CN106826900B - 一种可调式机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调式机械手，包括连接座以及安装于连接座底端的夹持组件；夹持组件包括至少三个夹持件，该至少三个夹持件绕所述连接座的中心轴线圆周阵列；且相邻两夹持件可绕所述连接座的中心轴线向着相互靠近或者相互远离的方向运动；夹持件包括活动块、连接杆以及夹持杆，夹持杆的一端形成夹持端，夹持杆的另一端与连接杆的一端通过一铰接轴铰接，连接杆的另一端铰接于连接座上；所述铰接轴固接于活动块上；活动块可沿所述连接座的高度方向运动；所述至少三个夹持端共同围成一夹持空间。本发明的可调式机械手，能够抓取不同形状物体，不需要频繁更换夹爪即可实现物体的抓取。

Description

一种可调式机械手

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种可调式机械手。

背景技术

目前，物流等行业的自动化发展迅速，自动化覆盖较为全面，但涉及包裹等不定形状物体的抓取及投放仍是人力占据主导，人力成本较高。而少有的自动化设备一般是采用机械夹爪自动进行夹取，往往夹取结构较为复杂，且机械夹爪模式比较单一，只能针对特定形状的物体进行抓取，不同的物体需要更换不同的机械夹爪，不但成本较高，生产效率较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可调式机械手，能够抓取不同形状物体，不需要频繁更换夹爪即可实现物体的抓取。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种可调式机械手，包括连接座以及安装于连接座底端的夹持组件；夹持组件包括至少三个夹持件，该至少三个夹持件绕所述连接座的中心轴线圆周阵列；且相邻两夹持件可绕所述连接座的中心轴线向着相互靠近或者相互远离的方向运动；夹持件包括活动块、连接杆以及夹持杆，夹持杆的一端形成夹持端，夹持杆的另一端与连接杆的一端通过一铰接轴铰接，连接杆的另一端铰接于连接座上；所述铰接轴固接于活动块上；活动块可沿所述连接座的高度方向运动；所述至少三个夹持端共同围成一夹持空间。

优选的，连接座包括第一支撑板、第一连接板、第二连接板以及第三连接板，第一连接板、第二连接板以及第三连接板绕所述第一支撑板的中心轴线圆周阵列；第一连接板与第一支撑板固定连接；第二连接板和第三连接板均可绕所述第一支撑板的中心轴线向着靠近或者远离第一连接板的方向运动；第一连接板、第二连接板以及第三连接板上均设有所述夹持件，且各活动块可分别沿第一连接板、第二连接板以及第三连接板的高度方向运动；各连接杆分别铰接于第一连接板、第二连接板以及第三连接板；所述第一支撑板的中心轴线形成所述连接座的中心轴线。

优选的，还包括第一驱动机构，该第一驱动机构安装于第一支撑板上，且用于驱动所述第二连接板和第三连接板向着靠近或者远离第一连接板的方向运动。

优选的，第一驱动机构包括第一电机、曲柄、第一驱动杆以及第二驱动杆，所述曲柄的旋转中心与所述第一电机的转轴同步联接；所述曲柄的两端形成动力输出端，所述第一驱动杆的一端铰接于所述其中一动力输出端，所述第一驱动杆的另一端铰接于第二连接板上；所述第二驱动杆的一端铰接于所述另一动力输出端，所述第二驱动杆的另一端铰接于第三连接板上。

优选的，第一支撑板上的边缘设有两限位部，该两限位部间隔设置且该两限位部位于第二连接板和第三连接板之间，且其中一限位部用于在第二连接板向着远离第一连接板运动时与第二连接板抵接；另一限位部用于在第三连接板向着远离第一连接板运动时与第三连接板抵接。

优选的，连接座还包括一第二支撑板，该第二支撑板位于第一支撑板的上方，且第二支撑板与第一支撑板之间连接有多个支撑柱，第一连接板、第二连接板以及第三连接板的顶端均连接于第二支撑板上，第一连接板与第二连接板之间、第二连接板与第三连接板、第三连接板与第一连接板之间均设有所述支撑柱；所述第一连接板与第二连接板之间的支撑柱用于在所述第二连接板向着靠近所述第一连接板运动时与第二连接板抵接；所述第一连接板与第三连接板之间的支撑柱用于在所述第三连接板向着靠近所述第一连接板运动时与第三连接板抵接。

优选的，第二连接板的顶端与第二支撑板通过一第一止推轴承枢接；第三连接板的顶端与第二支撑板通过一第二止推轴承枢接。

优选的，还包括第二驱动机构，该第二驱动机构用于带动所述安装于第一支撑板上，且用于驱动各活动块分别沿第一连接板、第二连接板以及第三连接板的高度方向运动。

优选的，第二驱动机构包括第二电机、丝杆以及丝杆螺母，第二电机的机体安装在第一支撑板上，丝杆通过一齿轮组与所述第二电机的转轴同步联接，丝杆螺母与丝杆螺纹匹配，第一连接板上的活动块与丝杆螺母固定连接，第二连接板上的活动块和第三连接板上的活动块均铰接于丝杆螺母上。

优选的，第一连接板、第二连接板以及第三连接板上均设有滑轨，且各个滑轨分别沿第一连接板、第二连接板以及第三连接板的高度方向延伸；各活动块与各滑轨一一对应并滑动配合。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：夹持组件中相邻两夹持件可向着相互靠近或者相互远离的方向运动，即两两夹持件至今的间距可以调整，如此各夹持件的夹持端可以着力于不同形状的表面；与此同时，夹持件的夹持杆可在活动块运动过程中相对连接杆转动，实现夹持端的张合，即由至少三个夹持杆的夹持端共同围成一夹持空间的大小可调，如此可使夹持组件可夹持不同大小的夹持物，针对物流等行业包裹抓取中的不定形状物体，不需要频繁更换夹爪，能较好得实现对成本的控制及生产效率的提高。

附图说明

图1为本发明的机械手的结构示意图；

图2为本发明的机械手驱动部分的结构示意图；

图3为本发明的机械手的局部结构示意图。

图中：10、连接座；11、第一支撑板；111、限位部；12、第一连接板；13、第二连接板；14、第三连接板；15、第二支撑板；16、支撑柱；17、滑轨；18、第三支撑板；19、止推轴承；20、夹持组件；21、活动块；22、连接杆；23、夹持杆；24、夹持块；30、第一驱动机构；31、第一电机；32、曲柄；33、第一驱动杆；34、第二驱动杆；40、第二驱动机构；41、第二电机；42、丝杆；43、丝杆螺母；44、齿轮组；45、连接盘。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1所示的一种可调式机械手，包括连接座10以及夹持组件20，具体夹持组件20安装在连接座10的底端，用于夹持外部物体。

具体夹持组件20包括至少三个夹持件，且该至少三个夹持件绕连接座10的中心轴线圆周阵列，且相邻两夹持件可绕连接座10的中心轴线向着相互靠近或者相互远离的方向运动，即是说相邻两夹持件之间的间距可以调节。另外，夹持件包括活动块21、连接杆22以及夹持杆23，且夹持杆23的一端形成夹持端，同时夹持杆23的另一端与连接杆22的一端通过一铰接轴铰接，而连接杆22的另一端铰接于连接座10上。使上述铰接轴固接于活动块21上，该活动块21可沿连接座10的高度方向运动，至少三个夹持端可共同围成一夹持空间。

在上述结构基础上，使用本发明的机械手时，可先使相邻两夹持件向着相互靠近的方向或者相互远离的方向运动，使两两夹持件之间的距离变小或变大，如此在夹持不规则的夹取物时，可以是以两两夹持件作为抓取点，附着在待夹取物的不同面，实现该机械手不同的空间布局，抓取不同形状的物体。此外，根据待夹取物的大小，可使活动块21上下运动，由于连接杆22与夹持杆23之间铰接的铰接轴是安装在活动块21上，而连接杆22又是铰接在连接座10上，故在活动块21上下运动的过程中夹持杆23的夹持端会向着靠近或者远离的连接杆22的方向运动，实现夹持空间的张合，使该机械手能够夹持不同大小体积的物体。如此不需要频繁更换夹爪，便能较好得实现对成本的控制及生产效率的提高。

需要说明的是，在上述夹持杆23的夹持端上可设有柔性夹持块24(如橡胶或是硅胶之类的部件)，而在该柔性夹持块24可用于在夹取物体时与物体表面接触，一方面增大摩擦，另一方面保护被抓取的物体。另外，柔性夹持块24与待夹取物接触的面可设置齿状结构，进一步增大摩擦，防止在夹取过程中物体掉落。

优选的，在本实施例中，连接座10包括第一支撑板11、第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14，使第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14绕第一支撑板11的中心轴线圆周阵列。同时使第一连接板12与第一支撑板11固定连接，而第二连接板13和第三连接板14均可绕第一支撑板11的中心轴线向着靠近或者远离第一连接板12的方向运动。在此结构基础上，可第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14上均设置上述夹持件，且各活动块21可分别沿第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14的高度方向运动。而各连接杆22分别铰接于第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14；第一支撑板11的中心轴线形成连接座10的中心轴线。

首先，在本实施例中，采用三个连接板分别安装三个夹持件，如此形成的夹持结构更加稳定。另外，在上述结构基础上，只需使第二连接板13和第三连接板14分别靠近或者远离第一连接板12运动即可调整两两夹持件之间的间距。与此同时，使各个活动块21沿相应的连接板的高度方向运动，即可实现各个夹持端的转动，实现夹持空间的张合。

当然，需要说明的是，为了简化结构和节约成本，本实施例选用三个夹持件进行工作。具体也可根据实际情况来进行选择。

优选的，参见图2以及图3，本实施例中的机械手还包括第一驱动机构30，该第一驱动机构30安装于第一支撑板11上，且用于驱动第二连接板13和第三连接板14向着靠近或者远离第一连接板12的方向运动，便于机械控制，节约人力成本。

优选的，上述第一驱动机构30包括第一电机31、曲柄32、第一驱动杆33以及第二驱动杆34，使曲柄32的旋转中心与所述第一电机31的转轴同步联接，且所述曲柄32的两端形成动力输出端，所述第一驱动杆33的一端铰接于所述其中一动力输出端，所述第一驱动杆33的另一端铰接于第二连接板13上；所述第二驱动杆34的一端铰接于所述另一动力输出端，所述第二驱动杆34的另一端铰接于第三连接板14上。

在上述结构的基础上，启动第一电机31，便可带动曲柄32转动，在曲柄32转动的过程中，会带动第一驱动杆33和第二驱动杆34绕曲柄的旋转中心做偏心运动，进而带动第二连接板13和第三连接板14转动。当然，上述第一驱动机构30也可选用其他的驱动旋转运动的机构，如凸轮机构、齿轮传动机构。当然，第二连接板13和第三连接板14也可分别单独由齿轮传动机构来进行驱动。

优选的，在第一支撑板11上的边缘设有两限位部111，使该两限位部111间隔设置，且该两限位部111位于第二连接板13和第三连接板14之间，其中一限位部111在第二连接板13向着远离第一连接板12运动时，可与第二连接板13抵接。同样的，另一限位部111在第三连接板14向着远离第一连接板12运动时，也可与第三连接板14抵接，完成第二连接板13和第三连接板14的转动限位，避免第二连接板13和第三连接板14在转动过程中发生碰撞。

优选的，连接座10还可包括一第二支撑板15，使该第二支撑板15位于第一支撑板11的上方，且第二支撑板15与第一支撑板11之间连接有多个支撑柱16。在此结构基础上，上述第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14的顶端可均连接于第二支撑板15上。同时在第一连接板12与第二连接板13之间、第二连接板13与第三连接板14、第三连接板14与第一连接板12之间均可设有支撑柱16。如此，第一连接板12与第二连接板13之间的支撑柱16在第二连接板13向着靠近第一连接板12运动时，可与第二连接板13抵接。同样的，第一连接板12与第三连接板14之间的支撑柱16在第三连接板14向着靠近第一连接板12运动时，可与第三连接板14抵接。即在支撑柱16的限制下，可防止第二连接板13和第三连接板14在向着第一连接板12转动时，与第一连接板12发生碰撞。

优选的，第二连接板13的顶端与第二支撑板15可通过一第一止推轴承19枢接。同样的，第三连接板14的顶端与第二支撑板15可通过一第二止推轴承19枢接。如此可使第二连接板13和第三连接板14的转动更加顺畅。

当然，在本实施例中，连接座10还可包括一第三支撑板18，是该第三支撑板18位于第一支撑板11的下方，且使第二连接板13的底端与第三支撑板18可通过一第三止推轴承19枢接。同样的，第三连接板14的底端与第三支撑板18可通过一第四止推轴承19枢接。如此可稳定整个第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14的安装结构以及运动结构更加稳定。另外，在该第三支撑板18上也可设置两限位部111，使该两限位部111对应上述第一支撑板11上的两限位部111，同样也能起到限位的作用。

优选的，参见图3，本发明的机械手还可包括第二驱动机构40，具体该第二驱动机构40用于带动安装于第一支撑板11上，且用于驱动各活动块21分别沿第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14的高度方向运动，方便机械控制。

优选的，第二驱动机构40可包括第二电机41、丝杆42以及丝杆螺母43，使第二电机41的机体安装在第一支撑板11上，丝杆42通过一齿轮组44与第二电机41的转轴同步联接，丝杆螺母43与丝杆42螺纹匹配，第一连接板12上的活动块21与丝杆螺母43固定连接，第二连接板13上的活动块和第三连接板14上的活动块21则与丝杆螺母43做铰接。在此结构基础上，通过启动第二电机41，可使丝杆42开始转动，丝杆42转动的过程中，会带动丝杆螺母43转动，而由于第一连接板12上的活动块21与丝杆螺母43固定连接，故丝杆螺母43的旋转被限制，会随着丝杆42的转动实现上下运动，在丝杆螺母43上下运动的过程中会带动各个活动块21上下运动，实现夹持空间的张合。而由于第二连接板13上的活动块21和第三连接板14上的活动块21均铰接于丝杆螺母上，故在第二连接板13和第三连接板14分别做转动运动时，不会被丝杆螺母43所限制，能够自由转动。

具体在本实施例中，丝杆螺母43上可固接一连接盘45，使各个活动块21通过一连接块与连接盘45的边缘固定连接，便于安装。而活动块21的上下运动也可由其他输出直线运动的机构来实现，如气缸等。

优选的，为了便于活动块21的上下运动，可在第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14上均设置滑轨17，且各个滑轨17分别沿第一连接板12、第二连接板13以及第三连接板14的高度方向延伸。同时各活动块21与各滑轨17一一对应并滑动配合。如此在丝杆螺母43转动的过程中会带动活动块21沿滑轨17的延伸方向运动，运动过程更加顺畅以及稳定。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可调式机械手，其特征在于，包括连接座以及安装于连接座底端的夹持组件；夹持组件包括至少三个夹持件，该至少三个夹持件绕所述连接座的中心轴线圆周阵列；且相邻两夹持件可绕所述连接座的中心轴线向着相互靠近或者相互远离的方向运动；夹持件包括活动块、连接杆以及夹持杆，夹持杆的一端形成夹持端，夹持杆的另一端与连接杆的一端通过一铰接轴铰接，连接杆的另一端铰接于连接座上；所述铰接轴固接于活动块上；活动块可沿所述连接座的高度方向运动；所述至少三个夹持端共同围成一夹持空间；

连接座包括第一支撑板、第一连接板、第二连接板以及第三连接板，第一连接板、第二连接板以及第三连接板绕所述第一支撑板的中心轴线圆周阵列；第一连接板与第一支撑板固定连接；第二连接板和第三连接板均可绕所述第一支撑板的中心轴线向着靠近或者远离第一连接板的方向运动；第一连接板、第二连接板以及第三连接板上均设有所述夹持件，且各活动块可分别沿第一连接板、第二连接板以及第三连接板的高度方向运动；各连接杆分别铰接于第一连接板、第二连接板以及第三连接板；所述第一支撑板的中心轴线形成所述连接座的中心轴线；

还包括第一驱动机构，该第一驱动机构安装于第一支撑板上，且用于驱动所述第二连接板和第三连接板向着靠近或者远离第一连接板的方向运动；

第一驱动机构包括第一电机、曲柄、第一驱动杆以及第二驱动杆，所述曲柄的旋转中心与所述第一电机的转轴同步联接；所述曲柄的两端形成动力输出端，所述第一驱动杆的一端铰接于所述其中一动力输出端，所述第一驱动杆的另一端铰接于第二连接板上；所述第二驱动杆的一端铰接于另一动力输出端，所述第二驱动杆的另一端铰接于第三连接板上；

第一支撑板上的边缘设有两限位部，该两限位部间隔设置且该两限位部位于第二连接板和第三连接板之间，且其中一限位部用于在第二连接板向着远离第一连接板运动时与第二连接板抵接；另一限位部用于在第三连接板向着远离第一连接板运动时与第三连接板抵接；

连接座还包括一第二支撑板，该第二支撑板位于第一支撑板的上方，且第二支撑板与第一支撑板之间连接有多个支撑柱，第一连接板、第二连接板以及第三连接板的顶端均连接于第二支撑板上，第一连接板与第二连接板之间、第二连接板与第三连接板、第三连接板与第一连接板之间均设有所述支撑柱；所述第一连接板与第二连接板之间的支撑柱用于在所述第二连接板向着靠近所述第一连接板运动时与第二连接板抵接；所述第一连接板与第三连接板之间的支撑柱用于在所述第三连接板向着靠近所述第一连接板运动时与第三连接板抵接；

第二连接板的顶端与第二支撑板通过一第一止推轴承枢接；第三连接板的顶端与第二支撑板通过一第二止推轴承枢接。

2.如权利要求1所述的可调式机械手，其特征在于，还包括第二驱动机构，该第二驱动机构用于带动所述安装于第一支撑板上，且用于驱动各活动块分别沿第一连接板、第二连接板以及第三连接板的高度方向运动。

3.如权利要求1所述的可调式机械手，其特征在于，第二驱动机构包括第二电机、丝杆以及丝杆螺母，第二电机的机体安装在第一支撑板上，丝杆通过一齿轮组与所述第二电机的转轴同步联接，丝杆螺母与丝杆螺纹匹配，第一连接板上的活动块与丝杆螺母固定连接，第二连接板上的活动块和第三连接板上的活动块均铰接于丝杆螺母上。

4.如权利要求1所述的可调式机械手，其特征在于，第一连接板、第二连接板以及第三连接板上均设有滑轨，且各个滑轨分别沿第一连接板、第二连接板以及第三连接板的高度方向延伸；各活动块与各滑轨一一对应并滑动配合。