一种搬运机械手装置的制作方法

本实用新型涉及物体搬运机械技术领域。

背景技术：

随着机器人技术的不断发展，对机械手研究也有了长足的进步。目前，常见的机械手通常由三个或者五个手指构成，有的应用场合只是利用普通夹持机构代替机械手的功能。研究较多的是欠驱动机械手，该类机械手采用腱绳传动。但是腱绳的刚度比齿轮较差而且腱传动精确度也没有齿轮传动高。同时这类机械手自身体积就小，故不能完成对体积较大的物体的抓取，不能满足有些场合对物体的抓取和搬运。一般的工业机械手的自由度较少，一个手指通常只有一个自由度，最多具有两个自由度，这使机械手的运动空间大大减小，同时也减小的机械手的灵活性，造成机械手对与其连接的机械臂依赖性很大。鉴于有些场合对机械手的灵活性运动精度较高且需要抓取的物体体积较大，故设计了该新型机械手。

中国专利CN201320241098.0介绍了一种绳驱动的灵巧指及其灵巧手，虽然结构简单，动力元件较少，但其体积较小，传动精度较差，不适合体积较大的物体的抓取。中国专利CN201120343116.7介绍了一种猕猴桃采摘末端执行器，采用了两指夹持，虽然结构简单可靠，成本较低，但是自由度太少，灵活性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种搬运机械手装置，它能有效地解决机械手运动空间小，灵活性差的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的的技术方案是：一种搬运机械手装置，包括手指、联轴器和伺服电机，机械手的外架顶部设有三根互为120°布置的水平梁，机械手的驱动机构通过腰、腿等边的槽钢形状的电机座与水平梁固定；差动电机与电机座的外侧腿固定，差动电机的轴穿过外侧腿通过联轴器与齿轮轴的一端连接，齿轮轴通过轴承与电机座的内侧腿固定，齿轮轴的另一端与被动伞齿轮啮合的第一主动伞齿轮固定，第一被动伞齿轮设在横轴的内侧；连接板通过平键与横轴的两端连接，指尖电机的安装板与连接板通过螺栓固定；安装板的内侧设有指尖电机座，指尖电机的输出轴与第二主动伞齿轮通过平键连接；第二被动伞齿轮与指尖齿轮轴的一端通过平键连接，指尖齿轮轴通过轴承与安装板的下部的轴承座固定，手指的根部通过平键与指尖齿轮轴的中部连接。

所述机械手的驱动机构互为120°布置，每根手指均设有两套差动电机。

所述槽钢形状的电机座倒扣设置，其腰部通过螺栓与水平梁固定

所述横轴与齿轮轴垂直交叉设置。

所述安装板的外侧设有倾角传感器安装架。

本实用新型的机械手由三个手指组成，且三根手指分布的角度均相差120°。三根手指通过电机座与固定的外架顶部水平梁固定。每个手指均有三个自由度，手指根部的两个自由度是由四个伞齿轮进行差动驱动，其中两个第一主动伞齿轮分别通过齿轮轴和联轴器与两个伺服电机连接。指尖关节是由与第二主动伞齿轮啮合的第二被动伞齿轮驱动，该关节是由一个伺服电机进行控制，该伺服电机为指尖电机，通过指尖电机座固定在指尖电机的安装板上。而后指尖电机的安装板顶部通过连接板与差动齿轮的横轴两端连接。每个手指均有三个自由度，而且三个手指既可以单独运动，也可以配合运动。

本实用新型的有益效果是，可以抓取的物体的体积范围更大，一个关节拥有两个自由度，可以更灵活地完成对物体的抓取。

机械手不仅运动空间大，而且灵活性增加。

附图说明

图1是本实用新型的立体图

图2是本实用新型的俯视图

图3是本实用新型的单臂侧视图

图4是本实用新型的单臂底部关节俯视图

图5是本实用新型的单臂手指下部正视图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

一种搬运机械手装置，包括手指、联轴器和伺服电机，机械手的外架1顶部设有三根互为120°布置的水平梁，机械手的驱动机构通过腰、腿等边的槽钢形状的电机座4与水平梁固定；差动电机2与电机座4的外侧腿固定，差动电机2的轴穿过电机座4的外侧腿通过联轴器3与齿轮轴5的一端连接，齿轮轴5通过轴承与电机座4的内侧腿固定，齿轮轴5的另一端与被动伞齿轮啮合的第一主动伞齿轮6固定，第一被动伞齿轮7设在横轴8的内侧；连接板9通过平键与横轴8的两端连接，指尖电机12的安装板10与连接板9通过螺栓固定；安装板10的内侧设有指尖电机座13，指尖电机12的输出轴与第二主动伞齿轮14通过平键连接；第二被动伞齿轮15与指尖齿轮轴16的一端通过平键连接，指尖齿轮轴16通过轴承与安装板10的下部的轴承座18固定，手指的根部通过平键与指尖齿轮轴16的中部连接。

所述机械手的驱动机构互为120°布置，每根手指均设有两套差动电机2。

所述槽钢形状的电机座4倒扣设置，其腰部通过螺栓与水平梁固定

所述横轴8与齿轮轴5垂直交叉设置。

所述安装板10的外侧设有倾角传感器安装架11。

如图1、图3和图4所示，当机械手工作时，其一个手指工作过程如下。机械手的驱动机构通过腰、腿等边的槽钢形状的电机座4与机械手的外架1的水平梁固定。当机械手进行物体抓取时，差动电机2通过联轴器3和齿轮轴5驱动第一主动伞齿轮6，与第一主动伞齿轮啮合的第一被动伞齿轮7随之运动。当第一主动伞齿轮6和与其对称的主动伞齿轮(图中未标记出)转向相同时，该关节绕差动电机2的电机轴向转动，转向相反时，绕横轴8轴向转动，以此来带动指尖电机12的安装板10的运动。

指尖电机12通过指尖电机座13安装在安装板10上，在随着安装板10运动的同时，指尖电机12驱动第二主动伞齿轮14，与之啮合的第二被动伞齿轮15带动固定在指尖齿轮轴16上的指尖17，使指尖17到达系统指定的目标位置。此时，安装在倾角传感器安装架11上的倾角传感器将角度信息反馈给控制系统完成对位置的调整。

其他两个手指工作过程相同，通过三个手指的相互配合来完成对物体的抓取和搬运。