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专利号: 2021102566589
申请人: 浙江理工大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种气磁切换的多功能柔性卡爪机械臂,包括臂组件、手指组件和机械爪,其特征在于:所述的机械爪包括上关节、中间关节一、中间关节二、中间关节三、下关节、传动装置一、传动装置二、传动装置三和转换装置;上关节的底部与中间关节一顶部铰接;中间关节一的底部与中间关节二顶部铰接;中间关节二的底部与中间关节三顶部铰接;下关节顶部与中间关节三的底部铰接;所述的传动装置一包括气压装置一、气压装置二、换向阀、滑轮装置一和滑轮装置电机;所述的气压装置一和气压装置二均包括气压缸一、气压杆连接件一、气压杆连接件二和销子一;气压缸一的缸体固定在上关节内,气压缸一的推杆与气压杆连接件一的一端固定;气压杆连接件一的另一端与气压杆连接件二一端通过销子一铰接;气压装置一和气压装置二的气压杆连接件二间距设置,且气压装置一和气压装置二的气压杆连接件二另一端分别与一根圆弧杆一的一端通过螺栓固定;圆弧杆一与上关节构成滑动副;

两根圆弧杆一的另一端与固定在中间关节一内部的两个滑道分别固定;气压装置一和气压装置二的气压缸一分别通过一个换向阀与气泵连接;所述的滑轮装置一包括滑轮一、滑轮二、连杆一和连杆二;连杆一和连杆二均置于上关节内,且均与上关节构成转动副;滑轮一固定在连杆一上,滑轮二固定在连杆二上;滑轮装置电机的壳体通过螺栓固定在上关节外侧,滑轮装置电机的输出轴与连杆一固定;所述的传动装置二包括气压装置三、气压装置四和滑轮装置二;所述的气压装置三和气压装置四均包括气压缸二、气压杆连接件三、气压杆连接件四和销子二;气压缸二的推杆与气压杆连接件三一端固定,气压杆连接件三的另一端与气压杆连接件四一端通过销子二铰接;气压装置三和气压装置四的气压杆连接件四间距设置;气压装置三和气压装置四的气压缸二分别通过一个换向阀与气泵连接;所述的滑轮装置二包括滑轮三和连杆三;滑轮三固定在连杆三上;传动装置二设有两个;其中一个传动装置二中,气压缸二的缸体与中间关节一通过螺钉固定,连杆三与中间关节一构成转动副,气压装置三和气压装置四的气压杆连接件四与固定在中间关节二内部的两个滑道分别通过一根圆弧杆二固定,圆弧杆二与中间关节一构成滑动副;另一个传动装置二中,气压缸二的缸体与中间关节二通过螺钉固定,连杆三与中间关节二构成转动副,气压装置三和气压装置四的气压杆连接件四与固定在中间关节三内部的两个滑道分别通过一根圆弧杆三固定,圆弧杆三与中间关节二构成滑动副;所述的中间关节三内也设有滑轮装置二,该滑轮装置二的滑轮三固定在该滑轮装置二的连杆三上;该滑轮装置二的连杆三与中间关节三构成转动副;所述的传动装置三包括直齿轮一、直齿轮二、滑轮装置三和齿轮装置电机;所述的直齿轮一固定在下关节与中间关节三铰接的销轴上;齿轮装置电机的壳体固定在下关节上,安装轴与下关节构成转动副,并与轮装置电机输出轴固定;直齿轮二固定在安装轴上,并与直齿轮一啮合;所述的滑轮装置三包括滑轮三和连杆三;滑轮装置三的连杆三与下关节构成转动副,滑轮装置三的滑轮三固定在滑轮装置三的连杆三上;线绳一端固定在滑轮一上,另一端固定在下关节内的滑轮三上;线绳绕过滑轮二,穿出上关节,穿入中间关节一并绕过中间关节一内的滑轮三,穿出中间关节一,穿入中间关节二并绕过中间关节二内的滑轮三,穿出中间关节二,穿入中间关节三并绕过中间关节三内的滑轮三,穿出中间关节三,穿入下关节;所述的转换装置包括吸盘组件、电磁铁组件、杆件和供电源;所述的吸盘组件由吸盘支架和固定在吸盘支架上的四个吸盘组成,电磁铁组件由电磁铁支架和固定在电磁铁支架上的四个电磁铁组成;吸盘支架与电磁铁支架通过杆件连接;四个电磁铁均通过电磁开关与供电源连接,四个吸盘均与真空泵连接;中间关节一、中间关节二、中间关节三和下关节内均设有转换装置,转换装置的吸盘支架和电磁铁支架均固定在中间关节一内,或均固定在中间关节二内,或均固定中间关节三内,或均固定下关节内;

所述的机械爪设有沿周向均布的三个;臂组件驱动手指组件,三个机械爪的上关节由手指组件驱动同步摆动或旋转;各机械爪的滑轮装置电机、换向阀、齿轮装置电机、真空泵和电磁开关均由控制器控制。

2.根据权利要求1所述的一种气磁切换的多功能柔性卡爪机械臂,其特征在于:还包括机架组件;所述的机架组件包括底座、旋转关节和旋转电机;旋转关节的底端通过轴承一支承在底座上,并与旋转电机的输出轴固定;旋转电机的壳体固定在底座上;旋转电机的输出轴竖直设置;所述的臂组件包括大臂组件和小臂组件;所述的大臂组件包括大臂、大臂驱动电机、销子三和销子四;大臂的一端通过轴承二支承在销子三上,另一端固定有销子四;销子三固定在旋转关节顶端;大臂驱动电机的壳体通过螺栓固定在大臂上;大臂驱动电机的输出轴水平设置,并与销子三固定;所述的小臂组件包括后小臂、前小臂、前小臂驱动电机、轴承三和圆柱销;所述的后小臂与销子四固定;前小臂驱动电机的壳体通过螺栓固定在后小臂上;前小臂驱动电机的输出轴与旋转电机的输出轴垂直,并与大臂驱动电机的输出轴垂直;前小臂的后端通过轴承三支承在后小臂上,前端固定有圆柱销;前小臂驱动电机的输出轴与前小臂后端固定;旋转电机、大臂驱动电机和前小臂驱动电机均由控制器控制。

3.根据权利要求2所述的一种气磁切换的多功能柔性卡爪机械臂,其特征在于:所述的手指组件包括手腕、手指、电主轴、爪子架、手腕驱动电机和电主轴驱动电机;手腕的后端与圆柱销固定,手指通过一个轴承四支承在手腕的前端;手腕驱动电机的壳体通过螺栓固定在手腕上,手腕驱动电机的输出轴与主动锥齿轮固定;从动锥齿轮与手指固定,并与主动锥齿轮啮合;手腕驱动电机的输出轴与前小臂驱动电机的输出轴垂直且共面;电主轴的顶端通过一个轴承四支承在手指内,底端与爪子架固定;三个机械爪的上关节顶部均与爪子架固定;电主轴驱动电机的壳体固定在位于手指上,电主轴驱动电机的输出轴与电主轴固定;

所述的手腕驱动电机和电主轴驱动电机均由控制器控制。

4.根据权利要求2所述的一种气磁切换的多功能柔性卡爪机械臂,其特征在于:所述的底座开设有四个安装孔。

5.根据权利要求2所述的一种气磁切换的多功能柔性卡爪机械臂,其特征在于:所述旋转关节的底部设有一体成型的凸台,轴承一为推力球轴承,轴承一的轴圈支承旋转关节的凸台。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种气磁切换的多功能柔性卡爪机械臂,其特征在于:所述的上关节与中间关节一、中间关节一与中间关节二、中间关节二与中间关节三以及中间关节三与下关节均通过铰接件铰接,铰接件由销轴和通过销轴铰接的两个连接板组成;上关节底部和中间关节一的顶部与一个铰接件的两个连接板分别固定,中间关节一底部和中间关节二的顶部与一个铰接件的两个连接板分别固定,中间关节二底部和中间关节三的顶部与一个铰接件的两个连接板分别固定,中间关节三底部和下关节的顶部与一个铰接件的两个连接板分别固定。