一种四自由度气动机械手的制作方法

本发明涉及工业机器人领域，尤其为一种四自由度气动机械手。

背景技术：

机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，机械手可广泛用于生产领域，尤其在高温、高压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大，因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产。

对于小批量生产的一定形状的工件，这时一般需要设计通用机械手，通用机械手的通用性强且可满足不同尺寸的工件，但是一般通用机械手的手抓通常抓取不稳定、易滑落，且结构设计复杂、成本高，因此现需要设计一种通用机械手装置，来解决机械手的手抓抓取不稳定、易滑落，且结构设计复杂、成本高的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种四自由度气动机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种四自由度气动机械手，包括底座，其特征在于：所述底座与回转缸体后端盖相连，所述回转缸体后端盖上安装有回转缸体，所述回转缸体上端安装有回转缸体前端盖，所述回转缸体前端盖与伸缩缸体后端盖通过螺钉连接，所述伸缩缸体后端盖上安装有伸缩缸体，所述伸缩缸体上端安装有伸缩缸体前端盖，所述伸缩缸体前端盖与连接筒相连，所述连接筒上部连接有长连接块，所述长连接块连接有手臂伸缩气缸，所述手臂伸缩气缸通过小圆柱连接块与手腕气缸后端盖相连接，所述手腕气缸后端盖上安装有手腕回转气缸，所述手腕回转气缸上安装有手腕气缸前端盖，所述手腕气缸前端盖通过大圆柱连接块与手抓相连。

优选的，所述手臂伸缩气缸尾端连接有平衡块，用来平衡手抓和手腕部分的重量，所述平衡块内可以加放砝码，所放砝码的质量需要根据抓取物件的质量和伸缩气缸具体的位置参数和运行参数加以调节。

优选的，所述长连接块上端通过支撑座连接有可伸缩导程杆，可伸缩导程杆与手臂伸缩气缸配合，完成手臂的伸缩运动。

优选的，所述可伸缩导程杆用于防止手臂绕着轴线转动，保证手指的正确方向，还用于增加手臂的刚性，降低活塞杆受到的弯曲力矩。

优选的，所述手抓上设计有“v”型手指，以便抓取特定形状的工件，所述“v”型手指上安装有垫片，目的是为了抓取工件时，使工件不易脱落。

优选的，所述回转缸体采用单叶片式回转气缸，它具有结构简单、体积小、可以获得无极变速的回转运动。

优选的，所述气动机械手使用时，通过伸缩缸体控制着整个机械手的上下伸缩运动，通过回转缸体控制着整个机械手的回转运动，通过机械手臂上面安装的手臂伸缩气缸来实现手臂的伸缩运动，再通过手腕回转气缸实现手腕的回转运动，该气动机械手通过四个自由度的运动，联合“v”字型手指实现对圆柱形状工件的抓取。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在使用该气动机械手时，通过伸缩缸体控制着整个机械手的上下伸缩运动，通过回转缸体控制着整个机械手的回转运动，通过机械手臂上面安装的手臂伸缩气缸来实现手臂的伸缩运动，再通过手腕回转气缸实现手腕的回转运动，该气动机械手通过四个自由度的运动，联合“v”字型手指实现对圆柱形状工件的抓取；本装置采用气压传动系统，具有不易堵塞流通管、不污染环境、受温度影响小、阻力小、反映快、强保持能力、可靠性高、环境适应好、装置简单成本低、维修简单等特点；本装置所设计的机械手为通用的气压传动机械手，通用机械手相对于专用机械手而言，具有使用范围广、自由度可变、调整方便、费用低、适用范围广等特点。

附图说明

图1为本发明一种四自由度气动机械手的结构示意图。

图2为本发明一种四自由度气动机械手的主视图。

图中：1、底座，2、回转缸体后端盖，3、回转缸体，4、回转缸体前端盖，5、伸缩缸体后端盖，6、伸缩缸体，7、伸缩缸体前端盖，8、连接筒，9、平衡块，10、手臂伸缩气缸，11、长连接块，12、手腕回转气缸，13、手抓，14、手指，15、垫片，16、大圆柱连接块，17、手腕气缸前端盖，18、手腕气缸后端盖，19、小圆柱连接块，20、可伸缩导程杆，21、支撑座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种四自由度气动机械手，包括底座1，所述底座1与回转缸体后端盖2相连，所述回转缸体后端盖2上安装有回转缸体3，所述回转缸体3上端安装有回转缸体前端盖4，所述回转缸体前端盖4与伸缩缸体后端盖5通过螺钉连接，所述伸缩缸体后端盖5上安装有伸缩缸体6，所述伸缩缸体6上端安装有伸缩缸体前端盖7，所述伸缩缸体前端盖7与连接筒8相连，所述连接筒8上部连接有长连接块11，所述长连接块11连接有手臂伸缩气缸10，所述手臂伸缩气缸10通过小圆柱连接块19与手腕气缸后端盖18相连接，所述手腕气缸后端盖18上安装有手腕回转气缸12，所述手腕回转气缸12上安装有手腕气缸前端盖17，所述手腕气缸前端盖17通过大圆柱连接块16与手抓13相连，所述手臂伸缩气缸10尾端连接有平衡块9，用来平衡手抓和手腕部分的重量，所述平衡块9内可以加放砝码，所放砝码的质量需要根据抓取物件的质量和伸缩气缸具体的位置参数和运行参数加以调节，所述长连接块11上端通过支撑座21连接有可伸缩导程杆20，可伸缩导程杆20与手臂伸缩气缸10配合，完成手臂的伸缩运动，所述可伸缩导程杆20用于防止手臂绕着轴线转动，保证手指的正确方向，还用于增加手臂的刚性，降低活塞杆受到的弯曲力矩，所述手抓13上设计有“v”型手指14，以便抓取特定形状的工件，所述“v”型手指14上安装有垫片15，目的是为了抓取工件时，使工件不易脱落，所述回转缸体3采用单叶片式回转气缸，它具有结构简单、体积小、可以获得无极变速的回转运动。

工作原理：在使用该气动机械手时，通过伸缩缸体6控制着整个机械手的上下伸缩运动，通过回转缸体3控制着整个机械手的回转运动，通过机械手臂上面安装的手臂伸缩气缸10来实现手臂的伸缩运动，再通过手腕回转气缸12实现手腕的回转运动，该气动机械手通过四个自由度的运动，联合“v”字型手指14实现对圆柱形状工件的抓取。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种四自由度气动机械手，包括底座，所述底座上端安装有回转缸体，所述回转缸体上端安装有伸缩缸体，所述伸缩缸体与连接筒相连，所述连接筒上部连接有长连接块，所述长连接块连接有手臂伸缩气缸，所述手臂伸缩气缸通过小圆柱连接块与手腕回转气缸相连接，所述手腕回转气缸通过大圆柱连接块与手抓相连，所述手抓上设计有“V”型手指，以便抓取特定形状的工件，所述“V”型手指上安装有垫片，目的是为了抓取工件时，使工件不易脱落。本发明采用气压传动系统，具有不易堵塞流通管、不污染环境、受温度影响小、阻力小、反映快、强保持能力、可靠性高、环境适应好、装置简单成本低、维修简单等特点。

技术研发人员：吴俊飞;王倩;李国栋
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：2017.04.06
技术公布日：2017.07.07