一种机械手的制作方法

本发明涉及工业自动化技术领域，特别涉及一种机械手。

背景技术：

在工业生产领域，无论生产过程中或者后续加工、包装等工序都会使用到各种各样的工具或组装件。例如，在塑料件制造工艺过程中，每制造一个产品，操作工人都会需要重复一次取放塑料件的操作，如此往复多次会造成操作人员的身体疲劳，渐渐速度降低，影响了产品的生产效率。同时，有的加工组装件或者加工工具放置在离操作人员较远的位置，而取用时操作人员又需要远距离的操作，费时费力。

机械手具有模仿人手和臂的某些动作功能，是用以按固定程序抓取、输送物件的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，提高工作效率，节约生产成本，因而广泛应用于各个领域。现有的机械手为了实现远距离的抓取工作，机械臂一般由多节组成，然而多节机械臂会导致机械手占据空间较大，同时导致机械手结构复杂，成本较高。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种机械手，旨在提供一种结构简单且能进行远距离抓取工作的机械手。

为实现上述目的，本发明提出的一种机械手，包括：

伸缩装置，包括伸缩组件，所述伸缩组件包括沿其长度方向依次连接的多个套筒，多个所述套筒的径宽沿所述长度方向呈递增或递减设置，且相邻每两个所述套筒可相对伸缩套合设置；以及，

抓取装置，可转动地设于所述伸缩组件的一端，用于抓放物件。

可选地，相邻的每两个所述套筒中，其中一个为外套筒，另一个为内套筒，所述外套筒的内壁以及所述内套筒的外壁上均设有沿所述长度方向延伸的齿条，两个齿条之间设有齿轮；或者，

相邻的每三个所述套筒中，自外向内依次设置为第一套筒、第二套筒、第三套筒，所述第一套筒的内壁和所述第三套筒的外壁均设有沿长度方向延伸的齿条，所述第二套筒的筒壁上贯设过孔，所述过孔内转动安装有齿轮，所述齿轮分别与两个所述齿条啮合。

可选地，多个所述套筒中距离所述抓取装置最远的所述套筒设置为固定套筒，与所述固定套筒相邻的所述套筒设置为活动套筒，所述固定套筒和所述活动套筒呈一端开口设置，所述伸缩组件还包括贯穿所述固定套筒的端部设置的丝杆，所述丝杆与所述活动套筒的端部螺纹连接。

可选地，所述伸缩装置还包括第一驱动电机，所述第一驱动电机设于所述固定套筒，并与所述丝杆连接，用于驱动所述丝杆转动。

可选地，所述抓取装置包括基座和沿所述基座的周向间隔设于所述基座的多个第一卡爪，多个所述第一卡爪转动设置而具有相对收拢以夹紧所述物件的收缩状态以及相对展开以释放所述物件的打开状态。

可选地，所述基座的中心贯设有通孔；

所述抓取装置还包括：

活动块，沿所述基座的中心轴方向可往复移动地设于所述通孔，多个所述第一卡爪通过连接杆与所述活动块活动连接；以及，

驱动机构，设于所述基座且与所述活动块连接，用于驱使所述活动块往复移动。

可选地，所述抓取装置还包括多个第二卡爪，多个所述第二卡爪与多个所述第一卡爪对应设置，所述第二卡爪转动地安装于所述第一卡爪远离所述基座的一端。

可选地，所述抓取装置还包括多个气缸，多个所述气缸对应设于多个所述第一卡爪，每一所述气缸的活塞杆与所述第二卡爪活动连接。

可选地，所述机械手还包括旋转装置，所述旋转装置设于所述抓取装置和所述伸缩组件之间，用于驱使所述抓取装置相对所述伸缩组件转动。

可选地，所述旋转装置包括：

旋转块，一端与所述抓取装置固定连接，另一端与所述伸缩组件转动连接；

第二驱动电机，设于所述旋转块，所述第二驱动电机的输出轴设有主动齿轮；以及，

固定齿轮，设于所述伸缩组件的一侧，所述固定齿轮用以与所述主动齿轮啮合。

本发明提供的机械手，包括伸缩装置和抓取装置，所述伸缩装置包括伸缩组件，所述伸缩组件包括沿其长度方向依次连接的多个套筒，多个所述套筒的径宽沿所述长度方向呈递增或递减设置，且相邻每两个所述套筒可相对伸缩套合设置。通过伸缩装置的设置，使机械手能进行远距离抓取工作的同时，还占据空间小，结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的机械手的一实施例的结构示意图；

图2为图1中伸缩装置的结构示意图；

图3为图2中的伸缩装置的剖视示意图；

图4为图1中抓取装置的结构示意图；

图5为图1中旋转装置的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

现有的机械手为了实现远距离的抓取工作，机械臂一般由多节组成，然而多节机械臂会导致机械手占据空间较大，同时导致机械手结构复杂，成本较高。

鉴于此，本发明提出一种机械手，结构简单且能进行远距离抓取工作，图1至图5为本发明提供的机械手的一实施例。

请参阅图1和图2，所述机械手100包括伸缩装置1和抓取装置2，其中，所述伸缩装置1包括伸缩组件11，所述伸缩组件11包括沿其长度方向依次连接的多个套筒111，多个所述套筒111的径宽沿所述长度方向呈递增或递减设置，且相邻每两个所述套筒111可相对伸缩套合设置；所述抓取装置2可转动地设于所述伸缩组件11的一端，用于抓放物件。本发明提供的技术方案中，所述机械手100包括伸缩装置1和抓取装置2，通过伸缩装置1的设置，使机械手100能进行远距离抓取工作的同时，还占据空间小，结构简单。

需要说明的是，本发明对所述套筒111的具体形状不做限制，所述套筒111可以为圆柱体，可以为长方体，还可以为正方体。其中，垂直于长度方向为宽度，当所述套筒111为圆柱时，所述套筒111的径宽即直径；当所述套筒111为其他形状时，其截面不一定是圆形或者正方形，因此，此时所述套筒111的径宽即为平均宽度。此外，所述机械手100为用以抓取质量较轻的物件。

请参阅图2和图3，在一实施例中，相邻的每三个所述套筒111中，自外向内依次设置为第一套筒111a、第二套筒111b、第三套筒111c，所述第一套筒111a的内壁和所述第三套筒111c的外壁均设有沿长度方向延伸的齿条，所述第二套筒111b的筒壁上贯设过孔1112，所述过孔1112内转动安装有齿轮1113，所述齿轮1113通过固定轴1114可转动设于所述第二套筒111b，所述齿轮1113分别与两个所述齿条啮合，如此，当所述第二套筒111b在长度方向上动时，安装于所述第二套筒111b的所述齿轮1113转动，然后带动所述第三套筒111c和所述第一套筒111a在长度方向上运动。需要说明的是，为了使各个套筒111通过齿轮齿条啮合而形成的相对运动的效果较好，且所述第一套筒111a固定而便于安装其他部件，在图2和图3中，所述第一套筒111a为固定不动。而此种多个所述套筒111的安装方式，便于所述齿轮1113的安装，且节省了所述齿轮1113的安装空间，使所述伸缩组件11的体积较小，减少了占据空间，更加实用。

显然本设计不限于此，在其他实施例中，相邻的每两个所述套筒111中，其中一个为外套筒，另一个为内套筒，所述外套筒的内壁以及所述内套筒的外壁上均设有沿所述长度方向延伸的齿条，两个齿条之间设有齿轮，具体地，所述齿轮通过固定结构可转动设于所述内套筒和所述外套筒之间，如此，只要所述内套筒和所述外套筒其中任意一个在长度方向上运动，即可带动所述齿轮转动，从而带动另一个所述套筒运动；或者，只要所述齿轮转动，即可带动所述内套筒和所述外套筒运动。

进一步地，在本实施例中，为驱动一个所述套筒111在长度方向上运动，从而使所述齿轮1113转动，进而使其他所述套筒111运动，具体地，多个所述套筒111中距离所述抓取装置2最远的所述套筒设置为固定套筒(即上述的第一套筒111a)，与所述固定套筒相邻的所述套筒111设置为活动套筒(即上述的第二套筒111b)，所述固定套筒和所述活动套筒呈一端开口设置，所述伸缩组件11还包括贯穿所述固定套筒的端部设置的丝杆12，所述丝杆12与所述活动套筒的端部螺纹连接。由于所述丝杆12与所述活动套筒的端部螺纹连接，因此转动所述丝杆12，即可使所述活动套筒在长度方向上往复运动，从而使设于所述活动套筒上的齿轮转动，由于所述齿轮还与所述活动套筒另一相邻的所述套筒(即上述的第三套筒111c)啮合连接，因此使所述套筒也和所述活动套筒同向运动，由此类推，除了所述固定套筒的所有所述套筒都可伸长或缩回所述固定套筒。

为了实现机械自动化，节省人力和时间，在本实施例中，所述伸缩装置1还包括第一驱动电机12，所述第一驱动电机12设于所述固定套筒，并与所述丝杆12连接，用于驱动所述丝杆12转动。

需要说明的是，上述描述中的所述外套筒、第一套筒、固定套筒之类的都是为了便于理解设定的名称，并不代表固定的对象，例如图2中远离所述抓取机构的所述套筒既可以是外套筒、也可以是第一套筒、还可以是固定套筒。

请参阅图4，在本实施例中，所述抓取装置2包括基座21和沿所述基座21的周向间隔设于所述基座21的多个第一卡爪22，多个所述第一卡爪22转动设置而具有相对收拢以夹紧所述物件的收缩状态以及相对展开以释放所述物件的打开状态。所述第一卡爪22设有多个，抓取方位更广，使物件不易松落。

进一步地，所述基座21的中心贯设有通孔211；所述抓取装置2还包括活动块23和驱动机构25，所述活动块23沿所述基座21的中心轴方向可往复移动地设于所述通孔211，多个所述第一卡爪22通过连接杆24与所述活动块23活动连接；所述驱动机构25设于所述基座21且与所述活动块23连接，用于驱使所述活动块23往复移动。在本实施例中，所述活动块23上穿设有螺杆231，所述活动块23上设有与所述螺杆231配合的螺纹，所述驱动机构25与所述螺杆231固定连接，所述驱动机构25驱动所述螺杆231转动，由于螺纹配合，使所述活动块23能沿所述基座21的中心轴方向往复移动，从而使与所述活动块23连接的所述第一卡爪22具有相对收拢以夹紧所述物件的收缩状态以及相对展开以释放所述物件的打开状态。如此，即可实现所述第一卡爪22抓放物件，结构简单，操作方便。

为了使所述抓取装置2的抓紧效果更好，在本实施例中，所述抓取装置2还包括多个第二卡爪26，多个所述第二卡爪26与多个所述第一卡爪22对应设置，所述第二卡爪26转动地安装于所述第一卡爪22远离所述基座21的一端。如此，所述机械手100的抓取装置2更加灵活，实用性更强。

进一步地，所述抓取装置2还包括多个气缸，多个所述气缸对应设于多个所述第一卡爪22，每一所述气缸的活塞杆27与所述第二卡爪26活动连接，具体地，多个所述气缸设于所述基座21，所述活塞杆27与所述第二卡爪26通过连接件28转动连接，所述活塞杆27在气缸内气压的驱动下向远离所述基座21的方向运动，从而使与之连接的所述第二卡爪26相互靠拢，反之，所述活塞杆27靠近所述基座21的方向运动，从而使与之连接的所述第二卡爪26相对展开。这种驱动所述第二卡爪26的方式结构简单，节省能量。

此外，为了使所述机械手100不仅能在直线上进行远距离抓取工作，还可以进行角度的变化，请参阅图1和图5，在本实施例中，所述机械手100还包括旋转装置3，所述旋转装置3设于所述抓取装置2和所述伸缩组件11之间，用于驱使所述抓取装置2相对所述伸缩组件11转动。所述旋转机构使所述机械手100能变换角度以抓取物件，通用性更强，使用范围更广。

进一步地，所述旋转装置3包括旋转块31、第二驱动电机(图中未示出)和固定齿轮33，所述旋转块31一端与所述抓取装置2固定连接，另一端与所述伸缩组件11转动连接，所述第二驱动电机设于所述旋转块31，所述第二驱动电机的输出轴设有主动齿轮32，所述固定齿轮33设于所述伸缩组件11的一侧，所述固定齿轮33用以与所述主动齿轮32啮合。所述第二驱动电机转动，使所述主动齿轮32转动，由于所述固定齿轮33与所述主动齿轮32啮合，因此，所述主动齿轮32绕所述固定齿轮33转动，以使所述抓取装置2绕所述伸缩装置1转动，且转动角度为0～90°。此外，所述固定齿轮33的齿数设置较多，以提高传动的平稳性，减少冲击振动。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。