[發明專利]一種應用磁力架原理的磁性機械手

在審

• 申請號: 201511031623.6
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105459141A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 葛憲東;李琳;周安泰;王家燊;陳彥霖
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J15/06
• 分類號: B25J15/06;B25J15/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明是涉及屬于機器人技術領域，尤其涉及一種應用磁力架原理的磁性機械手，可應用于多種機器人，如攀爬機器人，工業抓取機器人等。

背景技術

在機器自動化技術如此發達的今天，通過機器人來完成人類難以完成的任務已經變得很普遍，機器人已經被廣泛地應用到軍用及民用工業生產，建筑制造，探測維修，搶險救災等各個領域。機械手是最早出現的工業機器人，也是最早出現的現代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

在現代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產線中，機械人的研制和生產已成為高技術鄰域內，迅速發展起來的一門新興的技術，它更加促進了機械手的發展，使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的有機結合，現有的機械手往往存在結構復雜、笨重等缺陷。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種應用磁力架原理的機械手，本發明即可應用于攀爬機器人，也可應用于工廠流水線上用來實現抓取和搬運功能的機器人，利用磁性產生的吸附力比較均勻，減少出現受力不均勻的情況，不僅如此，通過舵機的旋轉角度還可以很好地控制磁性的大小，進而影響機械手對目標物體的抓取力度，從而可以實現最大效率地對不同重量的重物的抓取。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種應用磁力架原理的磁性機械手，包括一具有封閉內腔的主機架，所述主機架內水平設置有一軟磁材料制成的空心圓柱筒，所述空心圓柱筒內設置有繞空心圓柱筒軸線旋轉的條形永磁體，永磁體與空心圓柱筒的內孔表面之間采用間隙較小的間隙配合，保證永磁體可以在圓柱孔內部進行流暢的轉動。所述空心圓柱筒的一端設置有分別與所述永磁體和舵機輸出軸剛性連接的旋轉開關，所述主機架內還豎直設置有將主機架均分有左右兩部分的黃銅條，所述主機架的內腔中填充有軟磁材料。

本方案通過控制舵機旋轉永磁體使主機架內的軟磁材料磁化使主機架底面產生強磁來吸附可被磁力吸附的物體，同時可以通過旋轉永磁體使軟磁材料消磁，就可以很容易地將物體從主機架底面取下來了，結構簡單操作簡便。

進一步地，所述主機架兩側還對稱地鉸接有旋轉手臂，所述旋轉手臂的尾端通過兩個相互垂直的彈簧與所述主機架相連接，當吸附體積比較大的目標物體時，旋轉手臂可以通過對彈簧的擠壓產生一個夾緊力，從而配合磁力，實現更加穩定的夾持。

進一步地，所述主機架的材料為鑄鐵，成本低，易加工，導磁性好。

進一步地，所述軟磁材料為易磁化也易退磁的鐵氧體材料。

相比現有技術，本發明的突出效果是：結構簡單容易實現，造型輕巧容易實現大批量生產，而且可以通過搭配不同的機器人實現其不同的功能，還能根據需要去設計不同的尺寸應用在不同的場合。通過磁力去抓取磁性金屬的方式，可靠性高，而且易于控制，通過舵機和簡單的控制電路就可以實現對永磁鐵轉動角度的精準控制，從而控制磁力的大小。若是想實現在不同范圍內的磁力變化，可以通過更改不同材質的磁鐵去實現。

附圖說明

圖1為本發明實施例的機械手三維示意圖。

圖2為本發明實施例的機械手剖面示意圖。

圖3為本發明實施例的機械手吸附物體時的內部工作原理示意圖。

圖4為本發明實施例的機械手抓取小物體時的工作示意圖。

圖5為本發明實施例的機械手抓取大物體時的工作示意圖。

圖6為本發明實施例的機械手連接舵機和豎直軸的三維示意圖。

圖中所述為：1-主機架；2-旋轉開關；3-彈簧；4-旋轉手臂；5-底面；6-黃銅塊；7-永磁體；8-舵機；9-豎直軸；10-物體。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明的目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發明的實施方式并不因此限定于以下實施例。