具有姿态矫正功能的抓手装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于较小操作空间的具有姿态矫正功能的抓手装置。抓手装置动力驱动采用步进电机12，经行星减速器10将动力传递至传动齿轮23，传动齿轮23通过与半齿轮9啮合驱动左卡爪3转动，左卡爪3、右卡爪16分别绕左转轴5、右转轴15的转动，左半齿轮7与右半齿轮26啮合并同速反向转动，实现抓手装置两卡爪的松开与抓持。两卡爪的末端均设计带有导向结构的卡齿2，抓手装置抓持物件时，卡齿2插入物件对接单元的方孔中，同时能够矫正被抓持物件的姿态误差；抓紧后，被抓持物件与对接板29贴紧，实现被抓持物的定位与紧固抓持。本发明具有对被抓持物件的姿态矫正功能，提高抓手装置的抓持效率和可靠性，同时结构紧凑、负载能力强，适用于操作空间要求严格的机械设备。
【专利说明】具有姿态矫正功能的抓手装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有姿态矫正功能的抓手装置，是一种用于操作空间要求严格的机械设备中，结构紧凑、具有姿态矫正功能且负载能力较强的抓手装置。
【背景技术】
[0002]随着机械设备整体质量和可靠性的提高，抓取物件过程的安全性和可靠性是衡量机械设备性能的重要指标之一。现有的抓手装置结构简单，无法适用于不同种类物件的抓取，且在物件的姿态和位置具有一定偏差，抓取的效率及可靠性较低，不能满足机械设备的快速抓持和释放的要求。具有姿态矫正功能的抓手装置是综合结构体积最优、适合多品种物件、抓持可靠性高的技术要求，设计出一种具有矫正物件姿态并可靠抓取的装置。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种具有姿态矫正功能的抓手装置。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0005]一种具有姿态矫正功能的抓手装置，主要包括:
[0006]动力单元:本发明的动力源采用带制动器的步进电机，步进电机经行星减速器输出动力，行星减速器与传动轴连接，驱动配合的齿轮及半齿轮，带动抓手装置的双卡爪。
[0007]卡爪单元:本发明的双卡爪是抓手装置的核心组件，卡爪与抓手装置本体通过转轴连接，动力单元输出的动力经齿轮啮合驱动左卡爪，通过一对啮合的半齿轮实现双卡爪的张开与闭合，并且具有抓持物件的锁紧性能。
[0008]对接单元:本发明的抓手装置可用于多种物件的抓取，不同种类的物件体积及重量相异，对接单元则根据不同物件的共同特点而设计，对接单元侧面设计有对接块，对接块两侧各开有三个方孔，以便与抓手装置进行对接。
[0009]姿态矫正单元:本发明的姿态矫正单元通过双卡爪上的爪齿和对接板实现对物件的抓持，左、右卡爪上各设计有三个爪齿，爪齿末端具有导向结构，爪齿插入对接单元两侧的方孔，同时矫正对接单元的姿态；爪齿继续插入，卡爪夹紧对接单元，对接单元侧面与对接板接触，对接板起到定位及支撑的作用。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述装置仅需一个步进电机即可实现较强的抓持能力，且抓持状态下具有锁紧功能。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述装置具有矫正物件姿态的功能，大大提闻物件抓取的效率和可罪性。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述装置结构紧凑、可靠性高、负载能力强，适用于多物件的抓取。
[0013]本领域内技术人员的简单更改和替换都在本发明的保护范围之内。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的轴测视图；
[0015]图2为抓手装置总装结构图；
[0016]图3为对接单元结构示意图；
[0017]图4为抓手装置抓取和抓紧对接单元示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0019]图1为本发明的总装结构图，主要包括:以步进电机12、行星减速器10、传动齿轮23、小半齿轮9为主要部件的动力单元，以左卡爪3、右卡爪16、左半齿轮7、右半齿轮26为主要部件的抓手单元，以对接板29、安装在左、右卡爪上的卡齿2为主要部件的姿态矫正单元。步进电机12与行星减速器10连接，经减速将动力输送至传动齿轮23 ;传动齿轮23与小半齿轮9啮合，并将输出的扭矩传递至左转轴5，左转轴5带动左卡爪3及左半齿轮7转动；左半齿轮7与右半齿轮26啮合，通过右半齿轮26将扭矩传递至右转轴15，右转轴15带动右卡爪16转动。左卡爪7与右卡爪16同速反向转动，实现两卡爪的张开与闭合，左、右卡爪末端安装有卡齿2，卡齿2具有导向结构，左、右卡爪闭合时，卡齿2插入待抓持物件，卡齿2插入过程中矫正待抓持物件，并通过对接板29对物件进行定位并夹紧。
[0020]参阅图2，步进电机12与行星减速器10通过平键11连接，行星减速器10固连在轴承座18上，传动轴19由一对深沟球轴承17支撑，深沟球轴承17靠轴向挡圈20进行定位，传动轴19通过平键22驱动传动齿轮23，螺钉25将挡板24紧固在传动轴19上，挡板24对传动齿轮23进行轴向固定。传动齿轮23与小半齿轮9啮合，小半齿轮9通过平键8与左转轴5连接，步进电机12输出的扭矩经传动齿轮23传递至左转轴5。
[0021]参阅图2，左转轴5通过平键6与左半齿轮7连接，左半齿轮7与右半齿轮26啮合，右半齿轮26与右转轴15采用平键连接方式，右转轴15两端均安装滑动轴承14，两滑动轴承14分别内嵌在上盖板1、下盖板13上,上盖板I与下盖板13均通过内六角螺钉30与底板4连接。左半齿轮7与右半齿轮26同比啮合，步进电机12输出的动力传递至右转轴15，带动右卡爪16绕右转轴15的轴线转动，左卡爪3与右卡爪16同速反向转动，实现两卡爪的张开与闭合。
[0022]参阅图1，行程开关27、28安装在对接板29上，抓手闭合时，右卡爪16触碰行程开关27，步进电机12停止转动并制动锁紧，左、右卡爪处于闭合状态并锁紧抓持物件；抓手张开时，右半齿轮26触碰行程开关28，步进电机12停止转动，抓手松开抓持物件并保持张开状态。
[0023]参阅图3，对接单元31用于放置物件，根据不同物件的外形尺寸，设计适应多种型号物件的对接单元31，对接单元31焊接有对接块32，对接块32左右两侧各开有三个方孔，通过对接块32实现对接单元与抓手之间的抓持。
[0024]参阅图4，图4示意了左卡爪3、右卡爪16分别绕左转轴5、右转轴15的转动情况，图中用虚线表示的左、右卡爪处于张开位置，粗实线表示的左、右卡爪处于抓持锁紧位置。抓手抓持对接单元时，卡齿2插入对接块32上的方孔，卡齿2末端设计有导向结构，抓持过程中，抓手可矫正对接单元31在空间中的姿态；抓手抓持过程中，卡爪对对接单元31夹持愈来愈紧，强制对接块32与对接板4贴紧，抓手对对接单元31实现了完全约束和紧固抓持。
【权利要求】
1.一种具有姿态矫正功能的抓手装置，其包括:以带制动器的步进电机12、行星减速器10、传动齿轮23为主要组件的动力单元，以左半齿轮7、右半齿轮26、左卡爪3、右卡爪16为主要零件的卡爪单元，适应不同物件结构特征的对接单元，以及包含卡齿2和对接板29的姿态矫正单元，其中: 所述动力单元与抓手装置的底板4固连，动力单元呈串联排列； 所述卡爪单元与抓手装置的上盖板1、下盖板13连接，并通过滑动轴承进行轴向定位； 所述对接单元上设计有对接块32，抓手装置抓持对接单元时，卡齿2插入对接块32两侧的方孔，对接板29与对接块32紧密贴合，其中卡齿2与对接板29为姿态矫正单元的主要组件； 所述动力单元、卡爪单元均固定在抓手装置的底板4上，抓手装置可通过底板4安装在机械设备的末端，用于抓持姿态存在偏差的物件。
2.根据权利要求1所述的具有姿态矫正功能的抓手装置，其特征在于:所述步进电机12带有制动装置，经行星减速器10输出动力，其中: 所述动力单元中，包括由深沟球轴承17、轴承座18、传动轴19及传动齿轮23组成的传动轴系，动力单元通过轴承座18与抓手装置底板4固连。
3.根据权利要求1所述的具有姿态矫正功能的抓手装置，其特征在于:所述抓手单元中的左抓手3、右抓手16通过齿轮啮合达到张开与闭合，其中: 卡爪张开角度为30°，左半齿轮7与右半齿轮26仅保留啮合用的齿数，减小了抓手装置占用空间。
4.根据权利要求1所述的具有姿态矫正功能的抓手装置，其特征在于:对接单元能够适应不同物件的结构尺寸，并且在对接单元31焊接有对接块32，对接块32 —面为平面且两侧各开有3个方孔。
5.根据权利要求3所述的具有姿态矫正功能的抓手装置，其特征在于:所述卡爪末端设计有卡齿2，卡齿2具有导向结构，抓手装置上安装有对接板29，在抓持对接单元过程中，卡齿2能够矫正对接单元的位置姿态，抓紧时对接块32的平面与对接件29贴紧，对对接单元31进行定位和夹紧。
6.根据权利要求1所述的具有姿态矫正功能的抓手装置，其特征在于:所述所有单元均固连在抓手装置底板3上，且抓手装置结构小巧紧凑、卡爪的负载能力强。
7.根据权利要求1.5所述的具有姿态矫正功能的抓手装置，其特征在于:所述一个步进电机12驱动整个抓手装置，并且具有抓持和松开两位置的自锁，卡爪张开角度可通过行程开关27、28进行调节。
【文档编号】B25J15/08GK103753597SQ201410030482
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】杨洋, 张雷雨, 廖云峰, 袁伟亮 申请人:北京航空航天大学