一种用于抓取矿石的机械手

专利检索2026-09-25  14


本发明属于机械手领域,尤其涉及一种用于抓取矿石的机械手。


背景技术:

1、机械手通常是配合机械手臂用于按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。目前,矿山开采中已经使用机械手来代替部分矿工的工作,现有技术的机械手一般为连杆式的结构,适用于块状、柱形或球形的物件,但是由于压力角的存在影响传动效率,连杆式机械手对一些体积偏大且表面不规则的矿石进行抓取过程中,会出现机械手的夹手夹持不牢,以及打滑的情况,从而导致机械手不能完全的夹住被抓取的物件,就算能够夹取,在转运过程中,也会因为物件本身重量的原因,导致被夹取物件脱离机械手,所以,现有技术的机械手在抓取过程中存在安全隐患。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提出一种用于抓取矿石的机械手。该机械手将机械手与液压摆动缸缸通过连接板固定,该液压摆动缸通过锥齿轮将动力传导至机械手,与液压摆动缸的摆动轴进行键连接的锥齿轮为主动轮,主动锥齿轮轮带动两边的从动锥齿轮转动,两个从动锥齿轮的转动方向相反,两个机械手分别与两个从动锥齿轮固定连接,实现机械手开合自由度;当抓取被操作对象时,手指指尖与被抓取对象直接接触,机械手持续夹紧的过程中,手指复位弹簧被压缩,手指会在夹持力和球形滑块的作用下与不规则的被接触表面趋于垂直,使得机械手与被抓取对象之间的接触点增加,限制被抓取对象的自由度,随着夹持力的不断增大,手指复位弹簧不断被压缩,最终手背的圆弧形槽面抵住手指,支撑刚度大幅增加,令抓取更加稳定;具有结构对称,动作协调,快速稳定的优点。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种用于抓取矿石的机械手,该机械手包括液压摆动缸、连接板、机械手、锥齿轮、悬臂销、手背、手掌、手指复位弹簧、球形滑块、手指、弹簧挡板、指尖;

3、所述锥齿轮共有一个主动锥齿轮和两个从动锥齿轮,主动锥齿轮居中放置,两个从动锥齿轮分别在主动锥齿轮的两边垂直安装,且与主动锥齿轮形成齿轮副,所述摆动轴与主动锥齿轮固定连接,所述机械手分别与两个从动锥齿轮固定连接,所述悬臂销安装固定在连接板上,且分别与两个从动锥齿轮进行连接,形成转动副。

4、所述手背安装在机械手的末端,手背上设有若干个螺纹通孔,上端面设有与机械手末端连接法兰相同形状的槽,下端面设有若干个半圆形槽孔。所诉手掌与手背配合安装,上端面设有与手背下端面相同的半圆形槽孔,下端面设有若干个圆槽,与半圆形槽孔一一对应。所诉球形滑块设有贯穿轴线的正六边形沉头通孔。所述手指上端设有轴肩,末端为与手背半圆形槽孔圆弧面曲率相同的圆弧面,手指与球形滑块配合安装形成移动副,手指轴肩与球形滑块的沉头孔限制手指的活动行程。所述弹簧挡板中心设有一个沉头孔,与手指下端的螺纹孔配合进行螺栓连接。所述手指复位弹簧为圆锥弹簧,大端与手掌上的圆槽配合固定安装,小端与手指上的弹簧挡板配合安装。所述指尖上设有两个沉头孔,与手指侧面的三个安装槽通过螺栓连接进行安装固定。

5、进一步说明,主动锥齿轮的轴线与从动锥齿轮的轴线位于同一平面,且相互垂直;两个从动锥齿轮位于同一轴线,但安装方向相反,当主动锥齿轮转动时,两个从动锥齿轮将往相反的方向转动。

6、进一步说明,机械手与从动锥齿轮连接部分有两个螺纹孔,通过紧定螺钉将机械手与从动锥齿轮进行固定连接。

7、进一步说明,连接板与液压摆动缸连接的平面设有圆形导向孔,可与液压摆动杠的端盖相互配合,连接板的三个沉头孔正好与液压摆动缸外端面的三个螺纹孔对齐,通过螺栓进行连接固定。

8、进一步说明,手背与手掌的半圆形槽孔一一对应,手掌圆槽中轴线、手指、手指复位弹簧、球形滑块通孔的轴线为同一轴线。

9、进一步说明,球形滑块安装在手背与手掌之间形成的圆形槽孔中,与手背和手掌形成球面低副。

10、进一步说明,手指轴肩端的圆弧面上贴有一层薄薄的防滑橡胶,当其与手背的半圆形凹槽面接触时,可起到缓冲和防滑的作用。

11、本发明的有益结果是:手掌和手指之间采用弹性支撑,给予手指活动的高自由度,夹紧被抓取对象后,支撑刚度大幅上升,使得抓取更加稳定,能够安全快速地完成抓取和放置的动作;该机械手由液压直接驱动,通过一个主动锥齿轮带动两个从动锥齿轮同步转动,省去了中间的连杆机构,无压力角引起的传动效率损失,同时具备对表面不规则且体积稍大的矿石的适应能力,该机械手具有结构对称,动作协调,驱动直接,快速稳定的优点,具有极佳的工程应用前景。



技术特征:

1.一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,该机械手包括液压摆动缸、连接板、机械手、锥齿轮、悬臂销、手背、手掌、手指复位弹簧、球形滑块、手指、弹簧挡板、指尖;所述锥齿轮共有一个主动锥齿轮和两个从动锥齿轮,主动锥齿轮居中放置,两个从动锥齿轮分别在主动锥齿轮的两边垂直安装,且与主动锥齿轮形成齿轮副,所述摆动轴与主动锥齿轮固定连接,所述机械手分别与两个从动锥齿轮固定连接,所述悬臂销安装固定在连接板上,且分别与两个从动锥齿轮进行连接,形成转动副。

2.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,所述手背安装在机械手的末端,手背上设有若干个螺纹通孔,上端面设有与机械手末端连接法兰相同形状的槽,下端面设有若干个半圆形槽孔。所诉手掌与手背配合安装,上端面设有与手背下端面相同的半圆形槽孔,下端面设有若干个圆槽,与半圆形槽孔一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,所诉球形滑块设有贯穿轴线的正六边形沉头通孔。所述手指上端设有轴肩,末端为与手背半圆形槽孔圆弧面曲率相同的圆弧面,手指与球形滑块配合安装形成移动副,手指轴肩与球形滑块的沉头孔限制手指的活动行程。所述弹簧挡板中心设有一个沉头孔,与手指下端的螺纹孔配合进行螺栓连接。所述手指复位弹簧为圆锥弹簧,大端与手掌上的圆槽配合固定安装,小端与手指上的弹簧挡板配合安装。所述指尖上设有两个沉头孔,与手指侧面的三个安装槽通过螺栓连接进行安装固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,主动锥齿轮的轴线与从动锥齿轮的轴线位于同一平面,且相互垂直;两个从动锥齿轮位于同一轴线,但安装方向相反,当主动锥齿轮转动时,两个从动锥齿轮将往相反的方向转动。

5.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,机械手与从动锥齿轮连接部分有两个螺纹孔,通过紧定螺钉将机械手与从动锥齿轮进行固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,连接板与液压摆动缸连接的平面设有圆形导向孔,可与液压摆动杠的端盖相互配合,连接板的三个沉头孔正好与液压摆动缸外端面的三个螺纹孔对齐,通过螺栓进行连接固定。

7.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,手背与手掌的半圆形槽孔一一对应,手掌圆槽中轴线、手指、手指复位弹簧、球形滑块通孔的轴线为同一轴线。

8.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,球形滑块安装在手背与手掌之间形成的圆形槽孔中,与手背和手掌形成球面低副。

9.根据权利要求1所述的一种用于抓取矿石的机械手,其特征在于,手指轴肩端的圆弧面上贴有一层薄薄的防滑橡胶,当其与手背的半圆形凹槽面接触时,可起到缓冲和防滑的作用。


技术总结
本发明公开了一种用于抓取矿石的机械手,包括液压摆动缸、连接板、机械手、锥齿轮、悬臂销、手背、手掌、手指复位弹簧、球形滑块、手指、弹簧挡板、指尖。连接板实现机械手与液压摆动缸的连接,液压摆动缸与机械手通过锥齿轮链接的方式传动动力;从动锥齿轮通过悬臂销固定在链接板上,限制两者相对移动的同时使其能够相对转动;机械手的夹紧和松开动作由液压摆动缸来驱动完成;夹紧时,手指会在指尖和球形滑块的共同作用下与矿石不规则的被接触表面趋于垂直,使得机械手与被抓取对象之间的接触点增加,限制被抓取对象的自由度,随着夹持力的不断增大,手指复位弹簧不断被压缩,最终手背的圆弧形槽面抵住手指,支撑刚度大幅增加,令抓取更加稳定。

技术研发人员:范宇琪,彭志鸿
受保护的技术使用者:哈尔滨理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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