本實用新型屬于氣動搬運機械手技術領域，具體涉及一種可伸縮無重力機械手。

背景技術：

無重力機械手能夠對人的手和手臂的功能進行模仿，并能夠按照固定的程序來實現對物件的抓取和搬運。隨著無重力機械手的投入使用，大大減輕了人們的勞動強度，提高了生產效率，提升了生產工作中的自動化和機械化水平，在我國的機械制造業、電子、冶金、原子能以及輕工等行業獲得了日益廣泛的應用，有效保證了工作人員的人身安全與健康。

然而，現有的機械手在使用過程中存在操作效率低、自動化水平低，安全防護不可靠，作業范圍固定，靈活應變能力差等問題，因此，迫切需要提供一種新型的無重力機械手來解決上述問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種可伸縮無重力機械手。

為達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

本實用新型提供的一種可伸縮無重力機械手，包括有立柱、擺臂、拉桿、伸縮懸臂、連桿、夾緊裝置、氣缸Ⅰ和氣控箱，其中，所述夾緊裝置可轉動的連接于所述連桿，所述連桿在遠離所述夾緊裝置的一端通過回轉關節Ⅲ可轉動的連接于所述伸縮懸臂，所述伸縮懸臂在遠離所述回轉關節Ⅲ的一端通過回轉關節Ⅱ可轉動的連接于所述擺臂，所述擺臂在遠離所述回轉關節Ⅱ的一端通過回轉關節Ⅰ可轉動的連接于所述立柱，所述回轉關節Ⅰ和回轉關節Ⅱ之間還設有與擺臂平行布置的所述拉桿，所述拉桿的兩端與所述回轉關節Ⅰ和回轉關節Ⅱ分別鉸連接；所述回轉關節Ⅲ固定安裝在所述伸縮懸臂上，使連桿始終保持豎直轉動；所述回轉關節Ⅱ固定安裝在所述擺臂上，使伸縮懸臂始終保持水平轉動；所述回轉關節Ⅰ與所述擺臂和氣缸Ⅰ分別鉸連接，所述氣缸Ⅰ的缸桿鉸連接于擺臂，使擺臂在氣缸Ⅰ的作用下通過其與回轉關節Ⅰ間的鉸接部做上下擺動，而氣缸Ⅰ在擺臂上下擺動的反作用下通過其與回轉關節Ⅰ間的鉸接部跟隨擺臂做左右擺動；所述氣控箱固定安裝在所述回轉關節Ⅰ上、且與所述氣缸Ⅰ連通；所述伸縮懸臂包括有內臂、套設在內臂外且可沿內臂軸向往復滑動的外臂以及設于內臂和外臂間的若干個萬向滾珠，所述內臂與所述回轉關節Ⅱ可轉動的連接，所述外臂與所述回轉關節Ⅲ固定連接。

進一步，在所述內臂的至少一組相對面上設置有一排或多排所述的萬向滾珠。

進一步，每排所述的萬向滾珠中兩兩相鄰的所述萬向滾珠間設置有連接彈簧。

進一步，所述回轉關節Ⅰ上還設置有限位圈，所述限位圈由兩個項圈構成，兩個所述項圈上各設置有一個凸臺，用于防止該兩個項圈相互轉動時以立柱為中心旋轉360度以上。

進一步，所述連桿上還設置有把手，所述把手為剪叉式把手，用于操縱所述夾緊裝置。

進一步，所述夾緊裝置包括托架以及驅動托架開合的氣缸Ⅱ，所述氣缸Ⅱ的供氣管路依次通過拉桿、伸縮懸臂和擺臂的內部與氣控箱連通。

進一步，所述托架的內緣上設置有防滑墊。

進一步，所述氣控箱上設置有氣動過濾調節器，所述氣動過濾調節器用于過濾穩定壓力氣源。

與現有技術相比，本實用新型的有益技術效果是：

1、本實用新型通過伸縮懸臂的結構設計，在保留有原有機械手旋轉功能的同時，具備實現快速徑向直線進給運動，不僅增大了操作空間，還提高了工作效率。

2、本實用新型通過剪叉式把手的結構設計，有利于操作人員在一定程度上遠離夾緊裝置，使得本機械手的安全防護可靠，有效保證了工作人員的人身安全與健康。

3、本實用新型機械手具有結構簡單易行，操作方便、快捷、可靠、安全、效率高、節省人力等優點，并有利于合理利用場地資源，從而減少生產成本。

4、本實用新型機械手的研制開發，有效減少企業設備投資和維修費用，并在各零部件設計工作中，實現國產化，減少生產成本。

本實用新型的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本實用新型可伸縮無重力機械手結構的立體示意圖；

圖2為本實用新型可伸縮無重力機械手中伸縮懸臂在縮短時的示意圖；

圖3為本實用新型可伸縮無重力機械手中伸縮懸臂在伸長時的示意圖；

圖4為本實用新型可伸縮無重力機械手中回轉關節Ⅰ的部分放大示意圖；

圖5為本實用新型可伸縮無重力機械手中夾緊裝置的結構示意圖；

圖6為本實用新型可伸縮無重力機械手的運動狀態示意圖；

附圖標記，1-夾緊裝置，2-連桿，3-回轉關節Ⅲ，4-伸縮懸臂，5-回轉關節Ⅱ，6-擺臂，7-回轉關節Ⅰ，8-立柱，9-拉桿，10-氣缸Ⅰ，11-氣控箱，12-氣缸Ⅱ；其中，101-托架，102-防滑墊，201-把手，401-內臂，402-外臂，403-萬向滾珠，404-連接彈簧，701-限位圈。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，本實用新型提供的一種可伸縮無重力機械手，是利用氣缸作動力源的起重設備，它為落地立柱式結構，其主體結構分三個回轉關節，可分別繞自身軸線作320°以及360°的自由回轉。其中每個回轉關節上均裝有調節回轉矩大小的夾環(未畫出)，可滿足對回轉力矩大小的不同要求，回轉角度由調節角度的兩個夾板(未畫出)位置確定。它通過氣缸和機械結構使操作者對重物進行相應的推拉，就可在空間內平衡移動到所需的位置，最小化操作者的勞動力。同時，它因不需要另配備上下按鈕，可減少不必要的動作，使操作者在按鈕動作困難的空間中可輕易搬動負重物，且可以直接移動負重物，使工作效率提高。無重力是指沒有上下按鈕的情況下可上下移送負重物，以操作者的微小力量(3～5Kgf以下)可以上下操作。操作力的大小可通過調節相應的氣缸的減壓閥(未畫出)來實現。

本實施例中，所述夾緊裝置1用于夾持負重物，其可360°自由回轉的連接在垂直放置的連桿2上，連桿2在遠離夾緊裝置1的一端通過回轉關節Ⅲ3可轉動的連接在水平放置的伸縮懸臂4上，伸縮懸臂4在遠離回轉關節Ⅲ3的一端通過回轉關節Ⅱ5可轉動的連接在可做上下擺動運動的擺臂6上，擺臂6在遠離回轉關節Ⅱ5的一端通過回轉關節Ⅰ7可轉動的連接在豎直固定在地面的立柱8上，回轉關節Ⅰ7和回轉關節Ⅱ5之間還設有與擺臂6平行布置的拉桿9，該拉桿9的兩端與回轉關節Ⅰ7和回轉關節Ⅱ5分別鉸連接；回轉關節Ⅲ3固定安裝在伸縮懸臂4上，可使連桿2始終保持豎直轉動運動；回轉關節Ⅱ5固定安裝在擺臂6上，可使伸縮懸臂4始終保持水平轉動運動；回轉關節Ⅰ7與擺臂6和氣缸Ⅰ10分別鉸連接，氣缸Ⅰ10的缸桿鉸連接于擺臂6，可使擺臂6在氣缸Ⅰ10的作用下通過擺臂6與回轉關節Ⅰ7間的鉸接部做上下擺動運動，而氣缸Ⅰ10在擺臂6上下擺動的反作用下通過氣缸Ⅰ10與回轉關節Ⅰ7間的鉸接部跟隨擺臂6做左右擺動運動；氣控箱11固定安裝在回轉關節Ⅰ7上、且與氣缸Ⅰ10連通；伸縮懸臂4包括有內臂401、套設在內臂401外且可沿內臂401軸向往復滑動的外臂402以及設于內臂401和外臂402間的若干個萬向滾珠403，內臂401與回轉關節Ⅱ5可轉動的連接，外臂402與回轉關節Ⅲ3固定連接。當然在不同的實施例中，所述內臂和外臂之間設置為相互配合的直線滑道，也可以達到外臂相對于內臂滑動的目的。本實用新型通過伸縮懸臂的結構設計，能夠在機械手旋轉的同時具備實現快速徑向直線進給運動，不僅增大了操作空間，還提高了工作效率。

優選的，該伸縮懸臂的臂比為1：5，即伸縮懸臂在回轉關節Ⅰ上的鉸接部的兩側的臂長比值。這樣，其最高高度：1663.5mm，最高工作高度：1843.5mm，最低工作高度：180mm，搬運重量：60kg以內，伸縮懸臂可上下擺動80°。

本實施例中，在內臂401的至少一組相對面上設置有一排或多排所述的萬向滾珠403，每排所述的萬向滾珠中兩兩相鄰的所述萬向滾珠403間設置有連接彈簧404。這樣，伸縮懸臂4處于伸長時，萬向滾珠403兩兩之間相互靠攏并壓縮連接彈簧404，當伸縮懸臂4收縮時，萬向滾珠403在連接彈簧404的彈性回復力作用下分開并保證萬向滾珠403兩兩之間的間距，從而使得內外臂受力均勻。當然在不同的實施例中，所述萬向滾珠也可設置為固定式結構，同樣可以達到上述目的的作用。

本實施例中，回轉關節Ⅰ7上還設置有限位圈701，限位圈701由兩個項圈(未標記)構成，兩個所述項圈上各設置有一個凸臺(未標記)，用于防止該兩個項圈相互轉動時以立柱為中心旋轉360度以上，從而保證氣控箱11與氣缸Ⅰ10之間的連接氣管不會因為回轉關節Ⅰ7的過度旋轉而發生拉扯斷裂，進而影響機械手的正常工作。

本實施例中，連桿2上還設置有把手201，該把手201為剪叉式把手，用于操縱所述夾緊裝置1。這樣，本實用新型通過剪叉式把手的結構設計，有利于操作人員在一定程度上遠離夾緊裝置，使得本機械手的安全防護可靠，有效保證了工作人員的人身安全與健康。需要說明的是，該剪叉式把手在不使用的情況下，可以收折固定在連桿上，若當其需要使用時，只需拉出即可，并在其拉出到位后通過其自鎖裝置(未畫出)實現定位，以便操作人員可方便的對該把手實施拉動、推動、上抬、下落等一系列的操作；同時，在把手上設置有操作夾緊裝置開合的按鈕(未標記)。

本實施例中，夾緊裝置1包括托架101以及驅動托架101開合的氣缸Ⅱ12，該氣缸Ⅱ12的供氣管路(未畫出)依次通過拉桿2、伸縮懸臂4和擺臂6的內部與氣控箱11連通。進一步，托架101的內緣上設置有防滑墊102。這樣，可以牢固的夾持負重物，以確保機械手工作的安全性。

本實施例中，氣控箱11上設置有氣動過濾調節器(未畫出)，所述氣動過濾調節器用于過濾穩定壓力氣源。即是過濾掉不穩定的壓縮空氣，并穩定的向氣缸Ⅰ和Ⅱ提供適當穩定的壓力氣源，保證其工作順行。本例中使用空氣氣壓容量：0.6Mpa(6kgf/cm²)以上。

總的說來，本實用新型機械手具有結構簡單易行，操作方便、快捷、可靠、安全、效率高、節省人力等優點，并有利于合理利用場地資源，從而減少生產成本。同時，通過對機械手的研制開發，有效減少企業設備投資和維修費用，并在各零部件設計工作中，實現國產化，減少生產成本。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。