一种减少线材损耗的轻型机械手

1.本实用新型涉及机械臂技术领域，具体是一种减少线材损耗的轻型机械手。


背景技术：

2.随着人类老龄化问题的日益严重和人力成本的日益增加，迫切地需要机器人代替人类完成部分工作。从 20 世纪 60 年代以来，机器人在工业领域中得到了长足的发展，国内外兴起了许多知名的机器人公司，如 abb、kuka、固高等公司。工业机器人在汽车制造业、冶金行业、码垛物流等行业中得到了广泛的应用。工业机器人为了获得高位置精度和重复度，往往具有较高的刚度和较重的质量，并通过位置控制实现简单重复的任务。
3.目前，人们学习生活中最常接触到的是轻型机械手，轻型机械手结构简单，工作原理直接易懂，各部分的结构模块化程度高，方便维修更换，广泛的应用在教育和个人程序开发的领域。
4.然而，轻型机械手的功能部多为可更换功能爪，方便进行各种作业，这就使得功能爪部的线材不能预先固定安装在机械手上，使用功能爪时，为配合功能爪的多维度动作，线材多悬空设置，导致线材极易损耗。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种减少线材损耗的轻型机械手，以解决上述背景技术中的问题。
6.为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
7.一种减少线材损耗的轻型机械手，其包括：依次连接的底座，第一舵机，第一连杆，第二舵机，第二连杆，第三舵机，第三连杆，第四舵机，功能爪；
8.所述第二连杆靠近功能爪一端开设有转动装置固定槽所述转动装置固定槽内设置有线材转动装置，所述线材转动装置与功能爪之间设置有波纹管；
9.所述波纹管内活动设置有所述功能爪的线材；
10.所述波纹管随所述功能爪和线材转动装置转动，带动其内的线材转动，用于减少功能爪的线材的损耗。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述线材转动装置包括设置在所述转动装置固定槽内的旋转舵机，所述旋转舵机上设置有旋转输出组件，所述旋转输出组件与行星轮盘内啮合链接；
12.所述行星轮盘上设置有波纹管固定机构，所述行星轮盘上下对称设置有两个行星轮定位盘，两所述行星轮定位盘用于压紧定位所述行星轮盘，两所述行星轮定位盘之间设置有用于所述波纹管固定机构旋转的旋转间隙；
13.两所述行星轮定位盘固设在所述旋转舵机上；
14.所述第二连杆从两所述行星轮定位盘中部穿过后与所述第三舵机连接。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述第二连杆整体呈圆柱状，其一端开设转动装
置固定槽后截面呈半圆环状，所述行星轮定位盘中部开设有定位盘中心孔，所述定位盘中心孔与所述旋转舵机对应形成半圆环状的连杆通孔；
16.所述第二连杆的半圆环部从所述连杆通孔穿过后与所述第三舵机连接。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述行星轮定位盘整体呈圆环状，其上设置有行星轮定位槽，所述行星轮定位槽形状和大小与所述行星轮盘的形状和大小适配。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述行星轮定位槽内开设有滚珠槽，所述滚珠槽内均匀设置有若干的滚珠；若干所述滚珠用于辅助所述行星轮盘转动。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述旋转输出组件包括设置在所述旋转舵机输出轴上的主动齿轮和设置在所述旋转舵机上的输出组件盖，所述输出组件盖和所述旋转舵机之间还设置有从动齿轮，所述从动齿轮和主动齿轮啮合连接；
20.所述从动齿轮与行星轮盘内啮合链接。
21.作为本实用新型的进一步改进，所述波纹管固定机构包括设置在所述行星轮盘外缘的行星轮凸部，铰接在所述行星轮凸部上的波纹管夹板，所述波纹管夹板扣合在所述行星轮凸部上形成波纹管固定孔。
22.作为本实用新型的进一步改进，所述行星轮定位盘中部圆周设置有若干的定位盘连接孔，两所述行星轮定位盘的定位盘连接孔相对设置，用于施加螺栓组固定。
23.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
24.本技术通过设置在第二连杆上的线材转动装置使波纹管随功能爪转动而转动，减少了功能爪转动时线材悬空晃动造成的线材端部的损耗；通过第二连杆的半圆环部穿过行星轮定位盘连接第三舵机的设计，使得线材转动装置内的行星轮盘能360
°
的旋转，从而带动波纹管内的线材进行360
°
转动，使功能爪转动时线材不会缠绕在功能爪和机械手连接处。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其它的附图。
26.图1是实施例的立体示意图。
27.图2是实施例的第二连杆的立体示意图。
28.图3是图2隐藏线材转动装置后的立体示意图。
29.图4是实施例的线材转动装置的爆炸示意图。
30.图5是实施例的线材转动装置的主视图。
31.图6是图4的a
‑
a方向的截面示意图。
32.图7是图5的b
‑
b方向的剖视图。
33.图8是实施例的行星轮定位盘的示意图。
34.其中：1、底座；2、第一舵机；3、第一连杆；4、第二舵机；5、第二连杆；6、线材转动装置；7、第三舵机；8、第三连杆；9、第四舵机；10、功能爪；11、波纹管；51、第二舵机连接座；52、第二连杆杆体；53、第三舵机连接座；54、转动装置固定槽；61、旋转舵机；62、定位盘锁紧块；
63、旋转输出组件；64、行星轮定位盘；65、行星轮盘；66、波纹管固定机构；631、主动齿轮；632；从动齿轮；633、输出组件盖；640、夹紧盘本体；641、行星轮定位槽；642、定位盘中心孔；643、滚珠槽；644、滚珠；645、定位盘连接孔；661、行星轮凸部；662、波纹管夹板；663、波纹管固定孔；67、连杆通孔；68、旋转间隙。
具体实施方式
35.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.具体实施例：
37.如图1至图3所示的一种减少线材损耗的轻型机械手，其包括：依次连接的底座1，第一舵机2，第一连杆3，第二舵机4，第二连杆5，第三舵机7，第三连杆8，第四舵机9，功能爪10。底座1内设置有能驱动第一舵机2水平旋转的舵机，第一连杆3在第一舵机2的驱动下可做竖直平面内的旋转，第二舵机4可旋转设置在第一连杆3末端，其与第二连杆5一端的第二舵机连接座51固定连接，第二连杆5在第二舵机4的驱动下可作与第一连杆3同平面内的旋转运动。第二连杆5的另一端为半圆环部，其半圆环部与第三舵机7可拆卸连接，第三舵机7上旋转设置有第三连杆8，第三连杆8远端固定设置有第四舵机9，第四舵机9上旋转设置有功能爪10，本实施例中功能爪10为气泵驱动的气动钳。
38.如图1所示，所述第二连杆5的第二连杆杆体52上靠近功能爪10一端开设有转动装置固定槽54，即第二连杆5半圆环部围成的空间，所述转动装置固定槽54内固定设置有线材转动装置6，所述线材转动装置6与功能爪10之间设置有波纹管11，波纹管11两端分别紧固在线材转动装置6和功能爪10上后，其中段留有如图1所示的余量，使其能自然弯曲，在功能爪10进行旋转运动时，能留有活动余量。所述波纹管11内活动设置有所述功能爪10的线材，本实施例中，其线材为气动钳的压力传感器的传导线和气管。波纹管11随所述功能爪10和线材转动装置6转动，带动其内的线材转动，用于减少功能爪10的线材的损耗。优选的，当对功能爪10的自由度要求不高时，可选用金属丝材质的波纹管11，使机械手功能部的重量增加，但线材的保护效果提升。
39.如图4所示，所述线材转动装置6包括固定设置在所述转动装置固定槽54内的旋转舵机61，所述旋转舵机61上设置有旋转输出组件63，所述旋转输出组件63与行星轮盘65内啮合链接；所述行星轮盘65外缘设置有波纹管固定机构66，所述行星轮盘65上下对称设置有两个行星轮定位盘64，两所述行星轮定位盘64用于压紧定位所述行星轮盘65。结合图4和图7，每所述行星轮定位盘64中部圆周设置有若干的定位盘连接孔645，两所述行星轮定位盘64的定位盘连接孔645相对设置，用于施加螺栓组将两行星定位盘64扣合连接。两行星轮定位盘64扣合后，通过定位盘锁紧块62将下方的行星轮定位盘64和旋转舵机61紧固连接。
40.如图5所示，两所述行星轮定位盘64扣合压紧行星轮盘65后，两者之间形成用于所述波纹管固定机构66旋转的旋转间隙68。
41.如图3所述第二连杆5整体呈圆柱状，其一端开设转动装置固定槽54后截面呈半圆环状，如图8所示，所述行星轮定位盘64中部开设有定位盘中心孔642，所述定位盘中心孔642与所述旋转舵机61对应形成半圆环状的连杆通孔67，参见图7；
42.结合图2和图3，所述第二连杆5的半圆环部从所述连杆通孔67穿过后，与第三舵机连接座53螺钉安装连接，之后在第三舵机连接座53上固定安装第三舵机7。同理，安装和更换线材转动装置6时，只需拆下第三舵机连接座53，将线材转动装置6沿第二连杆5的半圆环部安装或取下。
43.如图8所示，所述行星轮定位盘64整体呈圆环状，其上设置有行星轮定位槽641，结合图7，所述行星轮定位槽641形状和大小与所述行星轮盘65的形状和大小适配。
44.如图6和图8所示，所述行星轮定位槽641内开设有滚珠槽643，所述滚珠槽643内均匀设置有若干的滚珠644；若干所述滚珠644用于辅助所述行星轮盘65转动。
45.结合图6和图7所示，所述旋转输出组件63包括设置在所述旋转舵机61输出轴上的主动齿轮631和设置在所述旋转舵机61上的输出组件盖633，所述输出组件盖633和所述旋转舵机61之间还设置有从动齿轮632，所述从动齿轮632和主动齿轮631啮合连接，所述从动齿轮632与行星轮盘65内啮合链接。
46.如图7所示，所述波纹管固定机构66包括设置在所述行星轮盘65外缘的行星轮凸部661，铰接在所述行星轮凸部661上的波纹管夹板662，所述波纹管夹板662扣合在所述行星轮凸部661上形成波纹管固定孔663。参见图5，波纹管固定机构66居中设置在行星轮盘65边缘处，使其处于旋转间隙68之间，旋转时不发生干涉。
47.工作时，波纹管固定机构66与功能爪10的线材输入口处于同一竖直平面内（参见图1），控制器控制功能爪10进行水平平面内的转动时，控制线材转动装置6中的行星轮盘65同步转动，带动波纹管11转动，减少了线材在悬空状态下的晃动幅度，从而减少了线材的损耗，同时，波纹管11带动线材转动，使功能爪10转动时，线材不会缠绕在线材转动装置6和功能爪10之间，既增加了功能爪10的自由度又保护了线材。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。