[实用新型]手指变位并转位的曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手有效
申请号: | 201720447391.0 | 申请日: | 2017-04-26 |
公开(公告)号: | CN207127904U | 公开(公告)日: | 2018-03-23 |
发明(设计)人: | 章军;沈坚;吕兵 | 申请(专利权)人: | 江南大学 |
主分类号: | B25J15/00 | 分类号: | B25J15/00 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 214122 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 手指 变位 曲柄 摇杆 并联 机构 手掌 机械手 | ||
技术领域
本实用新型手指变位并转位的曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手,具有操作空间大、适应性广、能耗低等优点,属于物流输送装备、机械手和机器人领域。
背景技术
目前除了成本高昂、装有很多传感器的拟人灵巧手之外,普通机械要么只能控制手指的中心距、抓取大小直径的圆形或球形物体,要么控制手指转位,从抓取圆形或球形物体转变到抓取长方形物体,手指既可改变位置、又可转动角度的机械手还没有报道。
发明内容
本实用新型克服了上述缺陷,从改变手掌形状的角度设计机械手,根据并联机构作用空间大的特点,采用了最为简单的曲柄摇杆滑块机构,选用了三个相同的柔性的板弹簧手指,其中一个手指不动,另外两个手指是既转动又移动的平动运动。左侧的曲柄摇杆滑块机构是主动驱动结构,由两个步进电机分别驱动,产生曲柄的角位移和滑块的直线移动;右侧的曲柄摇杆滑块机构是从动机构,通过一对齿轮等速地传动,左侧曲柄与右侧曲柄的转动角位移相等;机械手有三个板弹簧手指,其中两个手指分别安装在左右侧的连杆或摇杆上,通过两个步进电机的协同控制抓取物体;也通过手动调节,可以改变曲柄偏心距、两个手指分别在连杆或摇杆的位置和角度、以及另一个固定手指的位置。本实用新型机械手的夹紧抓取动力也是靠两个步进电机驱动,由于自锁两个步进电机在抓持过程中可以断电。本实用新型机械手具有操作空间大、适应性广、能耗低等优点,属于物流输送装备、机械手和机器人领域。
本发明的主要解决方案是这样实现的:
如附图1-3所示,本实用新型手指变位并转位的曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手,由底板1、导轨支座2、直线导轨3、安装板4、直线轴承5、移动座6、丝杠螺母7、丝杆步进电机8、铰链轴9、耐磨垫圈10、从动摇杆11、主动摇杆12、连杆13、销轴14、短手指座15、板弹簧曲面手指16、开槽曲柄17、齿轮盖板18、带蜗轮减速器步进电机19、主动齿轮20、平键21、驱动轴22、长套筒23、带座轴承24、短套筒25、从动轴26、厚套筒 27、锥孔齿轮28、锥套29、扁圆螺母30、小带座轴承31、导向螺柱32、长手指座33、中手指座34、厚垫块35组成。
如附图1-3所示,本实用新型手指变位并转位的曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手中,直线导轨3的两端由两个导轨支座2固定,两个导轨支座2安装在底板1上,安装板 4的两端各自固定在两个导轨支座2上,安装板4有不同位置的孔系与机器人本体相联结,孔系尺寸对应于机器人本体,为适应不同的被抓持物体的重心、不同位置的孔系便于调整联结;直线轴承5穿过直线导轨3而移动,移动座6固定在直线轴承5上,铰链轴9靠螺母固定在移动座6上;丝杠螺母7固定在移动座6上,丝杆步进电机8固定在底板1上,丝杆步进电机8通过丝杠螺母7驱动移动座6,带动直线轴承5在直线导轨3上直线移动;铰链轴9 上穿过从动摇杆11和主动摇杆12上的孔,从动摇杆11左右侧均有耐磨垫圈10,从动摇杆 11和主动摇杆12在铰链轴9上旋向相反的相对转动;
主动摇杆12的水平面上同轴心线地铣削加工了两层宽窄不同的腰形槽,主动摇杆 12与左侧的连杆13靠销轴14铰链联结,销轴14的导向圆柱面直径与主动摇杆12的宽腰形槽宽度间隙配合,销轴14螺母拧紧后销轴14和主动摇杆12成一体,连杆13厚度上有间隙,连杆13可以在销轴14中相对主动摇杆12转动;移动销轴14位置螺母固定后,可以手工调节摇杆的工作长度;连杆13的另一端与开槽曲柄17通过销轴14铰链联结,开槽曲柄17也同轴心线地铣削加工了两层宽窄不同的腰形槽,同主动摇杆12与连杆13联结原理一样,用来调节手工开槽曲柄17的工作偏心距;
主动的开槽曲柄17的另一端套在驱动轴22上,靠螺钉紧固在驱动轴22一端的削扁面上,传递驱动轴22转动扭矩;驱动轴22装有开槽曲柄17、长套筒23、两个带座轴承 24、短套筒25、主动齿轮20,驱动轴22另一端的削扁圆柱段间隙配合地插进带蜗轮减速器步进电机19驱动轴的孔内,带蜗轮减速器步进电机19通过这削扁圆柱段传递扭矩到驱动轴 22,驱动轴22上的平键21将扭矩传递到主动齿轮20上;修磨长套筒23、短套筒25的轴心尺寸,可调节主动齿轮20的轴向位置;一个带座轴承24固定在齿轮盖板18上,被抓持物体产生轴向的重力由驱动轴22的轴肩面传递到这个带座轴承24的内圈承受,同轴心线的另一个带座轴承24固定在底板1,齿轮盖板18由两个导向螺柱32和底板1联结成整体结构,导向螺柱32两端均为与相应孔间隙配合的圆柱面,再用螺母拧紧而不是导向螺柱32旋紧在底板1和齿轮盖板18上;
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