一种齿式机械抓手制造技术

本发明专利技术提供一种齿式机械抓手，其包括：基座以及手爪机构；其中，基座上设置有安装孔，与其他机械装备连接；手爪机构固定在基座上，手爪机构包括：丝杆滑轨机构、减速电机、第一齿轮、第二齿轮、以及连杆齿式手指机构；丝杆滑轨机构固定在基座上；减速电机固定在基座上，减速电机输出轴与第一齿轮同轴固定；第一齿轮与第二齿轮啮合；第二齿轮与丝杆滑轨机构相连；连杆齿式手指机构与基座及丝杆滑轨机构铰接；减速电机带动第一齿轮，进而带动与第一齿轮啮合的第二齿轮以及丝杆滑轨机构转动，从而带动连杆齿式手指机构开合，实现夹取或松开被抓取目标。本发明专利技术的齿式机械抓手，能够代替人工作业，保障作业人员的安全，提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种齿式机械抓手
本专利技术涉及机械装备
，特别涉及一种齿式机械抓手。
技术介绍
盾构机在硬质地层掘进过程中极易发生刀具磨损，需要在地下完成换刀工作。目前采用的人工带压换刀作业，由于直接面对掘进面外部地质环境，尽管具备一定保护措施，仍然存在一定坍塌等危险，严重者会造成重大伤亡事故。由包括机械抓手在内的专用自动化工具代替人工进行换刀等作业的需求日益迫切。上述特例中所述及的机械抓手，在换刀操作过程中，除了抓取动作外，存在通过旋转方式进行目标姿态调整、再抓取等动作。
技术实现思路
本专利技术针对上述领域中存在的问题，提出一种齿式机械抓手，能够代替人工进行换刀作业，可以提高盾构机换刀效率，保障施工人员的人身安全，加快隧道掘进工程的进度。为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种齿式机械抓手，包括：基座以及手爪机构；其中，所述手爪机构固定在所述基座上；所述手爪机构包括：丝杆滑轨机构、减速电机、第一齿轮、第二齿轮以及连杆齿式手指机构；所述丝杆滑轨机构包括：第一轴承座、第二轴承座、丝杆、第一丝杆螺母、第二丝杆螺母、第一滑块、第二滑块以及直线导轨；其中，所述第一轴承座和第二轴承座固定在所述基座的两端，所述丝杆为左右旋丝杆，两端分别由第一轴承座和第二轴承座进行转动支撑，所述第一丝杆螺母和第二丝杆螺母都旋接在丝杆上，所述第一滑块和第二滑块都滑动连接在所述直线导轨上，第一丝杆螺母与第一滑块固定，第二丝杆螺母与第二滑块固定。所述减速电机固定在所述基座上，减速电机输出轴与所述第一齿轮同轴固定，所述第二齿轮与所述丝杆同轴固定，第一齿轮与第二齿轮保持啮合。所述连杆齿式手指机构包括：第一齿式手指、第一连杆、第二齿式手指以及第二连杆，其中，所述第一齿式手指的中间部分与所述基座铰接，所述第一齿式手指的一端与所述第一连杆的一端铰接，所述第一连杆的另一端与所述第一丝杆螺母铰接；对称地，所述第二齿式手指的中间部分与所述基座铰接，所述第二齿式手指的一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第二丝杆螺母铰接。所述减速电机带动第一齿轮、进而带动与第一齿轮啮合的第二齿轮以及所述丝杆转动，从而带动第一丝杆螺母和第二丝杆螺母相向同步平动，也即是第一滑块和第二滑块的相向同步平动，也即是第一齿式手指和第二齿式手指的相向同步联动开合动作。较佳地，所述手爪机构包括两套，两套所述手爪机构在所述基座上呈中心对称设置，两套手爪机构的齿式手指采用左右相向同步联动动作。较佳地，被抓取目标上设置有齿型盘，所述齿型盘用于与所述第一齿式手指和第二齿式手指相啮合，这样设置能够实现稳固抓取，更好的实现目标的平移或旋转。较佳地，所述基座上设置有安装孔，通过所述安装孔与机械臂或其他装备连接。相较于人工换刀的现状，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的齿式机械抓手能够代替人工进行换刀作业，可以提高盾构机换刀效率，保障施工人员的人身安全、加快隧道掘进工程的进度；(2)本专利技术的齿式机械抓手，手爪机构包括两套，两套手爪机构的齿式手指采用左右相向同步联动动作；(3)本专利技术的齿式机械抓手采用齿式手指，且被抓取目标上设置有齿型盘，齿型盘与齿式手指相啮合，实现稳固抓取，更可靠的实现目标的平移或旋转。当然，实施本专利技术所述特征的任一产品并不限定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明：图1为本专利技术一实施例的齿式机械抓手的结构示意图；图2为本专利技术一实施例的齿式机械抓手隐去基座后的正视图；图3为本专利技术一实施例的齿式机械抓手呈张开状的工作状态示意图；图4为本专利技术一实施例的齿式机械抓手抓取刀具的工作状态示意图。标号说明：100-齿式机械抓手，200-目标，1-基座，10-安装孔，2-手爪机构，21-丝杆滑轨机构，22-减速电机，23-第一齿轮，24-第二齿轮，25-连杆齿式手指机构，211-第一轴承座，212-第二轴承座，213-丝杆，214-第一丝杆螺母，215-第二丝杆螺母，216-第一滑块，217-第二滑块，218-直线导轨，251-第一齿式手指，252-第一连杆，253-第二齿式手指，254-第二连杆。其中100等编号泛指整体机构或者部分机构，而不是具体零件的图号。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。结合图1-图2，对本专利技术的齿式机械抓手进行详细描述，如图1所示为其结构示意图，如图2所示为其隐去基座后的正视图，包括：基座1以及手爪机构2；其中，基座1上设置有安装孔10，通过安装孔10可与机械臂或其他具体应用的装备连接；手爪机构2固定在基座1上；手爪机构2包括：丝杆滑轨机构21、减速电机22、第一齿轮23、第二齿轮24以及连杆齿式手指机构25。具体地，本实施例中，丝杆滑轨机构21包括：第一轴承座211、第二轴承座212、丝杆213、第一丝杆螺母214、第二丝杆螺母215、第一滑块216、第二滑块217以及直线导轨218；其中，第一轴承座211和第二轴承座212固定在基座1的两端，丝杆213为左右旋丝杆，两端分别由第一轴承座211和第二轴承座212进行转动支撑，第一丝杆螺母214和第二丝杆螺母215都旋接在丝杆213上，第一滑块216和第二滑块217都滑动连接在直线导轨218上，第一丝杆螺母214与第一滑块216固定，第二丝杆螺母215与第二滑块217固定。减速电机22固定在基座1上，减速电机22输出轴与第一齿轮23同轴固定，第二齿轮24与丝杆213同轴固定，第一齿轮23与第二齿轮24保持啮合。连杆齿式手指机构25包括：第一齿式手指251、第一连杆252、第二齿式手指253以及第二连杆254，其中，第一齿式手指251的中间部分与基座1铰接，第一齿式手指251的一端与第一连杆252的一端铰接，第一连杆252的另一端与第一丝杆螺母214铰接；对称地，第二齿式手指253的中间部分与基座1铰接，第二齿式手指253的一端与第二连杆254的一端铰接，第二连杆254的另一端与第二丝杆螺母215铰接。具体地，减速电机22带动第一齿轮23、进而带动与第一齿轮23啮合的第二齿轮24以及丝杆213转动，从而带动第一丝杆螺母214和第二丝杆螺母215相向同步平动，也即是第一滑块216和第二滑块217的相向同步平动，也即是第一齿式手指251和第二齿式手指253的相向同步联动开合动作。较佳实施例中，手爪机构2包括两套，两套手爪机构2在基座1上呈中心对称设置，两套手爪机构的齿式手指采用左右相向同步联动动作。较佳实施例中，被抓取目标200上设置有齿型盘，齿型盘用于与第一齿式手指251和第二齿式手指253相啮合，这样设置能够实现稳固抓取，更好的实现目标200的平移或旋转。下面结合图3-图4对本专利技术的齿式机械抓手100取出目标200(盾构机单滚刀)的一次过程进行详细描述，其包括以下步骤：S11：将齿式机械抓手100通过基座1上的安装孔10与机械臂连接，减速电机22接通，驱动齿式机械抓手100张开，如图3为齿式机械抓手100呈张开状态的工作状态示意图，通过机械臂将齿式机械抓手100对准目标200；S12：减速电机22动作，驱动第一齿式手指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿式机械抓手，包括：基座以及手爪机构；其特征在于：所述手爪机构固定在所述基座上；所述手爪机构包括：丝杆滑轨机构、减速电机、第一齿轮、第二齿轮以及连杆齿式手指机构；所述丝杆滑轨机构包括：第一轴承座、第二轴承座、丝杆、第一丝杆螺母、第二丝杆螺母、第一滑块、第二滑块以及直线导轨；其中，所述第一轴承座和第二轴承座固定在所述基座的两端，所述丝杆为左右旋丝杆，两端分别由第一轴承座和第二轴承座进行转动支撑，所述第一丝杆螺母和第二丝杆螺母分别旋接在丝杆上，所述第一滑块和第二滑块都滑动连接在所述直线导轨上，第一丝杆螺母与第一滑块固定，第二丝杆螺母与第二滑块固定；所述减速电机固定在所述基座上，减速电机输出轴与所述第一齿轮同轴固定，所述第二齿轮与所述丝杆同轴固定，第一齿轮与第二齿轮保持啮合；所述连杆齿式手指机构包括：第一齿式手指、第一连杆、第二齿式手指以及第二连杆，其中，所述第一齿式手指的中间部分与所述基座铰接，所述第一齿式手指的一端与所述第一连杆的一端铰接，所述第一连杆的另一端与所述第一丝杆螺母铰接；对称地，所述第二齿式手指的中间部分与所述基座铰接，所述第二齿式手指的一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第二丝杆螺母铰接。...

【技术特征摘要】
1.一种齿式机械抓手，包括：基座以及手爪机构；其特征在于：所述手爪机构固定在所述基座上；所述手爪机构包括：丝杆滑轨机构、减速电机、第一齿轮、第二齿轮以及连杆齿式手指机构；所述丝杆滑轨机构包括：第一轴承座、第二轴承座、丝杆、第一丝杆螺母、第二丝杆螺母、第一滑块、第二滑块以及直线导轨；其中，所述第一轴承座和第二轴承座固定在所述基座的两端，所述丝杆为左右旋丝杆，两端分别由第一轴承座和第二轴承座进行转动支撑，所述第一丝杆螺母和第二丝杆螺母分别旋接在丝杆上，所述第一滑块和第二滑块都滑动连接在所述直线导轨上，第一丝杆螺母与第一滑块固定，第二丝杆螺母与第二滑块固定；所述减速电机固定在所述基座上，减速电机输出轴与所述第一齿轮同轴固定，所述第二齿轮与所述丝杆同轴固定，第一齿轮与第二齿轮保持啮合；所述连杆齿式手指机构包括：第一齿式手指、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁建军，杜矫龙，管仁明，杨冰杰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31