一種基於舵機傳動的三指夾取機械手的製作方法

2023-09-22 08:16:05

本發明涉及一種利用特定的機械結構與電路系統相結合的機械手夾取裝置。

背景技術：

工業機械手是近代自動控制領域中出現的一項新技術，並已成為現代機械製造生產系統中的一個重要組成部分，逐漸成為一門新興的學科——機械手工程。機械手涉及到機械學、力學、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學，是一門跨學科綜合技術。

機械手的快速發展是由於它的積極作用正日益為人們所認識：一、它能部分地代替人工操作；二、它能按照生產工藝的要求，遵循一定的程序、位置和時間來完成工件的傳送與裝卸；三、它能操作必要的工具進行裝配和焊接，從而大大的改善了作業人員的勞動條件，提高了勞動生產率，加快了實現工業生產機械化和自動化的步伐。因而受到很多國家的重視，投入了大量的人力和物力來研究和應用。尤其是在高溫、高壓、噪音、粉塵以及帶有放射性和汙染的場合，應用更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發展，並且取得了一定的效果，收到了機械工業的重視。

技術實現要素：

發明目的：為了克服現在機械手裝置過於龐大且操作不夠穩定的現象，本發明提供一種基於舵機傳動的三指夾取機械手。

技術方案：本發明的方法技術方案如下：一種基於舵機傳動的三指夾取機械手，該機械手包括舵機驅動裝置、雙四連杆伸縮架、三指夾取控制舵機架、三角換向抬升架和三指四桿結構；

其中，舵機驅動裝置設置於雙四連杆伸縮架上，用於驅動雙四連杆伸縮架；三角換向抬升架一端與雙四連杆伸縮架相連，另一端與三指夾取控制舵機架相連；三指四桿結構位於三指夾取控制舵機架下端並與其相連；三指四桿結構用於完成抓取。

優選的，雙四連杆伸縮架包括主動杆、上連杆、下連杆和左伸縮杆。

三角換向抬升架包括抬杆、換向三角形架、主動杆、右伸縮杆和連杆。

雙四連杆伸縮架中的主動杆、上連杆、下連杆和左伸縮杆之間分別利用轉動副相連接。

三角換向架中的換向三腳架的三個角處分別於抬杆、主動杆、和連杆用轉動副相連接；同時右伸縮杆與連杆用轉動副連接。

三角換向抬升架中的右伸縮杆與雙四連杆伸縮架的左伸縮杆用轉動副相連接。

優選的，所述雙四連杆伸縮架的伸縮杆、角換向抬升架中的右伸縮杆與三角換向抬升架的一側主動杆連接到三指夾取控制舵機架。

優選的，所述三指四桿結構連接到三指夾取控制舵機架。

優選的，所述三指四桿結構包括彈簧杆、指端、主動杆、中心架和舵機轉軸。

三指四桿結構中的主動杆用繩索纏連到舵機轉軸，三指四桿結構中的彈簧杆的彈簧與三指四桿結構中的中心架相連接。

優選的，所述三指四桿結構中的指端裝有光電傳感器

有益效果：與現有技術相比，本發明具有如下優點：減少能耗且滿足機械手能夠全方位進行自動識別抓取工作。用機械連杆傳動，減少舵機數量實現多增加機械手自由度的全方位抓取。並對指部作了較為獨特的設計，實現三指對稱抓取，增強抓取的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明基於舵機傳動的三指夾取機械手的結構示意圖；

圖2為本發明雙四連杆伸縮架的結構示意圖；

圖3為本發明三角換向抬升架的結構示意圖；

圖4為本發明三指四桿結構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

參見圖1-4，基於舵機傳動的三指夾取機械手，該機械手包括舵機驅動裝置1、雙四連杆伸縮架2、三指夾取控制舵機架3、三角換向抬升架4和三指四桿結構5；

其中，舵機驅動裝置1設置於雙四連杆伸縮架2上，用於驅動雙四連杆伸縮架2；三角換向抬升架4一端與雙四連杆伸縮架2相連，另一端與三指夾取控制舵機架3相連；三指四桿結構5位於三指夾取控制舵機架3下端並與其相連；三指四桿結構5用於完成抓取。

雙四連杆伸縮架2包括主動杆21、上連杆22、下連杆24和左伸縮杆23。

三角換向抬升架4包括抬杆41、換向三角形架42、主動杆43、右伸縮杆44和連杆45。

雙四連杆伸縮架2中的主動杆21、上連杆22、下連杆24和左伸縮杆23之間分別利用轉動副相連接。

三角換向架4中的換向三腳架42的三個角處分別於抬杆41、主動杆43、和連杆45用轉動副相連接；同時右伸縮杆44與連杆45用轉動副連接。

三角換向抬升架4中的右伸縮杆44與雙四連杆伸縮架2的左伸縮杆23用轉動副相連接。

所述雙四連杆伸縮架2的伸縮杆23、角換向抬升架4中的右伸縮杆44與三角換向抬升架4的一側主動杆43連接到三指夾取控制舵機架3。

所述三指四桿結構5連接到三指夾取控制舵機架3。

所述三指四桿結構5包括彈簧杆51、指端52、主動杆53、中心架54和舵機轉軸55。

三指四桿結構5中的主動杆53用繩索纏連到舵機轉軸55，三指四桿結構5中的彈簧杆51的彈簧與三指四桿結構5中的中心架54相連接。

所述三指四桿結構5中的指端52裝有光電傳感器。

如附圖1所示，一種基於舵機傳動的三指夾取機械手，包括舵機驅動裝置1、雙四連杆伸縮架2；所述的舵機驅動裝置與雙四連杆伸縮架2中的主動杆21相連接。

通過驅動舵機轉動帶動主動杆21在豎直平面內旋轉，進一步通過四桿機構傳動，實現伸縮杆23的伸縮動作。

如附圖2所示，以下為本發明實施過程中雙四連杆伸縮架2為了傳動平穩所以採取雙四連杆傳動增強傳動的穩定性。

如附圖3所示，三角換向抬升架4中的三角形架42三個角點分別與雙四連杆伸縮架2的伸縮杆23、三角換向抬升架4的一側主動杆43和三角換向抬升架4的抬杆41相連接。一方面協助增強四桿傳動的穩定性，一方面實現抬升杆換向，增加抬升動作。

若附圖4所示，三指四桿結構5與三指夾取控制舵機架3相連，舵機驅動舵盤旋轉通過繩索拉動指部四桿中的驅動杆53，通過四桿傳動從而實現彈簧杆51中彈簧被拉伸實現指端52張開。同時指端52裝有光電傳感器，可以識別被夾取物的形狀與顏色，從而完成夾取物的篩選工作。

本發明公開了一種基於舵機傳動的三指夾取機械手，包括雙四連杆伸縮架、三角換向抬升架、三指四桿結構、舵機傳動系統和光電感應系統；所述雙四連杆伸縮架的主動杆與兩側舵機相連接；所述三指四桿結構與三角換向抬升架的終端舵機相連接；所述的光電感應系統中的傳感器安裝於三指四桿支架前段；所述三指四桿結構是通過舵機軸旋轉拉動固定於指端四桿結構中的主動杆來控制三指張開，主動杆的相對杆為彈簧架控制三指回收；所述的光電感應系統用於檢測被夾取物方位。本發明充分利用四桿機構傳動實現動作要求，三指對稱夾取效果穩定，舵機作為動力源功耗小，四桿傳動高效。本發明可用於實現簡單動作的無人化操作，提高生產效率。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。