一种360度旋转自由抓取机械抓手的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种360度旋转自由抓取机械抓手，包括：抓手支架，旋转轴杆，组合轴，抓手手指，连接推杆，连接轴承，抓取驱动组件和旋转驱动组件；旋转轴杆一端与抓手手指铰接，另一端与抓手支架转动连接，其上设有组合轴；组合轴由内环，转动轴承和外环组成，内环与抓取驱动组件连接，外环通过连接推杆与抓手手指连接，转动轴承设于内环与外环之间；抓取驱动组件驱动组合轴沿旋转轴杆往返直线运动实现手指抓取运动；旋转组件与旋转轴杆连接，驱动抓手旋转运动。本发明通过内环与外环的相对转动、内环既能沿旋转轴杆轴向运动又能与旋转轴杆相对转动，实现抓手360度旋转、自由抓取的目的，具有结构简单，适应范围广，维护简便等优点。
【专利说明】
一种360度旋转自由抓取机械抓手
技术领域
[0001 ]本发明涉及机械人技术领域，特别涉及一种360度旋转自由抓取机械抓手。
【背景技术】
[0002]随着机器人在生产生活中的应用，机械臂广泛应用在机器人领域中，而机械抓手作为机械臂的末端执行机构，在机器人应用领域中具有重要的作用;机械抓手能模仿人手的某些动作功能，执行抓取、搬运物件，操作工具等动作；它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害及危险环境下操作以保护人身安全;现有的机械抓手结构复杂，控制过程繁琐，使用维护不方便，且抓取动作和抓手旋转动作易产生相互干扰，使得机械抓手应用范围受到限制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种360度旋转自由抓取机械抓手，该机械抓手具有机械结构简单，抓取力大，抓手手指的抓取动作和抓手手指的旋转动作之间无相互干扰，抓手可360度旋转自由抓取等优点。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种360度旋转自由抓取机械抓手，它包括:抓手支架，旋转轴杆，组合轴，抓手手指，连接推杆，连接轴承，抓取驱动组件和旋转驱动组件；
所述抓手支架上设有连接轴承，通过抓手支架可将整个机械抓手装置安装到机械臂上，机械臂带动机械抓手装置到相应的工作工位;所述旋转轴杆一端与抓手手指铰接，另一端与抓手支架转动连接，在抓手手指与抓手支架之间的部位设有组合轴;旋转轴杆与抓手支架通过连接轴承的转动连接，使抓手支架与旋转轴杆轴向相对固定，绕旋转轴杆径向做相对旋转运动；
所述组合轴由内环，转动轴承和外环组成;所述内环为圆形中空结构，组合轴通过内环中空结构贯穿于旋转轴杆上，内环两端设有挡边，内环靠抓手支架侧挡边上设有抓取驱动连接耳;所述转动轴承设置于内环与外环之间，内环挡边将转动轴承和外环保持在内环上的轴向固定，通过转动轴承的作用，内环和外环实现相对旋转转动;所述外环上设置有手指连接耳，通过连接推杆与抓手手指连接；
所述所述抓取驱动组件由直线执行装置，固定架和连接杆组成，所述直线执行装置通过固定架固定于抓手支架上，直线执行装置活动端通过连接杆与组合轴内环上的抓取驱动连接耳连接，直线执行装置驱动组合轴沿旋转轴杆轴向做往返直线运动，带动抓手手指的旋转，实现抓手的抓取动作；
所述旋转驱动组件包括旋转电机，电机固定架和旋转传动机构，所述旋转电机通过电机固定架固定于抓手支架上，旋转电机输出端与旋转传动机构传动连接;所述旋转传动机构输入端与旋转电机传动连接，输出端与抓手旋转轴杆连接;旋转电机通过旋转传动机构，驱动抓手旋转轴杆做360度旋转运动。
[0005]所述组合轴内环为圆形中空结构；组合轴在旋转轴杆上做直线运动的行程内，旋转轴杆横截面也为圆形；内环的中空内圆与旋转轴杆的圆轴部分过盈配合，两个圆形结构的配合，使组合轴内环既能沿旋转轴杆做直线运动又能与旋转轴杆相对转动;组合轴与旋转轴杆之间可设有直线运动和转动运动组合轴承，保证组合轴内环既能沿旋转轴杆做直线运动又能与旋转轴杆相对转动。
[0006]所述组合轴内环上，抓取驱动连接耳数量根据抓取直线执行装置数量相对设置。
[0007]所述组合轴外环上，手指连接耳数量根据抓手手指数量相对设置。
[0008]所述组合轴旋转轴承为可同时承受轴向载荷和径向载荷的轴承，如深沟球轴承、调心滚子轴承或双列圆锥滚子轴承等。
[0009]所述直线执行装置可以是液压油缸、气缸、电动推杆或电液推杆等直线运动执行器。
[0010]所述旋转驱动组件中驱动传动机构可以是齿轮传动机构，皮带传动机构或链条传动机构。
[0011]本技术方案中，抓取驱动组件与组合轴内环连接，抓手手指与组合轴外环连接，直线执行装置驱动组合轴沿旋转轴杆轴向往返直线运动，实现抓手手指的抓取动作;旋转组件与旋转轴杆连接，旋转电机驱动旋转轴杆实现抓手的旋转动作;在组合轴沿旋转轴杆轴向做往返直线运动的同时，组合轴外环、抓手手指和旋转轴杆一起相对内环可做自由的旋转运动，实现了抓手的抓取动作与旋转动作之间无相互干扰运行，在抓手手指随旋转轴杆旋转到任意角度时，手指可做任意伸张的抓取动作。
[0012]本发明的有益效果是:通过组合轴内环与外环的相对转动，内环既能沿旋转轴杆轴向直线运动又能与旋转轴杆相对转动，实现直线执行装置驱动的手指抓取动作与旋转电机驱动的抓手的旋转动作之间独立的运行，达到抓手360度旋转、自由抓取运动的目的，解决了目前抓手多个动作之间相互干扰的问题。且具有结构简单，适应范围广，维护简便等优点。
【附图说明】
[0013]为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
[0014]图1是本发明实施例提供的一种360度旋转自由抓取机械抓手的整体结构示意图，图中，I一抓手支架，2—旋转轴杆，3—组合轴，4a—上抓手手指，4b—下抓手手指，5a-
上连接推杆，5b—下连接推杆，6a—前端连接轴承，6b—后端连接轴承，7—抓取驱动组件，71—直线执行装置，72—直线执行装置固定架，73—抓取连接杆，8—旋转驱动组件，81—旋转电机，82—电机固定架，831—主动齿轮，832—从动齿轮；
图2为本发明实施例提供的一种360度旋转自由抓取机械抓手中组合轴的结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种360度旋转自由抓取机械抓手中组合轴的部件分解图，图中，31—内环，32—旋转轴承，33—外环，311—后挡边，312—前挡边，313—抓取驱动连接耳，331 —上手指连接耳，333—下手指连接耳。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明做进一步说明。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
[0016]本发明涉及一种360度旋转自由抓取机械抓手，具体包括:抓手支架I，旋转轴杆2，组合轴3，抓手手指(4a ,4b),连接推杆件(5a ,5b),连接轴承(6a ,6b),抓取驱动组件7和旋转驱动组件8;
所述抓手支架I前端设有连接轴承6a，后端设有连接轴承6b，通过抓手支架I可将整个机械抓手装置安装到机械臂上，机械臂带动机械抓手装置到相应的工作工位;所述旋转轴杆2—端与抓手手指(4a，4b)铰接，另一端穿过连接轴承6a，连接到连接轴承6b上，与抓手支架I转动连接，旋转轴杆2在抓手支架I与抓手手指(4a，4b)之间的部位上设有组合轴3;
所述组合轴3由内环31，转动轴承32和外环33组成;所述内环31为圆形中空结构，组合轴3通过内环31的中空结构贯穿于旋转轴杆2上，内环31两端设有挡边:其中靠近抓手支架I侧为后挡边311，靠近抓手手指(4a，4b)侧为前挡边312，后挡边311上设有抓取驱动连接耳313;所述转动轴承32设置于内环31与外环33之间，通过前挡边311和后挡边312将转动轴承32和外环33保持在内环31上的轴向固定，通过转动轴承32的作用，内环31和外环33实现相对旋转转动;所述外环33上设置有上手指连接耳331和下手指连接耳332，上手指连接耳331通过接推杆5a与抓手手指4a连接，下手指连接耳332通过连接推杆5b与抓手手指4b连接；所述抓取驱动组件7由直线执行装置71，直线执行装置固定架72和抓取连接杆73组成，所述直线执行装置71通过直线执行装置固定架72固定于抓手支架I上，直线执行装置71活动端通过抓取连接杆73与抓取驱动连接耳313连接，直线执行装置71驱动组合轴3沿旋转轴杆2的轴向往返直线运动，带动抓手手指(4a，4b)的旋转，从而实现抓手的抓取动作；
所述旋转驱动组件8包括旋转电机81，电机固定架82和旋转传动机构83，所述旋转电机81通过电机固定架82固定于抓手支架I上，所述旋转传动机构83由主齿轮831和从动齿轮832组成，且主齿轮831和从动齿轮832相互咬合;主齿轮831连接于旋转电机81输出端，从动齿轮832固定于旋转轴杆2上;旋转电机81的旋转运动，通过主齿轮831和从动齿轮832的传递，驱动旋转轴杆2做360度旋转运动。
[0017]所述内环31为圆形中空结构；组合轴3在旋转轴杆2上做往返直线运动的行程内，旋转轴杆2的横截面也为圆形；内环31的中空内圆与旋转轴杆2的圆轴部分过盈配合，两个圆形结构的组合，使得内环31既可沿旋转轴杆2做直线运动，又能与旋转轴杆2相互旋转转动。
[0018]所述旋转轴承32为可同时承受轴向载荷和径向载荷的深沟球轴承。
[0019]所述直线执行装置71可以是液压油缸、气缸、电动推杆或电液推杆等直线运动执行器。
[0020]本实施例中，抓取驱动组件7与组合轴内环31连接，驱动组合轴3沿旋转轴杆2做往返直线运动，带动抓手手指(4a，4b)实现抓取动作;旋转组件8与旋转轴杆2连接，旋转电机81驱动旋转轴杆2实现抓手的旋转动作;在组合轴3沿旋转轴杆2做直线运动的同时，组合轴外环33、抓手手指(4a，4b)和旋转轴杆2—起相对内环31可做自由的旋转运动，实现了抓手的抓取动作与旋转动作之间无相互干扰运行，在抓手手指(4a，4b)随旋转轴杆2旋转到任意角度时，手指可做任意伸张的抓取动作。
[0021]以上所述，仅为本发明的较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种360度旋转自由抓取机械抓手，其特征在于，包括:抓手支架，旋转轴杆，组合轴，抓手手指，连接推杆，连接轴承，抓取驱动组件和旋转驱动组件;所述抓手支架上设有连接轴承，通过抓手支架可将整个机械抓手装置安装到机械臂上，机械臂带动机械抓手装置到相应的工作工位;所述旋转轴杆一端与抓手手指铰接，另一端与连接轴承连接，在抓手手指与抓手支架之间的部位设有组合轴;旋转轴杆与抓手支架通过连接轴承的转动连接，使抓手支架与旋转轴杆轴向相对固定，绕旋转轴杆径向做相对旋转运动； 所述组合轴由内环，转动轴承和外环组成，所述内环上设有抓取驱动连接耳，与抓取驱动组件连接，外环上设置有手指连接耳，通过连接推杆与抓手手指连接，所述内环为圆形中空结构，组合轴通过内环中空结构贯穿于旋转轴杆上;所述转动轴承设置于内环与外环之间，所述内环两端设有挡边，内环挡边将转动轴承和外环保持在内环上的轴向固定，通过转动轴承的作用，内环和外环实现相对旋转转动； 所述抓取驱动组件由直线执行装置，固定架和连接杆组成，所述直线执行装置通过固定架固定于抓手支架上，直线执行装置活动端通过连接杆与组合轴内环上的抓取驱动连接耳连接，直线执行装置驱动组合轴沿旋转轴杆轴向做往返直线运动，实现抓手手指的抓取动作； 所述旋转驱动组件包括电机固定架，旋转电机和旋转传动机构，所述旋转电机通过电机固定架固定于抓手支架上，旋转电机输出端与旋转传动机构传动连接;所述旋转传动机构输入端与旋转电机传动连接，输出端与抓手旋转轴杆连接;旋转电机通过旋转传动机构，驱动抓手旋转轴杆做360度旋转运动。2.根据权利要求1所述的一种360度旋转自由抓取机械抓手，其特征在于，所述组合轴内环为圆形中空结构，组合轴在旋转轴杆上做往返直线运动的区域内，旋转轴杆横截面也为圆形;组合轴内环与旋转轴杆的结构及组合轴内环与旋转轴杆之间设置的机构，保证组合轴内环既能沿旋转轴杆做直线运动又能与旋转轴杆相对转动。3.根据权利要求1所述的一种360度旋转自由抓取机械抓手，其特征在于，所述组合轴内环上，抓取驱动连接耳数量根据抓取直线执行装置数量相对设置;组合轴外环上，手指连接耳数量根据抓手手指数量相对设置。4.根据权利要求1所述的一种360度旋转自由抓取机械抓手，其特征在于，所述组合轴中旋转轴承为可同时承受轴向载荷和径向载荷的轴承。5.根据权利要求1所述的一种360度旋转自由抓取机械抓手，其特征在于，所述抓取驱动组件中的直线执行装置包括但不限于液压油缸，气缸，电动推杆或电液推杆。6.根据权利要求1所述的一种360度旋转自由抓取机械抓手，其特征在于，所述旋转驱动组件中驱动传动机构包括但不限于齿轮传动机构，皮带传动机构或链条传动机构。
【文档编号】B25J9/12GK106003016SQ201610590678
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】李 杰
【申请人】李 杰