一种用于智能玩具分配整理的机械手的制作方法

1.本发明属于机械手领域，特别涉及一种用于智能玩具分配整理的机械手。


背景技术：

2.机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。随着科技的发展，机器人越来越智能化，应用范围越来越广。机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。特种机器人包括服务机器人，服务机器人作为对人们生产生活的辅助能够很大程度上提高便利性，帮助用户减少很多重复性的繁琐工作，提高生产生活的效率。
3.在幼儿园或者儿童娱乐场所中，有非常多种类以及各种外形的玩具。由于使用的人数较多以及儿童难以顾及到把玩具归位的问题，这些场所往往存在玩具散落的问题，对于工作人员而言，玩具的整理是个大问题。目前在采用机器人、机械手整理玩具时，多是通过夹持的方式进行收集玩具，但是目前的玩具外壳大多是塑料材质，如夹持力度控制不精确，容易造成玩具的损坏。而且单次只能抓取单个玩具，使得玩具整理效率较为低下。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种用于智能玩具分配整理的机械手，包括z轴手臂、x轴手臂、收纳爪及收纳仓；所述收纳爪连接在所述x轴手臂的底部，并可沿着x轴手臂的延伸方向进行水平移动；所述x轴手臂位于所述收纳仓的正上方，且收纳仓的长度小于x轴手臂的长度；所述收纳仓和x轴手臂均连接在z轴手臂的外部，且位于所述z轴手臂的同侧；所述收纳仓和x轴手臂可同时或单独沿着z轴手臂的延伸方向进行垂直移动，且收纳仓和x轴手臂的延伸方向相同；所述收纳仓包括用于整理智能玩具的槽体和连接在所述槽体一端的敞口铲板，所述敞口铲板配合所述收纳爪将智能玩具收纳至所述槽体中；所述槽体中设有用于防止智能玩具从槽体中掉落的限位组件，所述限位组件包括前限位块和后限位块。
5.进一步的，所述敞口铲板包括：底板以及固定在所述底板两侧顶部的侧板，所述底板设置为等腰梯形结构，所述底板的顶边固定在所述槽体的一端，且底板设置为向下倾斜结构，所述底板底边的底部设有坡口；所述前限位块设置在侧板的内侧，所述后限位块设置在所述槽体的另一端。
6.进一步的，所述前限位块包括：限位板以及连接在所述限位板内侧的压缩弹簧，所述压缩弹簧的端部连接在滑块的表面，所述滑块活动连接在滑槽中，所述滑槽开设在侧板的表面，所述限位板的一端通过合页安装在侧板的内侧，且合页靠近所述底板的底边处，所述限位板的另一端靠近所述底板顶边的中心处。
7.进一步的，所述后限位块包括：复位转轴以及连接在所述复位转轴上的连接板，所述连接板的内侧固定有弧形板，所述弧形板位于所述槽体中；所述槽体的另一端边部开设有开口，所述复位转轴安装在所述开口中，且连接板以复位转轴为支点可在开口中转动。
8.进一步的，所述复位转轴包括：中轴以及套接在所述中轴并可转动的外轴套，所述中轴的外部套接有发条弹簧，所述发条弹簧的内端固定在中轴的表面，所述发条弹簧的外端固定在外轴套的内侧表面，所述中轴的外部安装有用于限制外轴套位置的压环；所述中轴的端部固定在开口的内部，所述连接板固定在外轴套的外部。
9.进一步的，所述z轴手臂包括中空柱，所述中空柱的一侧开设有条形孔一和条形孔二，所述条形孔一和条形孔二的内部分别活动连接有连接块一和连接块二，所述连接块一和连接块二上均连接有螺杆升降机，所述螺杆升降机位于所述中空柱的内部。
10.进一步的，所述连接块一和连接块二的边部分别固定有套件一和套件二，所述套件一和套件二均套接在中空柱的外部，并可以在中空柱的外部滑动；所述套件一、套件二及中空柱的横截面均设置为矩形结构；所述收纳仓固定在套件二的一侧，所述x轴手臂固定在套件一的一侧。
11.进一步的，所述螺杆升降机的滚珠螺母上安装有固定板，所述固定板通过直线轴承与导杆连接，所述导杆的两端固定在中空柱的顶部和底部。
12.进一步的，所述x轴手臂的底部沿着其延伸方向开设有安装槽，所述安装槽的内部安装有线性丝杠导轨，所述收纳爪安装在线性丝杠导轨的滑台底部。
13.进一步的，所述收纳爪包括收纳板，所述收纳板设置为弧形结构。
14.本发明的有益效果是：1、本发明提出的机械手主要由z轴手臂、x轴手臂、收纳爪及收纳仓等部件构成，在整理玩具时，通过z轴手臂、x轴手臂、收纳爪之间的配合，可以将地面上的同类玩具收纳至收纳仓中进行临时存储，可以存储多个玩具，提高了玩具整理的效率，从而解决现有技术中整理玩具效率低下的问题。
15.2、本发明通过设置收纳爪及收纳仓，收纳爪可以将玩具推入到收纳仓中，不需要夹持玩具，即可实现玩具收纳，避免对玩具造成损伤，从而解决现有技术中因夹持力度大对玩具造成损伤的问题；3、本发明中的收纳仓由槽体、敞口铲板构成，敞口铲板利于更好的将玩具引入到槽体中，槽体可以进行收集多个玩具，并在槽体、敞口铲板中设置限位块，避免玩具随意从槽体中掉落。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1示出了本发明实施例一种用于智能玩具分配整理的机械手的结构示意图；
图2示出了本发明实施例槽体的结构示意图；图3示出了本发明实施例敞口铲板的结构示意图；图4示出了本发明实施例后限位块的结构示意图；图5示出了本发明实施例复位转轴的结构示意图；图6示出了本发明实施例中空柱的立体结构示意图；图7示出了本发明实施例中空柱的剖面结构示意图；图8示出了本发明实施例x轴手臂的结构示意图。
18.图中：1、z轴手臂；101、中空柱；102、条形孔一；103、条形孔二；104、连接块一；105、连接块二；106、套件一；107、套件二；108、螺杆升降机；109、固定板；110、导杆；2、x轴手臂；201、安装槽；202、线性丝杠导轨；3、收纳爪；301、收纳板；4、收纳仓；401、槽体；402、敞口铲板；403、限位组件；404、底板；405、侧板；406、坡口；407、前限位块；408、后限位块；409、限位板；410、压缩弹簧；411、滑块；412、滑槽；413、复位转轴；414、连接板；415、弧形板；416、开口；417、中轴；418、外轴套；419、发条弹簧；420、压环。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明实施例中提供了一种用于智能玩具分配整理的机械手，示例性的，如图1所示，所述机械手包括z轴手臂1、x轴手臂2、收纳爪3及收纳仓4。该机械手可以配合可行走的机器人进行使用，由机器人带动机械手移动，进行收纳地面上散落的玩具，并将玩具分类整理在玩具架上。另外，关于机器人具体的结构和原理在现有技术中已被大量公开，在此不做赘述。
21.另外，上述的z轴手臂1为竖直方向的机械臂，x轴手臂2为水平方向的机械臂，收纳仓4为槽型钢形状，收纳爪3可将玩具推入到收纳仓4中进行收集。在整理玩具时，通过z轴手臂1、x轴手臂2、收纳爪3之间的配合，可以将地面上的同类玩具收纳至收纳仓4中进行临时存储，可以存储多个玩具，提高了玩具整理的效率，从而解决现有技术中整理玩具效率低下的问题。
22.具体的，如图1所示的，所述收纳爪3连接在所述x轴手臂2的底部，并可沿着x轴手臂2的延伸方向进行水平移动，收纳爪3可以将玩具推入到收纳仓4中，不需要夹持玩具，即可实现玩具收纳，避免对玩具造成损伤，从而解决现有技术中因夹持力度大对玩具造成损伤的问题。所述x轴手臂2位于所述收纳仓4的正上方，且收纳仓4的长度小于x轴手臂2的长度。所述收纳仓4和x轴手臂2均连接在z轴手臂1的外部，且位于所述z轴手臂1的同侧。所述收纳仓4和x轴手臂2可同时或单独沿着z轴手臂1的延伸方向进行垂直移动，且收纳仓4和x轴手臂2的延伸方向相同。收纳仓4可贴在地面上，收纳爪3可以根据玩具的高度进行上下移
动，将玩具推入到收纳仓4中。
23.如图2所示的，上述收纳仓4包括用于整理智能玩具的槽体401和焊接在所述槽体401一端的敞口铲板402，槽体401设置为槽钢型结构，用于收纳玩具，敞口铲板402便于将玩具引入到槽体401中，所述敞口铲板402配合所述收纳爪3将智能玩具收纳至所述槽体401中。所述槽体401中设有用于防止智能玩具从槽体401中掉落的限位组件403，所述限位组件403包括前限位块407和后限位块408，可以防止玩具从槽体401的两端掉落，同时还便于玩具进出槽体401。
24.如图3所示的，上述敞口铲板402包括：底板404以及焊接在所述底板404两侧顶部的侧板405。所述底板404设置为等腰梯形结构，利于扩大敞口范围，便于玩具收纳。所述底板404的顶边固定在所述槽体401的一端，且底板404设置为向下倾斜结构，所述底板404底边的底部设有坡口406，利于底板404与地面的贴合。所述前限位块407设置在侧板405的内侧，所述后限位块408设置在所述槽体401的另一端。
25.如图3所示的，所述前限位块407包括：限位板409以及连接在所述限位板409内侧的压缩弹簧410，所述压缩弹簧410的端部连接在滑块411的表面，所述滑块411活动连接在滑槽412中，所述滑槽412开设在侧板405的表面，所述限位板409的一端通过合页安装在侧板405的内侧，且合页靠近所述底板404的底边处，所述限位板409的另一端靠近所述底板404顶边的中心处。
26.在收纳爪3将玩具推入到敞口铲板402中之后，玩具会挤压限位板409，限位板409可以以合页为支点向侧板405靠近，此时，压缩弹簧410受到压力会带动滑块411在滑槽412中移动，从而使得两组限位板409避让，使得玩具可以持续进入到槽体401中。之后，收纳爪3退出，限位板409受到压缩弹簧410作用力复位，可以关闭敞口铲板402，避免玩具掉落。
27.如图4所示的，所述后限位块408包括：复位转轴413以及连接在所述复位转轴413上的连接板414。所述连接板414的内侧固定有弧形板415，所述弧形板415位于所述槽体401中。所述槽体401的另一端边部开设有开口416，所述复位转轴413安装在所述开口416中，且连接板414以复位转轴413为支点可在开口416中转动。
28.在槽体401中的玩具收集满了之后，由收纳爪3推动玩具向槽体401另一端移动，玩具会挤压弧形板415以复位转轴413为支点在开口416中转动，从而避开玩具，使得玩具可以移出槽体401，放入到收纳架中进行收集。通过后限位块408的设置，既可以防止玩具掉落，同时便于玩具移出。
29.进一步的，如图5所示的，上述复位转轴413包括：中轴417以及套接在所述中轴417并可转动的外轴套418。所述中轴417的外部套接有发条弹簧419，所述发条弹簧419的内端固定在中轴417的表面，所述发条弹簧419的外端固定在外轴套418的内侧表面。所述中轴417的端部固定在开口416的内部，所述连接板414固定在外轴套418的外部。
30.外轴套418可以在中轴417的外部转动，从而使得弧形板415可以转动，通过发条弹簧419的设置可以带动弧形板415进行复位。另外，中轴417的外部安装有用于限制外轴套418位置的压环420，可以限制外轴套418的位置，进而保证发条弹簧419的稳定性。
31.如图6、图7所示的，所述z轴手臂1包括中空柱101，所述中空柱101的一侧开设有条形孔一102和条形孔二103，所述条形孔一102和条形孔二103的内部分别活动连接有连接块一104和连接块二105，所述连接块一104和连接块二105上均连接有螺杆升降机108，所述螺
杆升降机108位于所述中空柱101的内部。
32.中空柱101利于将螺杆升降机108、连接块一104和连接块二105进行隐藏，条形孔一102和条形孔二103可以限制住连接块一104和连接块二105的位置。另外，所述连接块一104和连接块二105的边部分别固定有套件一106和套件二107，所述套件一106和套件二107均套接在中空柱101的外部，并可以在中空柱101的外部滑动。通过两组螺杆升降机108分别带动连接块一104、连接块二105上下移动，进而可以同步或者分别带动套件一106、套件二107上下移动，从而带动x轴手臂2、收纳仓4升降。
33.进一步的，所述套件一106、套件二107及中空柱101的横截面均设置为矩形结构，可以限制住套件一106、套件二107的位置，进而提高整体的稳定性。所述收纳仓4固定在套件二107的一侧，所述x轴手臂2固定在套件一106的一侧。
34.为了保证连接块一104和连接块二105的稳定性，在所述螺杆升降机108的滚珠螺母上安装有固定板109，所述固定板109通过直线轴承与导杆110连接，所述导杆110的两端固定在中空柱101的顶部和底部。通过固定板109、直线轴承、导杆的设置，利于保持连接块一104和连接块二105的稳定性。
35.如图8所示的，所述x轴手臂2的底部沿着其延伸方向开设有安装槽201，所述安装槽201的内部安装有线性丝杠导轨202，所述收纳爪3安装在线性丝杠导轨202的滑台底部。线性丝杠导轨202为电力驱动，可以带动收纳爪3在x轴手臂2的底部来回的移动，便于将玩具推入到槽体401中。另外，所述收纳爪3包括收纳板301，所述收纳板301设置为弧形结构，利于更好的进行推动玩具。
36.在对散落的玩具进行收纳整理时，方法如下:将上述机械手搭载在可行走的机器人上；通过螺杆升降机108带动槽体401下降，使得敞口铲板402的底部坡口406与地面贴合；将敞口铲板402移动至玩具处；根据玩具的高度，由螺杆升降机108带动x轴手臂2向下移动，使得收纳爪3下降至玩具处；开启线性丝杠导轨202带动收纳爪3在x轴手臂2的底部向着敞口铲板402处移动，将玩具推入到中槽体401；反复上述操作，将同类玩具进行收纳至槽体401中；在同类玩具收纳完成之后，将槽体401移动至收纳架处；由线性丝杠导轨202带动收纳爪3推动玩具从槽体401的另一端移出，将玩具放置在收纳架中，提高了玩具整理的效率。
37.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。