[实用新型]一种用于教学实训模拟的六关节机械手

说明书

技术领域

本实用新型属于机械手技术领域，尤其涉及一种具有六个关节的机械手。

背景技术

随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械手的研发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑十分必要。因此，目前各大高校都设有相应的关于机械手方面的教学研究课程，以使学生更加深入地了解机械手并激发对机械手的研究改进热情，从而促进机械手的技术发展，一般常见的机械手都有2或3个关节，其种类按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手，其通常包括有设在机械手始端的首端转动关节，用于驱动机械手臂的转动，在末端设有尾端转动关节，该尾端转动关节与手掌相连，用于驱动手掌转动，首端转动关节与尾端转动关节直接相连或者在二者之间还设有若干其它关节，用于提高自由度，通常首端转动关节和尾端转动关节均采用舵机或者是微型脉冲电机驱动，再辅以相应的电器控制系统用于控制舵机或者是微型脉冲电机，达到控制机械手的目的。目前，教学研究用的电动式机械手主要采用舵机驱动控制机械手臂，由于手臂通常只具有两到三个自由度，机械手灵活性低，抓取空间范围十分有限，运动模拟研究没有多大意义，不能满足教学研究中对机械手运动编程等的教学要求，而现有少部分多自由度机械手虽然可以实现大范围内货物抓取，但是其机械手的结构十分复杂而笨重，重量与成本也随之增加，这对于一般轻型货物的抓取尤其是教学研究使用既不经济也不适用。为了进一步研究机械手的空间运动，使学生更加深入地了解机械手的设计安装以及编程使用，同时也便于日常工业生产应用，设计一种结构简单、自由度更高，可充分满足教学实训模拟研究需要，又具有一定的工业应用价值的机械手便显得十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种用于教学实训模拟的六关节机械手，该机械手结构简单、自由度更高，既可充分满足教学实训模拟研究需要，又能在日常工业生产中迅速准确实现货物抓取，尤其是轻型货物的抓取。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于教学实训模拟的六关节机械手，包括底座、手掌、首端转动关节、中部活动关节、尾端转动关节及用于控制手掌和各关节动作的控制系统，其中，首端转动关节及控制系统均安装在底座上，中部活动关节可转动地安装在首端转动关节上，尾端转动关节可摆动地安装在中部活动关节上，手掌可转动地安装在尾端转动关节上，首端转动关节、中部活动关节及尾端转动关节以由下至上的方式排列，中部活动关节由四个依次从下至上的方式层叠连接的摆动关节组成，第一摆动关节可转动地安装在首端转动关节的转动输出端，尾端转动关节固定第四摆动关节上，第二至第四摆动关节在同一平面内摆动且与第一摆动关节的摆动平面相垂直。

进一步地，所述四个摆动关节均包括长方体结构的连接块、舵机和Π型支撑块，所述舵机设于所述连接块上，所述舵机的输出轴的两个驱动输出端分别与所述Π型支撑块的两竖直侧板固定连接。

进一步地，所述第二摆动关节的舵机输出轴、第三摆动关节的舵机输出轴与第四摆动关节的舵机输出轴均相互平行且第二摆动关节、第三摆动关节及第四摆动关节的舵机输出轴的两端端头朝向相同，所述第一摆动关节的舵机输出轴的端头朝向与其它三个摆动关节的舵机输出轴的端头朝向相垂直。

优先地，所述第一摆动关节的Π型支撑块的水平横板与所述第二摆动关节的连接块固定连接，所述第二摆动关节的Π型支撑块的水平横板与所述第三摆动关节的Π型支撑块的水平横板固定连接，所述第三摆动关节的连接块与所述第四摆动关节的连接块固定连接。

进一步地，所述手掌包括舵机、左手指和右手指，所述左手指与右手指分别与互相啮合的一对主动齿轮、从动齿轮相连，所述舵机的输出轴与所述主动齿轮相连，所述主动齿轮和从动齿轮的齿数、模数及压力角相同。

进一步地，所述Π型支撑块的水平横板与连接块之间、Π型支撑块的水平横板与Π型支撑块的水平横板之间、连接块与连接块之间的连接均采用花键螺栓连接，所述连接孔为内花键孔，所述花键螺栓由彼此相连的螺帽和外花键构成。

进一步地，所述底座上设有按正六边形排列的连接孔。