一种定角度转动的机械手手臂的制作方法

本实用新型涉及机械手技术领域，具体为一种定角度转动的机械手手臂。

背景技术：

机械手是一种能够模仿人的手臂进行一些重复性动作的工业机器人，最早的机械手仅可以重复一些简单的动作，可以代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，随着机械手技术的不断提高，机械手的功能也越来越多。

随着机械手的不断使用，工业生产对机械手的要求也越来越高，在机械手的使用过程中发现，现有的机械手结构设计简单，无法进行定角度的旋转，所以不能完成一些特定的动作。所以需要针对上述问题设计一种定角度转动的机械手手臂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种定角度转动的机械手手臂，以解决上述背景技术中提出结构设计简单，无法进行定角度的旋转的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种定角度转动的机械手手臂，包括箱体、伺服电机和机械手本体，所述箱体的内侧底面上固定有伺服电机，且伺服电机上安装有输出轴，并且输出轴上固定有第一驱动齿轮和第二驱动齿轮，同时第一驱动齿轮与齿板相互连接，所述齿板的边侧固定有侧凸块，且齿板和侧凸块均设置在背槽内，并且背槽开设在功能齿轮下端面，所述背槽内固定有固定螺栓，且固定螺栓底端安装有紧固螺母，并且固定螺栓贯穿齿板，所述功能齿轮固定在连接轴上，且连接轴底端安装在箱体内，并且连接轴上安装有调节齿轮和定位螺母，同时连接轴的顶端固定有机械手本体，所述连接轴上固定有垫片。

优选的，所述第一驱动齿轮和第二驱动齿轮为平行分布，且第一驱动齿轮和第二驱动齿轮的直径相同。

优选的，所述第一驱动齿轮与齿板和功能齿轮均为啮合连接，且齿板以连接轴为中心等角度分布有8个，并且齿板的旋转为扇形，同时齿板的厚度小于功能齿轮的厚度。

优选的，所述齿板与侧凸块为焊接连接，且齿板和侧凸块均与背槽为滑动连接，并且齿板与固定螺栓为滑动连接。

优选的，所述调节齿轮的扇形部分与齿板大小相同，且调节齿轮的环形部分的内径大于连接轴的直径，并且连接轴与定位螺母为螺纹连接。

优选的，所述调节齿轮与第二驱动齿轮处于同一水平面上，且调节齿轮与功能齿轮为平行分布。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该定角度转动的机械手手臂，采用新型的结构设计，使得机械手的操作人员，可以通过观察机械手的运动特征，判断机械手是否旋转到达预定角度，从而仅一步操作机械手进行运动，使得本装置可以令机械手实现定角度旋转，满足一些特殊动作的要求；

1.齿板、侧凸块、背槽、固定螺栓和紧固螺母相互配合工作，可以调节第一驱动齿轮与功能齿轮的脱离位置，是达到定角度转动的结构基础；

2.垫片、调节齿轮和定位螺母在齿板与第一驱动齿轮脱离时工作时，可以改变机械手本体的运动特征，为操作人员判断提供基础。

附图说明

图1为本实用新型箱体正视剖面结构示意图；

图2为本实用新型功能齿轮仰视结构示意图；

图3为本实用新型齿板正视剖面结构示意图；

图4为本实用新型调节齿轮俯视剖面结构示意图。

图中：1、箱体；2、伺服电机；3、输出轴；4、第一驱动齿轮；5、第二驱动齿轮；6、齿板；7、侧凸块；8、背槽；9、功能齿轮；10、固定螺栓；11、紧固螺母；12、连接轴；13、垫片；14、调节齿轮；15、定位螺母；16、机械手本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种定角度转动的机械手手臂，包括箱体1、伺服电机2、输出轴3、第一驱动齿轮4、第二驱动齿轮5、齿板6、侧凸块7、背槽8、功能齿轮9、固定螺栓10、紧固螺母11、连接轴12、垫片13、调节齿轮14、定位螺母15和机械手本体16，箱体1的内侧底面上固定有伺服电机2，且伺服电机2上安装有输出轴3，并且输出轴3上固定有第一驱动齿轮4和第二驱动齿轮5，同时第一驱动齿轮4与齿板6相互连接，齿板6的边侧固定有侧凸块7，且齿板6和侧凸块7均设置在背槽8内，并且背槽8开设在功能齿轮9下端面，背槽8内固定有固定螺栓10，且固定螺栓10底端安装有紧固螺母11，并且固定螺栓10贯穿齿板6，功能齿轮9固定在连接轴12上，且连接轴12底端安装在箱体1内，并且连接轴12上安装有调节齿轮14和定位螺母15，同时连接轴12的顶端固定有机械手本体16，连接轴12上固定有垫片13。

本例中第一驱动齿轮4和第二驱动齿轮5为平行分布，且第一驱动齿轮4和第二驱动齿轮5的直径相同，上述的结构设计使得第一驱动齿轮4和第二驱动齿轮5可以进行同步旋转；

第一驱动齿轮4与齿板6和功能齿轮9均为啮合连接，且齿板6以连接轴12为中心等角度分布有8个，并且齿板6的旋转为扇形，同时齿板6的厚度小于功能齿轮9的厚度，上述的结构设计使得第一驱动齿轮4可以与齿板6和功能齿轮9稳定啮合，而厚度的设计则令齿板6可以调节至与功能齿轮9不处于同一水平面的位置；

齿板6与侧凸块7为焊接连接，且齿板6和侧凸块7均与背槽8为滑动连接，并且齿板6与固定螺栓10为滑动连接，上述的解耦设计使得齿板6与侧凸块7可以稳定与背槽8和固定螺栓10滑动位移；

调节齿轮14的扇形部分与齿板6大小相同，且调节齿轮14的环形部分的内径大于连接轴12的直径，并且连接轴12与定位螺母15为螺纹连接，上述的结构设计使得调节齿轮14可以调整位置，与相应的齿板6在垂直方向上投影面重合；

调节齿轮14与第二驱动齿轮5处于同一水平面上，且调节齿轮14与功能齿轮9为平行分布，上述的结构设计使得调节齿轮14在旋转与第二驱动齿轮5接近时，可以与第二驱动齿轮5稳定啮合。

工作原理：使用本装置时，以图1中第一驱动齿轮4与功能齿轮9上靠近第一驱动齿轮4一侧的齿板6上的齿状结构啮合处为基准点，以此基准点与连接轴12中心的连线为0°基准线，以图4的俯视视角顺时针旋转方向为正方向，从上述0°基准线开始，顺时针旋转的角度为正方向上的旋转角度；

当需要控制机械手本体16在正方向上旋转一定角度时，定义此角度为a°，将图2中从基准线开始，角度为a°处的齿板6下方的紧固螺母11拧松，紧固螺母11不再将齿板6挤压在背槽8内，向下旋转图3中的紧固螺母11，至齿板6沿着固定螺栓10下滑至完全与背槽8脱离，即与功能齿轮9边侧的齿状结构不处于同一水平面上，拧松图1中的定位螺母15，定位螺母15不再将调节齿轮14挤压在垫片13上固定，拨动调节齿轮14旋转，至调节齿轮14与角度为a°处已经与背槽8脱离的齿板6在垂直方向上投影面重合，即调节齿轮14位于与背槽8脱离的齿板6的正上方，然后再拨动调节齿轮14向正方向旋转调节齿轮14上1个齿状结构所在弧长的距离，调节齿轮14与调节完成的齿板6错开1个齿状结构的角度，旋转定位螺母15，定位螺母15向下运动并将调节齿轮14挤压固定在垫片13上；

随后为伺服电机2供电，伺服电机2通过输出轴3带动第一驱动齿轮4和第二驱动齿轮5进行反方向旋转，第一驱动齿轮4就驱动功能齿轮9正方向旋转，当功能齿轮9带着连接轴12和机械手本体16旋转a°时，由于a°处的齿板6已经下移，第一驱动齿轮4无法与该齿板6啮合，但是在惯性作用下连接轴12和机械手本体16会继续旋转，但是速度明显下降，惯性作用下功能齿轮9和调节齿轮14旋转过1个齿状结构的角度，虽然第一驱动齿轮4与功能齿轮9和齿板6脱离，无法驱动连接轴12和机械手本体16继续旋转，但是第二驱动齿轮5与调节齿轮14啮合，在连接轴12和机械手本体16旋转速度明显下降时，操作人员控制伺服电机2停止转动，第二驱动齿轮5与调节齿轮14啮合时，伺服电机2停转，输出轴3、第一驱动齿轮4和第二驱动齿轮5位置固定，令机械手本体16达到旋转a°的要求，机械手本体16完成既定的动作后，操作人员控制伺服电机2带动输出轴3正方向转动，第二驱动齿轮5通过调节齿轮14驱动连接轴12和机械手本体16反方向旋转复位，第二驱动齿轮5通过调节齿轮14脱离，连接轴12和机械手本体16同样会在惯性作用下减速旋转，然后功能齿轮9与第一驱动齿轮4啮合，第一驱动齿轮4继续通过未调节的齿板6和功能齿轮9带动连接轴12和机械手本体16反方向回转复位；

重复之前所述操作，装置即可进行往复的定角度旋转，本装置的伺服电机2及伺服电机2的控制方法为现有成熟技术，为本领域技术人员所熟知，在此不做详细描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。