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专利号: 2020106817666
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-04-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,其包括底板、回转模块、同步伸缩模块、机械手爪、转盘轴承和回转直线驱动组件,所述底板的中间部设有所述回转模块,所述回转模块包括回转轴承、电机安装板、小齿轮和回转电机,所述回转轴承外圈与所述底板固定连接,所述回转轴承内圈与所述电机安装板的第一端面固定连接,所述回转电机设于所述电机安装板的第二端面,且所述回转电机的输出轴通过联轴器与所述小齿轮连接,所述小齿轮分别设于所述回转轴承的两侧,且与所述回转轴承啮合传动;

所述同步伸缩模块包括固定框、固定框防护罩、第一级伸出框、第一级伸出框防护罩、第一导向组件、伸缩直线驱动组件、第二级伸出框、第二导向组件、伸出滑轮组件和缩回滑轮组件,所述固定框防护罩设于所述固定框上,且所述固定框安装于所述电机安装板的第二端面,所述第一级伸出框防护罩设于所述第一级伸出框上,所述第一级伸出框设于所述固定框中,且通过所述第一导向组件与所述固定框移动副连接,所述伸缩直线驱动组件包括第一电机、固定支座、丝杠和丝母,所述第一电机通过所述固定支座设于所述固定框的第一端,所述第一电机的输出轴通过联轴器与所述丝杠的第一端连接,所述丝母安装于所述第一级伸出框中的丝杠螺母安装座上,且所述丝母与所述丝杠传动连接,所述第二级伸出框安装于所述第一级伸出框中,且通过所述第二导向组件与所述第一级伸出框移动副连接,所述伸出滑轮组件包括小滑轮和伸出钢丝绳,所述小滑轮分别设于所述第一级伸出框中第一级框架的第一内侧面和第二内侧面且靠近所述第一级框架的第二端,所述伸出钢丝绳的第一端与所述固定框中的伸出钢丝绳固定座连接,且其第二端穿过所述小滑轮与所述第二级伸出框中伸出钢丝绳活动座连接,所述缩回滑轮组件包括大滑轮和缩回钢丝绳,所述大滑轮分别设于所述第一级伸出框中第一级框架的第一外侧面和第二外侧面且靠近所述第一级框架的第一端,所述缩回钢丝绳的第一端与所述固定框中的缩回钢丝绳固定座连接,且其第二端穿过所述大滑轮与所述第二级伸出框中缩回钢丝绳活动座连接;所述第二级伸出框包括第二级框架、伸出钢丝绳活动座和缩回钢丝绳活动座,所述伸出钢丝绳活动座左右对称设于所述第二级框架的第一端,所述缩回钢丝绳活动座左右对称设于所述第二级框架的第二端以及

所述机械手爪通过所述转盘轴承设于所述第二级伸出框的第二端,且所述转盘轴承内圈与所述第二级伸出框的第二端面连接,所述转盘轴承外圈与所述机械手爪中T型板的第一端面连接,所述回转直线驱动组件设于所述第二级伸出框中,且所述回转直线驱动组件的固定端与所述第二级伸出框的第一端转动连接,所述回转直线驱动组件的伸出端与所述T型板转动连接,且所述伸出端设于所述固定端中,且与所述固定端移动副连接;

机械手伸出时,首先驱动第一电机通过丝杠丝母传动,带动第一级伸出框相对于固定框向前伸出,同时安装在第一级框架的第二端的小滑轮同步向前移动,此时伸出钢丝绳相当于第二级伸出框的驱动,通过拉拽安装在第二级框架的第一端的伸出钢丝绳活动座,带动第二级伸出框的向前伸出,与此同时,缩回钢丝绳相当于第二级伸出框的约束,通过拖拽安装在第二级框架第二端的缩回钢丝绳活动座,限制第二级伸出框向前伸出时的位移量;

机械手缩回时,首先驱动第一电机通过丝杠丝母传动,带动第一级伸出框相对于固定框向后缩回,同时安装在第一级框架第一端的大滑轮组也同步向后移动,此时缩回钢丝绳相当于第二级伸出框的驱动,通过拉拽安装在第二级伸出框第二端的缩回钢丝绳活动座,带动第二级伸出框向后缩回,与此同时,伸出钢丝绳相当于第二级伸出框的约束,通过拖拽安装在第二级伸出框第一端的伸出钢丝绳活动座,限制第二级伸出框向后缩回时的位移量。

2.根据权利要求1所述的五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,所述固定框包括主框架、伸出钢丝绳固定座和缩回钢丝绳固定座,所述伸出钢丝绳固定座左右对称设于所述主框架的第一端,所述缩回钢丝绳固定座左右对称设于所述主框架的第二端。

3.根据权利要求1所述的五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,所述第一级伸出框包括第一级框架和设于所述第一级框架第一端的丝杠螺母安装座。

4.根据权利要求1所述的五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,所述机械手爪包括T型板、滑动块、减速电机和抓手,所述T型板的第一端和第二端均设有导向槽,所述滑动块设于所述T型板的第二端面,且分别安装于所述T型板第一端和第二端的导向槽中,所述减速电机设于所述T型板的第一端面,且所述减速电机的输出轴穿过所述滑动块的中间部与所述抓手转动连接。

5.根据权利要求2所述的五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,所述第一导向组件包括均布设于所述主框架第二端的第一滑块和第一导轨,所述第一导轨分别设于所述第一级框架第一端面的第一端和第二端,且所述第一导轨与所述第一滑块滑动连接。

6.根据权利要求3所述的五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,所述第二导向组件包括均布设于所述第一级框架第二端的第二滑块和第二导轨,所述第二导轨分别设于所述第二级框架第一端面的第一端和第二端,且所述第二导轨与所述第二滑块与滑动连接。

7.根据权利要求1所述的五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,所述回转模块采用蜗轮蜗杆传动或同步带传动或链轮链条传动。

8.根据权利要求1所述的五自由度同步伸缩二级机械手,其特征在于,所述伸缩直线驱动组件和回转直线驱动组件采用液压缸驱动或电动推杆驱动或齿轮齿条驱动。