一种多关节机械手及机械手臂的制作方法

1.本发明涉及机械手技术领域，尤其是涉及一种多关节机械手及机械手臂。


背景技术：

2.机械手，是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手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。
3.机械手多为多关节式结构，即包括有多个机械手臂，且相邻两机械手臂之间活动连接，能够实现机械手于多个工位之间的行走。
4.现有的多关节机械手在对不规则工件进行夹取时，由于工件的规整度较差，导致机械手对物件的夹取力过小，工件容易在夹取过程中滑落，从而影响夹取效率，且针对一些开口的罐状工件，从罐体外侧进行夹取容易将工件夹扁，从而影响工件质量。
5.鉴于此，本发明提出一种多关节机械手及机械手臂，解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种多关节机械手及机械手臂，解决了：现有的多关节机械手在对不规则工件进行夹取时，由于工件的规整度较差，导致机械手对物件的夹取力过小，工件容易在夹取过程中滑落，从而影响夹取效率，且针对一些开口的罐状工件，从罐体外侧进行夹取容易将工件夹扁，从而影响工件质量的技术问题；
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
8.一种多关节机械手，包括夹板，所述夹板的截面呈u形结构，且夹板内部上下对称滑动连接有滑板，所述滑板左侧面相互靠近的位置处均固定连接有夹爪；
9.所述夹爪相互对应的面上均固定连接有夹垫，所述夹垫的左右两端呈矩形块结构、中间位置呈圆弧形凹槽结构，所述夹垫相互对应的面上分别均匀固定连接有弹性材质的凸块；
10.所述夹爪相互远离的一侧分别固定连接有橡胶垫，且橡胶垫左端呈凸起状。
11.优选的，所述滑板的前后侧面均固定连接有矩形结构的限位条，且夹板内部前后侧面均对应限位条开设有限位槽。
12.优选的，所述滑板相互靠近的一侧呈梯形结构，且梯形结构的斜面上开设有梯形结构的滑槽，两个所述滑槽之间滑动连接有梯形结构的滑块，且滑块的上下两侧卡合在滑槽内。
13.优选的，所述夹板右侧面中心位置固定连接有一级气缸，所述一级气缸外侧的夹板上固定连接有固定框，所述一级气缸的伸缩杆端部贯穿夹板并与滑块右侧面中心位置固定连接。
14.优选的，所述角度调节机构包括一级锥齿轮、二级锥齿轮、三级锥齿轮、四级锥齿
轮、五级锥齿轮和连接柱；
15.所述连接柱左端与固定框的右侧面固定连接，且五级锥齿轮固定连接在连接柱右端，所述四级锥齿轮左侧与五级锥齿轮上侧啮合，且四级锥齿轮右侧与三级锥齿轮上侧啮合；
16.所述三级锥齿轮位于一级锥齿轮左侧面中心位置，且一级锥齿轮下侧与二级锥齿轮右侧啮合，并且二级锥齿轮位于四级锥齿轮正下方。
17.优选的，所述三级锥齿轮右侧面中心位置固定连接有贯穿一级锥齿轮的驱动杆，所述驱动杆外侧转动套设有一级套管，且一级套管左端与一级锥齿轮右侧面固定连接。
18.优选的，所述一级套管外侧转动套设有二级套管，且二级套管外表面左端上下对称固定连接有一级l形板；
19.两个所述一级l形板分别靠近四级锥齿轮和二级锥齿轮的一端均转动连接有转轴，且两个转轴相互对应的一端分别与四级锥齿轮和二级锥齿轮固定连接；
20.下侧所述转轴的左侧固定连接有二级l形板，所述二级l形板上端固定连接有套筒，所述套筒转动套设在连接柱的环形外表面上。
21.优选的，所述二级套管右侧设置有支柱，且二级套管贯穿支柱的上端并与其转动连接，所述支柱下端转动连接有固定柱，所述固定柱下端固定连接有底座。
22.优选的，所述二级套管贯穿至支柱右侧，且其右端固定连接有环形结构的二级齿轮，所述二级套管内侧的一级套管贯穿至二级套管右侧，且一级套管右端固定连接有环形结构的一级齿轮，所述一级套管内侧的驱动杆延伸至一级套管右侧，且驱动杆右端固定连接有实心齿轮；
23.所述支柱右侧面下端固定连接有平板，所述平板上端面对应实心齿轮、一级齿轮和二级齿轮分别开设有三个槽口，所述槽口内均滑动连接有齿条，且齿条分别与实心齿轮、一级齿轮和二级齿轮下侧啮合，所述槽口的前侧分别固定连接有二级气缸，且二级气缸的伸缩杆分别与齿条前侧固定连。
24.优选的，所述固定柱内部中心位置开设有机槽，且机槽内部固定连接有电机，所述支柱的下端面中心位置通过固定轴与电机的输出轴固定连接；
25.所述固定柱上端面靠近外沿位置开设有环形槽，所述环形槽内插接有转环，且转环上端与支柱下端面固定连接，所述环形槽与转环的下端面均开设有环形结构的轨道，两个所述轨道之间设有若干个滚珠。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.1.夹垫的左右两侧呈矩形块结构、中心位置呈圆弧形结构，使得夹爪既能夹持圆柱形工件也能夹持方形工件，且夹垫上的弹性凸块提高了夹垫与工件之间的摩擦力，避免在夹持过程中工件发生滑落，并且夹爪外侧的橡胶垫可从开口状罐状工件的内部对其进行夹持，提高了夹爪的夹取灵活性；
28.2.通过齿条分别与实心齿轮、一级齿轮和二级齿轮的配合作用驱动角度调节机构的运行，从而调整夹爪的角度，实现多角度夹取工件的效果；
29.3.通过在固定柱上端面开设环形槽，环形槽内插接有转环，且转环上端与支柱下端面固定连接，环形槽与转环的下端面均开设有环形结构的轨道，两个轨道之间设有若干个滚珠，转环的设置提高了支柱绕固定柱转动时的稳定性，滚珠的设置则降低转环与环形
槽之间的磨损。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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他的附图。
31.图1为本发明的机械手立体图；
32.图2为本发明的整体结构正视图；
33.图3为本发明图2的正视剖面图；
34.图4为本发明的齿条位置俯视图；
35.图5为本发明图3中的a处放大图；
36.图6为本发明图3中的b处放图；
37.图7为本发明图3中的c处放图。
38.附图标记说明：
39.1、夹板；11、滑板；111、滑槽；112、限位条；113、限位槽；12、滑块；13、固定框；14、一级气缸；15、夹爪；151、橡胶垫；152、夹垫；153、凸块；2、底座；21、固定柱；2、底座；21、固定柱；22、支柱；23、机槽；24、电机；3、角度调节机构；31、一级锥齿轮；32、二级锥齿轮；33、三级锥齿轮；34、四级锥齿轮；35、五级锥齿轮；351、连接柱；352、套筒；36、二级l形板；37、一级l形板；38、转轴；4、二级套管；41、二级齿轮；5、一级套管；51、一级齿轮；6、驱动杆；61、实心齿轮；7、平板；71、二级气缸；72、齿条；73、槽口；8、环形槽；81、转环；82、轨道；83、滚珠。
具体实施方式
40.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做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。
41.本发明实施例通过提供一种多关节机械手及机械手臂，解决了现有的多关节机械手在对不规则工件进行夹取时，由于工件的规整度较差，导致机械手对物件的夹取力过小，工件容易在夹取过程中滑落，从而影响夹取效率，且针对一些开口的罐状工件，从罐体外侧进行夹取容易将工件夹扁，从而影响工件质量的技术问题；
42.本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：夹垫的左右两侧呈矩形块结构、中心位置呈圆弧形结构，使得夹爪既能夹持圆柱形工件也能夹持方形工件，且夹垫上的弹性凸块提高了夹垫与工件之间的摩擦力，避免在夹持过程中工件发生滑落，并且夹爪外侧的橡胶垫可从开口状罐状工件的内部对其进行夹持，相较于现有的机械手只能夹持单一形状的工件，本发明提高了机械手的使用灵活性；
43.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
44.请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：
45.一种多关节机械手，包括夹板1，所述夹板1的截面呈u形结构，且夹板1内部上下对称滑动连接有滑板11，所述滑板11左侧面相互靠近的位置处均固定连接有夹爪15，所述夹爪15相互对应的面上均固定连接有夹垫152，所述夹垫152的左右两端呈矩形块结构、中间位置呈圆弧形凹槽结构，所述夹垫152相互对应的面上分别均匀固定连接有弹性材质的凸块153，所述夹爪15相互远离的一侧分别固定连接有橡胶垫151，且橡胶垫151左端呈凸起状，所述滑板11的前后侧面均固定连接有矩形结构的限位条112，且夹板1内部前后侧面均对应限位条112开设有限位槽113，所述滑板11相互靠近的一侧呈梯形结构，且梯形结构的斜面上开设有梯形结构的滑槽111，两个所述滑槽111之间滑动连接有梯形结构的滑块12，且滑块12的上下两侧卡合在滑槽111内，所述夹板1右侧面中心位置固定连接有一级气缸14，所述一级气缸14外侧的夹板1上固定连接有固定框13，所述一级气缸14的伸缩杆端部贯穿夹板1并与滑块12右侧面中心位置固定连接。
46.工作时，由于滑板11相互靠近的一侧呈梯形结构，且梯形结构的斜面上开设有梯形结构的滑槽111，两个滑槽111之间滑动连接有梯形结构的滑块12，且滑块12的上下两侧卡合在滑槽111内，滑块12也呈梯形结构，使得一级气缸14带动滑块12向右运动时，滑块12不会脱离滑槽111，又因为滑板11前后侧面均固定连接有限位条112，且夹板1内侧的前后侧壁上对应开设有限位槽113，从而带动两个滑板11沿着限位槽113相互靠近，进而带动两个夹爪15相互靠近对工件进行夹持，由于夹垫152的左右两侧呈矩形块结构、中心位置呈圆弧形结构，使得夹爪15既能夹持圆柱形工件也能夹持方形工件，且夹垫152上的弹性凸块153提高了夹垫152与工件之间的摩擦力，避免在夹持过程中工件发生滑落，对开口形的罐状工件进行夹取时，通过一级气缸14推动滑块12向左运动，从而带动夹爪15扩张，进而使夹爪15外侧的橡胶垫151从开口状罐状工件的内部对其进行夹持，提高了机械手的使用灵活性。
47.作为本发明的一种实施例，如图2、图3、图4和图6所示，所述角度调节机构3包括一级锥齿轮31、二级锥齿轮32、三级锥齿轮33、四级锥齿轮34、五级锥齿轮35和连接柱351，所述连接柱351左端与固定框13的右侧面固定连接，且五级锥齿轮35固定连接在连接柱351右端，所述四级锥齿轮34左侧与五级锥齿轮35上侧啮合，且四级锥齿轮34右侧与三级锥齿轮33上侧啮合，所述三级锥齿轮33位于一级锥齿轮31左侧面中心位置，且一级锥齿轮31下侧与二级锥齿轮32右侧啮合，并且二级锥齿轮32位于四级锥齿轮34正下方，所述三级锥齿轮33右侧面中心位置固定连接有贯穿一级锥齿轮31的驱动杆6，所述驱动杆6外侧转动套设有一级套管5，且一级套管5左端与一级锥齿轮31右侧面固定连接，所述一级套管5外侧转动套设有二级套管4，且二级套管4外表面左端上下对称固定连接有一级l形板37，两个所述一级l形板37分别靠近四级锥齿轮34和二级锥齿轮32的一端均转动连接有转轴38，且两个转轴38相互对应的一端分别与四级锥齿轮34和二级锥齿轮32固定连接，下侧所述转轴38的左侧固定连接有二级l形板36，所述二级l形板36上端固定连接有套筒352，所述套筒352转动套设在连接柱351的环形外表面上，所述二级套管4右侧设置有支柱22，且二级套管4贯穿支柱22的上端并与其转动连接，所述支柱22下端转动连接有固定柱21，所述固定柱21下端固定连接有底座2，所述二级套管4贯穿至支柱22右侧，且其右端固定连接有环形结构的二级齿轮41，所述二级套管4内侧的一级套管5贯穿至二级套管4右侧，且一级套管5右端固定连接有环形结构的一级齿轮51，所述一级套管5内侧的驱动杆6延伸至一级套管5右侧，且驱动杆6右端固定连接有实心齿轮61，所述支柱22右侧面下端固定连接有平板7，所述平板7上端面
对应实心齿轮61、一级齿轮51和二级齿轮41分别开设有三个槽口73，所述槽口73内均滑动连接有齿条72，且齿条72分别与实心齿轮61、一级齿轮51和二级齿轮41下侧啮合，所述槽口73的前侧分别固定连接有二级气缸71，且二级气缸71的伸缩杆分别与齿条72前侧固定连接。
48.工作时，当需要对机械手进行原地旋转时，启动实心齿轮61下方的二级气缸71推动齿条72，由于实心齿轮61与齿条72啮合，从而带动驱动杆6旋转，又因为驱动杆6左端与三级锥齿轮33啮合，四级锥齿轮34左侧与五级锥齿轮35上侧啮合，且四级锥齿轮34右侧与三级锥齿轮33上侧啮合，从而带动五级锥齿轮35旋转，而夹板1右侧的固定框13与五级锥齿轮35通过连接柱351固定连接，进而带动机械手原地旋转以调节角度夹持工件，驱动平板7上端面中心位置的二级气缸71带动对应的齿条72移动，由于一级齿轮51与齿条72啮合，一级套管5右端与一级齿轮51固定连接、左端与一级锥齿轮31固定连接，一级套管5与二级套管4和驱动杆6之间转动连接，且一级锥齿轮31与二级锥齿轮32啮合，从而带动二级锥齿轮32旋转，又因为连接柱351外表面的套筒352与二级锥齿轮32下端的转轴38之间通过二级l形板36固定连接，转轴38与二级套管4下侧的一级l形板37转动连接，从而带动机械手绕二级锥齿轮32进行前后转动调节角度，此过程中再驱动二级齿轮41下方的二级气缸71带动对应的齿条72移动，由于二级齿轮41与齿条72啮合，二级套管4与支柱22上端转动连接，且二级套管4左端上下两个一级l形板37分别通过转轴38与四级锥齿轮34和二级锥齿轮32固定连接，从而可以带动机械手绕一级锥齿轮31进行圆周运动以调节角度，大大提高了机械手角度调节的范围与灵活性，提高工作效率。
49.作为本发明的一种实施例，如图3和图7所示，所述固定柱21内部中心位置开设有机槽23，且机槽23内部固定连接有电机24，所述支柱22的下端面中心位置通过固定轴与电机24的输出轴固定连接，所述固定柱21上端面靠近外沿位置开设有环形槽8，所述环形槽8内插接有转环81，且转环81上端与支柱22下端面固定连接，所述环形槽8与转环81的下端面均开设有环形结构的轨道82，两个所述轨道82之间设有若干个滚珠83。
50.工作时，基于上述实施例，启动电机24带动支柱22旋转可带动机械臂进行水平方向上的角度调节，在固定柱21上端面靠近外沿位置开设有环形槽8，环形槽8内插接有转环81，且转环81上端与支柱22下端面固定连接，从而提高支柱22在旋转过程中的稳定性，环形槽8与转环81的下端面均开设有环形结构的轨道82，两个轨道82之间设有若干个滚珠83，通过滚珠83降低转环81与环形槽8之间的磨损。
51.工作原理：由于滑板11相互靠近的一侧呈梯形结构，且梯形结构的斜面上开设有梯形结构的滑槽111，两个滑槽111之间滑动连接有梯形结构的滑块12，且滑块12的上下两侧卡合在滑槽111内，滑块12也呈梯形结构，使得一级气缸14带动滑块12向右运动时，滑块12不会脱离滑槽111，又因为滑板11前后侧面均固定连接有限位条112，且夹板1内侧的前后侧壁上对应开设有限位槽113，从而带动两个滑板11沿着限位槽113相互靠近，进而带动两个夹爪15相互靠近对工件进行夹持，由于夹垫152的左右两侧呈矩形块结构、中心位置呈圆弧形结构，使得夹爪15既能夹持圆柱形工件也能夹持方形工件，且夹垫152上的弹性凸块153提高了夹垫152与工件之间的摩擦力，避免在夹持过程中工件发生滑落，对开口形的罐状工件进行夹取时，通过一级气缸14推动滑块12向左运动，从而带动夹爪15扩张，进而使夹爪15外侧的橡胶垫151从开口状罐状工件的内部对其进行夹持，提高了机械手的使用灵活
性，当需要对机械手进行原地旋转时，启动实心齿轮61下方的二级气缸71推动齿条72，由于实心齿轮61与齿条72啮合，从而带动驱动杆6旋转，又因为驱动杆6左端与三级锥齿轮33啮合，四级锥齿轮34左侧与五级锥齿轮35上侧啮合，且四级锥齿轮34右侧与三级锥齿轮33上侧啮合，从而带动五级锥齿轮35旋转，而夹板1右侧的固定框13与五级锥齿轮35通过连接柱351固定连接，进而带动机械手原地旋转以调节角度夹持工件，驱动平板7上端面中心位置的二级气缸71带动对应的齿条72移动，由于一级齿轮51与齿条72啮合，一级套管5右端与一级齿轮51固定连接、左端与一级锥齿轮31固定连接，一级套管5与二级套管4和驱动杆6之间转动连接，且一级锥齿轮31与二级锥齿轮32啮合，从而带动二级锥齿轮32旋转，又因为连接柱351外表面的套筒352与二级锥齿轮32下端的转轴38之间通过二级l形板36固定连接，转轴38与二级套管4下侧的一级l形板37转动连接，从而带动机械手绕二级锥齿轮32进行前后转动调节角度，此过程中再驱动二级齿轮41下方的二级气缸71带动对应的齿条72移动，由于二级齿轮41与齿条72啮合，二级套管4与支柱22上端转动连接，且二级套管4左端上下两个一级l形板37分别通过转轴38与四级锥齿轮34和二级锥齿轮32固定连接，从而可以带动机械手绕一级锥齿轮31进行圆周运动以调节角度，大大提高了机械手角度调节的范围与灵活性，提高工作效率，启动电机24带动支柱22旋转可带动机械臂进行水平方向上的角度调节，在固定柱21上端面靠近外沿位置开设有环形槽8，环形槽8内插接有转环81，且转环81上端与支柱22下端面固定连接，从而提高支柱22在旋转过程中的稳定性，环形槽8与转环81的下端面均开设有环形结构的轨道82，两个轨道82之间设有若干个滚珠83，通过滚珠83降低转环81与环形槽8之间的磨损。
52.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。