一種用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機械手技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有六個關(guān)節(jié)的機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)特別是電子計算機的廣泛應(yīng)用，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力。機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。機械手的研發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟上、技術(shù)上考慮十分必要。因此，目前各大高校都設(shè)有相應(yīng)的關(guān)于機械手方面的教學(xué)研究課程，以使學(xué)生更加深入地了解機械手并激發(fā)對機械手的研究改進熱情，從而促進機械手的技術(shù)發(fā)展，一般常見的機械手都有2或3個關(guān)節(jié)，其種類按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手，其通常包括有設(shè)在機械手始端的首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，用于驅(qū)動機械手臂的轉(zhuǎn)動，在末端設(shè)有尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，該尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與手掌相連，用于驅(qū)動手掌轉(zhuǎn)動，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)直接相連或者在二者之間還設(shè)有若干其它關(guān)節(jié)，用于提高自由度，通常首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)均采用舵機或者是微型脈沖電機驅(qū)動，再輔以相應(yīng)的電器控制系統(tǒng)用于控制舵機或者是微型脈沖電機，達到控制機械手的目的。目前，教學(xué)研究用的電動式機械手主要采用舵機驅(qū)動控制機械手臂，由于手臂通常只具有兩到三個自由度，機械手靈活性低，抓取空間范圍十分有限，運動模擬研究沒有多大意義，不能滿足教學(xué)研究中對機械手運動編程等的教學(xué)要求，而現(xiàn)有少部分多自由度機械手雖然可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)貨物抓取，但是其機械手的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜而笨重，重量與成本也隨之增加，這對于一般輕型貨物的抓取尤其是教學(xué)研究使用既不經(jīng)濟也不適用。為了進一步研究機械手的空間運動，使學(xué)生更加深入地了解機械手的設(shè)計安裝以及編程使用，同時也便于日常工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、自由度更高，可充分滿足教學(xué)實訓(xùn)模擬研究需要，又具有一定的工業(yè)應(yīng)用價值的機械手便顯得十分必要。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，該機械手結(jié)構(gòu)簡單、自由度更高，既可充分滿足教學(xué)實訓(xùn)模擬研究需要，又能在日常工業(yè)生產(chǎn)中迅速準(zhǔn)確實現(xiàn)貨物抓取，尤其是輕型貨物的抓取。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，包括底座、手掌、首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、中部活動關(guān)節(jié)、尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)及用于控制手掌和各關(guān)節(jié)動作的控制系統(tǒng)，其中，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)及控制系統(tǒng)均安裝在底座上，中部活動關(guān)節(jié)可轉(zhuǎn)動地安裝在首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)可擺動地安裝在中部活動關(guān)節(jié)上，手掌可轉(zhuǎn)動地安裝在尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、中部活動關(guān)節(jié)及尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以由下至上的方式排列，中部活動關(guān)節(jié)由四個依次從下至上的方式層疊連接的擺動關(guān)節(jié)組成，第一擺動關(guān)節(jié)可轉(zhuǎn)動地安裝在首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動輸出端，尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)固定第四擺動關(guān)節(jié)上，第二至第四擺動關(guān)節(jié)在同一平面內(nèi)擺動且與第一擺動關(guān)節(jié)的擺動平面相垂直。
[0006]進一步地，所述四個擺動關(guān)節(jié)均包括長方體結(jié)構(gòu)的連接塊、舵機和Π型支撐塊，所述舵機設(shè)于所述連接塊上，所述舵機的輸出軸的兩個驅(qū)動輸出端分別與所述Π型支撐塊的兩豎直側(cè)板固定連接。
[0007]進一步地，所述第二擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸、第三擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸與第四擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸均相互平行且第二擺動關(guān)節(jié)、第三擺動關(guān)節(jié)及第四擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的兩端端頭朝向相同，所述第一擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的端頭朝向與其它三個擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的端頭朝向相垂直。
[0008]優(yōu)先地，所述第一擺動關(guān)節(jié)的Π型支撐塊的水平橫板與所述第二擺動關(guān)節(jié)的連接塊固定連接，所述第二擺動關(guān)節(jié)的Π型支撐塊的水平橫板與所述第三擺動關(guān)節(jié)的Π型支撐塊的水平橫板固定連接，所述第三擺動關(guān)節(jié)的連接塊與所述第四擺動關(guān)節(jié)的連接塊固定連接。
[0009]進一步地，所述手掌包括舵機、左手指和右手指，所述左手指與右手指分別與互相嚙合的一對主動齒輪、從動齒輪相連，所述舵機的輸出軸與所述主動齒輪相連，所述主動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)、模數(shù)及壓力角相同。
[0010]進一步地，所述π型支撐塊的水平橫板與連接塊之間、Π型支撐塊的水平橫板與Π型支撐塊的水平橫板之間、連接塊與連接塊之間的連接均采用花鍵螺栓連接，所述連接孔為內(nèi)花鍵孔，所述花鍵螺栓由彼此相連的螺帽和外花鍵構(gòu)成。
[0011]進一步地，所述底座上設(shè)有按正六邊形排列的連接孔。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型通過在常規(guī)機械手的首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)兩個關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上設(shè)置一個中部活動關(guān)節(jié)來實現(xiàn)機械手多關(guān)節(jié)自由度的拓展。該中部活動關(guān)節(jié)由四個依次從下至上的方式層疊連接的擺動關(guān)節(jié)組成，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，而第二至第四擺動關(guān)節(jié)在同一平面內(nèi)至下而上的三個位置處擺動，提高了擺動關(guān)節(jié)在所在平面內(nèi)的擺動范圍，另一方面，第一擺動關(guān)節(jié)的擺動平面與其它三個擺動關(guān)節(jié)相垂直，一起構(gòu)成了一個立體三維坐標(biāo)擺動系統(tǒng)，再在最底部的首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動作用下實現(xiàn)目標(biāo)范圍內(nèi)的三維空間任一點上的貨物抓取，具有較高的靈活度;此外采用舵機實現(xiàn)各個擺動關(guān)節(jié)的擺動，再通過相應(yīng)控制系統(tǒng)的編程處理控制舵機，便可研究機械手多自由度的運動分析，大大提高了機械手教學(xué)模擬的可研究性和工業(yè)實用性，尤其適用于輕小型貨物的準(zhǔn)確抓取。
【附圖說明】

[0013]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0014]圖2為本實用新型擺動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本實用新型局部立體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]元件標(biāo)號說明:底座1、控制系統(tǒng)2、首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3、第二連接塊4、第一Π型支撐塊
5、第三連接塊6、第二 Π型支撐塊7、第三Π型支撐塊8、第四連接塊9、第五連接塊1、第四Π型支撐塊11、尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12、手掌13、連接座a、驅(qū)動部件b、擺動輸出端bl、擺臂C。
【具體實施方式】
[0017]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0019]如圖1所示，一種用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，包括底座1、手掌13、首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3、中部活動關(guān)節(jié)、尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12及用于控制機械手及各關(guān)節(jié)動作的控制系統(tǒng)2，其中，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3及控制系統(tǒng)2均安裝在六邊形的底座I上，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3和尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12的具體結(jié)構(gòu)可以是將一驅(qū)動部件b固定在底座I，驅(qū)動部件b可以選擇脈沖電機或是舵機。例如采用脈沖電機時，則脈沖電機的輸出軸豎直向上設(shè)置，用以驅(qū)動手臂的旋轉(zhuǎn)。該底座I為一塊正六邊形鋼板，鋼板上設(shè)有螺栓連接孔，脈沖電機便通過螺栓固定在地板上。對于采用舵機作為驅(qū)動部件的首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3，其控制系統(tǒng)2主要包括MultiFLEXTM2-PXA270控制器和一個UP—Debugger多功能調(diào)試器，用于與舵機相連，以控制機械手臂的運動。首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的驅(qū)動部件b的輸出端豎直設(shè)置且與中部活動關(guān)節(jié)相連，所述中部活動關(guān)節(jié)包括四個依次從下至上的方式層疊連接的擺動關(guān)節(jié)組成。如圖2所示，該擺動關(guān)節(jié)同樣包含一個上述驅(qū)動部件b，驅(qū)動部件b固定在連接座a上，至于連接座a則可以有多種形式，方形或矩形都可，此處不做具體限制，凡是可以用于支撐固定驅(qū)動部件b的結(jié)構(gòu)都可使用；該擺動關(guān)節(jié)還包括兩個對稱的擺臂C，所述擺臂c為兩塊條狀鋼板，兩塊條狀鋼板的一端與連接座a上的驅(qū)動部件b的輸出軸兩端(即擺動輸出端bl)固定連接。當(dāng)驅(qū)動部件b是脈沖電機類動力部件時，則需要在連接座a上額外設(shè)置一定的傳動機構(gòu)與脈沖電機相連，例如在電機輸出端設(shè)置一個錐形齒輪，該錐形齒輪正下方與另一錐形齒輪相嚙合，另一錐形齒輪固定在一根轉(zhuǎn)軸上且該轉(zhuǎn)軸與電機輸出軸垂直，該轉(zhuǎn)軸的兩端伸出所述連接座a的表面形成兩個驅(qū)動輸出端(即擺動輸出端bl)，該擺動輸出端bl分別與所述兩塊條形鋼板的一端固定連接，當(dāng)電機間歇性正、反轉(zhuǎn)動時，帶動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而帶動兩塊條形鋼板上下擺動，由此便形成了一個由脈沖電機驅(qū)動的擺動機構(gòu)。上述第一擺動關(guān)節(jié)可轉(zhuǎn)動地安裝在上述首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的轉(zhuǎn)動輸出端(即脈沖電機的輸出軸端)，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的驅(qū)動輸出軸插入第一擺動關(guān)節(jié)的連接座上并固定，從而帶動第一擺動關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，第一擺動關(guān)節(jié)的兩塊條形鋼板與第二擺動關(guān)節(jié)的連接座固定相連且兩擺動關(guān)節(jié)的擺動輸出軸互相垂直，第二擺動關(guān)節(jié)的兩塊條形鋼板分別與第三擺動關(guān)節(jié)的兩塊條形鋼板相連且兩擺動關(guān)節(jié)的擺動輸出軸互相平行，第三擺動關(guān)節(jié)的連接座與第四擺動關(guān)節(jié)的連接座固定相連且兩擺動關(guān)節(jié)的擺動輸出軸互相平行，從而使第二至第四擺動關(guān)節(jié)能在同一平面內(nèi)擺動且與第一擺動關(guān)節(jié)的擺動平面相垂直。所述尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12的驅(qū)動部件則固定在第四擺動關(guān)節(jié)的兩塊條形鋼板上，具體可將兩塊條形鋼板的兩端焊接或粘接在尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12的驅(qū)動部件的底端，且尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12的驅(qū)動部件的驅(qū)動輸出軸與手掌13相連，以驅(qū)動手掌13轉(zhuǎn)動。
[0020]進一步地，上述各個驅(qū)動部件若采用脈沖電機，通過PLC電器控制雖然一定程度上也可以實現(xiàn)對各個關(guān)節(jié)的驅(qū)動，但是其靈活性和結(jié)構(gòu)的簡單可行性卻遠不如直接采用舵機，比如采用脈沖電機會設(shè)置上述一系列帶錐齒輪的傳動機構(gòu)，使整體結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜繁冗；另一方面，兩塊條形鋼板作為擺臂c受力也不夠穩(wěn)定可靠，容易變形。因此，為簡化安裝制造，同時提高機械手的結(jié)構(gòu)強度，上述四個擺動關(guān)節(jié)均由連接塊、舵機和Π型支撐塊構(gòu)成，所述連接塊為上述連接座a的一種具體結(jié)構(gòu)形式，而Π型支撐塊則是包含了上述兩塊條形鋼板(對應(yīng)Π型支撐塊中的兩豎直側(cè)板)的一種具體結(jié)構(gòu)形式。上述連接塊為一長方體塊狀結(jié)構(gòu)，其水平方向上設(shè)有垂直貫穿自身長方體結(jié)構(gòu)兩相對側(cè)面的水平通孔，該水平通孔用于安裝設(shè)置舵機，舵機上設(shè)有螺紋安裝孔，與連接塊之間螺紋聯(lián)接固定。在安裝時舵機的輸出軸(即上述擺動輸出軸)伸出各連接塊的側(cè)面，以便于與其他構(gòu)件連接傳動;所述連接塊的豎直方向上還設(shè)有用于連接舵機輸出軸的豎直連接孔，該豎直連接孔貫穿連接塊長方體結(jié)構(gòu)的上下兩個面，以便連接塊上下兩個面與其他構(gòu)件的連接固定。所采用的舵機為機器人領(lǐng)域常用控制元件，主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪、舵機輸出軸與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由控制系統(tǒng)中的多功能調(diào)試器發(fā)出訊號給舵機，經(jīng)由電路板上的IC判斷轉(zhuǎn)動方向，再驅(qū)動無核心馬達開始轉(zhuǎn)動，透過減速齒輪將動力傳至與舵機輸出軸相連的外接構(gòu)件，同時由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經(jīng)到達定位。上述四個Π型支撐塊均為“Π”形狀的結(jié)構(gòu)，由兩塊用于左、右支撐的豎直側(cè)板和一塊頂端橫置的水平橫板構(gòu)成，在左、右兩個豎直側(cè)板和頂端的水平橫板上均設(shè)有連接孔，所述舵機的輸出軸的兩個驅(qū)動輸出端分別插入所述左、右兩個豎直側(cè)板上的連接孔，以達到與Π型支撐塊連接的目的，對于部分舵機的輸出軸的其中一個輸出端為螺紋孔的情況，只需將螺絲穿過豎直側(cè)板上的連接孔與舵機輸出軸擰緊即可。對于上述四個擺動關(guān)節(jié)各自包含的連接塊和Π型支撐塊，如圖1和圖3所示，分別為:第一擺動關(guān)節(jié)包括第二連接塊4和第一 Π型支撐塊5，第二擺動關(guān)節(jié)包括第三連接塊6和第二 Π型支撐塊7，第三擺動關(guān)節(jié)包括第三Π型支撐塊8和第四連接塊9，第四擺動關(guān)節(jié)包括第五連接塊10和第四Π型支撐塊11。
[0021 ]進一步地，為使擺動關(guān)節(jié)在空間內(nèi)具有一個分層有序的擺動空間位置順序，更好地通過控制相應(yīng)舵機來控制擺動范圍，第二擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸、第三擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸與第四擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸均相互平行且第二擺動關(guān)節(jié)、第三擺動關(guān)節(jié)及第四擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的兩端端頭朝向相同，第一擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的端頭朝向與其它三個擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的端頭朝向相垂直。如此，第二至第四擺動關(guān)節(jié)在同一平面內(nèi)至下而上的三個位置處擺動，合理地規(guī)劃了各個擺動關(guān)節(jié)的擺動范圍，提高了擺動關(guān)節(jié)的靈活機動性，另一方面，第一擺動關(guān)節(jié)的擺動平面與其它三個擺動關(guān)節(jié)相垂直，一起構(gòu)成了一個立體三維坐標(biāo)擺動系統(tǒng)，在最底部的首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動作用下實現(xiàn)三維空間內(nèi)任一點內(nèi)的貨物抓取，具有較高的靈活度。
[0022]優(yōu)先地，在實現(xiàn)上述擺動位置結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更進一步使整體結(jié)構(gòu)更加美觀緊湊，在上述長方體連接塊內(nèi)安裝固定舵機時，將舵機的輸出軸與長方體連接塊的兩相對平行側(cè)面垂直貫通安裝。第二連接塊4的舵機輸出軸的兩端分別通過第一 Π型支撐塊5的左右兩豎直側(cè)板上的連接孔與第一 Π型支撐塊5相連。第一 Π型支撐塊5的水平橫板與第三連接塊6的下表面貼合并通過連接螺栓固定相連，且保證第三連接塊6內(nèi)的舵機輸出軸與第二連接塊4內(nèi)的舵機輸出軸互相垂直。第三連接塊6內(nèi)的舵機輸出軸兩端分別與第二Π型支撐塊7的左右兩豎直側(cè)板固定相連;第二 Π型支撐塊7的水平橫板與第三Π型支撐塊8的水平橫板貼合并固定連接，第三Π型支撐塊8的左右兩豎直側(cè)板分別與第四連接塊9內(nèi)的舵機輸出軸兩端固定相連，且第四連接塊9內(nèi)的舵機輸出軸與第三連接塊6內(nèi)的舵機輸出軸互相平行；第四連接塊9與第五連接塊10通過各自連接塊上的豎直連接孔和連接螺栓固定貼面連接，且第五連接塊10內(nèi)的舵機輸出軸與第四連接塊9內(nèi)的舵機輸出軸互相平行;第五連接塊10內(nèi)的舵機輸出軸兩端分別與第四π型支撐塊11的左右兩豎直側(cè)板固定相連。
[0023]在實際制作本機械手時，為統(tǒng)一零部件，提高設(shè)計制造的標(biāo)準(zhǔn)化程度，上述首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3和尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12的驅(qū)動元件也均采用舵機和連接塊制成，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3包括第一連接塊和一個舵機，尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12包括第六連接塊和一個舵機。上述首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3豎直固定設(shè)置于底座I上，即首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的舵機輸出軸豎直安裝;將首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3中的第一連接塊與兩個一組、對稱設(shè)置的4個L型塊固定連接，具體是將L型塊的豎直面板的外側(cè)面與連接塊上與底座I相垂直的兩個較長側(cè)面采用螺栓固定相連，L型塊的水平面板與底座I采用螺栓固定連接，當(dāng)然，如果不考慮拆卸，也可直接將第一連接塊焊接在底板I上。然后，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的舵機輸出軸插入第一擺動關(guān)節(jié)的第二連接塊4上的豎直連接孔內(nèi)，使第一擺動關(guān)節(jié)的輸出軸與首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的舵機輸出軸互相垂直。
[0024]進一步地，現(xiàn)有機器人手掌技術(shù)已經(jīng)十分成熟，市面上具有多種結(jié)構(gòu)形式和控制方法的手掌可供挑選，為適應(yīng)本實用新型的發(fā)明需求，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、快速抓取貨物尤其是輕型貨物的目的，特設(shè)置了一種包括有舵機、左手指和右手指的手掌，所述舵機與控制系統(tǒng)2中UP—Debugger多功能調(diào)試器相連，所述左手指與右手指的指節(jié)始端均設(shè)有轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸的一端分別與主動齒輪和從動齒輪的輪心相連，所述舵機的輸出軸通過所述左手指的轉(zhuǎn)軸與所述主動齒輪相連，出于變速需要，其中還可以設(shè)置微型齒輪箱，舵機的輸出軸與齒輪箱相連，齒輪箱的輸出端與左手指的轉(zhuǎn)軸相連。為了提高左右手指運動精度，保證左右手指步調(diào)一致，所述主動齒輪和從動齒輪的嚙合采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動，其齒數(shù)、模數(shù)及壓力角相同。為了便于舵機的控制協(xié)調(diào)，精簡線路，在具體實施過程中，上述擺動關(guān)節(jié)、始端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上的舵機串聯(lián)之后與控制系統(tǒng)2相連。
[0025]進一步地，為了便于連接固定，同時鑒于舵機輸出軸的輸出端設(shè)有花鍵連接端，上述各連接塊上設(shè)置的連接孔均為內(nèi)花鍵孔，且在Π型支撐塊的左右豎直側(cè)板和橫板上設(shè)置的連接塊也均為內(nèi)花鍵孔，相應(yīng)的所采用的連接螺栓為外花鍵螺栓，該外花鍵螺栓包括傳統(tǒng)螺帽和一段外花鍵，且螺帽與外花鍵之間相連，即其螺桿上設(shè)置的不是螺紋結(jié)構(gòu)，而是一種外花鍵結(jié)構(gòu)，其固定連接更加簡單可靠。在安裝時，連接塊與連接塊之間、連接塊與Π型支撐塊、Π型支撐塊與Π型支撐塊之間的連接均采用此外花鍵螺栓形式的連接結(jié)構(gòu)。
[0026]進一步地，為了進一步地提高機械手的靈活度，提高工作機動性，特在底座I上設(shè)有若干沿六邊形底座I周向布置的連接孔，該連接孔呈六邊形排列，以便在使用時將機械手靈活地與外接設(shè)備緊固連接。
[0027]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，包括底座、手掌、首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、中部活動關(guān)節(jié)、尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)及用于控制手掌和各關(guān)節(jié)動作的控制系統(tǒng)，其中，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)及控制系統(tǒng)均安裝在底座上，中部活動關(guān)節(jié)可轉(zhuǎn)動地安裝在首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)可擺動地安裝在中部活動關(guān)節(jié)上，手掌可轉(zhuǎn)動地安裝在尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、中部活動關(guān)節(jié)及尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以由下至上的方式排列，其特征在于:中部活動關(guān)節(jié)由四個依次從下至上的方式層疊連接的擺動關(guān)節(jié)組成，第一擺動關(guān)節(jié)可轉(zhuǎn)動地安裝在首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動輸出端，尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)固定第四擺動關(guān)節(jié)上，第二至第四擺動關(guān)節(jié)在同一平面內(nèi)擺動且與第一擺動關(guān)節(jié)的擺動平面相垂直。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，其特征在于:所述四個擺動關(guān)節(jié)均包括連接塊、舵機和Π型支撐塊，所述舵機設(shè)于所述連接塊上，所述舵機的輸出軸的兩個驅(qū)動輸出端分別與所述Π型支撐塊的兩豎直側(cè)板固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，其特征在于:所述第二擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸、第三擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸與第四擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸均相互平行且第二擺動關(guān)節(jié)、第三擺動關(guān)節(jié)及第四擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的兩端端頭朝向相同，所述第一擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的端頭朝向與其它三個擺動關(guān)節(jié)的舵機輸出軸的端頭朝向相垂直。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，其特征在于:所述第一擺動關(guān)節(jié)的Π型支撐塊的水平橫板與所述第二擺動關(guān)節(jié)的連接塊固定連接，所述第二擺動關(guān)節(jié)的Π型支撐塊的水平橫板與所述第三擺動關(guān)節(jié)的Π型支撐塊的水平橫板固定連接，所述第三擺動關(guān)節(jié)的連接塊與所述第四擺動關(guān)節(jié)的連接塊固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，其特征在于:所述手掌包括舵機、左手指和右手指，所述左手指與右手指分別與互相嚙合的一對主動齒輪、從動齒輪相連，所述舵機的輸出軸與所述主動齒輪相連，所述主動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)、模數(shù)及壓力角相同。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，其特征在于:所述Π型支撐塊的水平橫板與連接塊之間、Π型支撐塊的水平橫板與Π型支撐塊的水平橫板之間、連接塊與連接塊之間的連接均采用花鍵螺栓連接，所述連接孔為內(nèi)花鍵孔，所述花鍵螺栓由彼此相連的螺帽和外花鍵構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，其特征在于:所述底座上設(shè)有按正六邊形排列的連接孔。
【專利摘要】本實用新型公布了一種用于教學(xué)實訓(xùn)模擬的六關(guān)節(jié)機械手，包括底座、手掌、首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、中部活動關(guān)節(jié)、尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)及用于控制手掌和各關(guān)節(jié)動作的控制系統(tǒng)，其中，中部活動關(guān)節(jié)可轉(zhuǎn)動地安裝在首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)可擺動地安裝在中部活動關(guān)節(jié)上，手掌可轉(zhuǎn)動地安裝在尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，首端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、中部活動關(guān)節(jié)及尾端轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以由下至上的方式排列，中部活動關(guān)節(jié)由四個依次從下至上的方式層疊連接的擺動關(guān)節(jié)組成，第二至第四擺動關(guān)節(jié)在同一平面內(nèi)擺動且與第一擺動關(guān)節(jié)的擺動平面相垂直。本實用新型不但結(jié)構(gòu)簡單、自由度更高，適合教學(xué)模擬研究使用，十分適于生產(chǎn)生活中輕小型貨物的抓取。
【IPC分類】G09B25/02, B25J9/00
【公開號】CN205386812
【申請?zhí)枴緾N201620238754
【發(fā)明人】張元立, 馬燕, 劉淑云, 蘭曉紅
【申請人】重慶師范大學(xué)
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2016年3月24日