本發明涉及一種機器手，特別是涉及一種經濟、高效機器手。

背景技術：

目前，在這個工業化、自動化、機械化快速發展的時代，提高工作效率已經變得至關重要。手工的勞作已經不能滿足現代發展的需求，一系列的自動化設備應運而生，搬運機械手更是趕上了這次的浪潮。機械手可以代替人進行一些危險的、復雜的工作。

現代的制造業，如汽車制造生產線上已經開始逐漸的使用一些機器手代替人進行工作，在一些較大的企業中使用了較多的機器手來提高生產效率，以及節約生產成本等。但是由于機器手的造價較為高昂，對于很多中小企業來說是一筆較大的開支。這些因素限制了機器手的大范圍的推廣使用。

一些中小企業也需要一些機器手代替人進行一些較為危險的工作，或者用機器手提高生產效率。目前市面上的機器手雖然已經能滿足這些企業的使用要求，但是由于機器手的價格的高昂，以及這些企業并不需要過高的精度要求的機械手。因此急需一直簡單、經濟的機器手使這些企業提高效率代替人進行工作。

技術實現要素：

本發明所的目的在于解決現有技術中存在的技術問題，提供一種經濟、高效機器手，其結構簡單，性能優良，能代替人進行一些工作，并且提高生產效率，節約成本。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種經濟、高效機器手，包括以下部分：機座、轉臺、大臂、小臂、手腕、手爪。轉臺通過四根螺桿豎直支撐于機座上，并通過螺母實現螺桿與機座固定，轉臺通過關節與大臂連接，大臂通過關節與小臂連接，小臂與手腕通過關節連接，手腕與手爪通過螺栓固連，使得手爪能夠相對于小臂做俯仰運動，擁有5個自由度。

優選的，機器手的機座設計為移動式機座，安裝有4個滾輪，用于實現整個機器手的移動。同時，機座安裝有4個可調撐腳，移動機器手時，撐腳上調，實現機器手的移動，固定機器手時，撐腳下調，實現機器手的固定。

優選的，機器手的轉臺通過四根螺桿與機座固連，使轉臺豎直支撐于機座上，轉臺內應用了一對32024型的圓錐滾子軸承，轉臺中的轉軸通過軸肩與圓螺母實現與圓錐滾子軸承的豎直方向上的固定，一個電機甲的輸出軸與轉臺中的轉軸通過鍵連接，實現電機甲輸出軸轉動帶動轉臺中的轉軸轉動。

優選的，機器手的轉臺與大臂之間采用的是關節式的連接結構，其關節應用了6210型的深溝球軸承，深溝球軸承的內圈通過圓螺母使其與關節內的轉軸固定，其中深溝球軸承的內圈與關節內的轉軸的配合關系為過盈配合，關節內的轉軸通過螺栓與手臂固連，深溝球軸承的外圈通過與大臂安裝板過渡配合進行連接，大臂安裝板與轉臺中的轉軸通過螺栓固連，一個電機乙的輸出軸與關節內的轉軸通過鍵連接，實現電機乙輸出軸轉動帶動手臂轉動。

優選的，機器手的大臂與小臂之間采用的是關節式的連接結構，其關節應用了6210型的深溝球軸承，深溝球軸承的內圈通過圓螺母使其與關節內的轉軸固定，其中深溝球軸承的內圈與關節內的轉軸的配合關系為過盈配合，關節內的轉軸通過螺栓與小臂固連，深溝球軸承的外圈通過與大臂過渡配合進行連接，一個電機丙的輸出軸與關節內的轉軸通過鍵連接，實現電機丙輸出軸轉動帶動小臂轉動。

優選的，機器手的小臂與手腕之間采用的是關節式的連接結構，其關節應用了6210型的深溝球軸承，深溝球軸承的內圈通過圓螺母使其與關節內的轉軸固定，其中深溝球軸承的內圈與關節內的轉軸的配合關系為過盈配合，關節內的轉軸通過螺栓與手腕（4）固連，深溝球軸承的外圈通過與小臂過渡配合進行連接，一個電機丁的輸出軸與關節內的轉軸通過鍵連接，實現電機丁輸出軸轉動帶動手腕轉動。

優選的，機器手的手腕為一塊鋁合金薄板，用來調整和支撐手爪狀態，使得機器手的靈活性、可靠性得到保證。

優選的，機器手的手爪采用的是機械加緊式的夾持方式，手爪主要由一個手爪底板、兩個相同長度可相互嚙合的帶齒桿件、兩個相同的連接桿件以及兩個相同的夾持桿件組成，手爪的夾持運動由舵機的輸出軸帶動帶齒桿件的轉動，通過一組手爪底板、帶齒桿件、連接桿件以及夾持桿件構成的平面四桿機構的運動特性，使得夾持桿件做往復運動，另一組手爪底板、帶齒桿件、連接桿件以及夾持桿件構成的平面四桿機構做與第一組相對應的運動，使得兩個夾持桿件做夾持運動。

優選的，機器手的轉臺、轉臺與大臂之間的關節、大臂與小臂之間的關節、小臂與手腕之間的關節的驅動裝置——電機甲、電機乙、電機丙、電機丁均采用px115行星減速電機，手爪的驅動裝置——舵機采用S1250MD型的微型舵機。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著技術進步：

1、采用的機械結構較為簡單，并且節約成本，適合中小企業使用。

2、該機器手結構可靠，工作穩定性強，有助于提高生產效率與工作的質量。

3、該機器手較為靈活可以適應不同的生產環境，便于搬運等優點。

4、該機器手能夠代替人進行一些危險的加工，可以完成一些較為復雜的運動。

附圖說明

圖1為本發明一種經濟、高效機器手的結構示意圖。

圖2為本發明簡圖。

圖3為本發明機構運動簡圖。

圖4為本發明俯視圖。

圖5為本發明轉臺的結構剖視圖。

圖6為本發明轉臺與大臂連接處關節的結構剖視圖。

圖7為本發明手爪的結構示意圖。

圖8為本發明手爪的機構運動簡圖。

具體實施方式

下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。

實施例一：

如圖1所示，本經濟、高效機器手，包括：機座（1）、轉臺（2）、大臂（3）、小臂（4）、手腕（5）和卡爪（6），其特征在于：轉臺（2）通過四根螺桿豎直支撐于機座（1）上，并通過螺母實現螺桿與機座（1）固定，轉臺（2）通過關節與大臂（3）連接，大臂（3）通過關節與小臂（4）連接，小臂（4）與手腕（5）通過關節連接，手腕（5）與手爪（6）通過螺栓固連，使得手爪（6）能夠相對于小臂（4）做俯仰運動，擁有5個自由度。

實施例二：

如圖1~圖8，本實施例與實施例一基本相同，特別之處如下：

所述的機座（1）為移動式機座，安裝有4個滾輪，用于實現整個機器手的移動；同時，機座（1）安裝有4個可調撐腳，移動機器手時，撐腳上調，實現機器手的移動；固定機器手時，撐腳下調，實現機器手的固定。

所述的轉臺（2）通過四根螺桿與機座（1）固連，使轉臺（2）豎直支撐于機座（1）上，轉臺（2）內有一對32024型的圓錐滾子軸承，轉臺（2）中的一根轉軸通過其軸肩與圓螺母實現與所述圓錐滾子軸承在豎直方向上的定位，一個電機甲的輸出軸與轉臺（2）中的轉軸通過鍵連接，實現電機甲輸出軸轉動帶動轉臺（2）中的轉軸轉動。

所述的轉臺（2）與大臂（3）之間采用的是關節式的連接結構，其關節應用了6210型的深溝球軸承，深溝球軸承的內圈通過圓螺母使其與關節內的轉軸固定，其中深溝球軸承的內圈與關節內的轉軸的配合關系為過盈配合，關節內的轉軸通過螺栓與大臂（3）固連，深溝球軸承的外圈通過與大臂安裝板過渡配合進行連接，大臂安裝板與轉臺（2）中的轉軸通過螺栓固連，一個電機乙的輸出軸與關節內的轉軸通過鍵連接，實現電機乙輸出軸轉動帶動大臂（3）轉動。

所述的大臂（3）與小臂（4）之間采用的是關節式的連接結構，其關節應用了6210型的深溝球軸承，深溝球軸承的內圈通過圓螺母使其與關節內的轉軸固定，其中深溝球軸承的內圈與關節內的轉軸的配合關系為過盈配合，關節內的轉軸通過螺栓與小臂（4）固連，深溝球軸承的外圈通過與大臂（3）過渡配合進行連接，一個電機丙的輸出軸與關節內的轉軸通過鍵連接，實現電機丙輸出軸轉動帶動小臂（4）轉動。

所述的小臂（4）與手腕（5）之間采用的是關節式的連接結構，其關節應用了6210型的深溝球軸承，深溝球軸承的內圈通過圓螺母使其與關節內的轉軸固定，其中深溝球軸承的內圈與關節內的轉軸的配合關系為過盈配合，關節內的轉軸通過螺栓與手腕（5）固連，深溝球軸承的外圈通過與小臂（4）過渡配合進行連接，一個電機丁的輸出軸與關節內的轉軸通過鍵連接，實現電機丁輸出軸轉動帶動手腕（5）轉動。

所述的手腕（5）為一塊鋁合金薄板，用來調整和支撐手爪（6）狀態，使得機器手的靈活性、可靠性得到保證。

所述的手爪（6）采用的是機械加緊式的夾持方式，手爪（6）主要由一個手爪底板、兩個相同長度可相互嚙合的帶齒桿件、兩個相同的連接桿件以及兩個相同的夾持桿件組成，手爪（6）的夾持運動由一個舵機的輸出軸帶動帶齒桿件的轉動，通過一組手爪底板、帶齒桿件、連接桿件以及夾持桿件構成的平面四桿機構的運動特性，使得夾持桿件做往復運動，另一組手爪底板、帶齒桿件、連接桿件以及夾持桿件構成的平面四桿機構做與第一組相對應的運動，使得兩個夾持桿件做夾持運動。

所述轉臺（2）、轉臺（2）與大臂（3）之間的關節、大臂（3）與小臂（4）之間的關節、小臂（4）與手腕（5）之間的關節的驅動裝置——電機甲、電機乙、電機丙、電機丁均采用px115行星減速電機，手爪（6）的驅動裝置——舵機采用S1250MD型的微型舵機。

實施例三：

如圖1~圖8所示，本經濟、高效機器手包括：機座（1）、轉臺（2）、大臂（3）、小臂（4）、手腕（5）、手爪（6）等6個主要部分組成。

機器手可以實現5自由度的運動，分別為：轉臺（1）與大臂（3）之間的轉動、大臂（3）與大臂安裝板之間的仰俯運動、大臂（3）與小臂（4）之間的仰俯運動、小臂（4）與手腕（5）之間的仰俯運動、手爪（6）的夾取運動。

機座（1）設計為移動式機座，安裝有4個滾輪，用于實現整個機器手的移動。同時，機座（1）安裝有4個可調撐腳，移動機器手時，撐腳上調，實現機器手的移動，固定機器手時，撐腳下調，實現機器手的固定。

大臂（3）與小臂（4）都采用的是鋁合金材料，使得機器材料的質量降低。對于機器手的承載零件選用了鋼材料，以便達到機械手整體的強度要求。

如圖5，轉臺的設計是通過電機（5—2）輸出軸與轉軸（5—3）的連接，將電機（5—2）的轉矩傳遞給轉軸（5—3），再通過轉軸（5—3）與大臂安裝板（5—1）的連接，使得大臂能夠豎直轉動。其中，轉臺與轉臺上板（5—5）是通過一對32024型圓錐滾子軸承連接，圓錐滾子既可以承受軸向力，也可以承受徑向力。上面的圓錐滾子軸承內圈通過轉軸（5—3）的軸肩固定，外圈通過套杯（5—4）的軸肩固定。下面的圓錐滾子軸承內圈通過大圓螺母固定，外圈同樣通過套杯（5—4）的軸肩固定。

如圖6，轉臺與大臂連接處關節的設計是通過電機（6—1）輸出軸與轉軸（6—4）的連接，轉軸（6—4）與大臂（6—3）固定，通過電機（6—1）輸出軸帶動轉軸（6—4）使得大臂（6—3）做俯仰運動。其中電機（6—1）與電機安裝板（6—2）固連，轉軸（6—4）與大臂安裝板（6—5）通過6210型深溝球軸承連接，使得轉軸（6—4）做相對的轉動。此深溝球軸承內圈的右端通過軸肩固定，左端通過圓螺母固定，深溝球軸承外圈的左端與右端通過一對端蓋固定。對于本次設計的機器手，此關節設計更為簡單有效，且便于裝配與控制。

如圖7，手爪采用的是機械加緊式的夾持方式，手爪主要由一個手爪底板（7—1）、兩個相同長度可相互嚙合的帶齒桿件（7—2）和（7—5）、兩個相同的連接桿件（7—3）和（7—6）、兩個相同的夾持桿件（7—4）和（7—7）組成，手爪的夾持運動由舵機的輸出軸帶動帶齒桿件（7—2）的轉動，再通過一組手爪底板（7—1）、帶齒桿件（7—2）、連接桿件（7—3）以及夾持桿件（7—4）構成的平面四桿機構的運動特性，使得夾持桿件（7—4）做往復運動。帶齒桿件（7—5）與帶齒桿件（7—2）相嚙合，使得帶齒桿件（7—5）做與帶齒桿件（7—2）相對的運動，再以手爪底板（7—1）、帶齒桿件（7—5）、連接桿件（7—6）以及夾持桿件（7—7）構成的平面四桿機構做與第一組相對應的運動，使得兩個夾持桿件（7—4）和（7—7）做夾持運動。

轉臺（2）、轉臺（2）與大臂（3）之間的關節、大臂（3）與小臂（4）之間的關節、小臂（4）與手腕（5）之間的關節的驅動裝置均采用px115行星減速電機，手爪（6）的驅動裝置采用S1250MD型的微型舵機。

本發明利用簡單的機械結構進行機器手的結構設計，使得機器手的制造達到簡化的目的，并且成本低廉，應用可靠，有利于實現機器手的大范圍的使用，推動一些中小企業的工廠的自動化程度，有利于行業發展，并且能夠代替人進行一些危險的操作，降低工傷的概率。

以上所述的具體實施例，對本發明的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。