一种采用齿条式线性模组控制的双壁式独立机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种采用齿条式线性模组控制的双壁式独立机械手。

背景技术

机械手臂是一种能够模拟人类手臂运动的机械装置，它由多个关节和连杆组成，通过电力、液压、气动或其他驱动力来实现运动和控制，而且机械手臂的结构和功能是可以根据需要进行设计和定制，以适应不同的任务和环境。

它能模仿人手的某些动作功能，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，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

当前设备使用或工作过程中，仍具有许多不便之处；

具体缺陷如下：

①其一，机械手臂运行时，可能会因为供电的不稳定，导致机械手臂的在运行的过程中失去夹持力，那么工件很可能会在这种情况下发生掉落，还可能因为控制程序的设定和匹配不完善，导致机械手臂在放置工件的过程，还没有对工件稳定放置到位就松开，工件掉落后，工作人员需要停止操作并重新夹持工件，这会造成生产效率下降，同时工件的掉落还可能会导致工件损坏，工人受伤；

②其二，机械手臂夹取物体在移动的过程中，会因为物体的惯性导致晃动，导致夹取力度不均匀或夹取位置不稳定，物体夹取不牢固，会影响机械手臂的控制精度，导致夹取过程中的误差增加，这可能会导致物体夹取的位置、角度或路径偏离预期，影响后续工作的进行，此外，晃动因为需要更多的能量来保持平衡和稳定，还会增加机械手臂的能耗；

因此，本发明提出一种采用齿条式线性模组控制的双壁式独立机械手，以弥补和改善现有技术的欠缺之处。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的自动控制夹取，物体防脱落，防止物体晃动等缺点，本发明提供了一种采用齿条式线性模组控制的双壁式独立机械手，能够有效地解决上述技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种采用齿条式线性模组控制的双壁式独立机械手，包括滑轨，所述滑轨的内部滑动连接有滑板，其特征在于：所述滑板的上方设置有用于定位工件的导向机构，所述滑板的下方设置有防止物体脱落的固定机构，所述滑板的下方设置有防止物体晃动的防晃机构。

作为优选的，所述导向机构包括固定安装于滑板上方的转轴，所述转轴的外侧套接有轴套，所述轴套的表面固定安装有异形杆，所述导向机构还包括圆板，所述异形杆通过固定机构与圆板连接，所述圆板的表面固定安装有以圆板圆心为轴圆周阵列分布的夹爪。

作为优选的，所述夹爪靠近圆板的一侧设置有斜面。

作为优选的，所述圆板的圆周表面设置有固定凸块。

作为优选的，所述固定机构包括固定安装于异形杆底部的圆杆，所述圆杆的两侧固定连接有支撑轴，所述支撑轴远离圆杆的一端固定安装有半圆板，所述半圆板的底部固定安装有滑片，所述滑片设置有上下两个，上方所述滑片的上方开设有滑片孔，上下两个所述滑片之间固定安装有圆柱，所述圆柱的外表面开设有异形槽，所述圆柱的内部开设有圆柱槽，所述圆柱槽的内部活动安装有凸杆，所述凸杆的表面固定安装有挡块，所述挡块滑动连接在异形槽内，所述圆板的上方固定安装有支撑杆，所述支撑杆的外侧固定连接有固定板，所述固定板的上方开设有固定槽。

作为优选的，所述凸杆的下方固定安装有凸块，所述凸块在固定槽的底部活动，所述滑片的内部开设有和支撑杆大小一致的凹槽，所述滑片滑动连接于支撑杆外侧，上下两个所述滑片之间固定连接有固定杆，所述固定杆的外侧固定连接有第一连杆轴，所述第一连杆轴的外侧转动连接有第一连杆，所述第一连杆的底部活动安装有第二连杆轴，所述第二连杆轴的外侧固定安装有第二连杆，所述第二连杆的底部固定安装有卡块，所述第二连杆与圆板转动连接。

作为优选的，所述异形槽的形状设置为锯齿状。

作为优选的，所述防晃机构包括固定安装于凸块底部的滑动杆，所述圆板的底部固定安装有吸盘，所述圆板的顶部开设有贯穿到吸盘内的滑动槽，所述滑动杆在滑动槽内部滑动。

(三)有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1.本发明通过导向机构实现了对工件位置的定位，当滑板在滑轨内部向下滑动时，使得在滑板上方的异形杆跟着向下滑动，当异形杆向下滑动到物体所在位置时，夹爪会对物体进行位置定位，通过对机械手臂的导向设计可以确保机械手臂在夹取过程中能够准确地对准目标工件，使夹具能够精确夹持工件的特定位置，避免偏移或不准确的夹持，还可以增加夹具与工件之间的接触面积，提供更多的接触点来增加夹持的稳定性。

2.本发明通过固定机构实现了夹取物体的过程中，防止脱落，当异形杆下降时，使得下方的圆杆带着滑片在支撑杆表面向下滑动，当凸杆下降到圆板的上方时，通过异形槽的设计使得凸杆下方的凸块改变方向，使得凸块向上升起时，顺利通过固定槽，这时卡块会卡着物体，使得物体在夹取过程中防止脱落，通过以上结构实现了在夹取过程中防止物体脱落，可以准确地夹取物体，避免物体掉落导致的停工和损失，从而提高生产效率，还能避免夹取物体时可能发生的事故和伤害，保障工作环境的安全性，使得工人在工作过程中不会发生安全事故。

3.本发明通过防晃机构实现了在夹取物体的过程中对物体的稳固，使得物体不会晃动，当凸块下降时，其底部的滑动杆也跟着下降，当滑动杆下降时，会往滑动槽内部进气，当滑动杆上升时，会把滑动槽内部的气体抽出，形成负压，使吸盘与物体之间的接触面产生较大的吸附力，通过以上结构实现了对物体的稳固，确保了物体夹取位置的准确性和稳定性，减少误差和偏差，从而保证夹取物体的精度和稳定性，提高了工作效率。

附图说明

关于借助于以下附图说明的实施例进一步描述本发明，其中：

图1为本发明正面示意图；

图2为本发明图1中A的局部放大图；

图3为本发明固定机构剖视图；

图4为本发明固定机构侧面示意图；

图5为本发明固定机构整体剖视图；

图6为本发明固定机构侧面示意图；

图7为本发明防晃机构仰视示意图；

图8为本发明防晃机构剖视图；

图9为本发明图8中B的局部放大图。

图中的标号分别代表：

1、滑轨；

2、滑板；

3、导向机构；31、转轴；32、轴套；33、异形杆；34、圆板；35、夹爪；

4、固定机构；41、圆杆；42、支撑轴；43、半圆板；44、滑片；45、滑片孔；46、圆柱；47、圆柱槽；48、异形槽；49、凸杆；410、固定板；411、固定槽；412、凸块；413、挡块；414、支撑杆；415、固定杆；416、第一连杆轴；417、第一连杆；418、第二连杆轴；419、第二连杆；420、卡块；

5、防晃机构；51、滑动杆；52、滑动槽；53、吸盘。

具体实施方式

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、完整地描述。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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明的实施例

本实施例的一种采用齿条式线性模组控制的双壁式独立机械手，如图1-图9所示，包括滑轨1，滑轨1设置为电动滑轨，可以使得滑板2在滑轨1内部上下滑动，滑轨1的内部滑动连接有滑板2，滑板2滑板2的上方设置有用于定位工件的导向机构3，可以增加夹具与工件之间的接触面积，提供更多的接触点来增加夹持的稳定性，导向机构3包括固定安装于滑板2上方的转轴31，转轴31的外侧套接有轴套32，轴套32可以使异形杆33进行偏转，轴承32的表面固定安装有异形杆33，导向机构3还包括圆板34，异形杆33通过固定机构4与圆板34连接，圆板34的圆周表面设置有固定凸块，圆板34的表面固定安装有以圆板34圆心为轴圆周阵列分布的夹爪35，夹爪35靠近圆板34的一侧设置有斜面，夹爪35可以对物体进行位置定位。

滑板2的下方设置有防止物体脱落的固定机构4，实现了在夹取过程中防止物体脱落，可以准确地夹取物体，避免物体掉落导致的停工和损失，固定机构4包括固定安装于异形杆33底部的圆杆41，圆杆41的两侧固定连接有支撑轴42，支撑轴42远离圆杆41的一端固定安装有半圆板43，半圆板43的底部固定安装有滑片44，滑片44设置有上下两个，上方所述滑片44的上方开设有滑片孔45，上下两个所述滑片44之间固定安装有圆柱46，圆柱46的外表面开设有异形槽48，异形槽48为圆环开设，且异形槽48将圆柱46一分为二，异形槽48上下两面均设置为起伏均匀的波纹状，且下表面的峰点位于上表面峰点与谷点之间，如此413向48上表面运动时，受斜面影响413向左偏转到与异形槽48下表面的斜面接触，直到移动到异形槽48下表面的峰点，413向48下表面运动时，受斜面影响413向左偏转到与异形槽48上表面的斜面接触，直到移动到异形槽48上表面的峰点，异形槽48的设计可以让凸块412改变方向，圆柱46的内部开设有圆柱槽47，圆柱槽47的内部活动安装有凸杆49，凸杆49的表面固定安装有挡块413，挡块413滑动连接在异形槽48内，圆板34的上方固定安装有支撑杆414，支撑杆414的外侧固定连接有固定板410，固定板410的上方开设有固定槽411，凸杆49的下方固定安装有凸块412，凸块412在固定槽411的底部活动，滑片44的内部开设有和支撑杆414大小一致的凹槽，滑片44滑动连接于支撑杆414外侧，上下两个滑片44之间固定连接有固定杆415，固定杆415的外侧固定连接有第一连杆轴416，第一连杆轴416的外侧转动连接有第一连杆417，第一连杆417的底部活动安装有第二连杆轴418，第二连杆轴418的外侧固定安装有第二连杆419，第二连杆419的底部固定安装有卡块420，卡块420可以防止物体脱落，第二连杆419与圆板34转动连接。

滑板2的下方设置有防止物体晃动的防晃机构5，实现了对物体的稳固，确保了物体夹取位置的准确性和稳定性，减少误差和偏差，从而保证夹取物体的精度和稳定性，防晃机构5包括固定安装于凸块412底部的滑动杆51，滑动杆51可以推动滑动槽52内部的气压，圆板34的底部固定安装有吸盘53，吸盘53可以让物体和在夹取的过程中稳固，圆板34的顶部开设有贯穿到吸盘53内的滑动槽52，滑动槽52内部形成一个气压室，滑动杆51在滑动槽52内部滑动。

上述实施例的完整工作原理如下：

初始时，滑板2位于滑轨1的最上方，滑片44整体位于支撑杆414的上方，凸杆49在固定槽411的内部，凸块412的上方贴合固定槽411的底部。

工作时，首先滑轨1带动滑板2在其内部上下，当滑板2向下滑动，滑板2上方的轴承32和转轴31跟着向下滑动，使得异形杆33也向下滑动，当异形杆33向下滑动到工件所在位置的上方，异形杆33会继续下降，当吸盘53吸附在工件的上表面，圆板34底面和工件的上表面接触，使得夹爪35设置的倾斜面和工件的外表面接触，通过夹爪35的斜面会对工件进行导向定位，通过对机械手臂的导向设计可以确保机械手臂在夹取过程中能够准确地对准目标工件，使夹具能够精确夹持工件的特定位置，避免偏移或不准确的夹持，还可以增加夹具与工件之间的接触面积，提供更多的接触点来增加夹持的稳定性。

其次，当夹爪35对工件进行定位时，异形杆33会继续下降，异形杆33下降会带着滑片44在支撑杆414的外侧向下滑动，当异形槽48下降到和挡块413接触时，异形杆33无法下降，此时的挡块413位于异形槽48第二峰点的上表面，因为凸块412的底面设计，可以使凸块412的底面和圆板34的上表面接触时，凸块412发生90度的偏转，而第一连杆417会向下转动，带着第二连杆419向外转动，这时的第二连杆419不会和工件有任何接触，完成以上工作后，滑轨1控制滑板2上升，使得异形杆33跟着滑板2上升，异形杆33的上升会带着滑片44在支撑杆414的外侧向上滑动，此时的挡块413会从异形槽48的第二峰点进入第三道峰点和异形槽48的底面接触，因为异形槽48的变化使得凸块412再次向同一个方向偏转90度，发生偏转的凸块412和固定槽411是平行的，这时异形杆33上升时，凸块412会从固定槽411的底部滑动到固定槽411的上方，这时的第一连杆417会向上转动，第一连杆417向上转动时，会带着第二连杆419向内转动，直到第二连杆419底部的卡块420和工件的外表面接触，这时就能够完成对工件的夹取，当工件夹取完成移动到指定位置时，通过滑轨1控制滑板2带着异形杆33下降，工件和底面接触时，第二连杆419底部的卡块420才会向工件外侧张开，使得工件脱离机械手臂通过以上结构实现了在夹取过程中防止物体脱落，可以准确地夹取物体，避免物体掉落导致的停工和损失，从而提高生产效率，还能避免夹取物体时可能发生的事故和伤害，保障工作环境的安全性，使得工人在工作过程中不会发生安全事故。

最后，当圆板34下降到和工件上表面接触，圆板34下方的吸盘53会和工件上表面接触，通过凸块412下降，来带动其底部的滑动杆51会在滑动槽52内部进气，当凸杆49带着滑动杆51上升时，滑动杆51会把滑动槽52内部的气压排出，使得滑动槽52内部的气压变成负压，使吸盘53与物体之间的接触面产生较大的吸附力，通过以上结构实现了对物体的稳固，确保了物体夹取位置的准确性和稳定性，减少误差和偏差，从而保证夹取物体的精度和稳定性，提高了工作效率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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，并不会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。