具有姿態矯正功能的抓手裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于較小操作空間的具有姿態矯正功能的抓手裝置。抓手裝置動力驅動采用步進電機12，經行星減速器10將動力傳遞至傳動齒輪23，傳動齒輪23通過與半齒輪9嚙合驅動左卡爪3轉動，左卡爪3、右卡爪16分別繞左轉軸5、右轉軸15的轉動，左半齒輪7與右半齒輪26嚙合并同速反向轉動，實現抓手裝置兩卡爪的松開與抓持。兩卡爪的末端均設計帶有導向結構的卡齒2，抓手裝置抓持物件時，卡齒2插入物件對接單元的方孔中，同時能夠矯正被抓持物件的姿態誤差；抓緊后，被抓持物件與對接板29貼緊，實現被抓持物的定位與緊固抓持。本發明具有對被抓持物件的姿態矯正功能，提高抓手裝置的抓持效率和可靠性，同時結構緊湊、負載能力強，適用于操作空間要求嚴格的機械設備。
【專利說明】具有姿態矯正功能的抓手裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有姿態矯正功能的抓手裝置，是一種用于操作空間要求嚴格的機械設備中，結構緊湊、具有姿態矯正功能且負載能力較強的抓手裝置。
【背景技術】
[0002]隨著機械設備整體質量和可靠性的提高，抓取物件過程的安全性和可靠性是衡量機械設備性能的重要指標之一。現有的抓手裝置結構簡單，無法適用于不同種類物件的抓取，且在物件的姿態和位置具有一定偏差，抓取的效率及可靠性較低，不能滿足機械設備的快速抓持和釋放的要求。具有姿態矯正功能的抓手裝置是綜合結構體積最優、適合多品種物件、抓持可靠性高的技術要求，設計出一種具有矯正物件姿態并可靠抓取的裝置。

【發明內容】

[0003]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種具有姿態矯正功能的抓手裝置。
[0004]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:
[0005]一種具有姿態矯正功能的抓手裝置，主要包括:
[0006]動力單元:本發明的動力源采用帶制動器的步進電機，步進電機經行星減速器輸出動力，行星減速器與傳動軸連接，驅動配合的齒輪及半齒輪，帶動抓手裝置的雙卡爪。
[0007]卡爪單元:本發明的雙卡爪是抓手裝置的核心組件，卡爪與抓手裝置本體通過轉軸連接，動力單元輸出的動力經齒輪嚙合驅動左卡爪，通過一對嚙合的半齒輪實現雙卡爪的張開與閉合，并且具有抓持物件的鎖緊性能。
[0008]對接單元:本發明的抓手裝置可用于多種物件的抓取，不同種類的物件體積及重量相異，對接單元則根據不同物件的共同特點而設計，對接單元側面設計有對接塊，對接塊兩側各開有三個方孔，以便與抓手裝置進行對接。
[0009]姿態矯正單元:本發明的姿態矯正單元通過雙卡爪上的爪齒和對接板實現對物件的抓持，左、右卡爪上各設計有三個爪齒，爪齒末端具有導向結構，爪齒插入對接單元兩側的方孔，同時矯正對接單元的姿態；爪齒繼續插入，卡爪夾緊對接單元，對接單元側面與對接板接觸，對接板起到定位及支撐的作用。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果在于，所述裝置僅需一個步進電機即可實現較強的抓持能力，且抓持狀態下具有鎖緊功能。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果在于，所述裝置具有矯正物件姿態的功能，大大提聞物件抓取的效率和可罪性。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果在于，所述裝置結構緊湊、可靠性高、負載能力強，適用于多物件的抓取。
[0013]本領域內技術人員的簡單更改和替換都在本發明的保護范圍之內。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的軸測視圖；
[0015]圖2為抓手裝置總裝結構圖；
[0016]圖3為對接單元結構示意圖；
[0017]圖4為抓手裝置抓取和抓緊對接單元示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0019]圖1為本發明的總裝結構圖，主要包括:以步進電機12、行星減速器10、傳動齒輪23、小半齒輪9為主要部件的動力單元，以左卡爪3、右卡爪16、左半齒輪7、右半齒輪26為主要部件的抓手單元，以對接板29、安裝在左、右卡爪上的卡齒2為主要部件的姿態矯正單元。步進電機12與行星減速器10連接，經減速將動力輸送至傳動齒輪23 ;傳動齒輪23與小半齒輪9嚙合，并將輸出的扭矩傳遞至左轉軸5，左轉軸5帶動左卡爪3及左半齒輪7轉動；左半齒輪7與右半齒輪26嚙合，通過右半齒輪26將扭矩傳遞至右轉軸15，右轉軸15帶動右卡爪16轉動。左卡爪7與右卡爪16同速反向轉動，實現兩卡爪的張開與閉合，左、右卡爪末端安裝有卡齒2，卡齒2具有導向結構，左、右卡爪閉合時，卡齒2插入待抓持物件，卡齒2插入過程中矯正待抓持物件，并通過對接板29對物件進行定位并夾緊。
[0020]參閱圖2，步進電機12與行星減速器10通過平鍵11連接，行星減速器10固連在軸承座18上，傳動軸19由一對深溝球軸承17支撐，深溝球軸承17靠軸向擋圈20進行定位，傳動軸19通過平鍵22驅動傳動齒輪23，螺釘25將擋板24緊固在傳動軸19上，擋板24對傳動齒輪23進行軸向固定。傳動齒輪23與小半齒輪9嚙合，小半齒輪9通過平鍵8與左轉軸5連接，步進電機12輸出的扭矩經傳動齒輪23傳遞至左轉軸5。
[0021]參閱圖2，左轉軸5通過平鍵6與左半齒輪7連接，左半齒輪7與右半齒輪26嚙合，右半齒輪26與右轉軸15采用平鍵連接方式，右轉軸15兩端均安裝滑動軸承14，兩滑動軸承14分別內嵌在上蓋板1、下蓋板13上,上蓋板I與下蓋板13均通過內六角螺釘30與底板4連接。左半齒輪7與右半齒輪26同比嚙合，步進電機12輸出的動力傳遞至右轉軸15，帶動右卡爪16繞右轉軸15的軸線轉動，左卡爪3與右卡爪16同速反向轉動，實現兩卡爪的張開與閉合。
[0022]參閱圖1，行程開關27、28安裝在對接板29上，抓手閉合時，右卡爪16觸碰行程開關27，步進電機12停止轉動并制動鎖緊，左、右卡爪處于閉合狀態并鎖緊抓持物件；抓手張開時，右半齒輪26觸碰行程開關28，步進電機12停止轉動，抓手松開抓持物件并保持張開狀態。
[0023]參閱圖3，對接單元31用于放置物件，根據不同物件的外形尺寸，設計適應多種型號物件的對接單元31，對接單元31焊接有對接塊32，對接塊32左右兩側各開有三個方孔，通過對接塊32實現對接單元與抓手之間的抓持。
[0024]參閱圖4，圖4示意了左卡爪3、右卡爪16分別繞左轉軸5、右轉軸15的轉動情況，圖中用虛線表示的左、右卡爪處于張開位置，粗實線表示的左、右卡爪處于抓持鎖緊位置。抓手抓持對接單元時，卡齒2插入對接塊32上的方孔，卡齒2末端設計有導向結構，抓持過程中，抓手可矯正對接單元31在空間中的姿態；抓手抓持過程中，卡爪對對接單元31夾持愈來愈緊，強制對接塊32與對接板4貼緊，抓手對對接單元31實現了完全約束和緊固抓持。
【權利要求】
1.一種具有姿態矯正功能的抓手裝置，其包括:以帶制動器的步進電機12、行星減速器10、傳動齒輪23為主要組件的動力單元，以左半齒輪7、右半齒輪26、左卡爪3、右卡爪16為主要零件的卡爪單元，適應不同物件結構特征的對接單元，以及包含卡齒2和對接板29的姿態矯正單元，其中: 所述動力單元與抓手裝置的底板4固連，動力單元呈串聯排列； 所述卡爪單元與抓手裝置的上蓋板1、下蓋板13連接，并通過滑動軸承進行軸向定位； 所述對接單元上設計有對接塊32，抓手裝置抓持對接單元時，卡齒2插入對接塊32兩側的方孔，對接板29與對接塊32緊密貼合，其中卡齒2與對接板29為姿態矯正單元的主要組件； 所述動力單元、卡爪單元均固定在抓手裝置的底板4上，抓手裝置可通過底板4安裝在機械設備的末端，用于抓持姿態存在偏差的物件。
2.根據權利要求1所述的具有姿態矯正功能的抓手裝置，其特征在于:所述步進電機12帶有制動裝置，經行星減速器10輸出動力，其中: 所述動力單元中，包括由深溝球軸承17、軸承座18、傳動軸19及傳動齒輪23組成的傳動軸系，動力單元通過軸承座18與抓手裝置底板4固連。
3.根據權利要求1所述的具有姿態矯正功能的抓手裝置，其特征在于:所述抓手單元中的左抓手3、右抓手16通過齒輪嚙合達到張開與閉合，其中: 卡爪張開角度為30°，左半齒輪7與右半齒輪26僅保留嚙合用的齒數，減小了抓手裝置占用空間。
4.根據權利要求1所述的具有姿態矯正功能的抓手裝置，其特征在于:對接單元能夠適應不同物件的結構尺寸，并且在對接單元31焊接有對接塊32，對接塊32 —面為平面且兩側各開有3個方孔。
5.根據權利要求3所述的具有姿態矯正功能的抓手裝置，其特征在于:所述卡爪末端設計有卡齒2，卡齒2具有導向結構，抓手裝置上安裝有對接板29，在抓持對接單元過程中，卡齒2能夠矯正對接單元的位置姿態，抓緊時對接塊32的平面與對接件29貼緊，對對接單元31進行定位和夾緊。
6.根據權利要求1所述的具有姿態矯正功能的抓手裝置，其特征在于:所述所有單元均固連在抓手裝置底板3上，且抓手裝置結構小巧緊湊、卡爪的負載能力強。
7.根據權利要求1.5所述的具有姿態矯正功能的抓手裝置，其特征在于:所述一個步進電機12驅動整個抓手裝置，并且具有抓持和松開兩位置的自鎖，卡爪張開角度可通過行程開關27、28進行調節。
【文檔編號】B25J15/08GK103753597SQ201410030482
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】楊洋, 張雷雨, 廖云峰, 袁偉亮 申請人:北京航空航天大學