教育科技教学用机械手演示装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010675994.2 (22)申请日 2020.07.14 (71)申请人 郑州工业应用技术学院 地址 451100 河南省郑州市新郑市新郑高 新技术开发区 (72)发明人 刘娟卢俊青杨雪燕 (74)专利代理机构 北京艾皮专利代理有限公司 11777 代理人 刘刚 (51)Int.Cl. G09B 25/02(2006.01) (54)发明名称 一种教育科技教学用机械手演示装置 (57)摘要 本发明涉及教学演示设备领域， 更具体地 说， 是一种教育科技教学用机械手演示装置。

2、， 包 括固定台、 支脚、 第三伸缩机构、 固定架和夹爪， 固定台的底部安装有支脚， 固定台的上表面安装 有转盘， 转盘的上表面铰接有活动臂， 转盘的上 表面还铰接有第二伸缩机构， 活动臂的顶端铰接 有第三伸缩机构， 第三伸缩机构的伸出端固定连 接有固定架， 固定架的内壁上固定连接有电机， 电机的轴伸端固定连接有丝杆， 丝杆上套设有滑 块， 滑块的外侧壁上铰接有夹爪， 固定台的底部 安装有移动机构， 利用电机带动夹爪张开或者合 拢， 夹取物品， 夹取速度快， 效率高， 利用防滑垫 可以增大摩擦力， 便于抓取物品， 转动转盘， 带动 转盘转动， 便于学生从多个角度观察整个夹取过 程。 权利要求书。

3、1页 说明书4页 附图2页 CN 111681528 A 2020.09.18 CN 111681528 A 1.一种教育科技教学用机械手演示装置， 包括固定台 （1） 、 支脚 （2） 、 第三伸缩机构 （15） 、 固定架 （17） 和夹爪 （21） ， 其特征在于， 所述固定台 （1） 的底部安装有支脚 （2） ， 固定台 （1） 的上表面安装有转盘 （8） ， 转盘 （8） 与固定台 （1） 转动连接， 转盘 （8） 上套设有齿圈 （12） ， 转盘 （8） 的右侧设有转轴 （10） ， 转轴 （10） 的下端与固定台 （1） 转动连接， 转轴 （10） 上套设有 齿轮 （9） ， 转。

4、盘 （8） 的上表面铰接有活动臂 （13） ， 转盘 （8） 的上表面还铰接有第二伸缩机构 （14） ， 第二伸缩机构 （14） 的伸出端与活动臂 （13） 的中部铰接， 活动臂 （13） 的顶端铰接有第 三伸缩机构 （15） ， 第三伸缩机构 （15） 的伸出端固定连接有固定架 （17） ， 固定架 （17） 的内壁 上固定连接有电机 （18） ， 电机 （18） 的轴伸端固定连接有丝杆 （19） ， 丝杆 （19） 上套设有滑块 （20） ， 滑块 （20） 与丝杆 （19） 螺纹连接， 滑块 （20） 的外侧壁上铰接有夹爪 （21） ， 夹爪 （21） 的中 部铰接有连杆 （22） ， 。

5、连杆 （22） 的端部与固定架 （17） 的侧壁铰接， 固定台 （1） 的底部安装有移 动机构。 2.根据权利要求1所述的教育科技教学用机械手演示装置， 其特征在于， 所述齿轮 （9） 与齿圈 （12） 啮合， 转轴 （10） 的顶端安装有转盘 （11） 。 3.根据权利要求1所述的教育科技教学用机械手演示装置， 其特征在于， 所述活动臂 （13） 的中部铰接有第四伸缩机构 （16） ， 第四伸缩机构 （16） 为电动液压伸缩缸， 第四伸缩机 构 （16） 的伸出端与第三伸缩机构 （15） 的侧壁铰接。 4.根据权利要求1所述的教育科技教学用机械手演示装置， 其特征在于， 所述电机 （18） 。

6、为正反转电机。 5.根据权利要求1所述的教育科技教学用机械手演示装置， 其特征在于， 所述夹爪 （21） 的端部安装有防滑垫 （23） 。 6.根据权利要求1-5任一所述的教育科技教学用机械手演示装置， 其特征在于， 所述移 动机构包括第一伸缩机构 （3） 、 活动杆 （4） 、 万向轮 （5） 、 移动块 （6） 和支撑杆 （7） ， 固定台 （1） 的底部固定连接有第一伸缩机构 （3） ， 第一伸缩机构 （3） 的伸出端固定连接有移动块 （6） ， 移 动块 （6） 的上表面与固定台 （1） 的底部滑动连接， 固定台 （1） 的下表面铰接有活动杆 （4） ， 活 动杆 （4） 的下端安装有。

7、万向轮 （5） ， 移动块 （6） 的下表面铰接有支撑杆 （7） ， 支撑杆 （7） 的下端 与活动杆 （4） 的中部铰接。 7.根据权利要求6所述的教育科技教学用机械手演示装置， 其特征在于， 所述第一伸缩 机构 （3） 为电动液压伸缩缸。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111681528 A 2 一种教育科技教学用机械手演示装置 技术领域 0001 本发明涉及教学演示设备领域， 更具体地说， 是一种教育科技教学用机械手演示 装置。 背景技术 0002 机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能， 用以按固定程序抓取、 搬运物件 或操作工具的自动操作装置。 特点是可以通过编程来完成各种预期。

8、的作业， 构造和性能上 兼有人和机械手机器各自的优点。 机械手是最早出现的工业机器人， 也是最早出现的现代 机器人， 它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。 0003 教学过程中， 往往需要用到机械手演示装置， 现有的机械手演示装置不便于学生 观察、 移动不便。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种教育科技教学用机械手演示装置， 以解决上述背景技 术中提出的问题。 0005 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种教育科技教学用机械手演示装置， 包括固定台、 支脚、 第三伸缩机构、 固定架和夹 爪， 所述固定台的底部安装有支脚， 固定台的上表面安装有转盘， 转盘与固定。

9、台转动连接， 转盘上套设有齿圈， 转盘的右侧设有转轴， 转轴的下端与固定台转动连接， 转轴上套设有齿 轮， 转盘的上表面铰接有活动臂， 转盘的上表面还铰接有第二伸缩机构， 第二伸缩机构的伸 出端与活动臂的中部铰接， 活动臂的顶端铰接有第三伸缩机构， 第三伸缩机构的伸出端固 定连接有固定架， 固定架的内壁上固定连接有电机， 电机的轴伸端固定连接有丝杆， 丝杆上 套设有滑块， 滑块与丝杆螺纹连接， 滑块的外侧壁上铰接有夹爪， 夹爪的中部铰接有连杆， 连杆的端部与固定架的侧壁铰接， 固定台的底部安装有移动机构。 0006 更进一步地： 所述齿轮与齿圈啮合， 转轴的顶端安装有转盘。 0007 更进一步。

10、地： 所述活动臂的中部铰接有第四伸缩机构， 第四伸缩机构为电动液压 伸缩缸， 第四伸缩机构的伸出端与第三伸缩机构的侧壁铰接。 0008 更进一步地： 所述电机为正反转电机。 0009 更进一步地： 所述夹爪的端部安装有防滑垫。 0010 更进一步地： 所述移动机构包括第一伸缩机构、 活动杆、 万向轮、 移动块和支撑杆， 固定台的底部固定连接有第一伸缩机构， 第一伸缩机构的伸出端固定连接有移动块， 移动 块的上表面与固定台的底部滑动连接， 固定台的下表面铰接有活动杆， 活动杆的下端安装 有万向轮， 移动块的下表面铰接有支撑杆， 支撑杆的下端与活动杆的中部铰接。 0011 更进一步地： 所述第一伸。

11、缩机构为电动液压伸缩缸。 0012 采用本发明提供的技术方案， 与现有技术相比， 具有如下有益效果： 本发明实施例 中， 在进行教学演示时， 通过调节活动臂、 第三伸缩机构的倾斜角， 便于调节抓取角度， 利用 说明书 1/4 页 3 CN 111681528 A 3 电机带动夹爪张开或者合拢， 夹取物品， 夹取速度快， 效率高， 利用防滑垫可以增大摩擦力， 便于抓取物品， 转动转盘， 带动转盘转动， 便于学生从多个角度观察整个夹取过程， 通过设 置移动机构， 便于推动本装置移动位置， 解决了现有的机械手演示装置不便于学生观察、 移 动不便的问题。 附图说明 0013 图1为教育科技教学用机械手。

12、演示装置的结构示意图； 图2为教育科技教学用机械手演示装置中转盘的立体图； 图3为教育科技教学用机械手演示装置中夹爪的结构示意图。 0014 示意图中的标号说明： 1-固定台； 2-支脚； 3-第一伸缩机构； 4-活动杆； 5-万向轮； 6-移动块； 7-支撑杆； 8-转盘； 9-齿轮； 10-转轴； 11-转盘； 12-齿圈； 13-活动臂； 14-第二伸缩 机构； 15-第三伸缩机构； 16-第四伸缩机构； 17-固定架； 18-电机； 19-丝杆； 20-滑块； 21-夹 爪； 22-连杆； 23-防滑垫。 具体实施方式 0015 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术。

13、方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围， 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。 0016 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语 “中心” 。“长度” 、“宽度” 、“高度” 、“上” 、 “下” 、“前” 、“后” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底”“内”“外” 、“侧” 等指示的方位或者 位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述， 而不 是。

14、指示或暗示所指设备或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能 理解为对本发明的限制。 0017 另外， 若在本发明中涉及 “第一” 、“第二” 等的描述， 则其仅用于描述目的， 而不能 理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此， 限定有 “第 一” 、“第二” 的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。 另外， 各个实施例之间的技 术方案可以相互结合， 但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础， 当技术方案的 结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在， 也不在本发明要求 的保护范围之内。 0018 实施例1 请参阅图1。

15、-3， 本发明实施例中， 一种教育科技教学用机械手演示装置， 包括固定台1、 支脚2、 第三伸缩机构15、 固定架17和夹爪21， 固定台1的底部安装有支脚2， 固定台1的上表 面安装有转盘8， 转盘8与固定台1转动连接， 转盘8可以自由转动， 转盘8上套设有齿圈12， 转 盘8的右侧设有转轴10， 转轴10的下端与固定台1转动连接， 转轴10上套设有齿轮9， 齿轮9与 齿圈12啮合， 转轴10的顶端安装有转盘11， 转动转盘11， 可以带动齿轮9转动， 从而带动转盘 8转动， 转盘8的上表面铰接有活动臂13， 活动臂13可以自由摆动， 转盘8的上表面还铰接有 第二伸缩机构14， 第二伸缩机构。

16、14为电动液压伸缩缸， 第二伸缩机构14的伸出端与活动臂 13的中部铰接， 控制第二伸缩机构14伸缩， 可以带动活动臂13摆动， 调节活动臂13的倾斜 说明书 2/4 页 4 CN 111681528 A 4 角， 活动臂13的顶端铰接有第三伸缩机构15， 第三伸缩机构15为电动液压伸缩缸， 活动臂13 的中部铰接有第四伸缩机构16， 第四伸缩机构16为电动液压伸缩缸， 第四伸缩机构16的伸 出端与第三伸缩机构15的侧壁铰接， 控制第四伸缩机构16伸缩， 可以带动第三伸缩机构15 摆动， 调节第三伸缩机构15的倾斜角， 第三伸缩机构15的伸出端固定连接有固定架17， 固定 架17的内壁上固定连。

17、接有电机18， 电机18为正反转电机， 电机18的轴伸端固定连接有丝杆 19， 控制电机18正反转， 可以带动丝杆19正反转， 丝杆19上套设有滑块20， 滑块20与丝杆19 螺纹连接， 滑块20的外侧壁上铰接有夹爪21， 夹爪21共有四个， 分布在滑块20的四个侧面 上， 夹爪21的中部铰接有连杆22， 连杆22的端部与固定架17的侧壁铰接， 控制电机18正反 转， 可以带动丝杆19正反转， 从而带动滑块20横向移动， 带动夹爪21张开或者合拢， 夹取速 度快， 效率高， 夹爪21的端部安装有防滑垫23， 利用防滑垫23可以增大摩擦力， 便于抓取物 品。 0019 实施例2 在实施例1的基础。

18、上， 固定台1的底部安装有移动机构， 移动机构包括第一伸缩机构3、 活动杆4、 万向轮5、 移动块6和支撑杆7， 固定台1的底部固定连接有第一伸缩机构3， 第一伸 缩机构3为电动液压伸缩缸， 第一伸缩机构3的伸出端固定连接有移动块6， 移动块6的上表 面与固定台1的底部滑动连接， 控制第一伸缩机构3伸缩， 可以带动移动块6左右移动， 固定 台1的下表面铰接有活动杆4， 活动杆4的下端安装有万向轮5， 移动块6的下表面铰接有支撑 杆7， 支撑杆7的下端与活动杆4的中部铰接， 当移动块6左右移动时， 可以带动活动杆4摆动， 当活动杆4向竖直方向转动时， 带动万向轮5向下移动， 使万向轮5与地面相接。

19、处， 此时便于 推动本装置移动位置。 0020 结合实施例1、 实施例2， 本发明的工作原理是： 在进行教学演示时， 控制第二伸缩 机构14伸缩， 可以带动活动臂13摆动， 调节活动臂13的倾斜角， 控制第四伸缩机构16伸缩， 可以带动第三伸缩机构15摆动， 调节第三伸缩机构15的倾斜角， 便于调节抓取角度， 控制第 三伸缩机构15伸缩， 带动夹爪21移动， 控制电机18正反转， 可以带动丝杆19正反转， 从而带 动滑块20横向移动， 带动夹爪21张开或者合拢， 夹取速度快， 效率高， 夹爪21的端部安装有 防滑垫23， 利用防滑垫23可以增大摩擦力， 便于抓取物品， 转动转盘11， 可以带动。

20、齿轮9转 动， 从而带动转盘8转动， 便于学生从多个角度观察整个夹取过程， 当需要移动本装置时， 控 制第一伸缩机构3伸长， 带动活动杆4向竖直方向转动， 带动万向轮5向下移动， 使万向轮5与 地面相接处， 此时便于推动本装置移动位置。 0021 需要特别说明的是， 本申请中固定台1、 支脚2、 第三伸缩机构15、 固定架17和夹爪 21为现有技术的应用， 移动机构、 转盘、 齿轮、 齿圈、 丝杆、 滑块为本申请的创新点， 其有效解 决了现有的机械手演示装置不便于学生观察、 移动不便的问题。 0022 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述， 该描述没有限制性， 附图中所 示的也只是本发明。

21、的实施方式之一， 实际的结构并不局限于此。 所以， 如果本领域的普通技 术人员受其启示， 在不脱离本发明创造宗旨的情况下， 不经创造性的设计出与该技术方案 相似的结构方式及实施例， 均应属于本发明的保护范围。 0023 此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经适当组合， 形成本领域技术人员 说明书 3/4 页 5 CN 111681528 A 5 可以理解的其他实施方式。 说明书 4/4 页 6 CN 111681528 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 111681528 A 7 图3 说明书附图 2/2 页 8 CN 111681528 A 8 。