1.本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种适用台阶轴的机器人爪手装置及操作方法。
背景技术：2.在机器人使用过程中，经常需要对台阶轴类零件进行抓取和转移，台阶轴类零件长度和直径不一，抓取时需要根据台阶轴的规格调整抓取位置，才能保证台阶轴转移时的稳定和取放时轴线位置和本发明相对位置的固定，保证定位精度。
技术实现要素：3.本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种根据台阶轴的规格调整抓取位置、抓取稳定、定位精度高的一种适用台阶轴的机器人爪手装置及操作方法。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种适用台阶轴的机器人爪手装置，包括机架、齿条、花键轴、一号斜齿轮、一号斜齿条、二号斜齿条、三号斜齿条、四号斜齿条、v槽，所述机架左侧中间具有一号燕尾槽,一号燕尾槽后侧具有气缸板，一号燕尾槽中间具有上下对称的两个一号轴承座,一号燕尾槽前侧具有上下对称的两个燕尾槽孔,每个燕尾槽孔前侧各具有一个限位板，每个燕尾槽孔右侧各具有一个二号燕尾槽，两个二号燕尾槽后侧具有上下对称的两个二号轴承座，两个二号轴承座后侧具有上下对称的两个三号燕尾槽，齿条右侧具有一号齿条燕尾,齿条后侧具有后侧板,一号齿条燕尾滑动连接一号燕尾槽,齿条在一号燕尾槽中滑动，气缸后侧固定连接气缸板内侧，气缸伸缩杆固定连接后侧板后侧。
5.所述花键轴中间具有轴肩,花键轴两侧具有上下对称的两个轴台,一号斜齿轮中间具有花键孔，两侧轴台转动连接两侧的一号轴承座,花键轴在两侧一号轴承座中转动，齿轮固定连接轴肩,齿轮和齿条相互啮合，花键轴两侧各设置一个一号斜齿轮，每个花键孔滑动连接花键轴。
6.所述一号斜齿条前侧具有一号斜齿条燕尾,一号斜齿条右侧具有一号斜齿条v槽，二号斜齿条后侧具有二号斜齿条燕尾,二号斜齿条右侧具有二号斜齿条v槽，三号斜齿条前侧具有三号齿条燕尾,三号斜齿条右侧具有三号斜齿条孔,三号斜齿条孔前侧具有三号斜齿条螺孔， 四号斜齿条后侧具有四号斜齿条燕尾,四号斜齿条右侧具有四号斜齿条孔,四号斜齿条孔后侧具有四号斜齿条螺孔，v槽上部具有v槽导杆，每个二号轴承座中各设置一个二号斜齿轮，每个二号斜齿轮中间轴转动连接各自的二号轴承座，每个二号斜齿轮在二号轴承座中转动，一号斜齿条燕尾滑动连接上部二号燕尾槽，一号斜齿条在上部二号燕尾槽中滑动，二号斜齿条滑动连接上部三号燕尾槽,二号斜齿条在上部三号燕尾槽中滑动，一号斜齿条和二号斜齿条同时和上部二号斜齿轮相互啮合，一号斜齿条和上部一号斜齿轮相互啮合，三号齿条燕尾滑动连接下部二号燕尾槽，三号斜齿条在下部二号燕尾槽中滑动，四号斜齿条滑动连接下部三号燕尾槽,四号斜齿条在下部三号燕尾槽中滑动，四号斜齿条和
三号斜齿条同时和下部二号斜齿轮相互啮合，三号斜齿条和下部一号斜齿轮相互啮合，三号斜齿条孔和四号斜齿条孔中各设置一个v槽, v槽导杆分别滑动连接三号斜齿条孔和四号斜齿条孔，v槽在三号斜齿条孔和中滑动，螺栓分别螺纹连接三号斜齿条螺孔和四号斜齿条螺孔，三号斜齿条螺孔和四号斜齿条螺孔中各设置一个螺栓,螺栓分别螺纹连接三号斜齿条螺孔和四号斜齿条螺孔，螺栓将对应的v槽分别固定在三号斜齿条孔和四号斜齿条孔中。
7.有益效果：本发明根据台阶轴的规格调整抓取位置、抓取稳定、定位精度高，两个v槽分别和三号斜齿条、四号斜齿条滑动连接，调节两个v槽的上下位置可以调节夹持位置，适应不同长度的台阶轴各轴段之间的长度，花键轴同时驱动两个一号斜齿轮，两个一号斜齿轮分别驱动一号斜齿条和三号斜齿条，一号斜齿条和三号斜齿条又分别通过各自的二号斜齿轮驱动二号斜齿条和四号斜齿条，使得一号斜齿条和二号斜齿条,三号斜齿条和四号斜齿条可以同步的往中间移动，具有定心的功能，既保证夹持效果，又能保证取放台阶轴时的位置精准，花键轴和一号斜齿轮采用花键滑动连接，一号斜齿轮既能滑动又能转动，一号斜齿轮、一号斜齿条、三号斜齿条采用斜齿传动，一号斜齿轮和一号斜齿条、三号斜齿条之间会产生切向力和轴上力，切向力使得一号斜齿条和三号斜齿条移动，轴向力会使一号斜齿轮产生轴向的移动，当两个v槽将台阶轴下部轴段夹紧后，两个v槽停止移动，三号斜齿条和四号斜齿条停止移动，三号斜齿条停止移动后，由于齿轮继续通过花键轴对一号斜齿轮施加力，下部的二号斜齿轮在三号斜齿条轴向力作用下往上部滑动，下部二号斜齿轮往上滑动时，花键轴继续转动，花键轴转动继续带动上部的一号斜齿轮转动，一号斜齿条和二号斜齿条继续往中间移动，直到一号斜齿条v槽和二号斜齿条v槽将台阶轴上部的轴段夹紧，使得台阶轴的各轴段逐次夹紧。
附图说明
8.图1为本发明所述的台阶轴的机器人爪手装置结构示意图。
9.图2为本发明所述的台阶轴的机器人爪手装置右侧结构示意图。
10.图3为本发明所述的机架结构示意图。
11.图4为本发明所述的机架右侧结构示意图。
12.图5为本发明所述的齿条结构示意图。
13.图6为本发明所述的花键轴结构示意图。
14.图7为本发明所述的一号斜齿轮结构示意图。
15.图8为本发明所述的一号斜齿条结构示意图。
16.图9为本发明所述的二号斜齿轮结构示意图。
17.图10为本发明所述的三号斜齿条结构示意图。
18.图11为本发明所述的四号斜齿条结构示意图。
19.图12为本发明所述的v槽结构示意图。
具体实施方式
20.下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
一种适用台阶轴的机器人爪手装置，包括机架110、齿条120、花键轴130、一号斜齿轮140、一号斜齿条150、二号斜齿条160、三号斜齿条170、四号斜齿条180、v槽190，所述机架110左侧中间具有一号燕尾槽111,一号燕尾槽111后侧具有气缸板112，一号燕尾槽111中间具有上下对称的两个一号轴承座113,一号燕尾槽111前侧具有上下对称的两个燕尾槽孔114,每个燕尾槽孔114前侧各具有一个限位板115，每个燕尾槽孔114右侧各具有一个二号燕尾槽116，两个二号燕尾槽116后侧具有上下对称的两个二号轴承座117，两个二号轴承座117后侧具有上下对称的两个三号燕尾槽118，齿条120右侧具有一号齿条燕尾121,齿条120后侧具有后侧板122,一号齿条燕尾121滑动连接一号燕尾槽111,齿条120在一号燕尾槽111中滑动，气缸240后侧固定连接气缸板112内侧，气缸240伸缩杆固定连接后侧板122后侧。使用本发明时，将本发明固定连接机器人，首先根据台阶轴250的轴段长度调整两个v槽190的位置，使得一号斜齿条v槽152、二号斜齿条v槽162和两个v槽190能分别抓住台阶轴250的两个轴段，机器人将本发明带到需要抓取的台阶轴250位置，气缸240启动，气缸240带动齿条120在一号燕尾槽111中滑动，齿条120带动齿轮230转动，齿轮230带动花键轴130转动，花键轴130带动两侧的一号斜齿轮140同时转动，上侧一号斜齿轮140带动一号斜齿条150沿上侧的二号燕尾槽116滑动，一号斜齿条150滑动带动上侧的二号斜齿轮220转动，二号斜齿轮220转动带动二号斜齿条160沿上侧三号燕尾槽118滑动，一号斜齿条150和二号斜齿条160同时往中间移动，下侧一号斜齿轮140带动三号斜齿条170沿下侧的二号燕尾槽116滑动，二号斜齿条160滑动带动下侧的二号斜齿轮220转动，二号斜齿轮220转动带动四号斜齿条180沿下侧三号燕尾槽118滑动，三号斜齿条170和四号斜齿条180同时往中间移动，三号斜齿条170和四号斜齿条180带动各自的v槽190往中间移动，两个v槽190会将台阶轴250下部轴段定心并夹紧，当两个v槽190将台阶轴250下部轴段夹紧后，两个v槽190停止移动，三号斜齿条170和四号斜齿条180停止移动，三号斜齿条170停止移动后，由于齿轮230继续通过花键轴130对一号斜齿轮140施加力，下部的二号斜齿轮220在三号斜齿条170轴向力作用下往上部滑动，下部二号斜齿轮220往上滑动时，花键轴130继续转动，花键轴130转动继续带动上部的一号斜齿轮140转动，一号斜齿条150和二号斜齿条160继续往中间移动，直到一号斜齿条v槽152和二号斜齿条v槽162将台阶轴250上部的轴段夹紧，此时气缸240停止移动，台阶轴250被夹紧，随后机器人带动本发明移动到设定位置，气缸240反向启动，两个v槽190、一号斜齿条v槽152、二号斜齿条v槽162松开对台阶轴250的夹紧，当一号斜齿条150和三号斜齿条170左侧碰到限位板115时，本发明复位，完成一侧对台阶轴250的抓取。一号斜齿条150、二号斜齿条160、二号燕尾槽116、二号斜齿轮220、三号燕尾槽118、四号斜齿条180、三号斜齿条170相互配合运行平稳，均衡分担台阶轴重量，防止发生抖动，造成抓取台阶轴倾倒，或取放台阶轴250时的位置造成偏差，影响了工作效率和成功率、保证取放台阶轴250时的位置精准。
21.所述花键轴130中间具有轴肩131,花键轴130两侧具有上下对称的两个轴台132,一号斜齿轮140中间具有花键孔141，两侧轴台132转动连接两侧的一号轴承座113,花键轴130在两侧一号轴承座113中转动，齿轮230固定连接轴肩131,齿轮230和齿条120相互啮合，花键轴130两侧各设置一个一号斜齿轮140，每个花键孔141滑动连接花键轴130。
22.所述一号斜齿条150前侧具有一号斜齿条燕尾151,一号斜齿条150右侧具有一号斜齿条v槽152，二号斜齿条160后侧具有二号斜齿条燕尾161,二号斜齿条160右侧具有二号
斜齿条v槽162，三号斜齿条170前侧具有三号齿条燕尾171,三号斜齿条170右侧具有三号斜齿条孔172,三号斜齿条孔172前侧具有三号斜齿条螺孔173， 四号斜齿条180后侧具有四号斜齿条燕尾181,四号斜齿条180右侧具有四号斜齿条孔182,四号斜齿条孔182后侧具有四号斜齿条螺孔183，v槽190上部具有v槽导杆191，每个二号轴承座117中各设置一个二号斜齿轮220，每个二号斜齿轮220中间轴转动连接各自的二号轴承座117，每个二号斜齿轮220在二号轴承座117中转动，一号斜齿条燕尾151滑动连接上部二号燕尾槽116，一号斜齿条150在上部二号燕尾槽116中滑动，二号斜齿条160滑动连接上部三号燕尾槽118,二号斜齿条160在上部三号燕尾槽118中滑动，一号斜齿条150和二号斜齿条160同时和上部二号斜齿轮220相互啮合，一号斜齿条150和上部一号斜齿轮140相互啮合，三号齿条燕尾171滑动连接下部二号燕尾槽116，三号斜齿条170在下部二号燕尾槽116中滑动，四号斜齿条180滑动连接下部三号燕尾槽118,四号斜齿条180在下部三号燕尾槽118中滑动，四号斜齿条180和三号斜齿条170同时和下部二号斜齿轮220相互啮合，三号斜齿条170和下部一号斜齿轮140相互啮合，三号斜齿条孔172和四号斜齿条孔182中各设置一个v槽190, v槽导杆191分别滑动连接三号斜齿条孔172和四号斜齿条孔182，v槽190在三号斜齿条孔172和192中滑动，螺栓210分别螺纹连接三号斜齿条螺孔173和四号斜齿条螺孔183，三号斜齿条螺孔173和四号斜齿条螺孔183中各设置一个螺栓210,螺栓210分别螺纹连接三号斜齿条螺孔173和四号斜齿条螺孔183，螺栓210将对应的v槽190分别固定在三号斜齿条孔172和四号斜齿条孔182中。使用本发明时，将本发明固定连接机器人，首先根据台阶轴的轴段长度调整两个v槽的位置，使得一号斜齿条v槽、二号斜齿条v槽和两个v槽能分别抓住台阶轴的两个轴段，机器人将本发明带到需要抓取的台阶轴位置，气缸启动，气缸带动齿条在一号燕尾槽中滑动，齿条带动齿轮转动，齿轮带动花键轴转动，花键轴带动两侧的一号斜齿轮同时转动，上侧一号斜齿轮带动一号斜齿条沿上侧的二号燕尾槽滑动，一号斜齿条滑动带动上侧的二号斜齿轮转动，二号斜齿轮转动带动二号斜齿条沿上侧三号燕尾槽滑动，一号斜齿条和二号斜齿条同时往中间移动，下侧一号斜齿轮带动三号斜齿条沿下侧的二号燕尾槽滑动，二号斜齿条滑动带动下侧的二号斜齿轮转动，二号斜齿轮转动带动四号斜齿条沿下侧三号燕尾槽滑动，三号斜齿条和四号斜齿条同时往中间移动，三号斜齿条和四号斜齿条带动各自的v槽往中间移动，两个v槽会将台阶轴下部轴段定心并夹紧，当两个v槽将台阶轴下部轴段夹紧后，两个v槽停止移动，三号斜齿条和四号斜齿条停止移动，三号斜齿条停止移动后，由于齿轮继续通过花键轴对一号斜齿轮施加力，下部的二号斜齿轮在三号斜齿条轴向力作用下往上部滑动，下部二号斜齿轮往上滑动时，花键轴继续转动，花键轴转动继续带动上部的一号斜齿轮转动，一号斜齿条和二号斜齿条继续往中间移动，直到一号斜齿条v槽和二号斜齿条v槽将台阶轴上部的轴段夹紧，此时气缸停止移动，台阶轴被夹紧，随后机器人带动本发明移动到设定位置，气缸反向启动，两个v槽、一号斜齿条v槽、二号斜齿条v槽松开对台阶轴的夹紧，当一号斜齿条和三号斜齿条左侧碰到限位板时，本发明复位，完成一侧对台阶轴的抓取。
23.本发明根据台阶轴的规格调整抓取位置、抓取稳定、定位精度高，两个v槽190分别和三号斜齿条170、四号斜齿条180滑动连接，调节两个v槽190的上下位置可以调节夹持位置，适应不同长度的台阶轴250各轴段之间的长度，花键轴130同时驱动两个一号斜齿轮140，两个一号斜齿轮140分别驱动一号斜齿条150和三号斜齿条170，一号斜齿条150和三号
斜齿条170又分别通过各自的二号斜齿轮220驱动二号斜齿条160和四号斜齿条180，使得一号斜齿条150和二号斜齿条160,三号斜齿条170和四号斜齿条180可以同步的往中间移动，具有定心的功能，既保证夹持效果，又能保证取放台阶轴250时的位置精准，保持竖直，防止歪斜，花键轴130和一号斜齿轮140采用花键滑动连接，一号斜齿轮140既能滑动又能转动，一号斜齿轮140、一号斜齿条150、三号斜齿条170采用斜齿传动，一号斜齿轮140和一号斜齿条150、三号斜齿条170之间会产生切向力和轴上力，切向力使得一号斜齿条150和三号斜齿条170移动，轴向力会使一号斜齿轮140产生轴向的移动，当两个v槽190将台阶轴250下部轴段夹紧后，两个v槽190停止移动，三号斜齿条170和四号斜齿条180停止移动，三号斜齿条170停止移动后，由于齿轮230继续通过花键轴130对一号斜齿轮140施加力，下部的二号斜齿轮220在三号斜齿条170轴向力作用下往上部滑动，下部二号斜齿轮220往上滑动时，花键轴130继续转动，花键轴130转动继续带动上部的一号斜齿轮140转动，一号斜齿条150和二号斜齿条160继续往中间移动，直到一号斜齿条v槽152和二号斜齿条v槽162将台阶轴250上部的轴段夹紧，使得台阶轴250的各轴段逐次夹紧，自动一体化操作，上下受力均衡、保持竖直，防止歪斜，保证取放台阶轴250时的位置精准。本发明能有效防止受力不均造成台阶轴损坏，或造成台阶轴倾倒，取放台阶轴250时的位置造成偏差，影响了工作效率和成功率。
24.一种适用台阶轴的机器人爪手装置的操作方法，包括以下步骤：第一步、使用本发明时，将本发明固定连接机器人，首先根据台阶轴250的轴段长度调整两个v槽190的位置，使得一号斜齿条v槽152、二号斜齿条v槽162和两个v槽190能分别抓住台阶轴250的两个轴段。第二步、机器人将本发明带到需要抓取的台阶轴250位置，气缸240启动，两个v槽190会将台阶轴250下部轴段定心并夹紧，当两个v槽190将台阶轴250下部轴段夹紧后，两个v槽190停止移动，花键轴130转动继续带动上部的一号斜齿轮140转动，一号斜齿条150和二号斜齿条160继续往中间移动，直到一号斜齿条v槽152和二号斜齿条v槽162将台阶轴250上部的轴段夹紧，此时气缸240停止移动，台阶轴250被夹紧，随后机器人带动本发明移动到设定位置，气缸240反向启动，两个v槽190、一号斜齿条v槽152、二号斜齿条v槽162松开对台阶轴250的夹紧，当一号斜齿条150和三号斜齿条170左侧碰到限位板115时，本发明复位，完成一侧对台阶轴250的抓取。
技术特征：1.一种适用台阶轴的机器人爪手装置，其特征是:包括机架、齿条、花键轴、一号斜齿轮、一号斜齿条、二号斜齿条、三号斜齿条、四号斜齿条、v槽，所述机架左侧中间具有一号燕尾槽,一号燕尾槽后侧具有气缸板，一号燕尾槽中间具有上下对称的两个一号轴承座,一号燕尾槽前侧具有上下对称的两个燕尾槽孔,每个燕尾槽孔前侧各具有一个限位板，每个燕尾槽孔右侧各具有一个二号燕尾槽，两个二号燕尾槽后侧具有上下对称的两个二号轴承座，两个二号轴承座后侧具有上下对称的两个三号燕尾槽，齿条右侧具有一号齿条燕尾,齿条后侧具有后侧板,一号齿条燕尾滑动连接一号燕尾槽,齿条在一号燕尾槽中滑动，气缸后侧固定连接气缸板内侧，气缸伸缩杆固定连接后侧板后侧。2.根据权利要求1所述的一种适用台阶轴的机器人爪手装置，其特征是: 所述花键轴中间具有轴肩,花键轴两侧具有上下对称的两个轴台,一号斜齿轮中间具有花键孔，两侧轴台转动连接两侧的一号轴承座,花键轴在两侧一号轴承座中转动，齿轮固定连接轴肩,齿轮和齿条相互啮合，花键轴两侧各设置一个一号斜齿轮，每个花键孔滑动连接花键轴。3.根据权利要求2所述的一种适用台阶轴的机器人爪手装置，其特征是: 所述一号斜齿条前侧具有一号斜齿条燕尾,一号斜齿条右侧具有一号斜齿条v槽，二号斜齿条后侧具有二号斜齿条燕尾,二号斜齿条右侧具有二号斜齿条v槽，三号斜齿条前侧具有三号齿条燕尾,三号斜齿条右侧具有三号斜齿条孔,三号斜齿条孔前侧具有三号斜齿条螺孔， 四号斜齿条后侧具有四号斜齿条燕尾,四号斜齿条右侧具有四号斜齿条孔,四号斜齿条孔后侧具有四号斜齿条螺孔。4.根据权利要求3所述的一种适用台阶轴的机器人爪手装置，其特征是: v槽上部具有v槽导杆，每个二号轴承座中各设置一个二号斜齿轮，每个二号斜齿轮中间轴转动连接各自的二号轴承座，每个二号斜齿轮在二号轴承座中转动，一号斜齿条燕尾滑动连接上部二号燕尾槽，一号斜齿条在上部二号燕尾槽中滑动，二号斜齿条滑动连接上部三号燕尾槽,二号斜齿条在上部三号燕尾槽中滑动，一号斜齿条和二号斜齿条同时和上部二号斜齿轮相互啮合，一号斜齿条和上部一号斜齿轮相互啮合，三号齿条燕尾滑动连接下部二号燕尾槽，三号斜齿条在下部二号燕尾槽中滑动，四号斜齿条滑动连接下部三号燕尾槽,四号斜齿条在下部三号燕尾槽中滑动，四号斜齿条和三号斜齿条同时和下部二号斜齿轮相互啮合，三号斜齿条和下部一号斜齿轮相互啮合，三号斜齿条孔和四号斜齿条孔中各设置一个v槽, v槽导杆分别滑动连接三号斜齿条孔和四号斜齿条孔，v槽在三号斜齿条孔和中滑动。5.根据权利要求4所述的一种适用台阶轴的机器人爪手装置，其特征是: 螺栓分别螺纹连接三号斜齿条螺孔和四号斜齿条螺孔，三号斜齿条螺孔和四号斜齿条螺孔中各设置一个螺栓,螺栓分别螺纹连接三号斜齿条螺孔和四号斜齿条螺孔，螺栓将对应的v槽分别固定在三号斜齿条孔和四号斜齿条孔中。6.根据权利要求1所述的一种适用台阶轴的机器人爪手装置的操作方法，其特征是: 包括以下步骤：第一步、使用时，将本机器人爪手固定连接机器人，首先根据台阶轴的轴段长度调整两个v槽的位置，使得一号斜齿条v槽、二号斜齿条v槽和两个v槽能分别抓住台阶轴的两个轴段；第二步、机器人将本机器人爪手带到需要抓取的台阶轴位置，气缸启动，两个v槽会将台阶轴下部轴段定心并夹紧，当两个v槽将台阶轴下部轴段夹紧后，两个v槽停止移动，花键轴转动继续带动上部的一号斜齿轮转动，一号斜齿条和二号斜齿条继续往中间移动，直到一号斜齿条v槽和二号斜齿条v槽将台阶轴上部的轴段夹紧，保持竖直，防止歪
斜，此时气缸停止移动，台阶轴被夹紧，随后机器人带动本机器人爪手移动到设定位置，气缸反向启动，两个v槽、一号斜齿条v槽、二号斜齿条v槽松开对台阶轴的夹紧，当一号斜齿条和三号斜齿条左侧碰到限位板时，本机器人爪手复位，完成一侧对台阶轴的抓取。
技术总结一种适用台阶轴的机器人爪手装置及操作方法，包括机架、齿条、花键轴、一号斜齿轮、一号斜齿条、二号斜齿条、三号斜齿条、四号斜齿条、V槽，所述机架左侧中间具有一号燕尾槽,一号燕尾槽后侧具有气缸板，一号燕尾槽中间具有上下对称的两个一号轴承座,一号燕尾槽前侧具有上下对称的两个燕尾槽孔,每个燕尾槽孔前侧各具有一个限位板，每个燕尾槽孔右侧各具有一个二号燕尾槽，两个二号燕尾槽后侧具有上下对称的两个二号轴承座，两个二号轴承座后侧具有上下对称的两个三号燕尾槽，齿条右侧具有一号齿条燕尾,齿条后侧具有后侧板,一号齿条燕尾滑动连接一号燕尾槽。连接一号燕尾槽。连接一号燕尾槽。
技术研发人员：鲍敏 鲍婕 李焕然 何晓亮 杨俊伟 杨光
受保护的技术使用者：黑龙江职业学院（黑龙江省经济管理干部学院）
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
