一种带有多自由度机械手的机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种带有多自由度机械手的机器人。

背景技术：

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。随着机器人技术的持续发展进步，机器人已经逐渐开始在各行各业开始代替人类进行工作。但是对于医院或者化学实验室内，当采用机器人代替人工作时，需要机器人上的机械手像人手一样灵活，能够夹持各种尺寸的设施，还要能够进行按压及触碰作业，还需要不同的机械手能够像人的双手一样相互配合。为了使机械人能够完成这些动作，现有的机械人的机械手通常具有多套夹具或者被设计成仿手指形状。

专利申请号为CN201721906575.5的实用新型专利公布了一种机械手及具有该机械手的机器人，机械手包括基座、直线驱动机构和夹持组件，直线驱动机构设置在基座内，直线驱动机构的输出端设置有用于安装并驱动夹持组件中各夹持块沿直线移动的滑块组件；夹持组件中各夹持块的形状相匹配，用于夹持块之间相互合拢时夹持块之间能够形成夹持待夹持件的夹持空间。本实用新型中利用直线驱动机构驱动滑块移动，滑块移动时带动夹持块合拢及打开，结构简单，易于定位，控制程序简单，使用寿命长。

但是，上述机器人的机械手只能相对平移，通过两个夹持块相互靠拢来夹紧物体。在实际使用中，物体与机械手可能存在一定倾斜角度，此时机械手难以准确地将物体夹紧。并其，夹持块只能平移，时间一长，夹持块相对于滑槽出现松动，夹持块难以将物体夹紧。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种机械手可从两个方向调整角度以保证准确夹紧物体的机器人，解决了现有机器人难以根据物体位置调整自身倾角的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种带有多自由度机械手的机器人，包括基座，基座上通过轴承连接有转轴，基座上安装有用于驱动转轴转动的回转角度调节机构；转轴上固定有固定臂，固定臂上通过轴承连接有倾转齿轮，固定臂上安装有用于与倾转齿轮卡合的卡合机构，倾转齿轮上固定有倾转臂；倾转臂上安装有夹持机构。

作为本实用新型的优选方案，所述夹持机构包括两根连杆，两根连杆均铰接于倾转臂上，两根连杆的另一端均铰接有夹持爪；倾转臂上还安装有拉动组件，两个夹持爪均与拉动组件铰接。

作为本实用新型的优选方案，所述拉动组件包括拉动气缸，拉动气缸的缸套固定于倾转臂上，拉动气缸的活塞杆上固定有伸缩块，两个夹持爪分别与伸缩块铰接。

作为本实用新型的优选方案，所述回转角度调节机构包括伸缩气缸，伸缩气缸安装于基座上，伸缩气缸的活塞杆上固定有齿条，转轴上安装有回转齿轮，齿条与回转齿轮啮合。

作为本实用新型的优选方案，所述卡合机构包括螺母，螺母固定于固定臂上，螺母螺纹连接有丝杠，丝杠的一端固定有手轮，丝杠的另一端连接有转动连接头，转动连接头的另一端固定有弧形齿板，弧形齿板与倾转齿轮啮合。

作为本实用新型的优选方案，所述转动连接头包括连接槽，连接槽与丝杠固定，连接槽内套设有连接头，连接头的另一端与弧形齿板固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的回转角度调节机构可驱动转轴转动一定角度，则机械手的开口方向得到调整，便于将机械手的开口方向调节到与物体的夹持部位对准，保证准确夹紧。当将倾转臂转动一定倾角后，用卡合机构将倾转齿轮卡紧，则机械手的开口方向可适应物体的倾斜角度。因此，夹持机构能在相互垂直的两个竖直面内分别调整倾角，保证夹持机构能准确夹紧物体，保证夹持的可靠性。

2、拉动组件将夹持爪拉动时，连杆在夹持爪带动下倾转，则夹持爪在拉动组件和连杆的共同作用下倾转，从而两个夹持爪相向转动时将物体夹紧，两个夹持爪相背转动时将物体放开。通过两个夹持爪倾转的方式将物体夹紧，只要倾转角度足够，两个夹持爪一定能将物体夹紧，避免了两个夹持爪通过平移靠近的方式来夹紧物体时容易出现松动的情况。

3、当拉动气缸启动后，拉动气缸的活塞杆带动伸缩块移动，伸缩块移动时即可拉动夹持爪倾转，操作方便，实现夹持爪的自动收拢或放开。

4、伸缩气缸启动后，伸缩气缸的活塞缸能拉动齿条移动。由于齿条与回转齿轮啮合，则齿条能带动回转齿轮转动一定角度，则转轴能带动整个机械手倾转一定角度，方便夹持机构的开口能与物体对准，保证准确装夹。

5、当转动手轮时，丝杠在螺母内转动并相应直线移动，则转动连接头能推动弧形齿板移动。弧形齿板靠近倾转齿轮后，弧形齿板与倾转齿轮啮合，则倾转齿轮和倾转臂被固定，避免倾转臂和夹持机构无法固定的情况。

6、连接槽能相对于连接头转动，则在连接槽的推动下，连接头只会直线移动而不会转动，避免产生运动干涉的情况。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是倾转臂和夹持机构的结构示意图；

图3是回转角度调节机构和转轴的结构示意图；

图4是卡合机构的结构示意图。

图中，1-基座，2-转轴，3-回转角度调节机构，4-固定臂，5-倾转齿轮，6-卡合机构，7-倾转臂，8-夹持机构，31-伸缩气缸，32-齿条，33-回转齿轮，61-螺母，62-丝杠，63-手轮，64-转动连接头，65-弧形齿板，81-连杆，82-夹持爪，83-拉动组件，641-连接槽，642-连接头，831-拉动气缸，832-伸缩块。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

一种带有多自由度机械手的机器人，包括基座1，基座1上通过轴承连接有转轴2，基座1上安装有用于驱动转轴2转动的回转角度调节机构3；转轴2上固定有固定臂4，固定臂4上通过轴承连接有倾转齿轮5，固定臂4上安装有用于与倾转齿轮5卡合的卡合机构6，倾转齿轮5上固定有倾转臂7；倾转臂7上安装有夹持机构8。

本实用新型的回转角度调节机构3可驱动转轴2转动一定角度，则机械手的开口方向得到调整，便于将机械手的开口方向调节到与物体的夹持部位对准，保证准确夹紧。当将倾转臂7转动一定倾角后，用卡合机构6将倾转齿轮5卡紧，则机械手的开口方向可适应物体的倾斜角度。因此，夹持机构8能在相互垂直的两个竖直面内分别调整倾角，保证夹持机构8能准确夹紧物体，保证夹持的可靠性。

实施例二

在实施例一的基础上，所述夹持机构8包括两根连杆81，两根连杆81均铰接于倾转臂7上，两根连杆81的另一端均铰接有夹持爪82；倾转臂7上还安装有拉动组件83，两个夹持爪82均与拉动组件83铰接。

拉动组件83将夹持爪82拉动时，连杆81在夹持爪82带动下倾转，则夹持爪82在拉动组件83和连杆81的共同作用下倾转，从而两个夹持爪82相向转动时将物体夹紧，两个夹持爪82相背转动时将物体放开。通过两个夹持爪82倾转的方式将物体夹紧，只要倾转角度足够，两个夹持爪82一定能将物体夹紧，避免了两个夹持爪82通过平移靠近的方式来夹紧物体时容易出现松动的情况。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，所述拉动组件83包括拉动气缸831，拉动气缸831的缸套固定于倾转臂7上，拉动气缸831的活塞杆上固定有伸缩块832，两个夹持爪82分别与伸缩块832铰接。

当拉动气缸831启动后，拉动气缸831的活塞杆带动伸缩块832移动，伸缩块832移动时即可拉动夹持爪82倾转，操作方便，实现夹持爪82的自动收拢或放开。

实施例四

在上述任意一项实施例的基础上，所述回转角度调节机构3包括伸缩气缸31，伸缩气缸31安装于基座1上，伸缩气缸31的活塞杆上固定有齿条32，转轴2上安装有回转齿轮33，齿条32与回转齿轮33啮合。

伸缩气缸31启动后，伸缩气缸31的活塞缸能拉动齿条32移动。由于齿条32与回转齿轮33啮合，则齿条32能带动回转齿轮33转动一定角度，则转轴2能带动整个机械手倾转一定角度，方便夹持机构8的开口能与物体对准，保证准确装夹。

实施例五

在上述任意一项实施例的基础上，所述卡合机构6包括螺母61，螺母61固定于固定臂4上，螺母61螺纹连接有丝杠62，丝杠62的一端固定有手轮63，丝杠62的另一端连接有转动连接头64，转动连接头64的另一端固定有弧形齿板65，弧形齿板65与倾转齿轮5啮合。

当转动手轮63时，丝杠62在螺母61内转动并相应直线移动，则转动连接头64能推动弧形齿板65移动。弧形齿板65靠近倾转齿轮5后，弧形齿板65与倾转齿轮5啮合，则倾转齿轮5和倾转臂7被固定，避免倾转臂7和夹持机构8无法固定的情况。

实施例六

在上述任意一项实施例的基础上，所述转动连接头64包括连接槽641，连接槽641与丝杠62固定，连接槽641内套设有连接头642，连接头642的另一端与弧形齿板65固定。

连接槽641能相对于连接头642转动，则在连接槽641的推动下，连接头642只会直线移动而不会转动，避免产生运动干涉的情况。