专利名称：一种机械手的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人领域，具体是一种机械抓取装置。
背景技术：
随着技术的进步，机器人在越来越多的工业和生活领域协助人类完成大量复杂、 繁重或是高危的工作，机器人系统中的机械手较广泛应用于各行各业生产第一线。目前广泛使用的机械手多通过液压控制和电机驱动机械结构控制实现了机械抓 取装置的动作，具有实现的精度高的特点。如，在申请号为02214944. 9的专利公开了一种 名为“多功能液压机械手”的液压控制的机械抓取装置，此装置由机械手和液压控制箱两部 分构成，该机械抓取装置的机械手的手爪包括有移动轮及液压马达和传动机构的底座，并 且该底座上部有旋转体和与之铰接的后臂、通过油缸驱动的前臂，以及固定于底座上的支 撑油缸。在申请号为02258997. X的专利公开了一种名为“凸轮钢球式机械手”的机械抓取 装置，该装置采用球包络弧面凸轮代替了现行凸轮式机械手中的圆柱包络弧面凸轮，采用 钢球代替了凸轮机械手中的圆柱滚子从动件，其特点是钢球在推动从动盘实现往复摆动动 作后，直接进入壳体上的环行轨道内，起到轴承作用，直接支撑着从动盘，使其结构简化，而 且啮合刚度和强度提高。但是现有技术中通过液压控制和电机驱动机械结构控制的机械手结构复杂，制作 成本较高，并且操作较为复杂，因而影响了机械手的在复杂工况条件下的应用。
发明内容
为了克服现有抓取装置结构复杂、操作不便和适用面窄的不足，本发明提出一种 机械手。本发明包括拉杆、顶板、支杆、多个支架、多个抓手、底板、芯轴、托板和弹簧。在底 板圆周上均布有多个轴向贯通底板的支架槽。在底板一个表面均布有多个支架；各支架的 支板固定在底板的上表面并位于支架槽两侧，并使支架的对称面与底板支架槽的对称面重 合。多个抓手安装在支架的芯轴上，位于支架槽内。底板和顶板分别套装在拉杆的两端， 并与拉杆固定。托板套装在底板和顶板之间的拉杆上，并可沿拉杆的轴向滑动，并且托板外 圆周表面与抓手一端的抓臂内表面相切。支杆穿过托板，并且各支杆的两端分别与底板和 顶板固定；弹簧套装在位于顶板与托板之间的拉杆上。拉杆伸出顶板端一侧表面有沿拉杆 长度方向的直齿，该直齿与安装在步进电机输出轴上的齿轮啮合。由于本发明采取的技术方案，使机械手通过拉杆上的直齿与步进电机上的齿轮的 配合，将步进电机的旋转运动变为托板的往复运动，使托板带动抓手绕芯轴转动，从而实现 物体的抓取和释放。本发明具有结构简单、可靠，成本低廉，容易操作以及适用面宽的特点。
图1是机械手结构示意图的主视图2是机械手结构示意图B-B向剖视图；图3是机械手结构示意图A-A向剖视图；1.拉杆 2.顶板 3.支杆 4.支架 5.抓手6.底板 7.芯轴 8.托板 9.弹簧
具体实施例方式实施例一本实施是一种用于抓取水下航行器充电接口的机械手。本实施例包括机械手、步进电机和控制电路。其中机械手包括拉杆1、顶板2、支 杆3、支架4、抓手5、底板6、芯轴7、托板8和弹簧9。其中，如图1 图3所示，在底板6圆周上均布有四个轴向贯通底板6的支架槽，并且对 应的两个支架槽分别位于该处底板6中心线两侧，使四个支架槽分别处于不同的象限内。 在底板6 —个表面均布有四个支架4 ；各支架4的支板均固定在底板的上表面并位于支架 槽两侧，并使支架4的对称面与底板支架槽的对称面重合。四个抓手5安装在支架4的芯轴 7上，位于支架槽内。底板6和顶板2分别套装在拉杆1的两端，并与拉杆固定，托板8套 装并固定在底板6和顶板2之间的拉杆1上，并可沿拉杆的轴向滑动；并且托板8外圆周表 面与抓手5 —端的抓臂内表面相切；四根支杆3穿过托板8，并且各支杆3的两端分别与底 板6和顶板2固定。弹簧9套装在位于顶板2与托板8之间的拉杆1上。拉杆1伸出顶板 2端一侧表面有沿拉杆长度方向的直齿，该直齿与安装在步进电机输出轴上的齿轮啮合。拉杆1为圆杆状，位于顶板2上表面一端的外圆表面有沿该拉杆长度方向的直齿。 该直齿与装在步进电机输出轴上的齿轮相啮合，将步进电机输出的旋转运动变为直线往复 运动。拉杆1另一端的外圆表面有与托板8的中心螺孔配合的螺纹，通过该螺纹配合，将托 板8与拉杆1固定连接。
0020]支杆3的两端有螺纹。顶板2为圆形平板。顶板2中心处有拉杆1的过孔。环拉 杆1过孔均布有安装支杆3的螺纹孔。底板6亦为圆形平板，其直径小于顶板2的直径，在 底板6的外圆周上有还均布有四个安装支杆3的螺纹孔。支杆3的两端有螺纹，并分别与 顶板2和底板6通过螺纹固定连接。支架4有四个，均包括一对支板和固定在支板之间的芯轴7。支架4的一对支板内 表面之间的距离同底板支架槽的槽宽。抓手5的外形呈“L”形，其抓臂是横截面为矩形的 杆件。抓手5的抓臂折弯处的夹角为110°，并且在该折弯处有芯轴7的安装孔。装配时， 支架4的芯轴7通过轴承与抓手5折弯处安装孔配合，并将芯轴7的两端分别固定在两侧 支板上。托板8亦为圆形平板，其直径大于底板6的直径。托板8的中心有与拉杆1的螺 纹段相配合的螺纹孔。托板8的外缘处均布有支杆3的过孔。当本实施例抓取物体时，步进电机正转，电机主轴上的齿轮与机械手的拉杆1的 直齿啮合，使拉杆1沿其长度方向朝拉杆1的直齿端直线运动，则托板8被拉杆1向上拉动， 托板8带动四个抓手5绕芯轴7转动，直至抓手5的4个抓臂抓紧物体为止。
当本实施例释放物体时，步进电机反转，电机主轴上的齿轮使拉杆1向下运动，则 托板8被拉杆1向下推动，托板8解除对四个抓手5的限制，抓手5在重力作用下转动，抓 臂松开物体。实施例二本实施是一种用于防爆机器人的机械手。本实施例包括机械手、步进电机和控制电路。其中机械手包括拉杆1、顶板2、支 杆3、支架4、抓手5、底板6、芯轴7、托板8和弹簧9。其中，如图1 图3所示，在底板6圆周上均布有三个轴向贯通底板6的支架槽。在底 板6 —个表面均布有三个支架4 ；各支架4的支板均固定在底板的上表面并位于支架槽两 侧，并使支架4的对称面与底板支架槽的对称面重合。三个抓手5安装在支架4的芯轴7 上，位于支架槽内。底板6和顶板2分别套装在拉杆1的两端，并与拉杆固定，托板8套装 并固定在底板6和顶板2之间的拉杆1上，并可沿拉杆的轴向滑动；并且托板8外圆周表面 与抓手5 —端的抓臂内表面相切；四根支杆3穿过托板8，并且各支杆3的两端分别与底板 6和顶板2固定。弹簧9套装在位于顶板2与托板8之间的拉杆1上。拉杆1伸出顶板2 端一侧表面有沿拉杆长度方向的直齿，该直齿与安装在步进电机输出轴上的齿轮啮合。拉杆1为圆杆状，位于顶板2上表面一端的外圆表面有沿该拉杆长度方向的直齿。 该直齿与装在步进电机输出轴上的齿轮相啮合，将步进电机输出的旋转运动变为直线往复 运动。拉杆1另一端穿过托板8的中心孔并焊接固定。支杆3的两端有螺纹。顶板2为圆形平板。顶板2中心处有拉杆1的过孔。环拉 杆1过孔均布有安装支杆3的螺纹孔。底板6亦为圆形平板，其直径小于顶板2的直径，在 底板6的外圆周上有还均布有四个安装支杆3的螺纹孔。支杆3的两端有螺纹，并分别与 顶板2和底板6通过螺纹固定连接。支架4有三个，均包括一对支板和固定在支板之间的芯轴7。支架4的一对支板内 表面之间的距离同底板支架槽的槽宽。抓手5的抓臂折弯处的夹角为130°，并且在该折弯 处有芯轴7的安装孔。装配时，支架4的芯轴7通过轴承与抓手5折弯处安装孔配合，并将 芯轴7的两端分别固定在两侧支板上。托板8亦为圆形平板，其直径大于底板6的直径。托板8的中心有与拉杆1的螺 纹段相配合的螺纹孔。托板8的外缘处均布有支杆3的过孔。当本实施例抓取物体时，步进电机正转，电机主轴上的齿轮与机械手的拉杆1的 直齿啮合，使拉杆1沿其长度方向朝拉杆1的直齿端直线运动，则托板8被拉杆1向上拉动， 托板8带动三个抓手5绕芯轴7转动，直至抓手5的抓臂抓紧物体为止。当本实施例释放物体时，步进电机反转，电机主轴上的齿轮使拉杆1向下运动，则 托板8被拉杆1向下推动，托板8解除对三个抓手5的限制，抓手5在重力作用下转动，抓 臂松开物体。
权利要求
一种机械手，其特征在于，机械手包括拉杆(1)、顶板(2)、支杆(3)、多个支架(4)、多个抓手(5)、底板(6)、芯轴(7)、托板(8)和弹簧(9)；在底板(6)圆周上均布有多个轴向贯通底板(6)的支架槽；在底板(6)一个表面均布有多个支架(4)；各支架(4)的支板固定在底板的上表面并位于支架槽两侧，并使支架(4)的对称面与底板支架槽的对称面重合；多个抓手(5)安装在支架(4)的芯轴(7)上，位于支架槽内；底板(6)和顶板(2)分别套装在拉杆(1)的两端，并与拉杆固定，托板(8)套装在底板(6)和顶板(2)之间的拉杆(1)上，并可沿拉杆的轴向滑动，并且托板(8)外圆周表面与抓手(5)一端的抓臂内表面相切；支杆(3)穿过托板(8)，并且各支杆(3)的两端分别与底板(6)和顶板(2)固定；弹簧(9)套装在位于顶板(2)与托板(8)之间的拉杆(1)上；拉杆(1)伸出顶板(2)端一侧表面有沿拉杆长度方向的直齿，该直齿与安装在步进电机输出轴上的齿轮啮合。
全文摘要
一种机械手，在底板圆周上均布有支架槽。支架固定在底板的上表面，并使支架的对称面与底板支架槽的对称面重合；抓手位于支架槽内并套装在支架的芯轴上。底板、托板和顶板依次套装在拉杆上，并与托板固定。支杆穿过托板，并且各支杆的两端分别与底板和顶板的一个表面固定。弹簧套装在位于顶板与托板之间的拉杆上。拉杆伸出顶板端表面有沿拉杆长度方向的直齿，该直齿与安装在电机输出轴上的齿轮啮合。本发明克服了现有机械手结构复杂、适用面窄的不足，具有结构简单、安全可靠的特点，并且成本低、易操作。
文档编号B25J9/08GK101920496SQ20101022181
公开日2010年12月22日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者杜向党, 楚亚楠, 王超, 赵喜峰 申请人:西北工业大学