[实用新型]两自由度简易教学用机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种简易的两自由度教学用机械手，属于教学用具技术领域。

背景技术

随着机械制造业的飞速发展，生产过程自动化应用的越来越普遍。追求高效率，生产加工的高质量，减低生产成本迫使越来越多的企业尽可能地提高生产过程的自动化程度，因而越来越多的机械手、机器人应用在生产当中，同时也要求工科院校的大学或职业教育尽快将机械手、机器人的研制及应用纳入到教学过程中。目前，实际工程中应用的机械手、机器人一般结构较为复杂，成本较高，不适合搬入教堂，应用于教学。涉及机械手、机器人方面的专利及文章很多，但又只是一些文字和图片介绍，不能用于教学现场演示。职业学校和一些工科院校更希望应用一种简单的、可体现机械手或机器人构造的、驱动方式多样的、成本低廉的教学机械手进行生动的相关内容教学，但这种机械手目前难以找到。

发明内容

针对现有教学用机械手技术的不足，本实用新型提供一种结构简单、使用方便的两自由度简易教学用机械手。

本实用新型通过以下技术解决方案实现：

两自由度简易教学用机械手由底座、步进电机、小齿轮、大齿轮、大齿轮轴、连接板、垂直移动气缸、气动手爪组成，步进电机安装在底座上，步进电机的输出轴上安装有小齿轮；大齿轮安装在大齿轮轴上，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮轴通过轴承安装在底座上；大齿轮与垂直移动气缸通过连接板连接在一起，气动手爪安装在垂直移动气缸上。

采用TN型垂直移动气缸。

步进电机通过小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮带动垂直移动气缸绕大齿轮轴旋转，完成气动手爪的旋转运动。垂直移动气缸在压缩空气的作用下带动气动手爪伸出、缩回，完成气动手爪的直线运动。气动手爪自身在压缩空气的作用下完成开启和闭合，放开和抓取物品。

本实用新型应用步进电机和气缸完成了旋转和直线两个自由度的运动。具有结构简单、运动性能好、使用方便的特点。主要应用在简单的机械手控制操作、机械手认知等教学过程中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的右视图。

图中：1、气动手爪，2、垂直移动气缸，3、螺钉，4、大齿轮，5、连接板，6、弹性轴承挡圈，7、轴承，8、大齿轮轴，9、小齿轮，10、步进电机，11、底座。

具体实施方式

实施例

本实用新型的两自由度简易教学用机械手如图1所示，由底座11、步进电机10、小齿轮9、大齿轮4、大齿轮轴8、连接板5、垂直移动气缸2和气动手爪1组成。步进电机10通过四个螺钉安装在底座11上，步进电机10的输出轴上安装有小齿轮9，大齿轮4安装在大齿轮轴8上，小齿轮9与大齿轮4啮合。大齿轮轴8的一端通过轴承7安装在底座11上，轴承7通过底座11上的凸缘和弹簧挡圈6定位固定。大齿轮4和条状连接板5上均有两个通孔，用两个螺钉3穿过这两个通孔将大齿轮4和连接条5固定在垂直移动气缸2上，使大齿轮4的转动带动垂直移动气缸2绕大齿轮轴8旋转。垂直移动气缸2是TN型的。气动手爪1安装在垂直移动气缸2的活塞杆前端，在气体的作用下气动手爪1可以开启或闭合。

若该机械手垂直应用，在拾取物体时，步进电机10旋转，小齿轮9带动大齿轮4旋转，大齿轮4带动垂直运动气缸2绕大齿轮轴8旋转，使气动手爪1对准欲搬移的物体。此时，气动手爪1张开，垂直移动气缸2的活塞杆伸出，到达预定位置，气动手爪1在指令的控制下闭合，夹住物品。然后，垂直移动气缸2在控制指令的作用下，其活塞杆缩回。步进电机10根据需要，旋转预定的角位移，到达目的位置，然后垂直移动气缸2的活塞杆伸出，到达预定位置后，控制指令控制气动手爪1开启，将物品放下。此为拾取物体的一个循环。

同样，该机械手可水平放置，即可在同一个水平面内搬运物品。