一种多自由度堆垛机械手制造技术

本实用新型专利技术属于机械手技术领域，具体涉及一种多自由度堆垛机械手，包括固定板、手爪、阀门和传动装置，所述固定板与所述传动装置的输出端连接，所述手爪、所述阀门均设置于所述固定板，所述固定板设置有气道，所述手爪的内部是空心结构，所述手爪的容腔、所述阀门均与所述气道连通，所述手爪的内侧设置有气囊结构，所述气囊结构中的气压比外界气压高，所述传动装置用于调节所述手爪的位置。该机械手结构简单，有效地避免了夹取物体时因用力过大而误伤物体，同时能够实现多自由度运动，满足不同环境下的工作需求，使用方便，实用性强。

A multi degree of freedom stacking manipulator

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度堆垛机械手
本技术属于机械手
，具体涉及一种多自由度堆垛机械手。
技术介绍
机械手是一种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。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，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。现有技术在，在气力输送行业多为人工堆积搬运匣钵，机械手应用于匣钵的夹持搬运不多，而且已有的堆钵机械手在夹持匣钵的时候，由于匣钵的位置各不相同，导致无法成功堆钵，或者施加在匣钵上的力度也不一致，同时机械手在高速运动的时候，匣钵容易掉落不安全。综上可知，相关技术亟待完善。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种多自由度堆垛机械手，采用多关节串联的结构，实现多自由度的运动，能够适应不同的工作环境；关节传动采用精密的编码器电机与精密谐波减速器，实现了精准控制；机械夹爪采用柔性材料制备，模拟人手的抓取动作，保证了抓取物体的力度，同时有效地避免了在搬运过程中误伤物体。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种多自由度堆垛机械手，包括固定板、手爪、阀门和传动装置，所述固定板与所述传动装置的输出端连接，所述手爪、所述阀门均设置于所述固定板，所述固定板设置有气道，所述手爪的内部是空心结构，所述手爪的容腔、所述阀门均与所述气道连通，所述手爪的内侧设置有气囊结构，所述气囊结构中的气压比外界气压高，所述传动装置用于调节所述手爪的位置。在实际应用中，手爪用柔性材料制成，优选用橡胶材料制作手爪；在工作中，当需要抓取物体时，向手爪内输入正压气体或输入液体，使得手爪中的气囊压力高于内测气囊结构中的压力，手爪的下部向内侧发生形变弯曲，逐渐包裹住物体，对物体握紧以便于抓取；当需要松开物体时，将手爪中的气体或液体抽出，手爪中气囊压力小于内侧气囊结构中的压力，手爪下部恢复形变向外张开，松开被夹住的物体，传动装置对手爪的位置进行多自由度调节，以便于手爪在不同的工作环境中灵活地抓取物体，该机械手结构简单，有效地避免了夹取物体时因用力过大而误伤物体，同时能够实现多自由度运动，满足不同环境下的工作需求，使用方便，实用性强。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述传动装置包括支撑座、第一电机、第一连杆、第二电机、第二连杆、第三电机、第三连杆和第四电机，所述第一电机设置于所述支撑座，所述第一连杆的一端与所述第一电机的输出端连接，所述第二电机设置于所述第一连杆的另一端，所述第二连杆的一端与所述第二电机的输出端连接，所述第三电机设置于所述第二连杆的另一端，所述第三连杆的一端与所述第三电机的输出端连接，所述第四电机设置于所述第三连杆的另一端，所述固定板与所述第四电机的输出端连接。在实际应用中，在第二连杆设置相应的摄像头与气动设备，便于监控工作过程，实现灵活地工作；这种结构设计使得手爪实现了多自由度的运动。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述第一电机的转轴轴向、所述第二电机的转轴轴向、所述第三电机的转轴轴向间相互平行，所述第四电机的转轴轴向均与所述第一电机的转轴轴向、所述第二电机的转轴轴向、所述第三电机的转轴轴向垂直。这种结构设计使得手爪的运动的自由度最大化。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述第四电机均安装有编码器。在实际应用中，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机还安装有精密谐波减速器，从而实现了对手爪位置的精准控制，有利于对物体进行抓取。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述手爪的数量至少为3个；多个所述手爪均设置在同一个外接圆上；相邻两个所述手爪所占的圆心角均相同。三个手爪均匀分布在同一个外接圆上，在夹取物体时，手爪与物体间的最小接触是三个点，利用三点成一个面的原理，增加手爪夹取物体时的稳定性；在实际应用中，手爪的数量还可以是四个，或其他多个，根据实际情况可以灵活地设置。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述气道为圆环形。这种结构设计有利于在工作时，将气体或液体均匀地输入到手爪中。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述固定板的截面形状为半圆形、圆形、扇形和多边形中的至少一种。根据实际工作的需要，固定板的形状可以灵活地设置。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述阀门为气阀或电磁阀。气阀可以对气体的通断进行控制，电磁阀可以对气体或液体的通断进行控制；除此之外，还可以设置其他具有相同功效的阀，根据实际情况可以灵活地设置。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，还包括连接装置，所述连接装置设置于所述固定板，所述固定板通过所述连接装置与所述第四电机的输出端连接。连接装置用于将手爪与其它设备之间进行连接固定，以便于将手爪应用在不同的设备上，增加手爪的实用性。作为本技术所述的多自由度堆垛机械手的一种改进，所述连接装置为中空结构。在实际应用中，可以在连接装置的中空结构处安装一个小型气泵，小型气泵与阀门之间通过导管连接，以便于向手爪中通入气体；除此之外，还可以安装小型水泵，向手爪中通入液体，实现对物体的夹取和松开，根据实际情况可以灵活地设置。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术中的主视的结构示意图；图2为图1中A区的放大图；图3为本技术中的俯视的结构示意图；其中：1-固定板；2-手爪；3-阀门；4-气道；5-气囊结构；6-连接装置；7-传动装置；71-支撑座；72-第一电机；73-第一连杆；74-第二电机；75-第二连杆；76-第三电机；77-第三连杆；78-第四电机。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”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技术和简化描述，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技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度堆垛机械手，其特征在于：包括固定板(1)、手爪(2)、阀门(3)和传动装置(7)，所述固定板(1)与所述传动装置(7)的输出端连接，所述手爪(2)、所述阀门(3)均设置于所述固定板(1)，所述固定板(1)设置有气道(4)，所述手爪(2)的内部是空心结构，所述手爪(2)的容腔、所述阀门(3)均与所述气道(4)连通，所述手爪(2)的内侧设置有气囊结构(5)，所述气囊结构(5)中的气压比外界气压高，所述传动装置(7)用于调节所述手爪(2)的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种多自由度堆垛机械手，其特征在于：包括固定板(1)、手爪(2)、阀门(3)和传动装置(7)，所述固定板(1)与所述传动装置(7)的输出端连接，所述手爪(2)、所述阀门(3)均设置于所述固定板(1)，所述固定板(1)设置有气道(4)，所述手爪(2)的内部是空心结构，所述手爪(2)的容腔、所述阀门(3)均与所述气道(4)连通，所述手爪(2)的内侧设置有气囊结构(5)，所述气囊结构(5)中的气压比外界气压高，所述传动装置(7)用于调节所述手爪(2)的位置。


2.如权利要求1所述的多自由度堆垛机械手，其特征在于：所述传动装置(7)包括支撑座(71)、第一电机(72)、第一连杆(73)、第二电机(74)、第二连杆(75)、第三电机(76)、第三连杆(77)和第四电机(78)，所述第一电机(72)设置于所述支撑座(71)，所述第一连杆(73)的一端与所述第一电机(72)的输出端连接，所述第二电机(74)设置于所述第一连杆(73)的另一端，所述第二连杆(75)的一端与所述第二电机(74)的输出端连接，所述第三电机(76)设置于所述第二连杆(75)的另一端，所述第三连杆(77)的一端与所述第三电机(76)的输出端连接，所述第四电机(78)设置于所述第三连杆(77)的另一端，所述固定板(1)与所述第四电机(78)的输出端连接。


3.如权利要求2所述的多自由度堆垛机械手，其特征在于：所述第一电机(72)的转轴轴向、...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣红，赵孝连，鲍荣，闵婷婷，付伟，
申请(专利权)人：贵州高点科技有限公司，高点深圳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52