【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，尤其涉及一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手。
技术介绍
1、现有技术中，机械手广泛应用于工业自动化、物料搬运、装配生产线等领域。然而，传统机械臂的固定长度限制了其作业范围，无法适应多样化的工作环境。为解决这一问题，伸缩臂技术应运而生。但现有伸缩臂技术存在结构复杂、可靠性不高、伸缩范围有限等问题，难以满足高精度、高效率的作业需求。现有机械臂伸缩臂的局限性目前市场上的机械臂伸缩臂在伸展和收缩过程中，常常存在精度不足的问题，并且传统的伸缩臂装置多采用液压、气动或电动驱动方式，然而，这些传统装置在实际应用中存在一些局限性。例如，在一些工业生产线上，需要机械臂精确地抓取和放置零部件，由于伸缩臂的伸缩运动不够精准，导致抓取位置偏差，影响生产效率和产品质量。
2、为了解决上述的问题，经过检索，中国专利授权公告号为：cn219429571u,授权公告日为：2023年07月28日的技术公开了一种液压伸缩臂，该装置使用密封圈套受力产生一定的挤压形变，将顶板与油臂之间的缝隙填充挤压满足，有效减少顶板与油臂之间的间隙，提高油臂的密封性能。然而，该装置无法解决密封圈老化，频繁更换而导致增加成本的问题。再如中国专利cn214560907u中公开的一种滚动越障机器人的气动伸缩臂，该装置通过滑动架、轴杆的配合使用解决了现有的机器人各组件之间的安装不够稳定，存在灵活度不够的问题。然而，气动伸缩臂的伸缩力是通过气体的压缩来实现的，而气体的压缩量很难与负载的大小精确匹配。因此，该装置无法解决在承受大负载时，气动伸缩臂出现扭曲变
3、再如中国专利授权公告号为cn211946015u，授权公告日为2020年11月17日的技术专利，则涉及一种多级垂直升降电动伸缩臂，所述伸缩臂组件包括若干节依次套接的伸缩管，若干节所述伸缩管之间通过直线导轨滑动连接。然而，该装置滑轮位于臂体的前端，用于引导钢丝绳等传动元件，实现臂体的伸缩动作。当臂体伸长时，滑轮的位置也会相应前移，增加了与障碍物碰撞的风险。
4、现有的这些轻量化设计的机械臂机器人，必须对应不同长度二臂的固定臂才能作用于不同环境，更换不同长度二臂很费时，不能保证了机械臂机器人的工作要求。而现有技术中诸如cn 104227708 a公开的这些机械手，虽然可以具有较大的运动范围控制精度，但是在传动设计上相对复杂，若需要实现多自由度的精确控制，拓展运动范围，则需要配备更多的辅助元件，导致整体结构臃肿，难以轻易转移使用。由此可见，针对这些缺陷，设计一种结构既不复杂，运动控制又相对简单可靠，作业半径又相对较大的机械手是很有必要的。
技术实现思路
1、针对以上技术现状的介绍，本专利技术的目的就在于提供一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，以较好地解决机械手在伸展和收缩的过程中精度不够，运动控制不够灵活，影响生产效率和产品质量的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，包括抓取部和用于连接抓取部的机械臂，机械臂包括若干个精密舵机和连接座，所述连接座转动安装在精密舵机上，且其转轴与精密舵机转动的转轴垂直；所述机械臂包括外臂和直线滑动安装在外臂内的一根齿条，所述齿条与外臂内的一个齿轮组件啮合，所述齿轮组件与第一舵机传动连接；在所述齿条伸出外臂的一端还连接有一个底座，所述底座上啮合有一对被第二舵机传动的传动齿轮，两传动齿轮的一侧固定有传动臂，传动臂的端部铰接有夹臂，所述夹臂的两端之间还铰接有连杆的一端，所述连杆的另一段铰接在所述底座上，两传动齿轮同步反向转动时，两所述夹臂的夹持端彼此靠拢或者远离。
3、进一步地，齿条固定在一根内臂上，该内臂直线滑动安装在外臂内，所述内臂伸出外臂的一端的端面与底座的侧面相接，以推动底座移动；在所述底座的侧面上还固定有一根导杆，导杆轴向固定地插接在所述内臂之内，以限定底座与内臂之间的相对安装位置。
4、进一步地，在所述底座上的两连杆之间的端面上固定有吸盘，所述吸盘能吸取表面光滑的物体，所述吸盘固定在吸管上，所述吸管固定在底座上，吸管上连接有真空泵。
5、进一步地，连接座为π型结构，除第一个精密舵机安装在一块安装板上之外，其余每个精密舵机均转动安装在相邻连接座的封闭端的中央；除与所述外臂转动连接的连接座外，其余连接座的开口端均罩在精密舵机上，且连接座的开口端两侧壁与其相邻精密舵机的两相对外侧壁转动连接。
6、进一步地，外臂为长方体状的块形结构，外臂的内部沿长度方向开设有一道贯穿外臂两端的t型滑槽，在t型滑槽靠槽底处滑动安装有所述齿条，在t型滑槽靠槽口处转动安装有所述齿轮组件。
7、进一步地，齿轮组件包括依次啮合的五个圆柱齿轮，其中，第一圆柱齿轮与所述第一舵机传动连接，第五圆柱齿轮与所述齿条啮合，且第一舵机内嵌式地固定安装在所述t型滑槽槽口处的其中一侧之内。
8、进一步地，在每一根夹臂的前后两侧均各铰接有所述连杆和所述传动臂，且两连杆之间和两传动臂之间各自均前后正对且彼此平行；所述夹持端所在的夹臂的一段为朝外侧拱起的弯曲结构，且夹持端的端面具有锯齿状的凸棱。
9、进一步地，所述齿条伸出外臂的一端的端面与底座的侧面相接，以推动底座移动；在所述底座的侧面上还固定有一根导杆，导杆轴向滑动地插接在所述外臂之内，以在齿条的端面顶推底座时，引导底座直线移动。
10、进一步地，齿条的端部滑动配合地安装在所述底座侧面上的一个环形沟槽内，且始终不脱离环形沟槽；
11、所述齿条的上下两个表面均设有齿，上表面的一排齿与所述齿轮组件啮合，下表面的一排齿与转动安装在所述外臂中的从动齿轮啮合，从动齿轮上同轴地固定有一个蜗轮，所述蜗轮的下方啮合有一根蜗杆，蜗杆平行于齿条设置，蜗杆远离蜗轮的一端同轴固定有圆柱薄齿轮，所述圆柱薄齿轮与其下方的圆齿轮柱啮合，该圆柱齿轮为杆状且同轴固定在所述导杆上，且导杆还与外臂转动配合，以使得齿条滑出外臂的过程中，所述底座不但直线移动，且同时还绕导杆的轴线进行转动。
12、进一步地，至少其中一个齿轮具有至少两个弹性轮齿，所述弹性轮齿底端具有一个滑块，滑块圆周滑动地安装在齿轮靠齿根处的一个滑槽内，所述滑槽内的一侧设有顶撑弹簧，组装状态下，顶撑弹簧将滑块顶至滑槽另一侧；
13、在所述弹性轮齿的中央具有一个螺孔，所述滑槽的槽底具有一个螺纹盲孔，组装状态下，所述螺孔正对所述螺纹盲孔，且一根锁紧螺杆拧入到螺孔和螺纹盲孔而将弹性轮齿固定，所述锁紧螺杆的顶端通过拉簧连接有一个螺纹压环，所述螺纹压环螺纹配合地安装在螺孔顶端口内，且在锁紧螺杆与螺纹盲孔处于螺纹配合时，所述拉簧始终呈被拉伸状态；在所述齿轮的齿轮轴上套设有紧固螺母压住的压盘，压盘与所述齿轮的端面之间设有被压缩的耐压弹簧。
14、有益效果：本专利技术设计构建了一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，整个机械臂和夹持部均采用了轻量化设计，若干连接座基于多个舵机的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，包括抓取部和用于连接抓取部的机械臂，其特征在于，所述机械臂包括若干个精密舵机(2)和连接座(3)，所述连接座(3)转动安装在精密舵机(2)上，且其转轴与精密舵机(2)转动的转轴垂直；
2.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述齿条(7)固定在一根内臂(6)上，该内臂(6)直线滑动安装在外臂(5)内，所述内臂(6)伸出外臂(5)的一端的端面与底座(10)的侧面相接，以推动底座(10)移动；在所述底座(10)的侧面上还固定有一根导杆(8)，导杆(8)轴向固定地插接在所述内臂(6)之内，以限定底座(10)与内臂(6)之间的相对安装位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，在所述底座(10)上的两连杆(1)之间的端面上固定有吸盘(12)，所述吸盘(12)能吸取表面光滑的物体，所述吸盘(12)固定在吸管(14)上，所述吸管(14)固定在底座(10)上，吸管(14)上连接有真空泵(13)。
4.根据权利要求1所述的一种基于轻量化
5.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述外臂(5)为长方体状的块形结构，外臂(5)的内部沿长度方向开设有一道贯穿外臂(5)两端的T型滑槽，在T型滑槽靠槽底处滑动安装有所述齿条(7)，在T型滑槽靠槽口处转动安装有所述齿轮组件(18)。
6.根据权利要求5所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述齿轮组件(18)包括依次啮合的五个圆柱齿轮，其中，第一圆柱齿轮与所述第一舵机(4)传动连接，第五圆柱齿轮与所述齿条(7)啮合，且第一舵机(4)内嵌式地固定安装在所述T型滑槽槽口处的其中一侧之内。
7.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，在每一根夹臂(15)的前后两侧均各铰接有所述连杆(1)和所述传动臂(11)，且两连杆(1)之间和两传动臂(11)之间各自均前后正对且彼此平行；所述夹持端所在的夹臂(15)的一段为朝外侧拱起的弯曲结构，且夹持端的端面具有锯齿状的凸棱。
8.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述齿条(7)伸出外臂(5)的一端的端面与底座(10)的侧面相接，以推动底座(10)移动；在所述底座(10)的侧面上还固定有一根导杆(8)，导杆(8)轴向滑动地插接在所述外臂(5)之内，以在齿条(7)的端面顶推底座(10)时，引导底座(10)直线移动。
9.根据权利要求8所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述齿条(7)的端部滑动配合地安装在所述底座(10)侧面上的一个环形沟槽(24)内，且始终不脱离环形沟槽(24)；
10.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，至少其中一个齿轮(26)具有至少两个弹性轮齿(27)，所述弹性轮齿(27)底端具有一个滑块(28)，滑块(28)圆周滑动地安装在齿轮靠齿根处的一个滑槽内，所述滑槽内的一侧设有顶撑弹簧(29)，组装状态下，顶撑弹簧(29)将滑块(28)顶至滑槽另一侧；
...【技术特征摘要】
1.一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，包括抓取部和用于连接抓取部的机械臂，其特征在于，所述机械臂包括若干个精密舵机(2)和连接座(3)，所述连接座(3)转动安装在精密舵机(2)上，且其转轴与精密舵机(2)转动的转轴垂直；
2.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述齿条(7)固定在一根内臂(6)上，该内臂(6)直线滑动安装在外臂(5)内，所述内臂(6)伸出外臂(5)的一端的端面与底座(10)的侧面相接，以推动底座(10)移动；在所述底座(10)的侧面上还固定有一根导杆(8)，导杆(8)轴向固定地插接在所述内臂(6)之内，以限定底座(10)与内臂(6)之间的相对安装位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，在所述底座(10)上的两连杆(1)之间的端面上固定有吸盘(12)，所述吸盘(12)能吸取表面光滑的物体，所述吸盘(12)固定在吸管(14)上，所述吸管(14)固定在底座(10)上，吸管(14)上连接有真空泵(13)。
4.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述连接座(3)为π型结构，除第一个精密舵机(2)安装在一块安装板(16)上之外，其余每个精密舵机(2)均转动安装在相邻连接座(3)的封闭端的中央；除与所述外臂(5)转动连接的连接座(3)外，其余连接座(3)的开口端均罩在精密舵机(2)上，且连接座(3)的开口端两侧壁与其相邻精密舵机(2)的两相对外侧壁转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于轻量化的多功能电动伸缩臂的机械手，其特征在于，所述外臂(5)为长方体状的块形结构，外臂(5)的内部沿长度方向开设有一道贯穿外臂(5)两端的t型滑槽，在t型滑槽靠槽底处滑动安装有所...
【专利技术属性】
技术研发人员：任春，黄光超，成乐，刘姁升，
申请(专利权)人：鄂尔多斯应用技术学院，
类型：发明
国别省市：
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