一种机器人的机械手结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种机器人的机械手结构，属于机械设备【技术领域】。机械手结构包括底座底座上安装有可绕自身轴向转动的旋转柱，旋转柱下端与底座相连接，旋转柱上端固连有安装座，安装座上设有第一手臂，第一手臂一端与安装座铰接，第一手臂的另一端上还铰接有第二手臂，第二手臂的内端铰接在第一手臂上，第一手臂和第二手臂均能够上下摆动，第二手臂的外端固设有能够夹取物料的夹具，底座上固设有能够带动旋转柱转动的动力装置一，安装座上固设有能够带动第一手臂摆动的动力装置二，第一手臂上固设有能够带动第二手臂摆动的动力装置三。本机械手结构方便移动、安装和拆卸，控制也简单，能够大大减省工人、提高效率、安全性能高。
【专利说明】一种机器人的机械手结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于自动化机械设备【技术领域】，涉及一种机器人的机械手结构。
【背景技术】
[0002] 工业机器人是在生产环境中用以提高生产效率和降低工人劳动强度的工具，它可 代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全， 因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。例如，第一代工业机器人是用 来在核电站中更换核燃料棒，如果人去做这项工作，将会遭受有害射线的辐射。工业机器人 亦能工作在装配线上将小元件装配到一起，将电子元件安放在电路印刷板，动作精准错误 率低，这样能够将工人从这项乏味的常规工作中解放出来；机器人还能按程序要求用来拆 除炸弹，辅助残疾人等，在社会的很多应用场合下履行职能。
[0003] 机械手结构是机器人的执行元件，是机器人的一个重要部分。在进行焊接、密封、 机器装料、拆装以及装配工作等时都是通过机械手结构来执行完成的，机械手的最大优势 可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累，机械手的应用越来越广泛， 机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业 的能力。随着科技的进步，机械手向着轻型化、智能化和多样化方向发展。对于不同的需求 通常需要不同的机械手完成相应的动作。
[0004] 我国专利（CN202572387U)公开了一种仿生机械手，包括主体和电机组，主体上 设置有第一机械手指、第二机械手指、第三机械手指、第四机械手指和第五机械手指，第一 机械手指、第二机械手指、第三机械手指、第四机械手指和第五机械手指均与主体安装在一 起，并且电机组控制第一机械手指、第二机械手指、第三机械手指、第四机械手指和第五机 械手指进行动作。
[0005] 上述专利公布机械手结构复杂，体积大且笨重，通用性和移动性差。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种机器人的机械手 结构，本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种小巧灵活的机械手结构并提高其移 动性和通用性。
[0007] 本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
[0008] -种机器人的机械手结构，所述机械手结构包括底座，其特征在于，所述底座上安 装有可绕自身轴向转动的旋转柱，所述旋转柱下端与所述底座相连接，所述旋转柱上端固 连有安装座，所述安装座上设有第一手臂，所述第一手臂一端与所述安装座铰接，所述第一 手臂的另一端上还铰接有第二手臂，所述第二手臂的内端铰接在所述第一手臂上，所述第 一手臂和第二手臂均能够上下摆动，所述第二手臂的外端固设有能够夹取物料的夹具，所 述底座上固设有能够带动所述旋转柱转动的动力装置一，所述安装座上固设有能够带动所 述第一手臂摆动的动力装置二，所述第一手臂上固设有能够带动所述第二手臂摆动的动力 装置三。
[0009] 本实用新型的工作原理是：本机械手结构的底座起主要的支撑作用，旋转柱能够 在动力装置一的带动下绕自身轴线转动，动力装置二能够带动第一手臂在安装座上上下摆 动，第二手臂的内端铰接在第一手臂上，能够通过动力装置三在第一手臂的外端上下摆动， 第二手臂上还设有能够夹取物料的夹具，用来抓去或卸载物料，本机械手结构非常灵活，通 过旋转柱控制夹具的水平面的自由度，通过第一手臂和第二手臂控制坚直方向上的自由 度；本机械手结构能够在以第一手臂和第二手臂总长度为半径的圆形区域中作业，还能够 通过第一手臂和第二手臂上下摆动将物料移送至一定的高度。通过动力装置一、动力装置 二和动力装置三分别控制旋转轴的转动、第一手臂的上下摆动和第二手臂的上下摆动，达 到指定位置再通过夹具抓取或释放物料，从而达到移送物料的的目的，提高了自动化程度； 利用机械手结构具有结构简单、造价较低、维修方便等优点，方便移动、安装和拆卸，控制也 简单，能够大大减省工人、提商效率、降低生广成本、提商广品品质、安全性能商。
[0010] 在上述的机器人的机械手结构中，所述动力装置一为旋转气缸，所述旋转气缸固 设在所述底座上，所述旋转柱固设在所述旋转气缸的输出轴上。本机械手机构中旋转柱能 够通过旋转气缸进行正反360°的旋转，从而带动夹具正反360°的旋转到达不同的区域， 进行移载或装载，360°无死角，作业半径大。
[0011] 在上述的机器人的机械手结构中，所述动力装置二和动力装置三分别为电机一和 电机二，所述电机一的输出轴与所述第一手臂的铰接轴相固连，所述电机二的输出轴与所 述第二手臂的铰接轴相固连。通过电机一和电机二的正反转来带动第一手臂或第二手臂的 上下摆动，控制夹具的位置，可以采用步进电机达到精准操作，准确率高。
[0012] 在上述的机器人的机械手结构中，所述夹具包括气缸一和气缸二，所述气缸一的 输出轴上固设有夹板一，所述夹板一的外侧边具有向外的折边一，所述气缸二的输出轴上 固设有夹板二，所述夹板二的外侧边具有向外的折边二，所述夹板一的内侧边与所述夹板 二的内侧边相铰接。当气缸一和气缸二进气时，气缸一的输出轴和气缸二的输出轴向外伸 出，推动夹板一和夹板二前行，夹板一和夹板二向内即可夹紧物料，反之，则能够卸载物料， 利用电磁阀控制气缸一和气缸二非常方便，便于操作。
[0013] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0014] 1、本机械手结构通过控制旋转轴的转动、第一手臂的上下摆动和第二手臂的上下 摆动，达到指定位置再通过夹具抓取或释放物料，从而达到移送物料的的目的，提高了自动 化程度；利用机械手结构具有结构简单、造价较低、维修方便等优点，方便移动、安装和拆 卸，控制也简单，能够大大减省工人、提高效率、降低生产成本、提高产品品质、安全性能高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本机械手结构的立体结构示意图；
[0016] 图2是本机械手结构的夹具立体结构示意图；
[0017] 图中，1、底座；2、旋转柱；3、安装座；4、第一手臂；5、第二手臂；6、旋转气缸；7、电 机一 ；8、电机二；9、气缸一 ；10、气缸二；11、夹板一 ；12、夹板二；13、折边一 ；14、折边二； 15、夹具。
【具体实施方式】
[0018] 以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步 的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0019] 如图1所示，机械手结构包括底座1，底座1上安装有可绕自身轴向转动的旋转柱 2,旋转柱2下端与底座1相连接，旋转柱2上端固连有安装座3,安装座3上设有第一手臂 4,第一手臂4 一端与安装座3铰接，第一手臂4的另一端上还铰接有第二手臂5,第二手臂 5的内端铰接在第一手臂4上，第一手臂4和第二手臂5均能够上下摆动，第二手臂5的外 端固设有能够夹取物料的夹具15,底座1上固设有能够带动旋转柱2转动的动力装置一， 安装座3上固设有能够带动第一手臂4摆动的动力装置二，第一手臂4上固设有能够带动 第二手臂5摆动的动力装置三；动力装置一为旋转气缸6,旋转气缸6固设在底座1上，旋 转柱2固设在旋转气缸6的输出轴上。本机械手机构中旋转柱2能够通过旋转气缸6进行 正反360°的旋转，从而带动夹具15正反360°的旋转到达不同的区域，进行移载或装载， 360°无死角，作业半径大；动力装置二和动力装置三分别为电机一 7和电机二8,电机一 7 的输出轴与第一手臂4的铰接轴相固连，电机二8的输出轴与第二手臂5的铰接轴相固连。 通过电机一 7和电机二8的正反转来带动第一手臂4或第二手臂5的上下摆动，控制夹具 15的位置，可以采用步进电机达到精准操作，准确率高。
[0020] 本实用新型的工作原理是：本机械手结构的底座1起主要的支撑作用，旋转柱2能 够在动力装置一的带动下绕自身轴线转动，动力装置二能够带动第一手臂4在安装座3上 上下摆动，第二手臂5的内端铰接在第一手臂4上，能够通过动力装置三在第一手臂4的外 端上下摆动，第二手臂5上还设有能够夹取物料的夹具15,用来抓去或卸载物料，本机械手 结构非常灵活，通过旋转柱2控制夹具15的水平面的自由度，通过第一手臂4和第二手臂5 控制坚直方向上的自由度；本机械手结构能够在以第一手臂4和第二手臂5总长度为半径 的圆形区域中作业，还能够通过第一手臂4和第二手臂5上下摆动将物料移送至一定的高 度。通过动力装置一、动力装置二和动力装置三分别控制旋转轴的转动、第一手臂4的上下 摆动和第二手臂5的上下摆动，达到指定位置再通过夹具15抓取或释放物料，从而达到移 送物料的的目的，提高了自动化程度；利用机械手结构具有结构简单、造价较低、维修方便 等优点，方便移动、安装和拆卸，控制也简单，能够大大减省工人、提高效率、降低生产成本、 提商广品品质、安全性能商。
[0021] 如图2所示，夹具15包括气缸一 9和气缸二10,气缸一 9的输出轴上固设有夹板 一 11，夹板一 11的外侧边具有向外的折边一 13,气缸二10的输出轴上固设有夹板二12,夹 板二12的外侧边具有向外的折边二14,夹板一 11的内侧边与夹板二12的内侧边相铰接， 当气缸一 9和气缸二10进气时，气缸一 9的输出轴和气缸二10的输出轴向外伸出，推动夹 板一 11和夹板二12前行，夹板一 11和夹板二12向内即可夹紧物料，反之，则能够卸载物 料，利用电磁阀控制气缸一 9和气缸二10非常方便，便于操作。
[0022] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所 属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似 的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1. 一种机器人的机械手结构，所述机械手结构包括底座（1)，其特征在于，所述底座 (1)上安装有可绕自身轴向转动的旋转柱（2)，所述旋转柱（2)下端与所述底座（1)相连 接，所述旋转柱（2)上端固连有安装座（3)，所述安装座（3)上设有第一手臂（4)，所述第 一手臂（4) 一端与所述安装座（3)铰接，所述第一手臂（4)的另一端上还铰接有第二手臂 (5)，所述第二手臂（5)的内端铰接在所述第一手臂（4)上，所述第一手臂（4)和第二手臂 (5) 均能够上下摆动，所述第二手臂（5)的外端固设有能够夹取物料的夹具（15)，所述底座 (I) 上固设有能够带动所述旋转柱（2)转动的动力装置一，所述安装座（3)上固设有能够带 动所述第一手臂（4)摆动的动力装置二，所述第一手臂（4)上固设有能够带动所述第二手 臂（5)摆动的动力装置三。
2. 根据权利要求1所述的机器人的机械手结构，其特征在于，所述动力装置一为旋转 气缸￠)，所述旋转气缸￠)固设在所述底座（1)上，所述旋转柱（2)固设在所述旋转气缸 (6) 的输出轴上。
3. 根据权利要求1或2所述的机器人的机械手结构，其特征在于，所述动力装置二和 动力装置三分别为电机一（7)和电机二（8)，所述电机一（7)的输出轴与所述第一手臂（4) 的铰接轴相固连，所述电机二（8)的输出轴与所述第二手臂（5)的铰接轴相固连。
4. 根据权利要求1或2所述的机器人的机械手结构，其特征在于，所述夹具（15)包 括气缸一（9)和气缸二（10)，所述气缸一（9)的输出轴上固设有夹板一（11)，所述夹板一 (II) 的外侧边具有向外的折边一（13)，所述气缸二（10)的输出轴上固设有夹板二（12)，所 述夹板二（12)的外侧边具有向外的折边二（14)，所述夹板一（11)的内侧边与所述夹板二 (12)的内侧边相铰接。
【文档编号】B25J18/00GK203901298SQ201420294640
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】张露, 王睿颖, 罗烨敏 申请人:嘉兴职业技术学院