本發(fā)明涉及一種機(jī)械手，特別涉及一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)械手是能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。然而現(xiàn)有的機(jī)械手大都采用大量的電器類設(shè)備，而且工作時(shí)大都易發(fā)生碰撞產(chǎn)生火花，在可燃環(huán)鏡下工作時(shí)易發(fā)生危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，以解決現(xiàn)有機(jī)械手在可燃環(huán)境下易發(fā)生碰撞產(chǎn)生火花而發(fā)生危險(xiǎn)的技術(shù)問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，包括底座平臺(tái)、液壓馬達(dá)一、轉(zhuǎn)動(dòng)主軸和機(jī)械手臂，所述底座平臺(tái)包括安裝底座和底座頂板，所述安裝底座通過所述轉(zhuǎn)動(dòng)主軸與所述底座頂板傳動(dòng)連接，所述機(jī)械手臂和液壓馬達(dá)一均固定在所述底座頂板上，所述液壓馬達(dá)一通過齒輪組件與所述安裝底座驅(qū)動(dòng)連接，當(dāng)液壓馬達(dá)一工作時(shí)帶動(dòng)所述齒輪組件轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒輪組件帶動(dòng)所述安裝底座轉(zhuǎn)動(dòng)，所述安裝底座通過所述轉(zhuǎn)動(dòng)主軸推動(dòng)所述底座頂板轉(zhuǎn)動(dòng)。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述安裝底座包括一底板，所述底板上凸設(shè)一頸部管，所述轉(zhuǎn)動(dòng)主軸通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述頸部管內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的上端通過推力球軸承與所述底座頂板傳動(dòng)連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述底板上設(shè)置一底板通孔，所述底板通孔與所述頸部管連通，所述底板通孔的外端設(shè)置一底部拉蓋，所述底部拉蓋與所述轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的底端固定連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述齒輪組件包括一小齒輪和一大齒輪，所述小齒輪與所述液壓馬達(dá)一的輸出軸固定連接，所述大齒輪固定套設(shè)在所述頸部管上，所述小齒輪與所述大齒輪嚙合連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述機(jī)械手臂包括第一關(guān)節(jié)、液壓馬達(dá)二、第一臂、第二關(guān)節(jié)、第二臂和第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸，所述第一臂通過第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述底座頂板上，所述液壓馬達(dá)二安裝在所述底座頂板上并與所述第一關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)連接，所述第一臂與第二臂通過所述第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸安裝在所述第一臂上并且其輸出端與所述第二臂驅(qū)動(dòng)連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述第一關(guān)節(jié)包括第一關(guān)節(jié)底座和一連接軸，所述第一關(guān)節(jié)底座固定設(shè)置在所述底座頂板上，所述第一臂的底端開設(shè)一安裝槽口，所述第一關(guān)節(jié)底座的上端通過連接軸連接在此安裝槽口內(nèi)，所述安裝槽口的兩槽壁上分別開設(shè)一槽孔，所述槽孔上固定安裝有連接塊，所述液壓馬達(dá)二的輸出軸與一連接塊固定連接，所述液壓馬達(dá)二工作時(shí)，其輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)所述第一臂繞所述連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述第一關(guān)節(jié)底座的上端設(shè)置一橫向通孔，所述連接軸通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接于此橫向通孔上。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述槽孔為t型槽孔，所述t型槽孔包括大徑槽孔和小徑槽孔，所述大徑槽孔連通于所述小徑槽孔的外側(cè)，所述連接塊包括一工型塊，所述工型塊的外側(cè)兩端分別連接一擋板，所述工型塊位于所述小徑槽孔內(nèi)，所述擋板位于所述大徑槽孔內(nèi)，所述連接塊通過螺栓緊固連接所述第一臂的槽孔內(nèi)；所述工型塊的內(nèi)側(cè)通過鍵與所述連接軸連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述第二臂的底端延伸一支架，所述支架固定設(shè)置在所述第二臂的底端，所述支架與所述第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸的輸出軸鉸鏈連接，所述第二關(guān)節(jié)包括一橫向轉(zhuǎn)軸，所述第二臂通過所述橫向轉(zhuǎn)軸與所述第一臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，所述機(jī)械手臂還包括手抓裝置，所述手抓裝置包括手抓安裝支座、旋轉(zhuǎn)液壓缸和前端手抓，所述手抓安裝支座與所述第二臂通過第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二臂上安裝一第三關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸，所述第三關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸的輸出軸與所述手抓安裝支座驅(qū)動(dòng)連接；所述旋轉(zhuǎn)液壓缸安裝在所述安裝支座上并與所述前端手抓驅(qū)動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)液壓缸工作時(shí)，所述前端手抓可旋轉(zhuǎn)360°。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，通過液壓馬達(dá)一帶動(dòng)整個(gè)底座平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過液壓馬達(dá)二驅(qū)動(dòng)第一臂繞連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)第二臂繞第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第三關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)手抓安裝支座繞第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過旋轉(zhuǎn)液壓缸帶動(dòng)夾鉗裝置可360°旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置各部分的運(yùn)動(dòng)，能夠在可燃環(huán)境中使用，液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)相對馬達(dá)驅(qū)動(dòng)來說電火花產(chǎn)生的概率大大降低，更可靠和安全。除此之外，本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達(dá)的重量只有電動(dòng)機(jī)的10％～20％。因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大的沖擊；

(2)能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度，并可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達(dá)1：2000(一般為1：100)。

(3)換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；

(4)液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制；

(5)由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；

(6)操縱控制簡便，自動(dòng)化程度高；

(7)容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；

(8)液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于設(shè)計(jì)、制造和使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本發(fā)明一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置的側(cè)面剖視圖；

圖3為本發(fā)明的局部放大圖a；

圖4為本發(fā)明的手抓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖6為本發(fā)明的俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，舉一具體實(shí)施例加以詳細(xì)說明。

請參考圖1—圖6，一種能在可燃環(huán)境下安全工作的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，包括底座平臺(tái)1、液壓馬達(dá)一12、轉(zhuǎn)動(dòng)主軸13和機(jī)械手臂，底座平臺(tái)1包括安裝底座101和底座頂板104，安裝底座101通過轉(zhuǎn)動(dòng)主軸13與底座頂板104傳動(dòng)連接，機(jī)械手臂和液壓馬達(dá)一12均固定在底座頂板104上，液壓馬達(dá)一12通過齒輪組件與安裝底座101驅(qū)動(dòng)連接，當(dāng)液壓馬達(dá)一12工作時(shí)帶動(dòng)齒輪組件轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪組件帶動(dòng)安裝底座101轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝底座101通過轉(zhuǎn)動(dòng)主軸13推動(dòng)底座頂板104轉(zhuǎn)動(dòng)，底座頂板104轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械手臂轉(zhuǎn)動(dòng)。

請參考圖3，在本發(fā)明中，安裝底座101包括一底板，底板上凸設(shè)一頸部管102，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸13通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在頸部管102內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸13的上端通過推力球軸承17與底座頂板104傳動(dòng)連接。在本實(shí)施例中，底板上設(shè)置一底板通孔1011，底板通孔1011與頸部管102連通，底板通孔1011的外端設(shè)置一底部拉蓋103，底部拉蓋103與轉(zhuǎn)動(dòng)主軸13的底端固定連接。本實(shí)施例優(yōu)選底板通孔1011為倒t型，即此底板通孔1011的上端孔徑小于下端孔徑，對應(yīng)的，底部拉蓋103為t型結(jié)構(gòu)，底部拉蓋103通過螺栓與轉(zhuǎn)動(dòng)主軸13固定連接。

齒輪組件包括一小齒輪15和一大齒輪16，小齒輪15與液壓馬達(dá)一12的輸出軸121固定連接，大齒輪16固定套設(shè)在頸部管102上，小齒輪15與大齒輪16嚙合連接。

在本實(shí)施例中，液壓馬達(dá)一12位于底座頂板104的上端面，齒輪組件位于底座頂板104的下方，底座頂板104的外端面還設(shè)置有底座側(cè)擋板105。

在本發(fā)明中，機(jī)械手臂包括第一關(guān)節(jié)2、液壓馬達(dá)二2、第一臂3、第二關(guān)節(jié)5、第二臂6和第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸4，第一臂3通過第一關(guān)節(jié)2轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在底座頂板104上，液壓馬達(dá)二2安裝在底座頂板104上并與第一關(guān)節(jié)2驅(qū)動(dòng)連接，第一臂3與第二臂6通過第二關(guān)節(jié)5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸4安裝在第一臂3上并且其輸出端與第二臂6驅(qū)動(dòng)連接。

在本實(shí)施例中，第一關(guān)節(jié)2包括第一關(guān)節(jié)底座201和一連接軸203，第一關(guān)節(jié)底座201固定設(shè)置在底座頂板104上，第一臂3的底端開設(shè)一安裝槽口，第一關(guān)節(jié)底座201的上端通過連接軸203連接在此安裝槽口內(nèi)，安裝槽口的兩槽壁上分別開設(shè)一槽孔，槽孔上固定安裝有連接塊202，液壓馬達(dá)二2的輸出軸141與其中之一的連接塊202固定連接，液壓馬達(dá)二2工作時(shí)，其輸出軸141轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)第一臂3繞連接軸203轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本實(shí)施例中，第一關(guān)節(jié)底座201的上端設(shè)置一橫向通孔，連接軸203通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接于此橫向通孔上。

本實(shí)施例優(yōu)選的，槽孔為t型槽孔，t型槽孔包括大徑槽孔和小徑槽孔，大徑槽孔連通于小徑槽孔的外側(cè)，連接塊202包括一工型塊，工型塊的外側(cè)兩端分別連接一擋板，工型塊位于小徑槽孔內(nèi)，擋板位于大徑槽孔內(nèi)，連接塊202通過螺栓緊固連接第一臂3的槽孔內(nèi)；工型塊的內(nèi)側(cè)通過鍵與連接軸203連接。

在本實(shí)施例中，液壓馬達(dá)二2固定設(shè)置在底座頂板104上端面，液壓馬達(dá)二2的輸出端設(shè)置一定位板17，在定位板17內(nèi)，液壓馬達(dá)二2的輸出軸141的上下兩端均通過彈簧18定位。

第二臂6的底端延伸一支架，支架固定設(shè)置在第二臂6的底端，支架與第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸4的輸出軸鉸鏈連接，第二關(guān)節(jié)5包括一橫向轉(zhuǎn)軸，第二臂6通過橫向轉(zhuǎn)軸與第一臂3轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

請參考圖4，在本發(fā)明中，所述機(jī)械手臂還包括手抓裝置，手抓裝置包括手抓安裝支座9、旋轉(zhuǎn)液壓缸10和前端手抓11，手抓安裝支座9與第二臂6通過第三關(guān)節(jié)8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二臂6上安裝一第三關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸7，第三關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸7的輸出軸與手抓安裝支座9驅(qū)動(dòng)連接；旋轉(zhuǎn)液壓缸10安裝在手抓安裝支座9上并與前端手抓11驅(qū)動(dòng)連接，旋轉(zhuǎn)液壓缸7工作時(shí)，前端手抓11可旋轉(zhuǎn)360°。在本實(shí)施例中，第三關(guān)節(jié)8包括橫向轉(zhuǎn)軸，手抓安裝支座9通過橫向轉(zhuǎn)軸與第二臂6轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

本發(fā)明在設(shè)計(jì)中采用了液壓馬達(dá)用擺動(dòng)油缸代替驅(qū)動(dòng)手腕，在設(shè)計(jì)中盡可能不用電器類設(shè)備，以避免電火花造成危險(xiǎn)。為了防止意外碰撞產(chǎn)生火花，可從兩方面進(jìn)行考慮：第一，選用不容易產(chǎn)生碰撞火花的有色金屬，從材料本身避免碰撞火花的產(chǎn)生。第二，可以考慮在機(jī)械手容易產(chǎn)生碰撞的部位進(jìn)行表面噴涂保護(hù)層的方法來避免碰撞火花，例如噴涂一層橡膠材料。

液壓缸是機(jī)械手關(guān)節(jié)的主要驅(qū)動(dòng)元件，本發(fā)明的第二關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸4和第三關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸均選用雙作用單桿活塞液壓缸。雙作用單桿活塞液壓缸是液壓系統(tǒng)中作往復(fù)運(yùn)功的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、裝拆方便、易于維修，且連接方式多樣等特點(diǎn)。適用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械及其他機(jī)械。

本發(fā)明的操作方式為自動(dòng)控制，在控制方面，信號由微機(jī)程序進(jìn)行控制，該機(jī)械手裝置裝有壓覺傳感器、滑覺傳感器，可以自動(dòng)決定抓取力，而且保證抓取力不會(huì)過大而破壞物體。機(jī)械手在各關(guān)節(jié)處均裝有角度或傾角傳感器，通過這類傳感器的信號，可以讓控制芯片知道機(jī)械手的位置以及運(yùn)動(dòng)速度和加速度等信息。該機(jī)械手通過單片機(jī)進(jìn)行上級控制，并由各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立控制系統(tǒng)作為下一級控制單元來保證關(guān)節(jié)的定位精度。

本發(fā)明能在可燃環(huán)境下安全工作，可以完成零件的搬運(yùn)、噴漆等實(shí)際工作。它可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。

以上公開的僅為本申請的一個(gè)具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。