基于连杆机构的机械手的制作方法

本发明涉及一种机械领域的机械手结构，特别是一种基于连杆机构的机械手结构。

背景技术：

目前，机械手的应用领域比较广泛，主要用于工业生产、医疗康复、农业采摘等方面。常见的机械手往往都是单一的杆件连接，完成物品的夹持或吸附进行物品的抓取或搬运工作，这类机械手整体结构庞大，生产成本高，对于要完成往复重复的工作适应范围小，所以研究和开发一种基于连杆机构的机械手具有很大的意义。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种解决机械手实现往复重复运动条件下的结构复杂的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种基于连杆机构的机械手，包括支架，上臂机构，前臂机构和手部机构，其特征在于：上臂机构装在支架上，上臂机构与前臂机构铰接，上臂机构与支架连接的第一铰接副上的第一驱动电机呈水平轴线设置，前臂结构与上臂机构连接的第二铰接副上的第二驱动电机呈垂直轴线设置，前臂机构上通过第三铰接副装有手部机构，前臂机构的驱动端电机呈水平轴线设置，手部机构的输入端电机轴线呈水平轴线设置，驱动端电机轴线与输入端电机轴线呈垂直交叉状态设置。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，上臂机构能实现往复的回转运动，前臂机构能实现回转和直线运动，手部机构能实现抓取的运动。

本发明的优选方案是：

上臂机构整体呈四杆构件结构，上臂机构中的上臂座与支架固接，上臂机构通过第一铰接副与上臂座连接，第一铰接副通过第一驱动电机驱动；前臂机构整体呈四杆构件结构，前臂机构中通过第二铰接副与上臂机构连接，第二铰接副通过第二驱动电机驱动。

前臂机构中的第一安装板上装有驱动端电机，驱动端电机与丝杆一端连接，丝杆的另一端连接滑块，滑块上设置的孔套装在滑杆上，滑杆的两端分别与第一安装板和第二安装板连接，滑块与前臂杆固接，前臂杆穿过第二安装板的贯通孔与第三铰接副连接。

手部机构的输入端电机与第三铰接副的转动轴连接，转动轴上装有主动抓手，主动抓手底部通过连接杆与转动副连接，转动副上装有从动抓手。

前臂机构中的第一安装板和第二安装板平行设置，第一安装板的两端分别过第三安装板和第四安装板与第二安装板的两端铰接。

上臂机构中的第一安装连接板与第一铰接副连接，第一安装连接板的两端通过分别第三安装连接板和第四安装连接板与第二安装连接板连接，第一安装连接板与第二安装连接板呈平行状态设置。

支架整体呈倒t字型结构，该倒t字型结构的横向部设置有安装孔，该倒t字型结构的纵向部设置有减重孔以及连接螺栓安装孔。

手部机构的输入端电机为正反转电机。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明上臂机构、前臂机构和手部机构的连结构示意图。

图3是本发明的前臂机构结构图。

图4是本发明手部机构示意图。

具体实施方式

一种基于连杆机构的机械手，参见附图1至4，图中：支架1、安装孔101、减重孔102；上臂机构2、上臂座201、第一安装连接板202、第二安装连接板203、第三安装连接板204、第四安装连接板205、第一铰接副206、第一驱动电机207、第二铰接副208；前臂机构3、第二驱动电机301、第一安装板302、第二安装板303、第三安装板304、第四安装板305、驱动端电机306、丝杠307、滑杆308、前臂杆309、滑块310；手部机构4、输入端电机401、第三铰接副402、主动抓手403、从动抓手404、连接杆405、转动副406。

本实施例由支架1、上臂机构2、前臂机构3和手部机构4组成，上臂机构2装在支架1上，上臂机构2与前臂机构3铰接，上臂机构2与支架1连接的第一铰接副206上的第一驱动电机207呈水平轴线设置（由图1中所示静止位置为准），前臂结构3与上臂机构2连接的第二铰接副208上的第二驱动电机301呈垂直轴线设置，前臂机构3上通过第三铰接副402装有手部机构，前臂机构3的驱动端电机306呈水平轴线设置（由图1中所示静止位置为准），手部机构4的输入端电机401轴线呈水平轴线设置，驱动端电机306轴线与输入端电机401轴线呈垂直交叉状态设置（由图1中所示静止位置为准）。

上臂机构2整体呈四杆构件结构，上臂机构2中的第一安装连接板202与第一铰接副206连接，第一安装连接板202的两端通过分别第三安装连接板204和第四安装连接板205与第二安装连接板203的两端连接，第一安装连接板202与第二安装连接板203呈平行状态设置。

上臂机构2中的上臂座201与支架1固接，上臂机构1通过第一铰接副206与上臂座201连接，第一铰接副206通过第一驱动电机207驱动。

前臂机构3整体呈四杆构件结构，前臂机构3中通过第二铰接副208与上臂机构2连接，第二铰接副208通过第二驱动电机301驱动。

前臂机构3中的第一安装板302上装有驱动端电机306，驱动端电机306与丝杆307一端连接，丝杆307的另一端连接滑块310，滑块310与丝杆307的连接部位设置有相应的螺纹结构；滑块310上设置的孔套装在滑杆308上，滑杆308的两端分别与第一安装板302和第二安装板302连接，滑块310与前臂杆309的一端固接，前臂杆309的另一端穿过第二安装板203上的贯通孔与第三铰接副402连接。

手部机构4的输入端电机401与第三铰接副402的转动轴连接，转动轴上固接有主动抓手403，主动抓手403底部通过连接杆405与转动副406连接，转动副406上装有从动抓手404，从动抓手404的底部与转动副406的转动轴固接。

前臂机构3中的第一安装板302和第二安装板303平行设置，第一安装板302的两端分别过第三安装板304和第四安装板305与第二安装板303的两端铰接。

支架1整体呈倒t字型结构，该倒t字型结构的横向部设置有安装孔101，该倒t字型结构的纵向部设置有减重孔102以及连接螺栓安装孔。

手部机构1的输入端电机401为正反转电机；第一驱动电机207、第二驱动电机301和驱动端电机306也分别为正反转电机。

本实施例，上臂机构2在第一驱动电机207的驱动下，能够带动上臂整体做上下往复的回转运动，前臂机构3在第二驱动电机301的驱动下，能实现回转运动，在驱动端电机306的驱动下能实现直线运动；手部机构3在输入端电机401的驱动下，能实现主动抓手403和从动抓手404抓取的运动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普遍技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种机械领域的机械手结构，特别是一种基于连杆机构的机械手结构。包括支架，上臂机构，前臂机构和手部机构，上臂机构装在支架上，上臂机构与前臂机构铰接，上臂机构与支架连接的第一铰接副上的第一驱动电机呈水平轴线设置，前臂结构与上臂机构连接的第二铰接副上的第二驱动电机呈垂直轴线设置，前臂机构上通过第三铰接副装有手部机构，前臂机构的驱动端电机呈水平轴线设置，手部机构的输入端电机轴线呈水平轴线设置，驱动端电机轴线与输入端电机轴线呈垂直交叉状态设置。本发明与现有技术相比，上臂机构能实现往复的回转运动，前臂机构能实现回转和直线运动，手部机构能实现抓取的运动。

技术研发人员：辛鸣;崔冰艳;王志军;张建民;张丹
受保护的技术使用者：辛鸣;华北理工大学
技术研发日：2017.09.29
技术公布日：2017.12.12