CN102320042B - 嵌套式自动往复机械爪 - Google Patents

Abstract

三嵌套式自动往复机械爪，属于智能机器人技术领域。本发明包括：机械指、销钉、内套筒、外套筒、大气缸、小气缸、销钉帽、中间套筒、导轨、气缸推杆、气缸推杆、导轨、自锁弹簧、环形刀片。机械手以气缸驱动，通过气缸带动内套筒运动，随内套筒一同向前运动，准备抓取工件。在气缸钢的作用下外套筒进一步伸出，挤压机械指完成抓取动作。在抱抓完成后工件连接部分落在任意两机械指之间，在外套筒与内套筒同时回程过程中，工件连接部分在通过中间套筒截面时被环形刀片切断，从而保证工件完全收入筒内，完成工件连接部分的切割动作，同时恢复初始位置。采用简单的新型的直线运动方式实现了任意工件抓取及分离的功能，摒弃的传统机械手的复杂结构。

Description

嵌套式自动往复机械爪

技术领域

本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种嵌套式自动往复，运用嵌套往复式运动结构完成对任意小型工件的抓取功能。

背景技术

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。

目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。我们主要解决的是传统机械手的复杂控制过程，用简单的往复是运动机够来实现工件的抓取及分离。

发明内容

本发明要解决的技术问题是自动抓取机械臂的核心部件——机械爪的设计。该设计性能稳定可靠，结构独特，对工件具有很好的适应性。结构精简，便于安装和拆卸维修。

本发明主要采用如下的技术方案来实现：一种嵌套式往复自动机械爪，包括机械指1，内套筒3，外套筒4，大气缸5，小气缸6，中间套筒8，第一导轨9，大气缸推杆10，小气缸推杆11，第二导轨12连接杆13，机械指1与内套筒3通过销钉2连接，在内套筒3和外套筒4之间还包含一个中间套筒8，内套筒3位于中间套筒8内并通过第二导轨12约束其相对转动，中间套筒8位于外套筒4内并通过第一导轨9约束其相对转动，第一导轨9与第二导轨12为同一规格；大气缸推杆10通过连接杆13与内套筒3相连，小气缸推杆11通过连杆14与外套筒相连；外套筒4前端装有滑轮15；销钉2套有自锁弹簧16，自锁弹簧伸出两端分别插入机械指1和内套筒3中，装卡座17将大气缸5和小气缸6分别固定在中间套筒8的外侧和内侧。

作为对本发明的进一步改进，还可以在上述嵌套式自动往复的中间套筒8的内侧安装有环形刀片7，在机械指1抓住工件后，由于内套筒3收回时与中间套筒8的产生相对运动，环形刀片17可将工件连接部分切断。

机械爪以气缸作为驱动，通过内、外气缸分别控制内套筒和外套筒的运动。机械指连接在内筒上，切刀固定在中间套筒上。机械指能在无中间套筒或外套筒约束的情况下自动保持张开状态。内套筒在气缸的推动下向前运动使得机械指脱离中间套筒的束缚，进而从收拢状态转为张开状态，同时工件进入机械内部。外套筒前进，机械爪收拢包住工件。内外套筒同时收回，恢复初始行动位置。

本发明的创新点在于通过嵌套式新型创新结构和前端的特殊机械指较好的将工件抓取，且对除工件其他部分的影响降到最低。采用简单的直线运动方式实现了工件抓取功能。

本发明具有如下效果：机械指在无套筒影响的情况下能够自动张开，能够在套筒的结构影响下自行收拢，省去了机械指的单独控制装置。中间套筒除作为整体的支撑件外还具有切削作用和收拢机械指的作用。整体运动轨迹简单，结构精简，便于加工和安装、维修，对操作对象以外的其他物体影响最小。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图

图2是本发明的整体结构侧视图

图3是自锁弹簧装配局部图

图4是环形刀片装配局部图

图中，1-机械指，2-销钉，3-内套筒，4-外套筒，5-大气缸，6-小气缸，7-环形刀片，8-中间套筒，9-第一导轨，10-大气缸推杆，11-小气缸推杆，12-第二导轨，13-连接杆，14-连接杆，15-滑轮，16-自锁弹簧，17-装卡座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，机械指1与内筒3通过销钉2连接，中间套筒8套于内套筒3通过第二导轨12约束其相对转动，外套筒4与中间套筒8通过第一导轨9约束其相对转动。自锁弹簧16伸出两端分别插入机械指1及内套筒3所打孔内。大气缸推杆10与连接杆13、小气缸推杆11与连接杆14分别用螺母固定

本发明的工作过程如下：

如图1所示，在抓取工件的过程中，气缸5推动气缸推杆10向前运动，进而推动内套筒向前运动，当机械指脱离中间套筒的束缚时在弹簧13的作用下自动改变为张开状态并保持，进而工件进入机械爪包围区域。气缸6推动气缸推杆11向前运动，从而外套筒向前运动使机械指1收拢，进而收拢住工件。

如图2所示，气缸5和6推动推杆11和10向后运动，带动外套筒4和内套筒3同时向后运动使机械指1在回收时保持收拢状态，在内套筒3收回时，与中间套筒8产生相对运动，装卡中间套筒内侧8的环形刀片14切断工件的连接部分，将工件分离，同时整个装置恢复初始状态。

Claims (2)

1.一种嵌套式自动往复机械爪，包括机械指（1），内套筒（3），外套筒（4），大气缸（5），小气缸（6），中间套筒（8），第一导轨（9），大气缸推杆（10），小气缸推杆（11），第二导轨（12），连接杆（13），其特征在于：机械指（1）与内套筒（3）通过销钉（2）连接，在内套筒（3）和外套筒（4）之间还包含一个中间套筒（8），内套筒（3）位于中间套筒（8）内并通过第二导轨（12）约束其相对转动，中间套筒（8）位于外套筒（4）内并通过第一导轨（9）约束其相对转动，第一导轨（9）与第二导轨（12）为同一规格；大气缸推杆（10）通过连接杆（13）与内套筒（3）相连，小气缸推杆（11）通过连杆（14）与外套筒相连；外套筒（4）前端装有滑轮（15）；销钉（2）套有自锁弹簧（16），自锁弹簧伸出两端分别插入机械指（1）和内套筒（3）中，装卡座（17）将大气缸（5）和小气缸（6）分别固定在中间套筒（8）的外侧和内侧。 

2.根据权利要求1所述的一种嵌套式自动往复机械爪，其特征在于所述的中间套筒（8）的内侧安装有环形刀片（7），在机械指（1）抓住工件后，由于内套筒（3）收回时与中间套筒（8）的产生相对运动，环形刀片（17）可将工件连接部分切断。 

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