抓取型机械手臂的制作方法

本发明属于机械人设备技术领域，尤其是涉及一种抓取型机械手臂。

背景技术：

机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。

机械手臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂，球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等。最常见的六自由度机械手臂能够实现X移动，Y移动，Z移动，X转动，Y转动，Z转动，以满足机械手臂的伸缩、旋转和升降功能。

机械手臂的设计过程中，最主要的是考虑手臂的基本作用，即将手爪移动到所需位置和承受爪抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量，这就要求手臂应承载能力大、刚性好、自重轻。手臂的刚性直接影响到手臂抓取工件时动作的平稳性、运动的速度和定位精度。如刚性差则会引起手臂在垂直平面内的弯曲变形和水平面内侧向扭转变形，手臂就要产生振动，或动作时工件卡死无法工作。为此，除了选用刚性好较好的材料外，手臂的结构设计和对手臂所提供的驱动力大小也直接影响了手臂抓取工作的平稳性。其次，手臂的结构要紧凑小巧，才能做手臂运动轻快、灵活。特别对于悬臂式的机械手臂，还要考虑零件在手臂上的布置，以避免偏重力矩对手臂运动的不利影响，偏重力矩越大，会引起手臂的振动越大。目前，在抓取型机械手臂的结构设计中，往往存在很多问题，如刚性差，手臂运行不平稳；手臂体积过大、占地广，结构复杂、笨重；设备故障率高，增加维护成本，降低设备使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种体积小，结构精巧紧凑，刚性强，稳定性好，抓取定位精准的抓取型机械手臂。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的抓取型机械手臂，其特征在于包括旋转控制台，设置在此旋转控制台上的机械臂，设置在此机械臂前端的机械抓手，设置在所述机械臂上的气控装置，

所述的旋转控制台包括底架，设置在此底架上的旋转底座，与此旋转底座相连接的电机Ⅰ，

所述的机械臂包括驱动装置和与此驱动装置相连接的机械臂杆，所述的驱动装置包括平行设置在所述旋转底座上的电机Ⅱ和电机Ⅲ，与所述电机Ⅱ相连接的减速机Ⅰ，与所述电机Ⅲ相连接的减速机Ⅱ，

所述的机械臂杆包括分别与所述减速机Ⅰ和减速机Ⅱ的输出轴相连接的主臂，与所述减速机Ⅰ的输出轴相连接的摆杆Ⅰ，与所述减速机Ⅱ的输出轴相连接的摆杆Ⅱ，与所述摆杆Ⅰ通过轴Ⅰ相铰接的后臂Ⅰ，与所述摆杆Ⅱ通过轴Ⅱ相铰接的后臂Ⅱ，与所述主臂通过轴Ⅲ相铰接的副臂Ⅰ，与此副臂Ⅰ另一端通过轴Ⅳ相铰接的小臂杆，与此小臂杆连接的轴Ⅴ，与此轴Ⅴ相铰接的前臂，与此前臂的另一端通过轴Ⅵ相铰接的三角连接板，连接此三角连接板和所述后臂Ⅱ的轴Ⅶ，通过轴Ⅷ与所述的后臂Ⅰ相铰接的副臂Ⅱ，

所述的前臂与所述的三角连接板的角Ⅰ相铰接

所述的三角连接板的角Ⅱ通过轴Ⅶ与所述的后臂Ⅱ相铰接，

所述的三角连接板的角Ⅲ与所述的轴Ⅲ相铰接。

所述的机械抓手包括与所述小臂杆固定连接的连接架，设置在此连接架上的步进电机，与此步进电机相连接的减速机Ⅲ，与此减速机Ⅲ相连接的抓头。

所述的气控装置包括气体供给装置，控制装置，设置在所述机械臂杆上的管架，固定在所述管架或所述机械臂杆上的气管，固定所述气管的固定夹。

所述的抓头包括与所述减速机Ⅲ相连接的气夹，与此气夹相连接的夹爪。

所述的抓头为电夹、吸盘或电磁吸附器。

本发明的优点：

本发明的抓取型机械手臂结构紧凑，轻巧灵活，体积小，可以进行小空间的操作，不占用空间；采用双电机对机械手臂的主臂进行驱动，各个臂杆结构设置紧凑合理，有效提高了整体刚性和稳定性，满足了物料抓取的精准性和搬运的可操作性；能够实现现水平旋转、垂直旋转、斜度旋转等以完成各种特点角度的需求。

附图说明

图1为发明的结构示意图。

图2为发明型图1的主视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明的抓取型机械手臂，其特征在于包括旋转控制台，设置在此旋转控制台上的机械臂，设置在此机械臂前端的机械抓手，设置在所述机械臂上的气控装置，

所述的旋转控制台包括底架14，设置在此底架14上的旋转底座13，与此旋转底座13相连接的电机Ⅰ，

所述的机械臂包括驱动装置和与此驱动装置相连接的机械臂杆，所述的驱动装置包括平行设置在所述旋转底座13上的电机Ⅱ17和电机Ⅲ18，与所述电机Ⅱ17相连接的减速机Ⅰ15，与所述电机Ⅲ18相连接的减速机Ⅱ30，

所述的机械臂杆包括分别与所述减速机Ⅰ15和减速机Ⅱ30的输出轴相连接的主臂11，与所述减速机Ⅰ15的输出轴相连接的摆杆Ⅰ16，与所述减速机Ⅱ30的输出轴相连接的摆杆Ⅱ，与所述摆杆Ⅰ16通过轴Ⅰ22相铰接的后臂Ⅰ19，与所述摆杆Ⅱ通过轴Ⅱ23相铰接的后臂Ⅱ20，与所述主臂11通过轴Ⅲ24相铰接的副臂Ⅰ9，与此副臂Ⅰ9另一端通过轴Ⅳ25相铰接的小臂杆6，与此小臂杆6连接的轴Ⅴ26，与此轴Ⅴ26相铰接的前臂12，与此前臂12的另一端通过轴Ⅵ27相铰接的三角连接板10，连接此三角连接板10和所述后臂Ⅱ20的轴Ⅶ28，通过轴Ⅷ29与所述的后臂Ⅰ19相铰接的副臂Ⅱ21，

所述的前臂12与所述的三角连接板10的角Ⅰ相铰接

所述的三角连接板10的角Ⅱ通过轴Ⅶ28与所述的后臂Ⅱ20相铰接，

所述的三角连接板10的角Ⅲ与所述的轴Ⅲ24相铰接。

所述的机械抓手包括与所述小臂杆6固定连接的连接架3，设置在此连接架3上的步进电机5，与此步进电机5相连接的减速机Ⅲ4，与此减速机Ⅲ4相连接的抓头。

所述的气控装置包括气体供给装置，控制装置，设置在所述机械臂杆上的管架7，固定在所述管架7或所述机械臂杆上的气管8，固定所述气管8的固定夹。

所述的抓头包括与所述减速机Ⅲ4相连接的气夹2，与此气夹2相连接的夹爪1，所述的气夹2与所述的气管8输出端相连接。

所述的抓头为电夹、吸盘或电磁吸附器。

本发明的抓取型机械手臂，可实现空间（水平180度）任一点的自由移动，机械臂是安装在旋转控制台上的，旋转控制台由电机Ⅰ进行控制实现水平180度内任意角度的移动，旋转控制台上部由三个垂直于水平面的平行四边形机械杆组成，如图2所示，即通过连接轴Ⅲ24-副臂Ⅰ9-轴Ⅳ25-轴Ⅴ26-前臂12-轴Ⅵ27，得到一个前端平行四边形；连接轴Ⅲ24-副臂Ⅱ21-轴Ⅷ29-后臂Ⅰ19-轴Ⅰ22-减速机Ⅰ输出轴-主臂11，得到一个平行四边形Ⅰ；连接轴Ⅲ24-轴Ⅶ28-后臂Ⅱ20-轴Ⅱ23-减速机Ⅱ输出轴-主臂11，得到一个平行四边形Ⅱ；这两个由电机带动的垂直于水平面的平行四边形臂杆互相做平行运动，由电机控制的两组机械臂杆即两个垂直运动的平行四边形通过轴和三角连接板10与前端平行四边形相连，三角连接板10两个等边各为两个平行四边形的边；机械抓手安装在前端平行四边形的末端，两个由电机带动的垂直水平面的平行四边形的复合运动，完成垂直（Z方向）和前后（Y方向）移动，旋转台旋转和（Y方向）复合运动完成左右（X方向）移动；由于采用了三个垂直于水平面的平行四边形完成空间移动，使机械抓手（即机械臂末端）无论在空间任何位置总是保持水平状态；机械抓手可根据需要来安装电机，可实现水平旋转、垂直旋转、斜度旋转等以完成某种角度的需求，在机械手电机上可安装气夹、吸盘、电磁吸附等各种功能的抓取工具完成任何物品的抓取、放置等任务。

本发明的抓取型机械手臂结构紧凑，轻巧灵活，体积小，可以进行小空间的操作，不占用空间；采用双电机对机械手臂的主臂进行驱动，各个臂杆结构设置紧凑合理，有效提高了整体刚性和稳定性，满足了物料抓取的精准性和搬运的可操作性；能够实现现水平旋转、垂直旋转、斜度旋转等以完成各种特点角度的需求。