一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸，屬于機(jī)械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。本旋轉(zhuǎn)氣缸包括殼體，殼體內(nèi)具有空腔，殼體上豎直設(shè)置有能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸，空腔內(nèi)設(shè)置有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞依次將空腔分割成第一腔體、第二腔體和第三腔體，旋轉(zhuǎn)軸的下端位于第二腔體內(nèi)且固設(shè)有齒輪，第一活塞和第二活塞上分別固連有位于第二腔體內(nèi)的齒條一和齒條二，齒條一和齒條二均與齒輪相嚙合，殼體上還開設(shè)有氣孔一和氣孔二，第二腔體與氣孔一相連通，第一腔體和第三腔體均與氣孔二相連通。本旋轉(zhuǎn)氣缸通過齒條一和齒條二帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且能夠通過活塞的往返運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸正逆向運(yùn)轉(zhuǎn)。
【專利說明】一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸。

【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)機(jī)器人是在生產(chǎn)環(huán)境中用以提高生產(chǎn)效率和降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的工具，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。例如，第一代工業(yè)機(jī)器人是用 來在核電站中更換核燃料棒，如果人去做這項(xiàng)工作，將會(huì)遭受有害射線的輻射。工業(yè)機(jī)器人 亦能工作在裝配線上將小元件裝配到一起，將電子元件安放在電路印刷板，動(dòng)作精準(zhǔn)錯(cuò)誤 率低，這樣能夠?qū)⒐と藦倪@項(xiàng)乏味的常規(guī)工作中解放出來；機(jī)器人還能按程序要求用來拆 除炸彈，輔助殘疾人等，在社會(huì)的很多應(yīng)用場(chǎng)合下履行職能；機(jī)械手結(jié)構(gòu)是機(jī)器人的執(zhí)行元 件，是機(jī)器人的一個(gè)重要部分。在進(jìn)行焊接、密封、機(jī)器裝料、拆裝以及裝配工作等時(shí)都是通 過機(jī)械手結(jié)構(gòu)來執(zhí)行完成的，機(jī)械手的最大優(yōu)勢(shì)可以重復(fù)的做同一動(dòng)作在機(jī)械正常情況下 永遠(yuǎn)也不會(huì)覺得累，機(jī)械手的應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技 自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備，作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械手向著輕型 化、智能化和多樣化方向發(fā)展。對(duì)于不同的需求通常需要不同的機(jī)械手完成相應(yīng)的動(dòng)作。工 業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手動(dòng)作時(shí)通常是電動(dòng)或氣動(dòng)帶動(dòng)，機(jī)械手在進(jìn)行移載作業(yè)時(shí)需要重復(fù)循環(huán) 沿一定弧形角度擺動(dòng)。
[0003] 我國(guó)專利（CN202572387U)公開了一種仿生機(jī)械手，包括主體和電機(jī)組，主體上 設(shè)置有第一機(jī)械手指、第二機(jī)械手指、第三機(jī)械手指、第四機(jī)械手指和第五機(jī)械手指，第一 機(jī)械手指、第二機(jī)械手指、第三機(jī)械手指、第四機(jī)械手指和第五機(jī)械手指均與主體安裝在一 起，并且電機(jī)組控制第一機(jī)械手指、第二機(jī)械手指、第三機(jī)械手指、第四機(jī)械手指和第五機(jī) 械手指進(jìn)行動(dòng)作。
[0004] 上述專利公布的技術(shù)方案采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)需要控制電機(jī)的頻繁正反 轉(zhuǎn)，對(duì)電機(jī)損傷較大，而且電機(jī)成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn) 氣缸，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何提高機(jī)械手旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的靈活性且降低其生產(chǎn) 成本。
[0006] 本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸，所述旋轉(zhuǎn)氣缸包括殼體，所述殼體內(nèi)具有空腔，其特征 在于，所述殼體呈方體，所述殼體上堅(jiān)直設(shè)置有能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸 上端伸出殼體外，所述旋轉(zhuǎn)軸下端伸進(jìn)所述殼體的空腔內(nèi)，所述空腔內(nèi)設(shè)置有第一活塞和 第二活塞，所述第一活塞和第二活塞依次將所述空腔分割成第一腔體、第二腔體和第三腔 體，所述旋轉(zhuǎn)軸的下端位于所述第二腔體內(nèi)且固設(shè)有齒輪，第一活塞和第二活塞上分別固 連有位于第二腔體內(nèi)的齒條一和齒條二，所述齒條一和齒條二均與所述齒輪相嚙合，所述 殼體上還開設(shè)有氣孔一和氣孔二，所述第二腔體與所述氣孔一相連通，所述第一腔體和所 述第三腔體均與所述氣孔二相連通。
[0008] 本實(shí)用新型的工作原理是：本旋轉(zhuǎn)氣缸通過氣管分別與氣孔一和氣孔二相連，進(jìn) 氣和出氣可以通過電磁閥控制，氣管內(nèi)的氣壓通過氣孔一進(jìn)入第二腔體，此時(shí)第一腔體和 第三腔體內(nèi)的氣流通過氣孔二排出，在氣壓的作用下，第一活塞向左側(cè)移動(dòng)，第一腔體變 小，第一活塞在向左移動(dòng)的過程中，帶動(dòng)齒條一移動(dòng)，齒條一與齒輪相嚙合，就能夠帶動(dòng)齒 輪旋轉(zhuǎn)，同理，在氣壓的作用下，第二活塞向右側(cè)移動(dòng)，第三腔體變小，第二活塞在向右移動(dòng) 的過程中，帶動(dòng)齒條二移動(dòng)，齒條二與齒輪相嚙合，也能夠帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，兩者結(jié)合同時(shí)促 使齒輪繞同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要旋轉(zhuǎn)軸逆向轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)時(shí)，氣管內(nèi)的氣 壓通過氣孔二進(jìn)入第一腔體和第三腔體，此時(shí)第二腔體內(nèi)的氣流通過氣孔一排出，在氣壓 的作用下，第一活塞向右側(cè)移動(dòng)，第一腔體變大，第二活塞向左側(cè)移動(dòng)，第三腔體也變大，第 二腔體變小，第一活塞在向右移動(dòng)的過程中，帶動(dòng)齒條一移動(dòng)，齒條一與齒輪相嚙合，帶動(dòng) 齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第二活塞在向左移動(dòng)的過程中，帶動(dòng)齒條二移動(dòng)，齒條二與齒輪相嚙合，也能夠 帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，兩者結(jié)合同時(shí)促使齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸逆向旋轉(zhuǎn)。
[0009] 在上述的機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸中，所述旋轉(zhuǎn)軸通過軸承連接在所述殼體上，所述 旋轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有機(jī)械密封動(dòng)環(huán)和機(jī)械密封靜環(huán)，所述機(jī)械密封動(dòng)環(huán)位于所述軸承外側(cè)，所 述機(jī)械密封靜環(huán)位于所述機(jī)械密封動(dòng)環(huán)外側(cè)。作為優(yōu)選方案，上述旋轉(zhuǎn)軸使用軸承作為固 定連接件，既能夠承載一定的軸向重量，也能夠保證其周向轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦力小，磨損少，能夠有 效提高本組件的使用壽命，采用機(jī)械密封動(dòng)環(huán)和機(jī)械密封靜環(huán)配合對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行密封，防止 異物進(jìn)入軸承內(nèi)或空腔內(nèi)，減少磨損，提高使用壽命和穩(wěn)定性。
[0010] 在上述的機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸中，所述第一腔體的側(cè)壁上固設(shè)有緩沖件一，所述 第三腔體的側(cè)壁上固設(shè)有緩沖件二。緩沖件一和緩沖件二能夠有效防止旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過度， 有效起到緩沖作用，防止第一活塞和第二活塞對(duì)殼體內(nèi)壁的沖擊，提高本旋轉(zhuǎn)氣缸的使用 壽命，同時(shí)保證機(jī)械手的運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
[0011] 在上述的機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸中，所述緩沖件一為固設(shè)在所述第一腔體側(cè)壁中部 的橡膠塊一，所述緩沖件二為固設(shè)在所述第三腔體側(cè)壁中部的橡膠塊二。通過橡膠塊一和 橡膠塊兒作為緩沖件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低。
[0012] 在上述的機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸中，作為另一種方案，所述緩沖件一包括彈簧一和 擋板一，所述彈簧一一端固設(shè)在所述第一腔體側(cè)壁中部，所述彈簧一另一端與所述擋板一 相連接，所述擋板一的正面朝向所述第一活塞，所述緩沖件二包括彈簧二和擋板二，所述彈 簧二一端固設(shè)在所述第三腔體側(cè)壁中部，所述彈簧二另一端與所述擋板二相連接，所述擋 板二的正面朝向所述第二活塞。第一活塞能夠在彈簧一的作用下減速緩沖，第二活塞能夠 在彈簧二的作用下減速緩沖，保證旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，對(duì)殼體起到一定的保護(hù)作用。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 1、本旋轉(zhuǎn)氣缸通過齒條一和齒條二帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且能 夠通過活塞的往返運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸正逆向運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0015] 2、本旋轉(zhuǎn)氣缸采用機(jī)械密封動(dòng)環(huán)和機(jī)械密封靜環(huán)配合對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行密封，防止異物 進(jìn)入軸承內(nèi)或空腔內(nèi)，減少磨損，提高使用壽命和穩(wěn)定性。
[0016] 3、本旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)置有緩沖件一和緩沖件二，能夠有效防止旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過度，有效 起到緩沖作用，防止第一活塞和第二活塞對(duì)殼體內(nèi)壁的沖擊，提高本旋轉(zhuǎn)氣缸的使用壽命， 同時(shí)保證機(jī)械手的運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本旋轉(zhuǎn)氣缸的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本旋轉(zhuǎn)氣缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖1是本旋轉(zhuǎn)氣缸的旋轉(zhuǎn)軸安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖中，1、殼體；2、旋轉(zhuǎn)軸；3、空腔；31、第一腔體；32、第二腔體；33、第三腔體；4、 第一活塞；5、第二活塞；6、齒輪；7、齒條一 ；8、齒條二；9、氣孔一 ；10、氣孔二；11、軸承；12、 機(jī)械密封動(dòng)環(huán)；13、機(jī)械密封靜環(huán)；14、橡膠塊一；15、橡膠塊二。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步 的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0022] 如圖1至圖3所示，本旋轉(zhuǎn)氣缸包括殼體1，殼體1內(nèi)具有空腔3,殼體1呈方體， 殼體1上堅(jiān)直設(shè)置有能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸2,旋轉(zhuǎn)軸2上端伸出殼體1外，旋轉(zhuǎn)軸 2下端伸進(jìn)殼體1的空腔3內(nèi)，空腔3內(nèi)設(shè)置有第一活塞4和第二活塞5,第一活塞4和第 二活塞5依次將空腔3分割成第一腔體31、第二腔體32和第三腔體33,旋轉(zhuǎn)軸2的下端 位于第二腔體32內(nèi)且固設(shè)有齒輪6,第一活塞4和第二活塞5上分別固連有位于第二腔體 32內(nèi)的齒條一 7和齒條二8,齒條一 7和齒條二8均與齒輪6相嚙合，殼體1上還開設(shè)有氣 孔一 9和氣孔二10,第二腔體32與氣孔一 9相連通，第一腔體31和第三腔體33均與氣孔 二10相連通，第一腔體31的側(cè)壁上固設(shè)有緩沖件一，第三腔體33的側(cè)壁上固設(shè)有緩沖件 二，緩沖件一和緩沖件二能夠有效防止旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)過度，有效起到緩沖作用，防止第一活 塞4和第二活塞5對(duì)殼體1內(nèi)壁的沖擊，提高本旋轉(zhuǎn)氣缸的使用壽命，同時(shí)保證機(jī)械手的運(yùn) 轉(zhuǎn)正常，緩沖件一為固設(shè)在第一腔體31側(cè)壁中部的橡膠塊一 14,緩沖件二為固設(shè)在第三腔 體33側(cè)壁中部的橡膠塊二15 ;作為另一種方案，緩沖件一包括彈簧一和擋板一，彈簧 端固設(shè)在第一腔體31側(cè)壁中部，彈簧一另一端與擋板一相連接，擋板一的正面朝向第一活 塞4,緩沖件二包括彈簧二和擋板二，彈簧二一端固設(shè)在第三腔體33側(cè)壁中部，彈簧二另一 端與擋板二相連接，擋板二的正面朝向第二活塞5。第一活塞4能夠在彈簧一的作用下減速 緩沖，第二活塞5能夠在彈簧二的作用下減速緩沖，保證旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，對(duì)殼體1起到一定 的保護(hù)作用。
[0023] 本實(shí)用新型的工作原理是：本旋轉(zhuǎn)氣缸通過氣管分別與氣孔一 9和氣孔二10相 連，進(jìn)氣和出氣可以通過電磁閥控制，氣管內(nèi)的氣壓通過氣孔一 9進(jìn)入第二腔體32,此時(shí)第 一腔體31和第三腔體33內(nèi)的氣流通過氣孔二10排出，在氣壓的作用下，第一活塞4向左 側(cè)移動(dòng)，第一腔體31變小，第一活塞4在向左移動(dòng)的過程中，帶動(dòng)齒條一 7移動(dòng)，齒條一 7 與齒輪6相嚙合，就能夠帶動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)，同理，在氣壓的作用下，第二活塞5向右側(cè)移動(dòng)， 第三腔體33變小，第二活塞5在向右移動(dòng)的過程中，帶動(dòng)齒條二8移動(dòng)，齒條二8與齒輪6 相嚙合，也能夠帶動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)，兩者結(jié)合同時(shí)促使齒輪6繞同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得旋轉(zhuǎn)軸 2旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要旋轉(zhuǎn)軸2逆向轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)時(shí)，氣管內(nèi)的氣壓通過氣孔二10進(jìn)入第一腔體31 和第三腔體33,此時(shí)第二腔體32內(nèi)的氣流通過氣孔一 9排出，在氣壓的作用下，第一活塞4 向右側(cè)移動(dòng)，第一腔體31變大，第二活塞5向左側(cè)移動(dòng)，第三腔體33也變大，第二腔體32 變小，第一活塞4在向右移動(dòng)的過程中，帶動(dòng)齒條一 7移動(dòng)，齒條一 7與齒輪6相嚙合，帶動(dòng) 齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，第二活塞5在向左移動(dòng)的過程中，帶動(dòng)齒條二8移動(dòng)，齒條二8與齒輪6相嚙 合，也能夠帶動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)，兩者結(jié)合同時(shí)促使齒輪6帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸2逆向旋轉(zhuǎn)。
[0024] 如圖3所示，旋轉(zhuǎn)軸2通過軸承11連接在殼體1上，旋轉(zhuǎn)軸2上套設(shè)有機(jī)械密封 動(dòng)環(huán)12和機(jī)械密封靜環(huán)13,機(jī)械密封動(dòng)環(huán)12位于軸承11外側(cè)，機(jī)械密封靜環(huán)13位于機(jī) 械密封動(dòng)環(huán)12外側(cè)，上述旋轉(zhuǎn)軸2使用軸承11作為固定連接件，既能夠承載一定的軸向重 量，也能夠保證其周向轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦力小，磨損少，能夠有效提高本組件的使用壽命，采用機(jī)械 密封動(dòng)環(huán)12和機(jī)械密封靜環(huán)13配合對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行密封，防止異物進(jìn)入軸承11內(nèi)或空腔3內(nèi)， 減少磨損，提聞使用壽命和穩(wěn)定性。
[0025] 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所 屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似 的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸，所述旋轉(zhuǎn)氣缸包括殼體（1)，所述殼體（1)內(nèi)具有空腔 (3)，其特征在于，所述殼體（1)呈方體，所述殼體（1)上堅(jiān)直設(shè)置有能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的 旋轉(zhuǎn)軸（2)，所述旋轉(zhuǎn)軸（2)上端伸出殼體（1)外，所述旋轉(zhuǎn)軸（2)下端伸進(jìn)所述殼體（1)的 空腔（3)內(nèi)，所述空腔（3)內(nèi)設(shè)置有第一活塞（4)和第二活塞（5)，所述第一活塞（4)和第 二活塞（5)依次將所述空腔（3)分割成第一腔體（31)、第二腔體（32)和第三腔體（33)，所 述旋轉(zhuǎn)軸（2)的下端位于所述第二腔體（32)內(nèi)且固設(shè)有齒輪￠)，第一活塞（4)和第二活 塞（5)上分別固連有位于第二腔體（32)內(nèi)的齒條一（7)和齒條二（8)，所述齒條一（7)和 齒條二（8)均與所述齒輪（6)相哨合，所述殼體（1)上還開設(shè)有氣孔一（9)和氣孔二（10)， 所述第二腔體（32)與所述氣孔一（9)相連通，所述第一腔體（31)和所述第三腔體（33)均 與所述氣孔二（10)相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸（2)通過 軸承（11)連接在所述殼體（1)上，所述旋轉(zhuǎn)軸（2)上套設(shè)有機(jī)械密封動(dòng)環(huán)（12)和機(jī)械密 封靜環(huán)（13)，所述機(jī)械密封動(dòng)環(huán)（12)位于所述軸承（11)外側(cè)，所述機(jī)械密封靜環(huán)（13)位 于所述機(jī)械密封動(dòng)環(huán)（12)外側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸，其特征在于，所述第一腔體 (31)的側(cè)壁上固設(shè)有緩沖件一，所述第三腔體（33)的側(cè)壁上固設(shè)有緩沖件二。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸，其特征在于，所述緩沖件一為固 設(shè)在所述第一腔體（31)側(cè)壁中部的橡膠塊一（14)，所述緩沖件二為固設(shè)在所述第三腔體 (33)偵彳壁中部的橡膠塊二（15)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)械手中的旋轉(zhuǎn)氣缸，其特征在于，所述緩沖件一包括 彈簧一和擋板一，所述彈簧 端固設(shè)在所述第一腔體（31)側(cè)壁中部，所述彈簧一另一端 與所述擋板一相連接，所述擋板一的正面朝向所述第一活塞（4)，所述緩沖件二包括彈簧二 和擋板二，所述彈簧二一端固設(shè)在所述第三腔體（33)側(cè)壁中部，所述彈簧二另一端與所述 擋板二相連接，所述擋板二的正面朝向所述第二活塞（5)。
【文檔編號(hào)】F15B15/08GK203868020SQ201420293060
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】張露, 王睿穎, 羅燁敏 申請(qǐng)人:嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院