三自由度气动机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三自由度气动机械手。它解决了目前机械手使用不便的问题，具有结构简单、操作方便、可以实现多种运动形式并能牢固夹持工件等优点。其结构为：包括水平移动气缸、机架、底座、电机、水平移动导杆、气动手爪、垂直升降气缸、垂直升降导杆及齿轮装置所组成，所述水平移动气缸设置在水平机架上，水平移动导杆与垂直汽缸连接板相连接，垂直升降气缸与垂直升降导杆安装在垂直汽缸连接板上，气动手爪通过下气缸安装在垂直升降导杆下端部，电机连接在机架上，电机的上部联接在齿轮装置上，齿轮装置的下端固定地联接在机架上，齿轮装置通过旋转轴与电机相连接。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三自由度气动机械手，具体地说是应用三个气缸及其附属机构完成 了一种气动的三自由度机械手。技术背景在机械加工及注塑加工行业，很多工位为物体的拾取操作。这种操作一般动作简单，重 复性很大。目前针对这种需求，设计了很多拾取机械，这些拾取机械包括电动的、液动的以 及气动的。但是目前这种操作机械或机械手的主要结构形式为直角坐标式的。但在许多场合 这种操作需求圆周运动，需求具有旋转功能的操作机械，但这种机械目前尚未见到。手抓得 握紧力不能达到工作需要大小，不能紧固的夹持工件。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供了一种结构简单、操作方便、可以实现多种 运动形式并能牢固夹持工件的三自由度气动机械手。本技术是通过以下技术方案实现的 一种三自由度气动机械手，包括水平移动气缸、 机架、底座、电机、水平移动导杆、气动手爪、垂直升降气缸、垂直升降导杆及齿轮装置所 组成，所述水平移动气缸设置在水平机架上，水平移动导杆与垂直汽缸连接板相连接，垂直 升降气缸与垂直升降导杆安装在垂直汽缸连接板上，气动手爪通过下气缸安装在垂直升降导 杆下端部，电机连接在机架上，电机的上部联接在齿轮装置上，齿轮装置的下端固定地联接 在机架上，齿轮装置通过旋转轴与电机相连接。所述齿轮装置由相啮合的小齿轮和大齿轮组成，它们安装在机架顶部的底座上，通过连 接板与水平移动气缸连接。本技术应用时,水平移动气缸充气时，在水平导杆的导向下，垂直汽缸连接板带动垂 直升降气缸及垂直升降导杆所组成的垂直升降组件在水平方向移动。电机旋转带动齿轮转动，带动机械手臂作旋转运动，可以转动360度，从而完成手爪绕旋转轴的运动。比单纯用气缸带动机械手臂的旋转自由度更大，方便了加工，提高了工作效率。手抓部分采用齿轮齿条传 动，并采用可靠性键联接，使手抓抓紧力增强，可承受大的工作强度。的手爪在气体的作用 下可开启和闭合，以及电机的旋转，这样产生了手爪的水平移动、垂直移动及旋转移动。所 有的执行件为三个气缸与一个电机。整个机械手通过底座安装在其基础上。本技术具有结构简单、操作方便、可以实现多种运动方式，还具有生产效率高，工 作强度大，可夹持大工件等优点。附图说明图1为本技术的结构原理示意图。其中，1、水平移动气缸，2、水平移动导杆，3、垂直汽缸连接板，4、垂直升降气缸，5、 垂直升降导杆，6、电机，7、机架，8、小齿轮，9、大齿轮，10、连接板，11、气动手爪， 12、小汽缸，13、底座。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进一步说明。在拾取物体时，水平移动气缸l收縮，在水平移动导杆2的导向作用下，垂直汽缸连接 板3带动垂直升降气缸4及垂直升降导杆5移向图示的机架3的左边，这时在垂直升降气缸 4的作用下，垂直升降导杆5伸出，在垂直导杆5的导向下，气动手爪ll向下移动，同时在 小汽缸ll的作用下，手爪开启，到手爪到达其极限位置(即应拾取的物体的位置)时，在小 汽缸12的作用下，手爪闭合，夹持住物体。此时在垂直升降气缸4的作用下，气动手爪ll收縮，当气动手爪ll移动到上极限位置时，水平移动气缸l伸长，使水平移动导杆2达到其 右极限位置，此时在电机6的作用下，通过底座13上的小齿轮8，大齿轮9啮合，连接板IO 的连接下，整个机械手臂绕机架7转动，直至其所定极限位置，然后垂直升降气缸4伸出， 直至气动手爪ll达到其下端的极限位置，此时在小汽缸12的作用下，手爪开启，物体在重 力的作用下，自由下落。此为拾取物体的一个循环。同样，物体可从三个气缸的6个极限位置实现的手爪的任一极限位置拾取和放置物体。权利要求1、一种三自由度气动机械手，包括水平移动气缸(1)、机架(7)、底座(13)、电机(6)、水平移动导杆(2)、气动手爪(11)、垂直升降气缸(4)、垂直升降导杆(5)及齿轮装置所组成，其特征是所述水平移动气缸(1)设置在水平机架(7)上，水平移动导杆(2)与垂直汽缸连接板(3)相连接，垂直升降气缸(4)与垂直升降导杆(5)安装在垂直汽缸连接板(3)上，气动手爪(11)通过下气缸(12)安装在垂直升降导杆(5)下端部，电机(6)连接在机架(7)上，电机(6)的上部联接在齿轮装置上，齿轮装置的下端固定地联接在机架(7)上，齿轮装置通过旋转轴与电机(6)相连接。2、 根据权利要求1所述的三自由度气动机械手，其特征是所述齿轮装置由相啮合的小 齿轮(8)和大齿轮(9)组成，它们安装在机架(7)顶部的底座(13)上，通过连接板(10) 与水平移动气缸(1)连接。专利摘要本技术公开了一种三自由度气动机械手。它解决了目前机械手使用不便的问题，具有结构简单、操作方便、可以实现多种运动形式并能牢固夹持工件等优点。其结构为包括水平移动气缸、机架、底座、电机、水平移动导杆、气动手爪、垂直升降气缸、垂直升降导杆及齿轮装置所组成，所述水平移动气缸设置在水平机架上，水平移动导杆与垂直汽缸连接板相连接，垂直升降气缸与垂直升降导杆安装在垂直汽缸连接板上，气动手爪通过下气缸安装在垂直升降导杆下端部，电机连接在机架上，电机的上部联接在齿轮装置上，齿轮装置的下端固定地联接在机架上，齿轮装置通过旋转轴与电机相连接。文档编号B25J3/00GK201086290SQ200720025499公开日2008年7月16日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日专利技术者于复生, 洋 刘, 李宜燃, 刚 杨, 王玉太, 腾 许 申请人:刚 杨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三自由度气动机械手，包括水平移动气缸（１）、机架（７）、底座（１３）、电机（６）、水平移动导杆（２）、气动手爪（１１）、垂直升降气缸（４）、垂直升降导杆（５）及齿轮装置所组成，其特征是：所述水平移动气缸（１）设置在水平机架（７）上，水平移动导杆（２）与垂直汽缸连接板（３）相连接，垂直升降气缸（４）与垂直升降导杆（５）安装在垂直汽缸连接板（３）上，气动手爪（１１）通过下气缸（１２）安装在垂直升降导杆（５）下端部，电机（６）连接在机架（７）上，电机（６）的上部联接在齿轮装置上，齿轮装置的下端固定地联接在机架（７）上，齿轮装置通过旋转轴与电机（６）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，王玉太，刘洋，李宜燃，许腾，于复生，
申请(专利权)人：杨刚，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]