一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手，包括动平台、静平台、中心主动轴模块、抓夹手模块、五个结构完全形同的底部基座模块和五个结构完全相同的从动伸缩轴模块；五个底部基座模块均布在静平台上；所述中心主动轴模块下端固定在静平台的中心位置，中心主动轴模块的上端穿过动平台中心的圆形通孔；五个从动轴伸缩模块的下端分别连接一个底部基座模块，五个从动轴伸缩模块的上端均布在动平台底部边缘位置，所述抓夹手模块设置在动平台上，且抓夹手模块连接穿过动平台的中心主动轴模块的上端；本实用新型专利技术设计合理，加工和装配工艺良好；采用五组底部基座模块和从动伸缩轴模块，机构承载能力强、工作空间大的优点。

A four jaw grasping manipulator with multiple motion tracks

The utility model discloses a four-claw gripper manipulator with multiple locus of motion, which comprises a moving platform, a static platform, a central driving shaft module, a gripper module, five bottom base modules with identical structure and five driven telescopic shaft modules with identical structure; and five bottom base modules are all distributed on the static platform. The lower end of the central driving shaft module is fixed in the center position of the static platform, and the upper end of the central driving shaft module passes through the circular through-hole in the center of the moving platform; the lower end of the five driven shaft expansion modules is connected with a base module respectively, and the upper end of the five driven shaft expansion modules is distributed at the bottom edge position of the moving platform. The gripper module is arranged on the moving platform, and the gripper module is connected to the upper end of the central driving shaft module passing through the moving platform; the utility model has reasonable design, good processing and assembly technology; five groups of bottom base modules and driven telescopic shaft modules are adopted, and the mechanism has the advantages of strong bearing capacity and large workspace.

【技术实现步骤摘要】
一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手
本技术涉及卡爪装夹
，更具体的说，尤其涉及一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手。
技术介绍
卡爪夹具作为机械手装置中的一项重要技术，在机械结构中，是位于卡盘里主要用于卡住、夹持工件的零件，或把工件夹紧和定位的机床附件。大多在同一平台上呈360度环形均匀分布，两个及以上的个数卡爪同时向中心靠近或退出以完成工作。卡爪在机械加工过程中，有自动与手动两种工作方式。但目前的机械装置及设备仅通过改变机构的组成形式或者增减卡爪的个数，以此来适应不同的应用场景。申请号为201720059335.X中国技术专利公开了一种电杆抓夹器，通过设置在机架中间的回转驱动装置转动与设置在机架左右的定位装置夹紧作用，使得电杆抓夹器可以一次性抓夹多根物件。申请号为201520610057.3中国技术专利公开了一种旋转抓夹，通过齿轮减速装置将动力装置的动力传递到圆盘，由圆盘带动两抓臂旋转，实现装置平稳旋转。申请号为201621090578.1中国技术专利公开了一种全自动下料机的料条抓夹装置，通过气缸活塞的伸缩运动，使抓夹联动，提高了电镀作业产品的质量。但是，上述三个技术都是采用驱动零件联动的方式，运动方式单一，机构组成形式简单。并且，机械机构仅通过卡爪运动来影响抓夹零件效率与效果，对于支撑卡爪模块的平台、杆件没有创新设计，使得运作时自由度少，工作空间小，针对不同场景与作业装置的可适应力低。针对上述不足，设计和开发一种新型抓夹机械手装置，以弥补足上述各个缺点，显得尤为必要。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有的抓夹机械装置采用驱动零件联动的方式运动方式单一、机构组成形式简单的缺点，提出了一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手，该装置通过卡爪支撑平台的运动轨迹能够实现更大工作空间的抓夹动作。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手，包括动平台、静平台、中心主动轴模块、抓夹手模块、至少三个结构完全形同的底部基座模块和至少三个结构完全相同的从动伸缩轴模块；底部基座模块和从动伸缩轴模块的数量相同，所有的底部基座模块均布在静平台上；所述中心主动轴模块下端固定在静平台的中心位置，中心主动轴模块的上端穿过动平台中心的圆形通孔；所述底部基座模块包括三角固定支架、第一滑块、步进电机、第一联轴器、丝杆、第二滑块基座、固定轴承座、第二滑块基座端盖、第二滑块、步进电机固定支架、导轨、导轨固定块；所述三角固定支架固定在所述静平台上，三角固定支架的底部设置有一竖直的长方形凹槽，该长方形凹槽与设置在静平台上表面的长方形状凸条相配合；所述导轨固定块固定在所述三角固定支架的倾斜顶面上；步进电机通过步进电机固定支架固定在导轨固定块的一端，步进电机通过第一联轴器连接丝杆，丝杆通过两个固定轴承座安装在导轨固定块上，所述导轨固定块上安装有导轨，导轨与丝杆平行设置，导轨上套装有第一滑块，第二滑块固定在第一滑块上，第二滑块基座固定在第二滑块上，第二滑块基座端盖固定在第二滑块基座的上表面，所述第一滑块整体呈长方形状，第一滑块的底面设置有一与导轨相配合的长方形槽，所述第二滑块上设置有与所述丝杆相配合的螺纹孔；所述第一滑块、第二滑块、第二滑块基座和第二滑块基座端盖整体构成沿丝杆和导轨运动的滑动模块，所述第二滑块基座整体呈阶梯轴上，第二滑块基座的底面斜向切除形成新的底面，且新的底面通过螺栓固定在第二滑块上，第二滑块基座向上凸起的部分设置有球形凹槽，球形凹槽与从动伸缩轴模块的球头端相配合；第二滑块基座端盖安装在所述第二滑块基座上且将从动伸缩轴模块的球头端限制在球形凹槽内转动；所述中心主动轴模块包括中心驱动电机、第二联轴器、中心推杆、中心运动块转轴轴座、中心运动块和中心推杆杆套，所述中心驱动电机固定在静平台的上表面的中心位置，中心驱动电机的电极头通过第二联轴器连接中心推杆杆套的下端，所述中心推杆杆套的上端设置有中心圆形凹槽，所述中心推杆呈圆柱体状，中心推杆的下端套装在中心推杆杆套的中心圆形凹槽内，中心推杆的下端设置有外螺纹，中心推杆杆套的中心圆形凹槽上设置有与中心推杆的下端的外螺纹相配合的内螺纹；中心运动块固定在所述中心推杆的上端；所述中心运动块转轴轴座设置有四个且均匀安装在所述中心运动块的上表面上，每个中心运动块转轴轴座均设置有用于连接抓夹手模块的卡爪一端的转动轴；所述从动伸缩轴模块包括固定推杆下连接件、固定推杆、胡克铰链连接件、固定推杆上连接件和球头，所述固定推杆的一端通过固定推杆下连接件连接球头，所述球头安装在底部基座模块中第二滑块基座的球形凹槽内；所述固定推杆的另一端通过固定推杆下连接件连接胡克铰链连接件的一端，胡克铰链连接件的另一端固定在动平台的底部；所述从动伸缩轴模块也设置有五个，五个从动伸缩轴模块底部球头端对应设置在五个底部基座模块的第二滑块基座上，五个从动伸缩轴模块的上端均布在静平台的边缘位置；所述抓夹手模块包括卡爪。第一带钩弹簧、第二带钩弹簧、第三带钩弹簧和动平台转轴轴座，所述卡爪整体呈n型，卡爪包括竖直设置的外侧边、垂直于外侧边设置的顶边、平行于外侧边设置的内上侧边和向远离外侧边一侧倾斜的内下侧边，所述卡爪的外侧边、顶边、内上侧边和内下侧边依次连接且一体式成型，卡爪的外侧边的下端通过动平台转轴轴座固定在动平台的上表面上，卡爪的外侧边的下端铰接在动平台转轴轴座上，所述卡爪的内下侧边的下端铰接在中心运动块转轴轴座上；所述第一带钩弹簧、第二带钩弹簧、第三带钩弹簧均平行设置，第一带钩弹簧设置在卡爪的外侧边和内上侧边之间，第二带钩弹簧设置在卡爪的外侧边和内下侧边的上端之间，第三带钩弹簧设置在卡爪的外侧边和内下侧边的中部之间；所述抓夹手模块设置有四个，四个抓夹手模块的卡爪的内下侧边对应铰接在四个中心运动块转轴轴座上；每一个卡爪的内上侧边上均设置有一个测力传感器。进一步的，所述底部基座模块设置有3~5个，从动伸缩轴模块也设置有3~5个。进一步的，所述中心运动块整体呈圆柱体状，中心运动块的底部中心设置有一圆形槽，中心推杆的上端插入中心运动块的圆形槽内并通过螺栓与中心运动块固定连接；中心运动块的上表面上设置有八个沉头孔，四个中心运动块转轴轴座通过穿过这八个沉头孔的螺栓固定在中心运动块的上表面上。进一步的，所述静平台呈正五边形，底部基座模块设置有五个且分别设置在静平台中心到五个顶点的五条连线上，每条连线上均设置有一个用于对底部基座模块进行定位的长方形状凸条，该长方形状凸条与底部基座模块底部的长方形凹槽相配合，使三角固定支架固定在静平台上。进一步的，所述动平台上的圆形通孔设置在动平台的中心，圆形通孔的内径略大于中心运动块，中心运动块在中心推杆的推拉作用下穿过动平台上的圆形通孔进行上下运动。进一步的，所述胡克铰链连接件包括上端铰链连接件、中部铰链连接件和下端铰链连接件，上端铰链连接件与动平台固定连接，下端铰链连接件与固定推杆上连接件固定连接，中部铰链连接件整体呈正方体，上端铰链连接件铰接在中部铰链连接件上，下端铰链连接件铰接在中部铰链连接件上，上端铰链连接件与中部铰链连接件的铰接轴和下端铰链连接件与中部铰链连接件的铰接轴相互垂直。进一步的，所述三角固定支架沿侧面开设有贯穿整个三角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手，其特征在于：包括动平台（9）、静平台（24）、中心主动轴模块、抓夹手模块、至少三个结构完全形同的底部基座模块和至少三个结构完全相同的从动伸缩轴模块；底部基座模块和从动伸缩轴模块的数量相同，所有的底部基座模块均布在静平台上；所述中心主动轴模块下端固定在静平台（24）的中心位置，中心主动轴模块的上端穿过动平台（9）中心的圆形通孔；所述底部基座模块包括三角固定支架（1）、第一滑块（2）、步进电机（3）、第一联轴器（4）、丝杆（5）、第二滑块基座（6）、固定轴承座（17）、第二滑块基座端盖（19）、第二滑块（20）、步进电机固定支架（21）、导轨（22）、导轨固定块（23）；所述三角固定支架（1）固定在所述静平台（24）上，三角固定支架（1）的底部设置有一竖直的长方形凹槽，该长方形凹槽与设置在静平台（24）上表面的长方形状凸条相配合；所述导轨固定块（23）固定在所述三角固定支架（1）的倾斜顶面上；步进电机（3）通过步进电机固定支架（21）固定在导轨固定块（23）的一端，步进电机（3）通过第一联轴器（4）连接丝杆（5），丝杆（5）通过两个固定轴承座（17）安装在导轨固定块（23）上，所述导轨固定块（23）上安装有导轨（22），导轨（22）与丝杆（5）平行设置，导轨（22）上套装有第一滑块（2），第二滑块（20）固定在第一滑块（2）上，第二滑块基座（6）固定在第二滑块（20）上，第二滑块基座端盖（19）固定在第二滑块基座（6）的上表面，所述第一滑块（2）整体呈长方形状，第一滑块（2）的底面设置有一与导轨（22）相配合的长方形槽，所述第二滑块（20）上设置有与所述丝杆（5）相配合的螺纹孔；所述第一滑块（2）、第二滑块（20）、第二滑块基座（6）和第二滑块基座端盖（19）整体构成沿丝杆（5）和导轨（22）运动的滑动模块，所述第二滑块基座（6）整体呈阶梯轴上，第二滑块基座（6）的底面斜向切除形成新的底面，且新的底面通过螺栓固定在第二滑块（20）上，第二滑块基座（6）向上凸起的部分设置有球形凹槽，球形凹槽与从动伸缩轴模块的球头端相配合；第二滑块基座端盖（19）安装在所述第二滑块基座（6）上且将从动伸缩轴模块的球头端限制在球形凹槽内转动；所述中心主动轴模块包括中心驱动电机（31）、第二联轴器（25）、中心推杆（26）、中心运动块转轴轴座（27）、中心运动块（28）和中心推杆杆套（29），所述中心驱动电机（31）固定在静平台（24）的上表面的中心位置，中心驱动电机（31）的电极头通过第二联轴器（25）连接中心推杆杆套（29）的下端，所述中心推杆杆套（29）的上端设置有中心圆形凹槽，所述中心推杆（26）呈圆柱体状，中心推杆（26）的下端套装在中心推杆杆套（29）的中心圆形凹槽内，中心推杆（26）的下端设置有外螺纹，中心推杆杆套（29）的中心圆形凹槽上设置有与中心推杆（26）的下端的外螺纹相配合的内螺纹；中心运动块（28）固定在所述中心推杆（26）的上端；所述中心运动块转轴轴座（27）设置有四个且均匀安装在所述中心运动块（28）的上表面上，每个中心运动块转轴轴座（27）均设置有用于连接抓夹手模块的卡爪（10）一端的转动轴；所述从动伸缩轴模块包括固定推杆下连接件（7）、固定推杆（8）、胡克铰链连接件（15）、固定推杆上连接件（16）和球头（18），所述固定推杆（8）的一端通过固定推杆下连接件（7）连接球头（18），所述球头（18）安装在底部基座模块中第二滑块基座（6）的球形凹槽内；所述固定推杆（8）的另一端通过固定推杆下连接件（7）连接胡克铰链连接件（15）的一端，胡克铰链连接件（15）的另一端固定在动平台（9）的底部；所有的从动伸缩轴模块底部球头端对应设置在相应的底部基座模块的第二滑块基座（6）上，所有的从动伸缩轴模块的上端均布在静平台（24）的边缘位置；所述抓夹手模块包括卡爪（10）；第一带钩弹簧（11）、第二带钩弹簧（12）、第三带钩弹簧（13）、测力传感器（30）和动平台转轴轴座（14），所述卡爪（10）整体呈n型，卡爪（10）包括竖直设置的外侧边、垂直于外侧边设置的顶边、平行于外侧边设置的内上侧边和向远离外侧边一侧倾斜的内下侧边，所述卡爪（10）的外侧边、顶边、内上侧边和内下侧边依次连接且一体式成型，卡爪（10）的外侧边的下端通过动平台转轴轴座（14）固定在动平台（9）的上表面上，卡爪（10）的外侧边的下端铰接在动平台转轴轴座（14）上，所述卡爪（10）的内下侧边的下端铰接在中心运动块转轴轴座（27）上；所述第一带钩弹簧（11）、第二带钩弹簧（12）、第三带钩弹簧（13）均平行设置，第一带钩弹簧（11）设置在卡爪（10）的外侧边和内上侧边之间，第二带钩弹簧（12）设置在卡爪（10）的外侧边和内下侧边的上端...

【技术特征摘要】
1.一种具有多运动轨迹的四爪式抓夹机械手，其特征在于：包括动平台（9）、静平台（24）、中心主动轴模块、抓夹手模块、至少三个结构完全形同的底部基座模块和至少三个结构完全相同的从动伸缩轴模块；底部基座模块和从动伸缩轴模块的数量相同，所有的底部基座模块均布在静平台上；所述中心主动轴模块下端固定在静平台（24）的中心位置，中心主动轴模块的上端穿过动平台（9）中心的圆形通孔；所述底部基座模块包括三角固定支架（1）、第一滑块（2）、步进电机（3）、第一联轴器（4）、丝杆（5）、第二滑块基座（6）、固定轴承座（17）、第二滑块基座端盖（19）、第二滑块（20）、步进电机固定支架（21）、导轨（22）、导轨固定块（23）；所述三角固定支架（1）固定在所述静平台（24）上，三角固定支架（1）的底部设置有一竖直的长方形凹槽，该长方形凹槽与设置在静平台（24）上表面的长方形状凸条相配合；所述导轨固定块（23）固定在所述三角固定支架（1）的倾斜顶面上；步进电机（3）通过步进电机固定支架（21）固定在导轨固定块（23）的一端，步进电机（3）通过第一联轴器（4）连接丝杆（5），丝杆（5）通过两个固定轴承座（17）安装在导轨固定块（23）上，所述导轨固定块（23）上安装有导轨（22），导轨（22）与丝杆（5）平行设置，导轨（22）上套装有第一滑块（2），第二滑块（20）固定在第一滑块（2）上，第二滑块基座（6）固定在第二滑块（20）上，第二滑块基座端盖（19）固定在第二滑块基座（6）的上表面，所述第一滑块（2）整体呈长方形状，第一滑块（2）的底面设置有一与导轨（22）相配合的长方形槽，所述第二滑块（20）上设置有与所述丝杆（5）相配合的螺纹孔；所述第一滑块（2）、第二滑块（20）、第二滑块基座（6）和第二滑块基座端盖（19）整体构成沿丝杆（5）和导轨（22）运动的滑动模块，所述第二滑块基座（6）整体呈阶梯轴上，第二滑块基座（6）的底面斜向切除形成新的底面，且新的底面通过螺栓固定在第二滑块（20）上，第二滑块基座（6）向上凸起的部分设置有球形凹槽，球形凹槽与从动伸缩轴模块的球头端相配合；第二滑块基座端盖（19）安装在所述第二滑块基座（6）上且将从动伸缩轴模块的球头端限制在球形凹槽内转动；所述中心主动轴模块包括中心驱动电机（31）、第二联轴器（25）、中心推杆（26）、中心运动块转轴轴座（27）、中心运动块（28）和中心推杆杆套（29），所述中心驱动电机（31）固定在静平台（24）的上表面的中心位置，中心驱动电机（31）的电极头通过第二联轴器（25）连接中心推杆杆套（29）的下端，所述中心推杆杆套（29）的上端设置有中心圆形凹槽，所述中心推杆（26）呈圆柱体状，中心推杆（26）的下端套装在中心推杆杆套（29）的中心圆形凹槽内，中心推杆（26）的下端设置有外螺纹，中心推杆杆套（29）的中心圆形凹槽上设置有与中心推杆（26）的下端的外螺纹相配合的内螺纹；中心运动块（28）固定在所述中心推杆（26）的上端；所述中心运动块转轴轴座（27）设置有四个且均匀安装在所述中心运动块（28）的上表面上，每个中心运动块转轴轴座（27）均设置有用于连接抓夹手模块的卡爪（10）一端的转动轴；所述从动伸缩轴模块包括固定推杆下连接件（7）、固定推杆（8）、胡克铰链连接件（15）、固定推杆上连接件（16）和球头（18），所述固定推杆（8）的一端通过固定推杆下连接件（7）连接球头（18），所述球头（18）安装在底部基座模块中第二滑块基座（6）的球形凹槽内；所述固定推杆（8）的另一端通过固定推杆下连接件（7）连接胡克铰链连接件（15）的一端，胡克铰链连接件（15）的另一端固定在动平台（9）的底部；所有的从动伸缩轴模块底部球头端对应设置在相应的底部基座模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗怡沁，李研彪，孙鹏，徐梦茹，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33