[实用新型]一种多自由度的自动抓取机械手

说明书

一种多自由度的自动抓取机械手，包括摆动支架、升降组件、平移导轨和手爪组件，手爪组件连接在一个能够沿所述平移导轨左右移动的滑板上，所述滑板由所述平移导轨上设置的直线驱动机构带动实现左右移动，所述升降组件设置在摆动支架上，摆动支架和回转支承一端连接，回转支承的另一端和固定盘连接；平移导轨能够在升降组件上水平滑动，手爪组件还包括连接板和设置在连接板上并能控制手爪回转的摆角油缸，连接板可以在滑板上滑动，且滑动方向平行于升降组件的升降方向。本实用新型结构简单，可以对手爪进行角度随动、水平移动、竖直升降等多自由度的位置及姿态调整，以满足自动钻机上对钻杆的抓取和安装的需要。

技术领域

本实用新型属于煤矿井下钻机技术领域，具体涉及一种多自由度的自动抓取机械手。

背景技术

随着煤矿井下自动钻机技术的不断发展，自动钻机所配套的机械手也多种多样，根据机械手的使用需求，部分机械手需要在满足设备正常抓取钻杆的同时还应具有机械手的摆动、机械手的升降、平移等动作。但实际上，目前用于钻杆抓取的机械手设计过于复杂，使用中出现故障的概率较大，不利于自动钻机的发展和推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多自由度的自动抓取机械手，简化其结构，并可以对手爪进行角度随动、水平移动、竖直升降等多自由度的位置及姿态调整，以满足自动钻机上对钻杆的抓取和安装的需要。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多自由度的自动抓取机械手，包括摆动支架、升降组件、平移导轨和手爪组件，所述手爪组件包括一对手爪，手爪组件连接在一个能够沿所述平移导轨左右移动的滑板上，所述滑板由所述平移导轨上设置的直线驱动机构带动实现左右移动，所述升降组件设置在摆动支架上，摆动支架和回转支承一端连接，回转支承的另一端和固定盘连接，回转支承的旋转轴线为水平方向；所述平移导轨挂设在所述升降组件的上部，且平移导轨能够在升降组件上水平滑动，所述升降组件还设有齿轮以及驱动齿轮的平移马达Ⅰ，所述平移导轨的下部设有和所述齿轮啮合的平移齿条；所述手爪组件还包括能够控制手爪回转的摆角油缸以及滑动设置在滑板上的连接板，手爪回转的中心轴线平行于所述升降组件的升降方向，所述连接板的长度方向垂直于所述滑板的移动方向并平行于升降组件的升降方向，所述连接板一侧沿其长度方向设置升降齿条，所述滑板上还设有与该升降齿条相啮合的齿轮，齿轮由平移马达Ⅱ驱动旋转，带动连接板相对于滑板做直线滑动；所述升降组件上部的齿轮的旋转轴线以及所述滑板上的齿轮的旋转轴线均平行于所述回转支承的旋转轴线。

所述直线驱动机构为丝杠马达驱动的丝杠丝母结构，丝母和所述滑板连接。

所述平移导轨侧面设有两条轨道，所述滑板背面设有能够卡在所述两条轨道上的卡槽。

所述升降组件包括伸缩油缸和升降杆，所述升降杆滑动套设在摆动支架的竖直管内，所述伸缩油缸的下端连接在所述竖直管的外侧，上端和升降杆连接。

在升降杆的上端设有平移导向槽，所述平移导轨滑动设置在所述平移导向槽内。

所述竖直管和升降杆的横截面均为方形。

所述回转支承和摆动支架之间还设有多个加强板。

所述手爪和摆角油缸之间还设有控制手爪开合的手爪油缸，摆角油缸通过支架固定在所述连接板上。

本实用新型具有以下创新点及优点：本实用新型中升降组件作为一级升降机构，升降齿条和齿轮的配合作为二级升降机构，使得手爪组件的操作范围可以获得更大的竖向扩展空间，但是在结构上并没有额外占用竖直方向的空间。同样的，平移导轨上平移齿条和齿轮的配合作为一级平移机构，滑板在平移导轨上的移动作为二级平移机构，使得手爪组件的操作范围可以获得更大的水平扩展空间，但是在结构上也不需要过多的占用水平空间。因此，能够很好的适应井下作业的空间要求。

本实用新型除了水平方向和竖直方向两个自由度的调节外，还可以对手爪竖直方向的俯仰角度以及水平面内摆动角度进行调整，满足钻杆抓取的角度、方向等要求。