuǎn)輸出軸的軸線同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0007]所述氣缸包括活塞桿，所述氣缸的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣孔和出氣孔，所述進(jìn)氣孔和出氣孔分別與進(jìn)氣管和出氣管相連以使所述活塞桿進(jìn)行反復(fù)的上下運(yùn)動(dòng)，所述活塞桿的底部連有推拉桿軸承蓋和推拉桿軸承座，所述推拉桿軸承蓋和推拉桿軸承座固定連接，所述推拉桿軸承座內(nèi)安裝上下設(shè)置且同軸的第一軸承和第二軸承，所述推拉桿軸承座的外表面設(shè)有與所述轉(zhuǎn)臂的第二鍵槽匹配的第二鍵，推拉桿的一端通過(guò)第一軸承及第二軸承而固定于推拉桿軸承座，所述推拉桿的另一端穿過(guò)所述旋轉(zhuǎn)輸出軸的內(nèi)部而延伸至所述抓手安裝板的中間的一側(cè)，所述推拉桿外套設(shè)直線軸承且所述直線軸承設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)輸出軸的內(nèi)部以在活塞桿的帶動(dòng)下所述推拉桿實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)；
[0008]所述抓手安裝板用于安裝所述抓手，所述抓手安裝板的頂端通過(guò)一壓板固定于所述旋轉(zhuǎn)輸出軸的底端以實(shí)現(xiàn)抓手安裝板以及抓手與所述旋轉(zhuǎn)輸出軸保持一致的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述抓手安裝板的底端設(shè)有固定桿；
[0009]所述抓手包括對(duì)稱設(shè)置的一對(duì)第一連桿、一對(duì)第二連桿和一對(duì)爪齒，所述第一連桿的第一端鉸接于所述推拉桿的底端，所述第一連桿的第二端與第二連桿的第一端相鉸接，所述第二連桿的中部固定于所述固定桿的一端，所述爪齒設(shè)于所述第二連桿的第二端，所述爪齒用于抓取待拾物，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述推拉桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)所述抓手實(shí)現(xiàn)撐開和抓取動(dòng)作。
[0010]其中，所述爪齒包括一具有弧度的鉤狀結(jié)構(gòu)，所述鉤狀結(jié)構(gòu)與待拾物的邊沿一致。
[0011]其中，所述擺臂的一側(cè)固定有轉(zhuǎn)臂電機(jī)，所述轉(zhuǎn)臂電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)臂繞所述輸出軸的軸線旋轉(zhuǎn)。
[0012]本發(fā)明還提供一種帶有上述機(jī)械手的機(jī)械裝置，其進(jìn)一步包括減速機(jī)、擺臂電機(jī)、旋轉(zhuǎn)底座和旋轉(zhuǎn)底座電機(jī)，所述擺臂安裝于所述減速機(jī)上，所述減速機(jī)安裝于所述旋轉(zhuǎn)底座上，所述旋轉(zhuǎn)底座安裝于一控制柜的頂面，所述控制柜內(nèi)裝有所述旋轉(zhuǎn)底座電機(jī)，所述擺臂電機(jī)安裝于所述減速機(jī)的一側(cè)，所述擺臂電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)減速機(jī)以進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)所述擺臂在垂直方向以擺臂的靠近所述旋轉(zhuǎn)底座的一端為中心來(lái)回在180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)底座電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)底座轉(zhuǎn)動(dòng)以帶動(dòng)所述擺臂繞所述旋轉(zhuǎn)底座的中心旋轉(zhuǎn)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所述機(jī)械手和帶有機(jī)械手的機(jī)械裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):所述氣缸設(shè)于轉(zhuǎn)臂的頂部，所述推拉桿的頂端固定于推拉桿軸承座，該推拉桿穿過(guò)所述旋轉(zhuǎn)輸出軸的內(nèi)部并在推拉桿的底端安裝抓手，隨著氣缸中的活塞桿的上下運(yùn)動(dòng)，所述推拉桿也進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)連桿鉸接形成的抓手實(shí)現(xiàn)抓取和撐開的動(dòng)作；同時(shí)，在旋轉(zhuǎn)輸出軸上固定從動(dòng)輪，從動(dòng)輪由主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸出軸繞自身的軸線進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)輸出軸的底端固定有抓手安裝板，抓手安裝板安裝所述抓手，因此，所述抓手安裝板以及抓手的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與所述旋轉(zhuǎn)輸出軸保持一致。即在旋轉(zhuǎn)輸出軸繞自身的軸線進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)時(shí)，抓手安裝板以及抓手也繞著旋轉(zhuǎn)輸出軸的軸線進(jìn)行360°同步旋轉(zhuǎn)。所述轉(zhuǎn)臂可由擺臂帶動(dòng)而以所述輸出軸的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因而所述機(jī)械手可在三維空間內(nèi)多個(gè)位置定位抓取和松開物品。另外，該推拉桿設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)輸出軸的內(nèi)部，其為一體的設(shè)計(jì)，因而具有較好的抵抗抖動(dòng)能力，可承受較大的瞬間的沖擊。該機(jī)械手的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，且成本較低。
[0014]所述擺臂在旋轉(zhuǎn)底座電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下而可實(shí)現(xiàn)在水平面內(nèi)左右轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)所述擺臂可在所述擺臂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)在垂直方向上下運(yùn)動(dòng)。因而該機(jī)械裝置可在較大的三維空間實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，利于工業(yè)化應(yīng)用。
[0015]所述抓手的爪齒的部分可根據(jù)具體的待取物品的形狀和輪廓而設(shè)計(jì)。因而適應(yīng)性較好，應(yīng)用更廣。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述帶有機(jī)械手的機(jī)械裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1中機(jī)械手的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為圖2所述機(jī)械手的剖面示意圖。
[0019]圖4為圖2所述機(jī)械手在拆下轉(zhuǎn)臂后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5和圖6為圖2所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂從不同角度的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為圖5所述轉(zhuǎn)臂的剖面示意圖。
[0022]圖8為圖4中所述機(jī)械手中電機(jī)的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為圖2所述機(jī)械手的抓手的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖10為圖9所述機(jī)械手在抓取待拾物的工作示意圖。
[0025]在附圖1至附圖10中，I表示轉(zhuǎn)臂；la表示連接件；lal表示第一鍵槽；lb表示第二鍵槽；lc表示旋轉(zhuǎn)輸出軸；lcl表示深溝球軸承；lc2表示角接觸軸承；2表示擺臂；2a表不輸出軸；2al表不第一鍵；3表不氣缸；3a表不活塞桿；3b表不進(jìn)氣孔；3c表不出氣孔；3d表不氣缸法蘭；4表不抓手安裝板；4a表不壓板；4b表不固定桿；5表不電機(jī)；5a表不主動(dòng)輪；5b表示從動(dòng)輪；5c表示同步帶；6表示電機(jī)安裝板；7表示推拉桿；7a表示直線軸承；8表;^推拉桿軸承蓋；9表;^推拉桿軸承座；9a表不第一軸承；9b表不第二軸承；9c表不第二鍵；10表不抓手；10a表不第一連桿；10b表不第二連桿；10c表不爪齒；10cl表不鉤狀結(jié)構(gòu)；11表示轉(zhuǎn)臂電機(jī)；12表示擺臂電機(jī)；13表示減速機(jī)；14表示旋轉(zhuǎn)底座；15表示控制柜；16表示待拾物I1表示輸出軸的軸線；L2表示旋轉(zhuǎn)輸出軸的軸線。
[0026]如下具體實(shí)施例將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的機(jī)械手和帶有機(jī)械手的機(jī)械裝置作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]請(qǐng)參閱圖1及圖2，為本發(fā)明提供的帶有機(jī)械手的機(jī)械裝置。所述帶有機(jī)械手的機(jī)械裝置包括機(jī)械手(圖未標(biāo))、轉(zhuǎn)臂電機(jī)11、擺臂2、擺臂電機(jī)12、減速機(jī)13和旋轉(zhuǎn)底座14。所述機(jī)械手安裝于所述擺臂2上。所述機(jī)械手包括一轉(zhuǎn)臂I和設(shè)于轉(zhuǎn)臂I中間位置的連接件la。所述機(jī)械手通過(guò)所述連接件Ia連接于所述擺臂2上。定義所述轉(zhuǎn)臂2包括相對(duì)設(shè)置的第一端和第二端，其中，所述第一端靠近所述連接件la。所述轉(zhuǎn)臂電機(jī)11設(shè)于所述擺臂2的第一端。所述擺臂2的第二端固定于所述減速機(jī)13上。所述擺臂電機(jī)12安裝于所述減速機(jī)13的一側(cè)。所述減速機(jī)13安裝于所述旋轉(zhuǎn)底座14，即所述擺臂2的第二端靠近所述旋轉(zhuǎn)底座14。所述旋轉(zhuǎn)底座14安裝于一控制柜15。所述控制柜15內(nèi)裝有一旋轉(zhuǎn)底座電機(jī)(圖未示)。所述擺臂電機(jī)12用于驅(qū)動(dòng)所述擺臂2在垂直方向以所述擺臂2的第二端為中心來(lái)回在180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，即沿Al方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述旋轉(zhuǎn)底座14位于所述控制柜15的頂面，并可繞所述旋轉(zhuǎn)底座14的中心沿A2方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可帶動(dòng)所述擺臂2以及機(jī)械手在水平面內(nèi)繞所述旋轉(zhuǎn)底座14的中心旋轉(zhuǎn)。
[0029]請(qǐng)參閱圖2至圖4，所述機(jī)械手包括轉(zhuǎn)臂1、氣缸3、抓手安裝板4、電機(jī)5和抓手10。所述轉(zhuǎn)臂I固定于所述擺臂2。所述轉(zhuǎn)臂I為空心的圓筒結(jié)構(gòu)。所述轉(zhuǎn)臂I的頂端與所述氣缸3相連。所述轉(zhuǎn)臂I的底端設(shè)有抓手安裝板4。請(qǐng)參閱圖5?圖7，所述轉(zhuǎn)臂I的中間設(shè)有連接件la。所述連接件Ia為空心的圓筒結(jié)構(gòu)，所述連接件Ia與所述轉(zhuǎn)臂I相連通。所述連接件Ia的內(nèi)表面設(shè)有第一鍵槽Ial。所述擺臂2對(duì)應(yīng)于所述連接件Ia的位置設(shè)有輸出軸2a。所述輸出軸2a設(shè)于所述連接件Ia的內(nèi)部空間該輸出軸2a的外表面設(shè)有與所述第一鍵槽Ial匹配的第一鍵2al，而實(shí)現(xiàn)輸出軸2a與連接件Ia配合設(shè)置。所述轉(zhuǎn)臂電機(jī)11用于驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手繞著所述輸出軸2a的軸線L1進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，即所述轉(zhuǎn)臂I可繞所述輸出軸2a的軸線L1進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可帶動(dòng)所述抓手10、抓手安裝板4及氣缸3繞所述輸出軸2a的軸線L1進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)。
[0030]所述轉(zhuǎn)臂I的內(nèi)表面設(shè)有第二鍵槽lb。所述轉(zhuǎn)臂I內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)輸出軸lc。請(qǐng)參閱