CN105881513A - 一对小臂上设有机械爪手的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一对小臂上设有机械爪手的机器人，所述小臂的数量为两条，两条小臂通过分体机构安装在大臂上，分体机构可驱使两条小臂作一定幅度的摆动。所述机械爪手包括铰接在爪手机架上的两对爪手、安装在爪手机架上用于驱动两对爪手动作的爪手驱动机构。爪手驱动机构可驱使两对爪手作收拢和开放的动作，以准确地抓取和释放工件。

Description

一对小臂上设有机械爪手的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一对小臂上设有机械爪手的机器人。

背景技术

申请号为CN201210566463.5的发明专利申请公开了一种轻型六轴通用机器人，包括底座体、腰转部件、大臂、轴座、小臂，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动。

其中，小臂的末端安装手腕，手腕上安装与工件接触的机械手，上述手腕、机械手构成机械手组件。现有技术中的机械手包括用于抓取工件的机械爪手，机械爪手中的驱动装置难以驱使多个手爪的运动幅度保持一致，如此，机械爪手难以全方位地抓紧工件，可导致工件从机械爪手中脱落。

发明内容

本发明所解决的技术问题：现有技术中的轻型六轴通用机器人，其具有一条小臂，使整个机器人的工作效率难以得到提升。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一对小臂上设有机械爪手的机器人，包括底座体、枢接在底座体上的腰转部件、枢接在腰转部件上的大臂、安装在大臂上的小臂、安装在小臂上的机械手组件，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动；

所述小臂的数量为两条，分别为第一小臂和第二小臂，两条小臂通过分体机构安装在大臂上；所述分体机构包括滑行基座、第一分体支架、固定在第一分体支架上的卷轴、固定在卷轴两端的棘轮、枢接在卷轴上的第二分体支架、连接第一分体支架和第二分体支架的伸缩杆；所述第二分体支架上设有卡入棘轮齿中的第二弹性卡片、驱使第二弹性卡片脱离与棘轮接触的第二驱动装置；所述棘轮包括固定在卷轴左端的第一棘轮和固定在卷轴右端的第二棘轮，第一棘轮与第二棘轮同轴且反向设置；所述滑行基座上设有第五电机驱动的第三齿轮，所述第一分体支架的侧壁滑动安装在滑行基座上，第一分体支架的底平面上设有与第三齿轮啮合的第一齿条，第二分体支架的底平面设有第二齿条，当第一分体支架的底平面和第二分体支架的底平面平行时，第一齿条和第二齿条首尾衔接成与第三齿轮啮合的完整齿条；

所述大臂上固定有第三电机，第三电机的输出轴与滑行基座联接；所述第一小臂安装在第一分体支架上，第二小臂安装在第二分体支架上；所述机械手组件包括枢接在小臂前端的摆动臂、安装在摆动臂前端的机械爪手；所述机械爪手包括爪手机架、铰接在爪手机架上的两对爪手、安装在爪手机架上用于驱动两对爪手动作的爪手驱动机构；所述爪手驱动机构包括支架体、第一锁紧体、第二锁紧体；所述支架体上枢接有大齿轮、第二中齿轮、第一小齿轮、传动轴，所述传动轴竖直设置且与安装在支架体上的动力装置联接，所述大齿轮固定在传动轴上，大齿轮与第二中齿轮啮合，第二中齿轮与第一小齿轮啮合；所述第一锁紧体包括固定设置的第一螺柱，所述第一小齿轮的中央处开设与第一螺柱螺接的螺纹孔；所述第二锁紧体包括固定设置的第二螺柱，所述第二中齿轮的中央处开设与第二螺柱螺接的螺纹孔；支架体上设有对第一锁紧体和第二锁紧体的升降进行导向的导向杆；

所述两对爪手中的第一对爪手中的两个爪手左右对称设置，两对爪手中的第二对爪手中的两个爪手前后对称设置，第一对爪手中的两个爪手的底部开设倾斜设置的第一滑行槽，第二对爪手中的两个爪手的底部开设倾斜设置的第二滑行槽，所述第一锁紧体的顶部设有与第一滑行槽滑动配合的第一滑销，第二锁紧体的顶部设有与第二滑行槽滑动配合的第二滑销。

按上述技术方案，本发明所述一对小臂上设有机械爪手的机器人的工作原理如下：

第一，在第三电机的驱动下，滑行基座及其上的分体机构和两条小臂作为一个整体可相对大臂旋转。

第二，当两条小臂之间的夹角需变化时，第二驱动装置驱使第二弹性卡片脱离与棘轮接触，之后，伸缩杆的伸缩可驱使第一分体支架和第二分体支架作相对转动，第一分体支架和第二分体支架之间的夹角变化，进而，两条小臂之间的夹角得到所需变化；之后，第二弹性卡片复位，卡入第一棘轮和第二棘轮的齿中，由于第一棘轮和第二棘轮反向设置，因此，第一棘轮的齿和第二棘轮的齿的方向相反，如此，同时卡入第一棘轮和第二棘轮的齿中的第二弹性卡片可限制第二分体支架转动。

第三，在第二驱动装置驱使第二弹性卡片脱离与棘轮接触的前提下，伸缩杆的伸展驱使第二分体支架相对第一分体支架旋转，当第一分体支架和第二分体支架之间的夹角变大直至达到一百八十度，此时，第一分体支架的底平面和第二分体支架的底平面平行，第一齿条和第二齿条拼合成一完整的齿条，该完整的齿条与第三齿轮啮合，在第三齿轮的驱动下，分体机构及其上的第一小臂和第二小臂可相对滑行基座作直线移动。

第四，机械手组件中机械爪手的工作原理如下：动力装置驱动传动轴旋转，传动轴带动大齿轮旋转，大齿轮驱动第二中齿轮旋转，第二中齿轮驱动第一小齿轮旋转；所述第二中齿轮驱动第二螺柱上升，第二螺柱带动第二锁紧体上升，由于第二滑行槽倾斜设置，因此，竖直上升的第二滑销可驱使第二对爪手中任一爪手围绕其与爪手机架的铰接处旋转，使第二对爪手作相向摆动；所述第一小齿轮驱动第一螺柱下降，第一螺柱带动第一锁紧体下降，由于第一滑行槽倾斜设置(第一滑行槽倾斜的方向与第二滑行槽倾斜的方向相反)，因此，竖直下降的第一滑销驱使第一对爪手中任一爪手围绕其与爪手机架的铰接处旋转，使第一对爪手作相向摆动；至此，两对爪手呈收拢状，用于抓取工件。

通过上述技术方案，两条小臂既可相对大臂作旋转，两条小臂也可作相对的旋转，当两条小臂之间的夹角为一百八十度时，两条小臂可相对大臂作直线移动，以适应各种加工工况，提升机器人的作业效率。机械手组件中，第一对爪手连接第一锁紧体，第二对爪手连接第二锁紧体，而驱动第一锁紧体升降的第一小齿轮与驱动第二锁紧体升降的第二中齿轮啮合且由大齿轮驱动，如此，本发明可使第一对爪手同时动作且运动幅度相同，可使第二对爪手同时动作且运动幅度相同，可使第一对爪手和第二对爪手同时动作且运动幅度相同，以便机械爪手全方位且准确地抓紧工件。

作为本发明对分体机构的一种说明，述第二弹性卡片包括第二卡片、第二伸缩弹簧、第二固定座；所述第二分体支架上开设第二滑槽，所述第二卡片滑动配合在第二滑槽中，所述第二伸缩弹簧一端套设在第二卡片上，第二伸缩弹簧的另一端抵在第二固定座上，第二固定座固定在第二分体支架上；所述第二驱动装置包括固定在第二分体支架上的第二气缸、安装在第二气缸活塞杆上的第二驱动块，在第二气缸的驱动下，第二驱动块驱动第二卡片沿第二滑槽滑行，第二卡片沿第二滑槽的滑行驱使第二伸缩弹簧收缩。其中，所述第二卡片设有导向部，所述第二伸缩弹簧套设在导向部上，所述第二固定座开设导向孔，导向部活动插设在导向孔中。

作为本发明对分体机构的一种说明，所述第一分体支架固定有卷轴的一端设有第一弧形突出部，所述第一弧形突出部上开设可与第二弹性卡片配合的卡口。按上述说明，在第二驱动装置驱使第二弹性卡片脱离与棘轮接触的前提下，伸缩杆的伸展驱使第二分体支架相对第一分体支架旋转，第一弧形突出部作用于第二弹性卡片，第二弹性卡片在第一弧形突出部上滑动，第一分体支架和第二分体支架之间的夹角变大直至达到一百八十度，此时，第二弹性卡片卡入第一弧形突出部的卡口，第一分体支架和第二分体支架之间的夹角定位在一百八十度，即，两条小臂之间的夹角定位在一百八十度，此时，第一齿条和第二齿条拼合在一起，形成一完整的齿条。

作为本发明对分体机构的一种说明，所述伸缩杆包括固定在第一分体支架上的第一支杆、固定在第二分体支架上的第二支杆、一端与第一支杆铰接的螺纹杆、一端与第二支杆铰接的套筒、枢接在套筒另一端的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、输出轴与第二齿轮联接的第四电机；所述第一齿轮的中央处开设螺纹孔，螺纹杆与螺纹孔螺接，螺纹杆的另一端活动插设在套筒内，所述第四电机固定在套筒上。按上述说明，所述伸缩杆的工作原理如下：第四电机驱动第二齿轮旋转，第二齿轮驱动第一齿轮旋转，第一齿轮驱动螺纹杆相对套筒作伸入或伸出动作，如此，螺纹杆和套筒的总长度变化，以驱使第一分体支架和第二分体支架作相对的转动。

作为本发明对分体机构的一种说明，所述滑行基座开设滑行槽，滑行槽内滑动配合有方形的第一滑行块，第一滑行块与第一分体支架的侧壁固定连接；所述第二分体支架的侧壁上设有第三气缸，第三气缸的活塞杆上设有方形的第二滑行块，第二滑行块设有一对导向杆，一对导向杆活动插设在第二分体支架的侧壁中。按上述技术方案，当第一分体支架和第二分体支架之间的夹角为一百八十度时，即第一齿条与第二齿条拼合在一起时，所述第二滑行块正对滑行基座的滑行槽，此时，在一对导向杆的导向下，第三气缸可将第二滑行块推入滑行槽内，如此，在第三齿轮驱动拼合在一起的第一齿条和第二齿条平移时，第二滑行块也可在滑行槽内滑动；如此设计，可扩展分体机构相对于滑行基座的滑行距离，即，分体机构相对于滑行基座进行左右来回平移的幅度变大了。

作为本发明对机械手组件的一种说明，所述摆动臂由第一驱动单元驱动而摆动，所述机械爪手由第二驱动单元驱动而旋转；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于机械爪手的旋转中心线。

作为本发明对机械手组件的一种说明，所述小臂的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂枢接在凹形豁口内。按上述说明，所述摆动臂在小臂的凹形豁口内摆动。所述第一驱动单元包括安装在小臂上的第一电机、联接第一电机与摆动臂的第一传动单元；所述第一传动单元包括枢接在小臂上且同轴设置的第二齿轮和第三齿轮、枢接在小臂上且同轴设置的第四齿轮和第一同步带轮、枢接在小臂上的第三轴、固定安装在第三轴上的第二同步带轮；所述第一电机的输出轴上安装有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一同步带轮通过同步带与第二同步带轮联接，第三轴与摆动臂固定连接。按上述说明，第一电机将动力依次经第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第一同步带、第二同步带传递给第三轴，第三轴驱动摆动臂摆动。所述第二驱动单元包括安装在摆动臂上的第二电机、联接第二电机与机械爪手的第二传动单元；所述第二传动单元包括与第二电机输出轴联接的减速器、与减速器输出端连接的旋转盘，机械爪手安装在旋转盘上。

作为本发明对机械手组件的一种说明，所述爪手机架包括安装在摆动臂前端的爪手机架底板、竖直设置在爪手机架底板上的爪手机架支撑杆、固定在爪手机架支撑杆顶部的爪手机架顶板；所述爪手驱动机构安装在爪手机架底板上且位于爪手机架顶板的下方，所述爪手机架顶板上开设四个铰接孔，两对爪手中的四个爪手相应地铰接在四个铰接孔内。按上述说明，每个铰接孔内固定有铰接销，四个爪手以一对一的方式通过铰接销铰接在四个铰接孔内。任一爪手的底端位于铰接孔的下方，即，倾斜的第一滑行槽和第二滑行槽均位于铰接孔的下方。

作为本发明对机械手组件的一种说明，机械爪手中，所述支架体包括底座、支板；所述底座固定设置在爪手机架上，所述导向杆固定在底座上，所述支板水平固定在导向杆的顶部；所述大齿轮、第二中齿轮、第一小齿轮枢接在支板上，所述传动轴的顶端枢接在支板上，传动轴的底端枢接在底座上；所述第一锁紧体包括第一升降底盘、一对第一锁紧块、一对第一凹形块；所述第一升降底盘开设第一导向槽口，第一导向槽口与导向杆滑动配合；所述第一螺柱的数量为两个，两个第一螺柱竖直设置在第一升降底盘上，所述支板上开设一对第一通孔，一对第一螺柱穿过一对第一通孔；所述第一小齿轮的数量为两个，两个第一小齿轮以一对一的方式与一对第一螺柱螺接；所述一对第一锁紧块以一对一的方式安装在两个第一螺柱的顶部，一对第一凹形块以一对一的方式安装在一对第一锁紧块的顶部，所述第一滑销的数量为两个，两个第一滑销以一对一的方式安装在一对第一凹形块的顶部，两个第一滑销以一对一的方式与第一对爪手中的两个爪手的第一滑行槽滑动配合；所述第二锁紧体包括第二升降底盘、锁紧盘、一对第二凹形块；所述第二升降底盘开设第二导向槽口，第二导向槽口与导向杆滑动配合；所述第二螺柱的数量为两个，两个第二螺柱竖直设置在第二升降底盘上，第二升降底盘位于第一升降底盘的下方；所述第一升降底盘开设第二通孔，所述支板上开设第三通孔，两个第二螺柱向上穿过第二通孔和第三通孔；所述第二中齿轮的数量为两个，两个第二中齿轮以一对一的方式与两个第二螺柱螺接，两个第二中齿轮均与大齿轮啮合，两个第二中齿轮以一对一的方式与两个第一小齿轮啮合；所述锁紧盘水平安装在第二螺柱的顶部，一对第二凹形块安装在锁紧盘上，所述第二滑销的数量为两个，两个第二滑销以一对一的方式安装在一对第二凹形块的顶部，两个第二滑销以一对一的方式与第二对爪手中的两个爪手的第二滑行槽滑动配合；所述锁紧盘上开设第四通孔，所述第一螺柱穿过第四通孔，所述第一锁紧块位于锁紧盘的上方。

按上述说明，所述大齿轮驱动左右对称设置的一对第二中齿轮，一对第二中齿轮驱动左右对称设置的一对第一小齿轮。所述一对第二中齿轮驱动一对第二螺柱上升，一对第二螺柱带动锁紧盘上升，锁紧盘带动一对前后对称设置的第二凹形块上升，一对第二凹形块带动一对第二滑销竖直上升，一对第二滑销通过一对第二滑行槽驱动前后对称设置的第二对爪手相向摆动。所述一对第一小齿轮驱动一对第一螺柱下降，一对第一螺柱带动一对第一锁紧块下降，一对第一锁紧块带动一对左右对称设置的第一凹形块下降，一对第一凹形块带动一对第一滑销竖直下降，一对第一滑销通过一对第一滑行槽驱动左右对称设置的第一对爪手相向摆动。

作为本发明对机械手组件的一种说明，机械爪手中，所述第二升降底盘上竖直设置有第四螺柱、第六螺柱，第四螺柱、第六螺柱向上穿过第一升降底盘和支板，所述锁紧盘安装在第四螺柱、第六螺柱的顶部；所述支板上枢接有第四中齿轮、第六中齿轮，第四中齿轮、第六中齿轮位于支板和第一升降底盘之间，第四中齿轮的中央处、第六中齿轮的中央处均开设螺纹孔，第四螺柱螺接在第四中齿轮的螺纹孔内，第四中齿轮与大齿轮啮合，第六螺柱螺接在第六中齿轮的螺纹孔内，第六中齿轮与大齿轮啮合。按上述说明，大齿轮在驱动一对第二中齿轮旋转的同时，驱动第四中齿轮和第六中齿轮旋转，第四中齿轮和第六中齿轮相应地驱动第四螺柱和第六螺柱上升，第四螺柱和第六螺柱与一对第二中齿轮共同带动锁紧盘上升。

作为本发明对机械手组件的一种说明，机械爪手中，所述动力装置包括安装在传动轴底部的蜗轮、与蜗轮啮合的蜗杆、与蜗杆联接的第一伺服电机，蜗杆水平设置，蜗杆枢接在底座上，第一伺服电机安装在底座上。由于蜗轮蜗杆具有良好的自锁功能，因此，本发明所述的两对爪手在摆动过程中可稳定地停留在空间的任意位置。

作为本发明对机械手组件的一种说明，机械爪手中，所述第二中齿轮包括第二齿轮部、与第二齿轮部同轴设置的第二枢接部；所述第二齿轮部和第二枢接部的中央处设有贯通第二齿轮部和第二枢接部的螺纹孔；所述第二枢接部枢接在支板的第三通孔内。

作为本发明对机械手组件的一种说明，机械爪手中，所述第一小齿轮包括第一齿轮部、与第一齿轮部同轴设置的第一枢接部；所述第一齿轮部和第一枢接部的中央处设有贯通第一齿轮部和第一枢接部的螺纹孔；所述第一枢接部枢接在支板的第一通孔内。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一对小臂上设有机械爪手的机器人的结构示意图，图1中两条小臂50之间的夹角为180度；

图2为本发明一对小臂上设有机械爪手的机器人的结构示意图，图2中两条小臂50之间的夹角小于180度；

图3为图1中一对小臂上设有机械爪手的机器人隐去机械手组件a之后的结构示意图；

图4为图2中一对小臂上设有机械爪手的机器人隐去机械手组件a之后的结构示意图；

图5为图3中一对小臂上设有机械爪手的机器人隐去小臂50和分体机构200的结构示意图；

图6为图4中分体机构200与小臂50的组合结构示意图；

图7为图6中从右后方观察分体机构200与小臂50的组合结构所得的示意图；

图8为图1或图2中小臂50与机械手组件a的组合结构示意图；

图9为图8中机械爪手a30的结构示意图；

图10为图9中A-A向剖视图；

图11为图9中第一对爪手a51中任一爪手的结构示意图；

图12为图9中第二对爪手a52中任一爪手的结构示意图；

图13为图9中第一凹形块a625的结构示意图；

图14为图10中第二中齿轮a612枢接在支板a617上的结构示意图。

图中符号说明：

10、底座体；

20、大臂；

200、分体机构；21、第三电机；22、滑行基座；220、滑行槽；221、第五电机；222、第三齿轮；223、第一滑行块；24、第一分体支架；246、卡口；247、第一齿条；25、卷轴；261、第一棘轮；262、第二棘轮；27、第二分体支架；270、第二滑槽；271、第二弹性卡片；272、第二驱动装置；273、第二卡片；274、第二伸缩弹簧；275、第二固定座；276、第二齿条；277、第三气缸；278、第二滑行块；

28、伸缩杆；281、螺纹杆；282、套筒；283、第一齿轮；284、第二齿轮；285、第四电机；

30、腰转部件；

50、小臂；

a、机械手组件；

a11、第一齿轮；a12、第二齿轮；a14、第四齿轮；a15、第一同步带轮；a16、第三轴；a17、第二同步带轮；a18、同步带；

a20、摆动臂；a21、旋转盘；

a30、机械爪手；

a40、爪手机架；a41、爪手机架底板；a42、爪手机架支撑杆；a43、爪手机架顶板；

a50、两对爪手；a51、第一对爪手；a511、第一滑行槽；a512、第一铰接孔；a52、第二对爪手；a521、第二滑行槽；a522、第二铰接孔；

a60、爪手驱动机构；a611、大齿轮；a612、第二中齿轮；a6121、第二齿轮部；a6122、第二枢接部；a6123、螺纹孔；a613、第一小齿轮；a614、传动轴；a615、导向杆；a616、底座；a617、支板；a618、第四中齿轮；a619、第六中齿轮；a621、第一螺柱；a622、第一滑销；a623、第一升降底盘；a624、第一锁紧块；a625、第一凹形块；a626、第一导向槽口；a631、第二螺柱；a633、第二升降底盘；a634、锁紧盘；a635、第二凹形块；a636、第二导向槽口；a637、第四螺柱；a638、第六螺柱；a641、蜗轮；a642、蜗杆；a643、第一伺服电机。

具体实施方式

如图1、图2，一对小臂上设有机械爪手的机器人，包括底座体10、枢接在底座体上的腰转部件30、枢接在腰转部件上的大臂20、安装在大臂上的小臂50、安装在小臂上的机械手组件a，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动。所述小臂的数量为两条，分别为第一小臂和第二小臂，两条小臂通过分体机构200安装在大臂上。

结合图3至图7，所述分体机构200包括滑行基座22、第一分体支架24、固定在第一分体支架上的卷轴25、固定在卷轴两端的棘轮、枢接在卷轴上的第二分体支架27、连接第一分体支架和第二分体支架的伸缩杆28；所述第二分体支架上设有卡入棘轮齿中的第二弹性卡片271、驱使第二弹性卡片脱离与棘轮接触的第二驱动装置272；所述棘轮包括固定在卷轴左端的第一棘轮261和固定在卷轴右端的第二棘轮262，第一棘轮与第二棘轮同轴且反向设置；所述滑行基座上设有第五电机221驱动的第三齿轮222，所述第一分体支架的侧壁滑动安装在滑行基座上，第一分体支架的底平面上设有与第三齿轮啮合的第一齿条247，第二分体支架的底平面设有第二齿条276，当第一分体支架的底平面和第二分体支架的底平面平行时，第一齿条和第二齿条首尾衔接成与第三齿轮啮合的完整齿条；所述大臂上固定有第三电机21，第三电机的输出轴与滑行基座联接；所述第一小臂安装在第一分体支架上，第二小臂安装在第二分体支架上。

结合图8至图14，所述机械手组件包括枢接在小臂前端的摆动臂a20、安装在摆动臂前端的机械爪手a30；所述机械爪手包括爪手机架a40、铰接在爪手机架上的两对爪手a50、安装在爪手机架上用于驱动两对爪手动作的爪手驱动机构a60；所述爪手驱动机构包括支架体、第一锁紧体、第二锁紧体；所述支架体上枢接有大齿轮a611、第二中齿轮a612、第一小齿轮a613、传动轴a614，所述传动轴竖直设置且与安装在支架体上的动力装置联接，所述大齿轮固定在传动轴上，大齿轮与第二中齿轮啮合，第二中齿轮与第一小齿轮啮合；所述第一锁紧体包括固定设置的第一螺柱a621，所述第一小齿轮的中央处开设与第一螺柱螺接的螺纹孔；所述第二锁紧体包括固定设置的第二螺柱a631，所述第二中齿轮的中央处开设与第二螺柱螺接的螺纹孔；支架体上设有对第一锁紧体和第二锁紧体的升降进行导向的导向杆a615；所述两对爪手中的第一对爪手a51中的两个爪手左右对称设置，两对爪手中的第二对爪手a52中的两个爪手前后对称设置，第一对爪手中的两个爪手的底部开设倾斜设置的第一滑行槽a511，第二对爪手中的两个爪手的底部开设倾斜设置的第二滑行槽a521，所述第一锁紧体的顶部设有与第一滑行槽滑动配合的第一滑销a622，第二锁紧体的顶部设有与第二滑行槽滑动配合的第二滑销。

上述分体机构200中，所述第二弹性卡片271包括第二卡片273、第二伸缩弹簧274、第二固定座275；所述第二分体支架27上开设第二滑槽270，所述第二卡片滑动配合在第二滑槽中，所述第二伸缩弹簧一端套设在第二卡片上，第二伸缩弹簧的另一端抵在第二固定座上，第二固定座固定在第二分体支架上；所述第二驱动装置272包括固定在第二分体支架上的第二气缸、安装在第二气缸活塞杆上的第二驱动块，在第二气缸的驱动下，第二驱动块驱动第二卡片沿第二滑槽滑行，第二卡片沿第二滑槽的滑行驱使第二伸缩弹簧收缩。

上述分体机构200中，所述第二卡片273设有导向部，所述第二伸缩弹簧274套设在导向部上，所述第二固定座275开设导向孔，导向部活动插设在导向孔中。

上述分体机构200中，所述第一分体支架24固定有卷轴25的一端设有第一弧形突出部，所述第一弧形突出部上开设可与第二弹性卡片271配合的卡口246。

上述分体机构200中，所述伸缩杆28包括固定在第一分体支架24上的第一支杆、固定在第二分体支架上的第二支杆、一端与第一支杆铰接的螺纹杆281、一端与第二支杆铰接的套筒282、枢接在套筒另一端的第一齿轮283、与第一齿轮啮合的第二齿轮284、输出轴与第二齿轮联接的第四电机285；所述第一齿轮的中央处开设螺纹孔，螺纹杆与螺纹孔螺接，螺纹杆的另一端活动插设在套筒内，所述第四电机固定在套筒上。

上述分体机构200中，所述滑行基座22开设滑行槽220，滑行槽内滑动配合有方形的第一滑行块223，第一滑行块与第一分体支架24的侧壁固定连接；所述第二分体支架27的侧壁上设有第三气缸277，第三气缸的活塞杆上设有方形的第二滑行块278，第二滑行块设有一对导向杆，一对导向杆活动插设在第二分体支架的侧壁中。

上述机械手组件a中，所述摆动臂a20由第一驱动单元驱动而摆动，所述机械爪手a30由第二驱动单元驱动而旋转；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于机械爪手的旋转中心线。

上述机械手组件a中，所述小臂50的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂a20枢接在凹形豁口内；所述第一驱动单元包括安装在小臂上的第一电机、联接第一电机与摆动臂的第一传动单元；所述第一传动单元包括枢接在小臂上且同轴设置的第二齿轮a12和第三齿轮、枢接在小臂上且同轴设置的第四齿轮a14和第一同步带轮a15、枢接在小臂上的第三轴a16、固定安装在第三轴上的第二同步带轮a17；所述第一电机的输出轴上安装有第一齿轮a11，第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一同步带轮通过同步带a18与第二同步带轮联接，第三轴与摆动臂a20固定连接；所述第二驱动单元包括安装在摆动臂a20上的第二电机、联接第二电机与旋转手的第二传动单元；所述第二传动单元包括与第二电机输出轴联接的减速器、与减速器输出端连接的旋转盘a21，机械爪手a30安装在旋转盘上。

上述机械手组件a中，所述爪手机架a40包括安装在摆动臂a20前端的爪手机架底板a41、竖直设置在爪手机架底板上的爪手机架支撑杆a42、固定在爪手机架支撑杆顶部的爪手机架顶板a43；所述爪手驱动机构a60安装在爪手机架底板上且位于爪手机架顶板的下方，所述爪手机架顶板上开设四个铰接孔，两对爪手中的四个爪手相应地铰接在四个铰接孔内。

上述机械手组件a中，所述支架体包括底座a616、支板a617；所述底座固定设置在爪手机架a40上，所述导向杆a615固定在底座上，所述支板水平固定在导向杆的顶部；所述大齿轮a611、第二中齿轮a612、第一小齿轮a613枢接在支板上，所述传动轴a614的顶端枢接在支板上，传动轴的底端枢接在底座上；所述第一锁紧体包括第一升降底盘a623、一对第一锁紧块a624、一对第一凹形块a625；所述第一升降底盘开设第一导向槽口a626，第一导向槽口与导向杆滑动配合；所述第一螺柱a621的数量为两个，两个第一螺柱竖直设置在第一升降底盘上，所述支板上开设一对第一通孔，一对第一螺柱穿过一对第一通孔；所述第一小齿轮的数量为两个，两个第一小齿轮以一对一的方式与一对第一螺柱螺接；所述一对第一锁紧块以一对一的方式安装在两个第一螺柱的顶部，一对第一凹形块以一对一的方式安装在一对第一锁紧块的顶部，所述第一滑销a622的数量为两个，两个第一滑销以一对一的方式安装在一对第一凹形块的顶部，两个第一滑销以一对一的方式与第一对爪手a51中的两个爪手的第一滑行槽a511滑动配合；所述第二锁紧体包括第二升降底盘a633、锁紧盘a634、一对第二凹形块a635；所述第二升降底盘开设第二导向槽口a636，第二导向槽口与导向杆滑动配合；所述第二螺柱a631的数量为两个，两个第二螺柱竖直设置在第二升降底盘上，第二升降底盘位于第一升降底盘的下方；所述第一升降底盘开设第二通孔，所述支板上开设第三通孔，两个第二螺柱向上穿过第二通孔和第三通孔；所述第二中齿轮a612的数量为两个，两个第二中齿轮以一对一的方式与两个第二螺柱螺接，两个第二中齿轮均与大齿轮啮合，两个第二中齿轮以一对一的方式与两个第一小齿轮啮合；所述锁紧盘水平安装在第二螺柱的顶部，一对第二凹形块安装在锁紧盘上，所述第二滑销的数量为两个，两个第二滑销以一对一的方式安装在一对第二凹形块的顶部，两个第二滑销以一对一的方式与第二对爪手a52中的两个爪手的第二滑行槽滑动配合；所述锁紧盘上开设第四通孔，所述第一螺柱穿过第四通孔，所述第一锁紧块位于锁紧盘的上方。

机械爪手a30中，所述第二升降底盘a633上竖直设置有第四螺柱a637、第六螺柱a638，第四螺柱、第六螺柱向上穿过第一升降底盘a623和支板a617，所述锁紧盘a634安装在第四螺柱、第六螺柱的顶部；所述支板上枢接有第四中齿轮a618、第六中齿轮a619，第四中齿轮、第六中齿轮位于支板和第一升降底盘之间，第四中齿轮的中央处、第六中齿轮的中央处均开设螺纹孔，第四螺柱螺接在第四中齿轮的螺纹孔内，第四中齿轮与大齿轮a611啮合，第六螺柱螺接在第六中齿轮的螺纹孔内，第六中齿轮与大齿轮啮合。

机械爪手a30中，所述动力装置包括安装在传动轴a614底部的蜗轮a641、与蜗轮啮合的蜗杆a642、与蜗杆联接的第一伺服电机a643，蜗杆水平设置，蜗杆枢接在底座上，第一伺服电机安装在底座上。

机械爪手a30中，所述第二中齿轮a612包括第二齿轮部a6121、与第二齿轮部同轴设置的第二枢接部a6122；所述第二齿轮部和第二枢接部的中央处设有贯通第二齿轮部和第二枢接部的螺纹孔a6123；所述第二枢接部枢接在支板a617的第三通孔内。

机械爪手a30中，所述第一小齿轮a613包括第一齿轮部、与第一齿轮部同轴设置的第一枢接部；所述第一齿轮部和第一枢接部的中央处设有贯通第一齿轮部和第一枢接部的螺纹孔；所述第一枢接部枢接在支板a617的第一通孔内。

实际操作中，本发明所述一对小臂上设有机械爪手的机器人的工作流程如下：

第一，在第三电机21的驱动下，滑行基座22及其上的分体机构200和两条小臂50作为一个整体可相对大臂20旋转。

第二，当两条小臂50之间的夹角需变化时，第二驱动装置272驱使第二弹性卡片271脱离与棘轮接触，之后，伸缩杆28的伸缩可驱使第一分体支架24和第二分体支架27作相对转动，第一分体支架和第二分体支架之间的夹角变化，进而，两条小臂50之间的夹角得到所需变化；之后，第二弹性卡片271复位，卡入第一棘轮261和第二棘轮262的齿中，由于第一棘轮和第二棘轮反向设置，因此，第一棘轮的齿和第二棘轮的齿的方向相反，如此，同时卡入第一棘轮261和第二棘轮262的齿中的第二弹性卡片271可限制第二分体支架27转动，

第三，在第二驱动装置272驱使第二弹性卡片271脱离与棘轮接触的前提下，伸缩杆28的伸展驱使第二分体支架27相对第一分体支架24旋转，当第一分体支架和第二分体支架之间的夹角变大直至达到一百八十度，此时，第一分体支架的底平面和第二分体支架的底平面平行，第一齿条247和第二齿条276拼合成一完整的齿条，该完整的齿条与第三齿轮222啮合，在第三齿轮的驱动下，分体机构200及其上的第一小臂和第二小臂可相对滑行基座22作直线移动。

第四，机械爪手a30的工作流程如下：动力装置驱动传动轴a614旋转，传动轴带动大齿轮a611旋转，大齿轮驱动第二中齿轮a612旋转，第二中齿轮驱动第一小齿轮a613旋转；所述第二中齿轮驱动第二螺柱a631上升，第二螺柱带动第二锁紧体上升，由于第二滑行槽倾斜设置，因此，竖直上升的第二滑销可驱使第二对爪手a52中任一爪手围绕其与爪手机架a40的铰接处旋转，使第二对爪手作相向摆动；所述第一小齿轮a613驱动第一螺柱a621下降，第一螺柱带动第一锁紧体下降，由于第一滑行a622槽倾斜设置(第一滑行槽倾斜的方向与第二滑行槽倾斜的方向相反)，因此，竖直下降的第一滑销驱使第一对爪手中任一爪手围绕其与爪手机架的铰接处旋转，使第一对爪手作相向摆动；至此，两对爪手a50呈收拢状，用于抓取工件。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一对小臂上设有机械爪手的机器人，包括底座体(10)、枢接在底座体上的腰转部件(30)、枢接在腰转部件上的大臂(20)、安装在大臂上的小臂(50)、安装在小臂上的机械手组件(a)，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动；其特征在于：

所述小臂的数量为两条，分别为第一小臂和第二小臂，两条小臂通过分体机构(200)安装在大臂上；所述分体机构包括滑行基座(22)、第一分体支架(24)、固定在第一分体支架上的卷轴(25)、固定在卷轴两端的棘轮、枢接在卷轴上的第二分体支架(27)、连接第一分体支架和第二分体支架的伸缩杆(28)；所述第二分体支架上设有卡入棘轮齿中的第二弹性卡片(271)、驱使第二弹性卡片脱离与棘轮接触的第二驱动装置(272)；所述棘轮包括固定在卷轴左端的第一棘轮(261)和固定在卷轴右端的第二棘轮(262)，第一棘轮与第二棘轮同轴且反向设置；所述滑行基座上设有第五电机(221)驱动的第三齿轮(222)，所述第一分体支架的侧壁滑动安装在滑行基座上，第一分体支架的底平面上设有与第三齿轮啮合的第一齿条(247)，第二分体支架的底平面设有第二齿条(276)，当第一分体支架的底平面和第二分体支架的底平面平行时，第一齿条和第二齿条首尾衔接成与第三齿轮啮合的完整齿条；所述大臂上固定有第三电机(21)，第三电机的输出轴与滑行基座联接；所述第一小臂安装在第一分体支架上，第二小臂安装在第二分体支架上；

所述机械手组件包括枢接在小臂前端的摆动臂(a20)、安装在摆动臂前端的机械爪手(a30)；所述机械爪手包括爪手机架(a40)、铰接在爪手机架上的两对爪手(a50)、安装在爪手机架上用于驱动两对爪手动作的爪手驱动机构(a60)；所述爪手驱动机构包括支架体、第一锁紧体、第二锁紧体；所述支架体上枢接有大齿轮(a611)、第二中齿轮(a612)、第一小齿轮(a613)、传动轴(a614)，所述传动轴竖直设置且与安装在支架体上的动力装置联接，所述大齿轮固定在传动轴上，大齿轮与第二中齿轮啮合，第二中齿轮与第一小齿轮啮合；所述第一锁紧体包括固定设置的第一螺柱(a621)，所述第一小齿轮的中央处开设与第一螺柱螺接的螺纹孔；所述第二锁紧体包括固定设置的第二螺柱(a631)，所述第二中齿轮的中央处开设与第二螺柱螺接的螺纹孔；支架体上设有对第一锁紧体和第二锁紧体的升降进行导向的导向杆(a615)；所述两对爪手中的第一对爪手(a51)中的两个爪手左右对称设置，两对爪手中的第二对爪手(a52)中的两个爪手前后对称设置，第一对爪手中的两个爪手的底部开设倾斜设置的第一滑行槽(a511)，第二对爪手中的两个爪手的底部开设倾斜设置的第二滑行槽(a521)，所述第一锁紧体的顶部设有与第一滑行槽滑动配合的第一滑销(a622)，第二锁紧体的顶部设有与第二滑行槽滑动配合的第二滑销。

2.如权利要求1所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：分体机构(200)中，所述第二弹性卡片(271)包括第二卡片(273)、第二伸缩弹簧(274)、第二固定座(275)；所述第二分体支架(27)上开设第二滑槽(270)，所述第二卡片滑动配合在第二滑槽中，所述第二伸缩弹簧一端套设在第二卡片上，第二伸缩弹簧的另一端抵在第二固定座上，第二固定座固定在第二分体支架上；所述第二驱动装置(272)包括固定在第二分体支架上的第二气缸、安装在第二气缸活塞杆上的第二驱动块，在第二气缸的驱动下，第二驱动块驱动第二卡片沿第二滑槽滑行，第二卡片沿第二滑槽的滑行驱使第二伸缩弹簧收缩。

3.如权利要求2所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：分体机构(200)中，所述第二卡片(273)设有导向部，所述第二伸缩弹簧(274)套设在导向部上，所述第二固定座(275)开设导向孔，导向部活动插设在导向孔中。

4.如权利要求1所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：分体机构(200)中，所述第一分体支架(24)固定有卷轴(25)的一端设有第一弧形突出部，所述第一弧形突出部上开设可与第二弹性卡片(271)配合的卡口(246)。

5.如权利要求1所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：分体机构(200)中，所述伸缩杆(28)包括固定在第一分体支架(24)上的第一支杆、固定在第二分体支架上的第二支杆、一端与第一支杆铰接的螺纹杆(281)、一端与第二支杆铰接的套筒(282)、枢接在套筒另一端的第一齿轮(283)、与第一齿轮啮合的第二齿轮(284)、输出轴与第二齿轮联接的第四电机(285)；所述第一齿轮的中央处开设螺纹孔，螺纹杆与螺纹孔螺接，螺纹杆的另一端活动插设在套筒内，所述第四电机固定在套筒上。

6.如权利要求1所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：分体机构(200)中，所述滑行基座(22)开设滑行槽(220)，滑行槽内滑动配合有方形的第一滑行块(223)，第一滑行块与第一分体支架(24)的侧壁固定连接；所述第二分体支架(27)的侧壁上设有第三气缸(277)，第三气缸的活塞杆上设有方形的第二滑行块(278)，第二滑行块设有一对导向杆，一对导向杆活动插设在第二分体支架的侧壁中。

7.如权利要求1所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：机械手组件(a)中，所述摆动臂(a20)由第一驱动单元驱动而摆动，所述机械爪手(a30)由第二驱动单元驱动而旋转；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于机械爪手的旋转中心线。

8.如权利要求7所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：机械手组件(a)中，所述小臂(50)的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂(a20)枢接在凹形豁口内；所述第一驱动单元包括安装在小臂上的第一电机、联接第一电机与摆动臂的第一传动单元；所述第一传动单元包括枢接在小臂上且同轴设置的第二齿轮(a12)和第三齿轮、枢接在小臂上且同轴设置的第四齿轮(a14)和第一同步带轮(a15)、枢接在小臂上的第三轴(a16)、固定安装在第三轴上的第二同步带轮(a17)；所述第一电机的输出轴上安装有第一齿轮(a11)，第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一同步带轮通过同步带(a18)与第二同步带轮联接，第三轴与摆动臂(a20)固定连接；所述第二驱动单元包括安装在摆动臂(a20)上的第二电机、联接第二电机与旋转手的第二传动单元；所述第二传动单元包括与第二电机输出轴联接的减速器、与减速器输出端连接的旋转盘(a21)，机械爪手(a30)安装在旋转盘上。

9.如权利要求7所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：机械手组件(a)中，所述爪手机架(a40)包括安装在摆动臂(a20)前端的爪手机架底板(a41)、竖直设置在爪手机架底板上的爪手机架支撑杆(a42)、固定在爪手机架支撑杆顶部的爪手机架顶板(a43)；所述爪手驱动机构(a60)安装在爪手机架底板上且位于爪手机架顶板的下方，所述爪手机架顶板上开设四个铰接孔，两对爪手中的四个爪手相应地铰接在四个铰接孔内。

10.如权利要求7所述的一对小臂上设有机械爪手的机器人，其特征在于：机械手组件(a)中，所述支架体包括底座(a616)、支板(a617)；所述底座固定设置在爪手机架(a40)上，所述导向杆(a615)固定在底座上，所述支板水平固定在导向杆的顶部；所述大齿轮(a611)、第二中齿轮(a612)、第一小齿轮(a613)枢接在支板上，所述传动轴(a614)的顶端枢接在支板上，传动轴的底端枢接在底座上；所述第一锁紧体包括第一升降底盘(a623)、一对第一锁紧块(a624)、一对第一凹形块(a625)；所述第一升降底盘开设第一导向槽口(a626)，第一导向槽口与导向杆滑动配合；所述第一螺柱(a621)的数量为两个，两个第一螺柱竖直设置在第一升降底盘上，所述支板上开设一对第一通孔，一对第一螺柱穿过一对第一通孔；所述第一小齿轮的数量为两个，两个第一小齿轮以一对一的方式与一对第一螺柱螺接；所述一对第一锁紧块以一对一的方式安装在两个第一螺柱的顶部，一对第一凹形块以一对一的方式安装在一对第一锁紧块的顶部，所述第一滑销(a622)的数量为两个，两个第一滑销以一对一的方式安装在一对第一凹形块的顶部，两个第一滑销以一对一的方式与第一对爪手(a51)中的两个爪手的第一滑行槽(a511)滑动配合；所述第二锁紧体包括第二升降底盘(a633)、锁紧盘(a634)、一对第二凹形块(a635)；所述第二升降底盘开设第二导向槽口(a636)，第二导向槽口与导向杆滑动配合；所述第二螺柱(a631)的数量为两个，两个第二螺柱竖直设置在第二升降底盘上，第二升降底盘位于第一升降底盘的下方；所述第一升降底盘开设第二通孔，所述支板上开设第三通孔，两个第二螺柱向上穿过第二通孔和第三通孔；所述第二中齿轮(a612)的数量为两个，两个第二中齿轮以一对一的方式与两个第二螺柱螺接，两个第二中齿轮均与大齿轮啮合，两个第二中齿轮以一对一的方式与两个第一小齿轮啮合；所述锁紧盘水平安装在第二螺柱的顶部，一对第二凹形块安装在锁紧盘上，所述第二滑销的数量为两个，两个第二滑销以一对一的方式安装在一对第二凹形块的顶部，两个第二滑销以一对一的方式与第二对爪手(a52)中的两个爪手的第二滑行槽滑动配合；所述锁紧盘上开设第四通孔，所述第一螺柱穿过第四通孔，所述第一锁紧块位于锁紧盘的上方；

机械爪手(a30)中，所述第二升降底盘(a633)上竖直设置有第四螺柱(a637)、第六螺柱(a638)，第四螺柱、第六螺柱向上穿过第一升降底盘(a623)和支板(a617)，所述锁紧盘(a634)安装在第四螺柱、第六螺柱的顶部；所述支板上枢接有第四中齿轮(a618)、第六中齿轮(a619)，第四中齿轮、第六中齿轮位于支板和第一升降底盘之间，第四中齿轮的中央处、第六中齿轮的中央处均开设螺纹孔，第四螺柱螺接在第四中齿轮的螺纹孔内，第四中齿轮与大齿轮(a611)啮合，第六螺柱螺接在第六中齿轮的螺纹孔内，第六中齿轮与大齿轮啮合；

机械爪手(a30)中，所述动力装置包括安装在传动轴(a614)底部的蜗轮(a641)、与蜗轮啮合的蜗杆(a642)、与蜗杆联接的第一伺服电机(a643)，蜗杆水平设置，蜗杆枢接在底座上，第一伺服电机安装在底座上；

机械爪手(a30)中，所述第二中齿轮(a612)包括第二齿轮部(a6121)、与第二齿轮部同轴设置的第二枢接部(a6122)；所述第二齿轮部和第二枢接部的中央处设有贯通第二齿轮部和第二枢接部的螺纹孔(a6123)；所述第二枢接部枢接在支板(a617)的第三通孔内；

机械爪手(a30)中，所述第一小齿轮(a613)包括第一齿轮部、与第一齿轮部同轴设置的第一枢接部；所述第一齿轮部和第一枢接部的中央处设有贯通第一齿轮部和第一枢接部的螺纹孔；所述第一枢接部枢接在支板(a617)的第一通孔内。