一种三自由度可控机械式机械手的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型属于机械手技术领域，具体涉及一种三自由度可控机械式机械手。
【背景技术】
[0002]随着现代化工业的不断发展，生产过程机械化及自动化水平的提升，机械手在机械加工、装配加工以及轻工业、交通运输业等领域得到了越来越广泛的应用。在实际生产中，机械手的应用可以提高生产的自动化水平，从而提高劳动生产效率。在恶劣的环境下，机械手代替人进行工作，能减轻劳动强度，保证产品质量，实现安全生产。
[0003]目前国内外传统使用的机械手结构复杂，效率低，强度不足，维修成本高，无法实现在大空间灵活夹取物体。
[0004]中国专利201310692771.7公开了一种可控多自由度机械手，该机构通过连杆的转动来实现机械手的定位，但是连杆的长度有限，空间定位范围不大。中国专利201010124006.1公开了一种多自由度移载机械手，能实现空间较大范围的定位，但是机械手占空间较大。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种三自由度可控机构式机械手，它能克服现有机械手的不足。
[0006]本实用新型是这样实现的，它包括动力传动机构，机械手工作机构(以下简称机械手头部)360°旋转机构及上下180°摆动机构及连杆夹持机构，其特征如图1、2所示，第一、第二、第三可控电机1、2、3固定安装在机座4内，第一、第二、第三轴5、5’、5”分别与第一、第二、第三可控电机1、2、3连接，第一、第二轴5、5’为空心轴，第二轴5’安装在第一轴5的腔内，第三轴5”为实心轴，安装在第二轴5 ’的腔内，第一轴5的另一端通过螺钉与第一齿轮箱6连接，第一齿轮箱6安装在第二齿轮箱7内一起联动，通过第一可控电机I实现机械手头部360°旋转。
[0007]所述机械手头部上下180°摆动机构如图3、4所示，第二轴5’的另一端通过螺钉与第一主动锥齿轮14连接，第一主动锥齿轮14与第一从动锥齿轮16相啮合，第一从动锥齿轮16通过螺钉与第二齿轮箱7连接，通过第二可控电机2实现机械手头部上下180°摆动。
[0008]连杆夹持机构，如图3、4、5、6所示，第三轴5”的另一端通过键与第二主动锥齿轮15连接，第二主动锥齿轮15与第二从动锥齿轮17相啮合，第二从动锥齿轮17与第一短轴24通过键联接，第一、第四从动齿轮18、21分别与第二，第五从动齿轮19、22啮合，第二、第五从动齿轮19、22分别通过键与第二短轴25联接，第二、第五从动齿轮19、22分别与第三，第六从动齿轮20、23啮合，第三、第六从动齿轮20，23通过键与第三短轴26联接;第一、第五摇杆10、12的下端面通过螺钉分别与第二齿轮箱7内的第三短轴26左右两端连接，第二、第六摇杆10 ’、12’的上端通过螺钉分别与第二短轴25左右两端连接;第一、第五摇杆10、12的上端分别与第一、第三爪8、9上的端孔801、901通过销轴相铰接，第一、第三爪8、9上的中孔802、902分别与第三，第七摇杆11、13的上端通过销轴相铰接，第三、第七摇杆11、13的下端与第二齿轮箱7上的耳座tl、t2通过销轴相铰接，第二、第六摇杆10’、12’的下端分别与第二、第四爪8’、9’上的端孔801’、901’通过销轴相铰接，第二、第四爪8’、9’上的中孔802’、902’分别与第四、第八摇杆11’、13’的下端通过销轴相铰接，第四、第八摇杆11’、13’的上端分别与第二齿轮箱7上的耳座t2、tl通过销轴相铰接。
[0009]本实用新型的优点及积极效果:
[0010]本机构能实现在较大空间的精确灵活定位，并能实现三自由度的运动，纯机械的设计使其结构简单，具有可控性能、机电融合性能良好，能在高压环境下代替人工进行作业，提高工作效率，实现安全生产。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的三维示意图；
[0012]图2为图1的爆炸图；
[0013]图3为第一，第二齿轮箱的三维图；
[0014]图4为第一，第二齿轮箱的爆炸图；
[0015]图5为图1中夹持机构的放大图；
[0016]图6为夹持机构的正视图；
[0017]图7为夹持机构爆炸图；
[0018]图8为第一，第二齿轮箱外形示意图；
[0019]图中:
[0020]丨一第一可控电机；2一第二可控电机；3一第三可控电机;4一机架；5—第一轴；5，一第二轴;5” 一第二轴;6一第一齿轮箱;7一第二齿轮箱;8一第一爪;8，一第二爪;9一第三爪;9 ’ 一第四爪；10—第一摇杆；10 ’ 一第二摇杆；11一第三摇杆；11’一第四摇杆；12—第五摇杆;12 ’ 一第六摇杆；13—第七摇杆;13 ’ 一第八摇杆;14 一第一主动锥齿轮;15—第二主动锥齿轮；16—第一从动锥齿轮；17—第二从动锥齿轮；18—第一从动齿轮；19 一第二从动齿轮;20一第二从动齿轮;21—第四从动齿轮;22一第五从动齿轮;23一第六从动齿轮;24一第一短轴；25一第二短轴；26一第二短轴；27一左端盖;27 ’ 一右端盖;801 一第一爪的端孔；801 ’ 一第二爪的端孔；901 一第二爪的端孔；901 ’ 一第四爪的端孔；802一第一爪的中孔；802’一第二爪的中孔;902—第三爪的中孔;902’一第四爪的中孔;tl一第二齿轮箱7上的左耳座;t2—第二齿轮箱7上的右耳座。
[0021]【具体实施方式】:
[0022]如图1?8所示，操控第一可控电机I，通过第一轴5可实现机械手头部360°旋转；
[0023]操控第二可控电机2，通过第二轴5，带动第一主，从动锥齿轮14、16，可实现机械手头部上下180°转动；
[0024]操控第三可控电机3，通过第三轴5”带动第二主、从动锥齿轮15、17，带动第一短轴24，再分别带动第一、第二、第三从动齿轮18、19、20和第四、第五、第六从动齿轮21、22、23转动，分别带动第二、第三短轴25、26转动，再带动第一?第八摇杆摆动，实现第一到第四爪的夹持运动。
【主权项】
1.一种三自由度可控机械式机械手，它包括有动力传动机构、机械手头部360°旋转机构及上下180°摆动机构，其特征是第一、第二、第三可控电机(1、2、3)固定安装在机座(4)内，第一、第二、第三轴(5、5’、5”)分别与第一、第二、第三可控电机(1、2、3)连接，第一、第二轴(5、5’)为空心轴，第二轴(5’)安装在第一轴(5)的腔内，第三轴(5”)为实心轴，安装在第二轴(5 ’)的腔内，第一轴(5)的另一端通过螺钉与第一齿轮箱(6)连接，第一齿轮箱(6)安装在第二齿轮箱(7)内一起联动； 上下180°摆动机构是第二轴(5’)的另一端通过螺钉与第一主动锥齿轮(14)连接，第一主动锥齿轮(14)与第一从动锥齿轮(16)相啮合，第一从动锥齿轮(16)通过螺钉与第二齿轮箱(7)连接，通过第二可控电机(2)实现机械手头部上下180°摆动； 连杆夹持机构是第三轴(5”)的另一端通过键与第二主动锥齿轮(15)连接，第二主动锥齿轮(15)与第二从动锥齿轮(17)相啮合，第二从动锥齿轮(17)与第一短轴(24)通过键联接，第一、第四从动齿轮(18、21)分别与第二，第五从动齿轮(19、22)啮合，第二、第五从动齿轮(19、22)分别通过键与第二短轴(25)联接，第二、第五从动齿轮(19、22)分别与第三，第六从动齿轮(20、23)啮合，第三、第六从动齿轮(20、23)通过键与第三短轴(26)联接;第一、第五摇杆(10、12)的下端面通过螺钉分别与第二齿轮箱(7)内的第三短轴(26)左右两端连接，第二、第六摇杆(10’、12’)的上端通过螺钉分别与第二短轴(25)左右两端连接;第一、第五摇杆(1、12 )的上端分别与第一、第三爪(8、9 )上的端孔(801、901)通过销轴相铰接，第一、第三爪(8、9 )上的中孔(802、902)分别与第三，第七摇杆(11、13)的上端通过销轴相铰接，第三、第七摇杆(11、13)的下端与第二齿轮箱(7)上的耳座(tl、t2)通过销轴相铰接，第二、第六摇杆(10’、12’)的下端分别与第二、第四爪(8’、9’)上的端孔(801’、901’)通过销轴相铰接，第二、第四爪(8’、9’)上的中孔(802’、902’)分别与第四、第八摇杆(11’、13’)的下端通过销轴相铰接，第四、第八摇杆(11’、13’)的上端分别与第二齿轮箱(7)的耳座(t2、tl)通过销轴相铰接。
【专利摘要】一种三自由度可控机械式机械手，属于机械手领域，特征是第一，第二，第三轴分别与机架上的第一，第二，第三可控电机联接，第一，第二轴为空心轴，第二轴套装在第一轴内，第三轴为实心轴，套装在第二轴内，第一轴与第一齿轮箱固定连接，第一齿轮箱安装在第二齿轮箱内实现联动，通过第一可控电机实现机械手头部360°旋转；第二轴另一端与第一主动锥齿轮通过键联接，第一主动锥齿轮与第一从动锥齿轮啮合，第一从动锥齿轮与第二齿轮箱连接，通过第二可控电机实现机械手头部上下180°摆动；第三短轴另一端与第二主动锥齿轮通过键联接，第二主动锥齿轮通过带动从动齿轮使第一，第二，第三短轴转动，实现摇杆及上下爪夹持运动。优点是结构简单，安全可靠。
【IPC分类】B25J9/02, B25J9/16
【公开号】CN205184774
【申请号】CN201520977851
【发明人】楚志兵, 张铎, 李玉贵, 黄庆学, 马立峰, 杨彦龙
【申请人】太原科技大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月30日