一种具有多次给气功能的机械手制造技术

本发明专利技术涉及自动化设备机械手，具体地说是一种具有多次给气功能的机械手，包括位姿调整机构和给气机构，位姿调整机构包括伸缩关节、耦合关节和旋转关节，给气机构包括供气瓶和锁紧模块，伸缩关节的一端安装于机器人上，另一端为伸缩端，耦合关节的一端与伸缩关节的伸缩端相连，另一端具有俯仰自由度和偏转自由度，耦合关节上连接旋转关节，旋转关节的输出端为输出法兰；给气机构中的四套供气瓶沿圆周方向均匀安装在旋转关节的输出法兰上，锁紧模块安装在旋转关节的旋转底座远离耦合关节的末端，通过伸缩关节、耦合关节及旋转关节的驱动到达设定位置及角度。本发明专利技术具有结构轻量化、模块化、给气精度高，易于安装、更换、操控精准的特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多次给气功能的机械手


[0001]本专利技术涉及自动化设备机械手，具体地说是一种具有多次给气功能的机械手，可安装于机器人上，用于为设备提供气体的任务。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，很多领域急需远程自助给气系统，如对某些精密仪器加工过程时刻保持着用气体清洁，而不需要再额外设计固定式给气系统。为了提高工作效率，突破固定式给气系统的弊端，大力发展灵活便捷的给气系统，对智能化水平的提高具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0003]为了解决自助提供气体的难题，满足灵活便捷给气的需求，本专利技术的目的在于提供一种具有多次给气功能的机械手。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术包括位姿调整机构及给气机构，其中位姿调整机构包括伸缩关节、耦合关节及旋转关节，所述伸缩关节的一端安装于机器人上，另一端为伸缩端，所述耦合关节与伸缩关节的伸缩端相连、由所述伸缩关节驱动伸缩，所述耦合关节具有俯仰自由度和偏转自由度，所述旋转关节通过旋转底座与耦合关节连接，具有伸缩、俯仰、偏转自由度；所述给气机构包括供气瓶及锁紧模块，所述供气瓶为多个，沿圆周方向均匀安装于旋转关节的输出端上，各所述供气瓶在具有与旋转关节相同自由度的同时还具有通过所述旋转关节带动旋转的自由度，所述锁紧模块安装于旋转底座远离耦合关节的末端；所述伸缩关节、耦合关节及旋转关节驱动给气机构到达设定位置及角度，所述锁紧模块工作与供气瓶连接后对外部设备提供气体。
[0005]其中：所述伸缩关节包括固定底板、伸缩底座、伸缩驱动电机、伸缩传动机构、伸缩外旋转筒、伸缩中螺纹筒、伸缩内螺纹筒及多层支撑套筒，所述固定底板的一端安装于机器人上、另一端设有所述伸缩底座，所述伸缩驱动电机安装于伸缩底座上，所述伸缩外旋转筒转动安装于伸缩底座上，所述伸缩驱动电机的输出轴通过伸缩传动机构与伸缩外旋转筒连接；所述伸缩外旋转筒的内部由外至内依次套设有伸缩中螺纹筒、伸缩内螺纹筒，且相邻筒之间具有沿长度方向伸缩的自由度；所述多层支撑套筒套设于伸缩外旋转筒的外部，相邻层的套筒之间具有相对伸缩的自由度，所述多层支撑套筒的最内层套筒的内部与伸缩内螺纹筒连接，所述耦合关节连接于多层支撑套筒的最内层套筒的外部，所述多层支撑套筒的最外层套筒固接于伸缩底座上。
[0006]所述伸缩外旋转筒的一端通过伸缩传动机构与伸缩驱动电机的输出轴连接，所述伸缩外旋转筒另一端的内壁及伸缩中螺纹筒同端内壁分别安装有旋转滚珠，所述伸缩中螺旋筒及伸缩内螺纹筒的外表面均沿长度方向设有螺纹轨道，所述伸缩外旋转筒另一端内壁的旋转滚珠超出内壁面的部分嵌入伸缩中螺纹筒外表面的螺纹轨道内，所述伸缩中螺纹筒
内壁的旋转滚珠超出内壁面的部分嵌入伸缩内螺纹筒外表面的螺纹轨道内；所述伸缩驱动电机通过伸缩传动机构驱动伸缩外旋转筒旋转，所述伸缩外旋转筒另一端内壁的旋转滚珠在旋转过程中始终位于伸缩中螺纹筒外表面的螺纹轨道内，进而实现所述伸缩中螺纹筒相对伸缩外旋转筒伸缩，所述伸缩中螺纹筒内壁的旋转滚珠始终位于伸缩内螺纹筒外表面的螺纹轨道内，进而实现所述伸缩内螺纹筒相对伸缩中螺纹筒伸缩。
[0007]所述伸缩传动机构包括伸缩输出齿轮及伸缩输入齿轮，所述伸缩驱动电机的输出轴连接有伸缩输出齿轮，所述伸缩输入齿轮安装于伸缩外旋转筒的外表面上，并与所述伸缩输出齿轮啮合传动。
[0008]所述旋转关节包括旋转底座、旋转电机座、输出支撑、旋转电机、输出轴及输出法兰，所述旋转底座的一端与耦合关节相连，所述旋转底座的另一端为远离耦合关节的末端，所述旋转电机座的一端与旋转底座连接，所述旋转电机座的另一端固接有输出支撑，所述旋转电机座的内部安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端连接有输出轴，所述输出法兰作为旋转关节的输出端转动安装于输出支撑上，所述输出轴由输出支撑穿出，并与所述输出法兰连接。
[0009]所述输出法兰通过输出轴承转动安装于输出支撑的外表面，所述输出轴承的两侧分别设有安装于输出支撑上的轴承挡盖及法兰挡盖，所述输出轴承的内圈通过轴承挡盖及输出支撑外表面上的止口轴向限位，所述输出轴承的外圈通过法兰挡盖及输出法兰上的止口轴向限位。
[0010]所述供气瓶包括瓶体、气体开关及控制阀，所述瓶体的一端固接于旋转关节的输出端上，所述瓶体的另一端安装有气体开关，所述气体开关上安装有控制阀，所述供气瓶通过控制阀控制气体流出的速度。
[0011]所述气体开关的末端接口为用于与锁紧模块连接的楔形口。
[0012]所述锁紧模块包括锁紧底座、锁紧板、给气软管、微型电缸及连接杆，所述锁紧底座固接于旋转底座远离耦合关节的末端，所述锁紧板与锁紧底座滑动连接，所述锁紧板的一端开设有锁紧口，所述锁紧板的另一端安装有给气软管，所述给气软管与锁紧口相连通；所述微型电缸安装于旋转底座远离耦合关节的末端，所述微型电缸的电缸输出轴通过连接杆与锁紧板连接，所述锁紧板通过微型电缸的驱动前后往复运动，进而使所述锁紧口与供气瓶锁紧或脱离。
[0013]所述微型电缸的左右两侧均设有锁紧底座，每个所述锁紧底座上均安装有滑动轴，所述锁紧板的左右两侧分别连接有轴承底座，每侧的所述轴承底座分别通过滑动轴承与同侧的滑动轴滑动连接；所述微型电缸的电缸输出轴连接有转接件的一端，所述转接件的另一端固接于连接轴的中部，所述连接轴的左右两侧对称设有两个连接杆，所述连接轴的左右两侧分别与两个连接杆的一端相连，两个所述连接杆的另一端分别固接于同侧轴承底座的侧面；所述锁紧口的内壁为楔形。
[0014]本专利技术的优点与积极效果为：1. 本专利技术是安装在自动化设备或机器人上的具有多次给气功能的机械手，位姿调整机构上安装给气机构，使得给气机构的给气角度范围较广，能够达到多角度顺利给气的目标。
[0015]2. 本专利技术位姿调整机构中的伸缩关节，在采用少电机驱动的情况下，关节机构精
简，伸缩范围广，能达到预定位置和角度，满足末端给气的使用要求。
[0016]3. 本专利技术给气机构由供气瓶和锁紧模块组成，锁紧模块的前后运动能够使供气瓶和给气软管锁紧或脱离，便于更换下一个供气瓶；供气瓶的楔形口和锁紧模块的锁紧口都成一定的倾斜角度，锁紧状态下严密不漏气。
[0017]4. 本专利技术具有多次给气功能的机械手可安装多套供气瓶，通过旋转关节的作用，可随时替换，有效工作时间长。
[0018]5. 本专利技术具有多次给气功能的机械手轻量化、模块化、给气现场狭小空间适应性强，易于安装、操控精度高。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术伸缩关节的内部结构示意图；图3为本专利技术旋转关节的内部结构示意图；图4为本专利技术供气瓶的结构示意图；图5为本专利技术锁紧模块的结构示意图；图6A为本专利技术锁紧模块与供气瓶脱离状态的结构示意图；图6B为本专利技术锁紧模块与供气瓶锁紧状态的结构示意图；其中：1为位姿调整机构，2为给气机构，3为伸缩关节，4为耦合关节，5为旋转关节，6为供气瓶，7为锁紧模块，8为固定底板，9为伸缩底座，10为伸缩驱动电机，11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多次给气功能的机械手，其特征在于：包括位姿调整机构（1）及给气机构（2），其中位姿调整机构（1）包括伸缩关节（3）、耦合关节（4）及旋转关节（5），所述伸缩关节（3）的一端安装于机器人上，另一端为伸缩端，所述耦合关节（4）与伸缩关节（3）的伸缩端相连、由所述伸缩关节（3）驱动伸缩，所述耦合关节（4）具有俯仰自由度和偏转自由度，所述旋转关节（5）通过旋转底座（20）与耦合关节（4）连接，具有伸缩、俯仰、偏转自由度；所述给气机构（2）包括供气瓶（6）及锁紧模块（7），所述供气瓶（6）为多个，沿圆周方向均匀安装于旋转关节（5）的输出端上，各所述供气瓶（6）在具有与旋转关节（5）相同自由度的同时还具有通过所述旋转关节（5）带动旋转的自由度，所述锁紧模块（7）安装于旋转底座（20）远离耦合关节（4）的末端；所述伸缩关节（3）、耦合关节（4）及旋转关节（5）驱动给气机构（2）到达设定位置及角度，所述锁紧模块（7）工作与供气瓶（6）连接后对外部设备提供气体。2.根据权利要求1所述一种具有多次给气功能的机械手，其特征在于：所述伸缩关节（3）包括固定底板（8）、伸缩底座（9）、伸缩驱动电机（10）、伸缩传动机构、伸缩外旋转筒（13）、伸缩中螺纹筒（14）、伸缩内螺纹筒（15）及多层支撑套筒（18），所述固定底板（8）的一端安装于机器人上、另一端设有所述伸缩底座（9），所述伸缩驱动电机（10）安装于伸缩底座（9）上，所述伸缩外旋转筒（13）转动安装于伸缩底座（9）上，所述伸缩驱动电机（10）的输出轴通过伸缩传动机构与伸缩外旋转筒（13）连接；所述伸缩外旋转筒（13）的内部由外至内依次套设有伸缩中螺纹筒（14）、伸缩内螺纹筒（15），且相邻筒之间具有沿长度方向伸缩的自由度；所述多层支撑套筒（18）套设于伸缩外旋转筒（13）的外部，相邻层的套筒之间具有相对伸缩的自由度，所述多层支撑套筒（18）的最内层套筒的内部与伸缩内螺纹筒（15）连接，所述耦合关节（4）连接于多层支撑套筒（18）的最内层套筒的外部，所述多层支撑套筒（18）的最外层套筒固接于伸缩底座（9）上。3.根据权利要求2所述一种具有多次给气功能的机械手，其特征在于：所述伸缩外旋转筒（13）的一端通过伸缩传动机构与伸缩驱动电机（10）的输出轴连接，所述伸缩外旋转筒（13）另一端的内壁及伸缩中螺纹筒（14）同端内壁分别安装有旋转滚珠（16），所述伸缩中螺旋筒（14）及伸缩内螺纹筒（15）的外表面均沿长度方向设有螺纹轨道（19），所述伸缩外旋转筒（13）另一端内壁的旋转滚珠（16）超出内壁面的部分嵌入伸缩中螺纹筒（14）外表面的螺纹轨道（19）内，所述伸缩中螺纹筒（14）内壁的旋转滚珠（16）超出内壁面的部分嵌入伸缩内螺纹筒（15）外表面的螺纹轨道（19）内；所述伸缩驱动电机（10）通过伸缩传动机构驱动伸缩外旋转筒（13）旋转，所述伸缩外旋转筒（13）另一端内壁的旋转滚珠（16）在旋转过程中始终位于伸缩中螺纹筒（14）外表面的螺纹轨道（19）内，进而实现所述伸缩中螺纹筒（14）相对伸缩外旋转筒（13）伸缩，所述伸缩中螺纹筒（14）内壁的旋转滚珠（16）始终位于伸缩内螺纹筒（15）外表面的螺纹轨道（19）内，进而实现所述伸缩内螺纹筒（15）相对伸缩中螺纹筒（14）伸缩。4.根据权利要求2所述一种具有多次给气功能的机械手，其特征在于：所述伸缩传动机构包括伸缩输出齿轮（11）及伸缩输入齿轮（12），所述伸缩驱动电机（10）的输出轴连接有伸缩输出齿轮（11），所述伸缩输入齿轮（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，郑怀兵，王聪，梁志达，刘春，刘启宇，刘铜，韩世凯，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：