一种四自由度机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械教具领域，具体涉及一种机械相关课程的教学实验装置。
【背景技术】
[0002]在科技日新月益的发展之下，机械手与有人类的手最大区别就在于精确度与耐力度。也就是机械手的最大优势是可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累。在工业技术不断发展的同时，机械手的应用也将会越来越广泛，机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。
[0003]为适应工业技术发展的需要，现在的中职、高职以及相关的技术培训学校，都开设了机械加工生产、机电一体化课程，然而，理论课学习过程中，缺乏相应的设备进行实际操作，市面上也有相关的机械手，但因为其功能不够完善，结构复杂不易安装和维修，并且保护措施不够好，使得很多院校放弃了对设备的引进，导致学生对整个生产线的运行情况处于一个迷茫的阶段，因此急需一些结构简单，保护措施好，且操作简单，精确度高的教学设备还原真实的生产线环境。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供了一种结构简单、动作精确的四自由度机械手，解决了机械手结构复杂、反应缓慢，调整不灵活，动作精度低等问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种四自由度机械手，包括支架，支架上端安装有一底座，底座上安装一机械手，底座上设有限位保护机构、旋转动力机构，旋转动力机构安装在底座的底部，限位保护机构包括两个导槽，导槽上安装有传感器、限位件，机械手包括水平移动机械臂、垂直移动机械臂、手爪，水平移动机械臂后端安装在旋转动力机构上，垂直移动机械臂垂直安装在水平移动机械臂前端，手爪连接在垂直移动机械臂下端，水平移动机械臂、垂直移动机械臂、手爪上均设有到位传感器。这样的设计显得结构简单，水平移动机械臂、垂直移动机械臂的设置，实现了机械手在水平、竖直方向的四自由度移动，传感器及到位传感器的设置，使机械手的动作更加精确，反应更灵敏。
[0006]运作时，旋转动力机构转动，通过联轴器带动水平移动机械臂转动，水平移动机械臂移动到左边或右边的金属传感器时，旋转动力机构停止转动，水平移动机械臂在气缸推动作用下伸出，到达指定位置，装在水平移动机械臂上的到位传感器感应到后，垂直移动机械臂在气缸推着下向下移动，到达指定位置，装在垂直移动机械臂上的到位传感器感应到后，手爪张开开始夹持动作。手爪上的到位传感器感应到夹持动作完成后，手爪闭合，到位后垂直移动机械臂上升，到位后水平移动机械臂缩回，到位后旋转动力机构反方向旋转，到位后垂直移动机械臂下降，到位后手爪松开，从而完成周期动作。
[0007]作为优选，四自由度机械手的导槽设置为圆弧形导槽，圆弧形导槽利于调节旋转角度，水平移动机械臂可沿所述导槽滑动的角度范围为10?360°，当可滑动角度为60°时，将限位件及传感器固定设置于正视机械手为中心左右30°处，水平移动机械臂可绕联轴器在水平方向作60°运动，当可滑动角度为360°时，水平移动机械臂可绕联轴器在水平方向作圆周运动。
[0008]作为优选，四自由度机械手的传感器、限位件分别插入所述两个导槽内，并可沿所述导槽滑动。便于根据抓取物的位置调整水平移动机械臂的偏转角度。
[0009]作为优选，四自由度机械手的水平移动机械臂后端通过联轴器安装在旋转动力机构上，使得旋转动力机构可以带动水平移动机械臂在水平方向上转动。
[0010]作为优选，四自由度机械手的水平移动机械臂的下方安装一感应板。用于与限位保护机构的传感器对应，实现精确的移动。
[0011]作为优选，四自由度机械手的感应板下方，安装一导杆，导杆延伸到限位保护结构的导槽内。导杆可起到旋转动力机构定位、限位缓冲的作用，还可起到支撑水平移动手臂的作用。
[0012]作为优选，四自由度机械手的旋转动力机构选用电机、气压缸、液压缸中的一种。
[0013]作为优选，四自由度机械手的传感器为金属传感器、光电传感器、磁敏传感器中的一种。
[0014]作为优选，四自由度机械手的限位件选用螺丝，螺丝材质选用塑料或金属。塑料件更利于移动过程中的缓冲，金属使得限位保护机构更加稳定。
[0015]如上所述，本实用新型的有益效果在于:设计结构简单，方便安装，水平移动机械臂、垂直移动机械臂的设置，实现了机械手在水平、竖直方向的四自由度移动，传感器及到位传感器的设置，使机械手的动作更加精确，反应更灵敏，圆弧形导槽利于调节旋转角度，导杆延伸到限位保护结构的导槽内，可起到旋转动力机构定位、限位缓冲的作用，还可起到支撑水平移动手臂的作用。整体限位保护措施好，反应速度快，调整灵活，动作精度高。
【附图说明】
[0016]图1显示为本实用新型实施例的四自由度机械手的整体结构示意图。
[0017]图2显示为本实用新型实施例的四自由度机械手后侧结构示意图。
[0018]零件标号说明
[0019]1.支架，
[0020]2.底座，
[0021]3.限位保护机构，
[0022]4.旋转动力机构，
[0023]5.导槽，
[0024]6.限位件，
[0025]7.传感器，
[0026]8.水平移动机械臂，
[0027]9.垂直移动机械臂，
[0028]10.手爪，
[0029]11.联轴器，
[0030]12.感应板，
[0031]13.导杆。
【具体实施方式】
[0032]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用