CN102699745A - 用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置 - Google Patents

用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置。它包括机械臂、连接板、升降部件和抓取部件。所述升降部件通过所述连接板安装在机械臂上；所述抓取部件通过一个左侧板一个右侧板安装在所述升降部件中的一个升降板上；升降部件采用气动加浮动的升降方式，抓取部件夹紧抓取的运动通过横向运动的两个气缸工作顺序的调整，实现抓手定位中心的变化，从而实现不同定位高度和不同定位中心工件的夹紧抓取。本机械手装置的升降和夹紧抓取两维动作均由气动驱动方式实现，取代原需伺服电机的驱动方式，可使结构简单，且大大降低成本。适用于自动化生产设备中工件有两个定位中心，且抓取高度需变化的场合。

Description

用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置
技术领域
本发明涉及一种用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，完成某自动生产线中工件工作状态需有两个定位中心和不同定位高度的自动抓取要求。
背景技术
对于有些自动化生产设备中的工件移载，由于各工位中工件工作高度以及定位中心不同，移载机械手需要实现柔性的工作方式。如果采用轨迹机械手或者由伺服电机作为驱动元件，则成本很高，而如果采用直角坐标机械手，且由气缸作为执行元件，那么如何实现这种柔性的工作要求是一个难题。本装置采用浮动升降机构，由气缸驱动并利用弹簧的柔性实现不同高度的抓手定位，同时通过横向运动的两个气缸工作顺序的调整，实现抓手定位中心的变化，以满足不同工位上定位中心不同的工件的抓取。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的不足提供一种用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，该机械手装置安装于机械臂上，通过机械臂的来回运动，可实现在两个工位之间的工件移载。本发明可使结构简单，且大大降低成本。
本发明的构思如下：
机械手装置的基本原理是采用气缸作为升降驱动，机构中布置弹簧实现浮动，并有撞板控制升降距离，通过气缸的驱动、弹簧的压缩和升降座的浮动实现不同高度的抓手定位；在不同工位不同定位中心情况下，分别通过横向布置的两个气缸，以控制其不同工作顺序，实现抓手定位中心的变化。
根据上述发明构思，本发明采用如下技术步骤：
一种用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，包括机械臂、连接板、升降部件和抓取部件。其特征在于：所述升降部件通过所述连接板安装在机械臂上；所述抓取部件通过一个左侧板一个右侧板安装在所述升降部件中的一个升降板上；升降部件采用气动加浮动的升降方式，抓取部件夹紧抓取的运动通过横向运动的两个气缸工作顺序的调整，实现抓手定位中心的变化，从而实现不同定位高度和不同定位中心工件的夹紧抓取。
升降部件结构是：在连接板上下分别安装的导杆上撑板、导杆下撑板，之间安装两个导杆；四个直线轴承分别在两个导杆上滑动，四个直线轴承固定安装于升降板上；升降座固定安装于升降板上，固定安装在上撑板上面的升降气缸通过升降气缸接头、内六角螺钉、弹簧等与升降座连接。撞头板固定安装于升降板上，撞板固定安装于撞头板上。
抓取部件结构是：在升降板左右两侧安装的左侧板右侧板，左右侧板之间通过导杆垫圈安装两个导杆；每个导杆上安装两个直线轴承，直线轴承固定安装于左抓手右抓手上；固定安装在左右侧板上的左右抓手气缸通过抓手气缸接头、抓手气缸接头垫圈，分别与左右抓手连接；盖板安装于左右侧板上。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明机械手具有自适应功能，机械手的升降和抓取两维动作均由气动驱动方式实现，取代原需伺服电机的驱动方式，可使结构简单，且大大降低成本。适用于自动化生产设备中工件有两个定位中心，且抓取高度需变化的场合。
附图说明
图1是本发明总体的结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是工件抓块及定位结构示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参见图1和图2，本用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，包括机械臂（23）、连接板（24）、升降部件（                                                
Figure 2012101771110100002DEST_PATH_IMAGE001
）和抓取部件（
Figure 755952DEST_PATH_IMAGE002
）。其特征在于：所述升降部件（
Figure 91118DEST_PATH_IMAGE001
）通过所述连接板（24）安装在机械臂（23）上；所述抓取部件（
Figure 633089DEST_PATH_IMAGE002
）通过一个左侧板（16）一个右侧板（6）安装在所述升降部件（
Figure 711904DEST_PATH_IMAGE001
）中的一个升降板（5）上；升降部件（）采用气动加浮动的升降方式，抓取部件（
Figure 43845DEST_PATH_IMAGE002
）夹紧抓取的运动通过横向运动的两个气缸工作顺序的调整，实现抓手定位中心的变化，从而实现不同定位高度和不同定位中心工件的夹紧抓取。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
所述升降部件（
Figure 994484DEST_PATH_IMAGE001
）的结构是：在所述连接板（24）上下分别安装有导杆上撑板（18）和导杆下撑板（22），该两板之间安装两个导杆（27）；有四个直线轴承（26）分别与两个导杆（27）滑配，该四个直线轴承（26）固定安装于所述升降板（5）上；有一个升降座（4）固定安装于所述升降板（5）上，有一个固定安装在所述上撑板（18）上面的升降气缸（17）通过一个升降气缸接头（1）、内六角螺钉（3）和弹簧（2）与升降座（4）弹性连接；有一个撞头板（20）固定安装于所述升降板（5）上，一块撞板（21）固定安装于所述撞头板（20）下面。
所述抓取部件（
Figure 876989DEST_PATH_IMAGE002
）的结构是：在所述升降板（5）左右两侧安装所述左侧板（16）和右侧板（6），左右侧板（16、6）之间通过螺钉和导杆垫圈（8）固定安装两根导杆（9）；每根导杆（9）上滑配两个直线轴承（7），该直线轴承（7）分别固定安装于一个左抓手（13）和一个右抓手（10）上；有两个分别固定安装在左右侧板（16、6）上的左右抓手气缸（12、11）各自通过抓手气缸接头（14）、抓手气缸接头螺钉和垫圈（15），分别与左右抓手（13、10）连接；一块盖板（25）安装于左右侧板（16、6）上。
实施例三：
参见图1、图2和图3，本用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，包括升降部件（
Figure 229473DEST_PATH_IMAGE001
）和抓取部件（
Figure 985070DEST_PATH_IMAGE002
）两部分。升降部件（
Figure 423005DEST_PATH_IMAGE001
）通过连接板（24）安装在机械臂（23）上。抓取部件（
Figure 843622DEST_PATH_IMAGE002
）通过左侧板（16）右侧板（6）安装在升降部件（
Figure 316192DEST_PATH_IMAGE001
）中的升降板（5）上。工件（30）上安装有定位头（29）和抓块（31），工件通过定位座（28）定位。升降部件（
Figure 491958DEST_PATH_IMAGE001
）采用气动加浮动的升降方式，抓取部件（）夹紧抓取的运动通过横向运动的两个气缸工作顺序的调整，实现抓手定位中心的变化，从而实现不同定位高度和不同定位中心工件的夹紧抓取。
升降部件（
Figure 641497DEST_PATH_IMAGE001
）包括在连接板（24）上下分别安装的导杆上撑板（18）、导杆下撑板（22），之间安装两个导杆（27）；四个直线轴承（26）分别在两个导杆（27）上滑动，四个直线轴承（26）固定安装于升降板（5）上；升降座（4）固定安装于升降板（5）上，升降气缸（17）通过升降气缸接头（1）、内六角螺钉（3）、弹簧（2）等与升降座（4）连接。撞头板（20）固定安装于升降板（5）上，撞板（21）固定安装于撞头板（20）上。
抓取部件（
Figure 702994DEST_PATH_IMAGE002
）包括在升降板（10）左右两侧安装的左侧板（16）右侧板（6），左右侧板（16）（6）之间通过导杆垫圈（8）安装两个导杆（9）；每个导杆（9）上安装两个直线轴承（7），直线轴承（7）固定安装于左抓手（13）右抓手（10）上；左右抓手气缸（12）（11）通过抓手气缸接头（14）、抓手气缸接头垫圈（15），分别与左右抓手（13）（10）连接；盖板（24）安装于左右侧板（16）（6）上。
本实施例的工作原理如下：
首先，机械手随着机械臂的运动到需要抓取工件的工位上，然后机械手的升降气缸伸出，带动升降座下降，升降板和撞板随之下降。当撞板下表面接触到工件抓块的上表面时，弹簧被压缩，这时虽然气缸仍在向下伸出，但升降板停止运动。如果需抓取如图3（a）中所示的工件，则右抓手气缸先伸出，使右抓手将工件从定位座中推出，其后左抓手气缸再伸出，使左抓手将工件夹紧。如果需要抓取如图3（b）中所示的工件，则左抓手气缸先伸出，使右抓手将工件从定位座中推出，其后右抓手气缸再伸出，使左抓手将工件夹紧。当机械抓手将工件夹紧后，升降气缸缩回，整个机械手带着工件随着机械臂移载至下一工位，然后将工件放置于定位夹具上，其动作顺序与抓取动作相反。当工件放置于定位夹具上后，机械抓手随机械臂空回抓取工位，整个动作流程完成。

Claims (3)

1.  一种用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，包括机械臂（23）、连接板（24）、升降部件（                                                
Figure 955653DEST_PATH_IMAGE001
）和抓取部件（
Figure 923609DEST_PATH_IMAGE002
）；其特征在于：所述升降部件（）通过所述连接板（24）安装在机械臂（23）上；所述抓取部件（
Figure 731345DEST_PATH_IMAGE002
）通过一个左侧板（16）一个右侧板（6）安装在所述升降部件（
Figure 409583DEST_PATH_IMAGE001
）中的一个升降板（5）上；升降部件（
Figure 548440DEST_PATH_IMAGE001
）采用气动加浮动的升降方式，抓取部件（
Figure 131868DEST_PATH_IMAGE002
）夹紧抓取的运动通过横向运动的两个气缸工作顺序的调整，实现抓手定位中心的变化，从而实现不同定位高度和不同定位中心工件的夹紧抓取。
2.  根据权利要求1所述的用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，其特征在于：所述升降部件（）的结构是：在所述连接板（24）上下分别安装有导杆上撑板（18）和导杆下撑板（22），该两板之间安装两个导杆（27）；有四个直线轴承（26）分别与两个导杆（27）滑配，该四个直线轴承（26）固定安装于所述升降板（5）上；有一个升降座（4）固定安装于所述升降板（5）上，有一个固定安装在所述上撑板（18）上面的升降气缸（17）通过一个升降气缸接头（1）、内六角螺钉（3）和弹簧（2）与升降座（4）弹性连接；有一个撞头板（20）固定安装于所述升降板（5）上，一块撞板（21）固定安装于所述撞头板（20）下面。
3.  根据权利要求1所述的用于工件定位中心和定位高度变化的自适应机械手装置，其特征在于：所述抓取部件（
Figure 429174DEST_PATH_IMAGE002
）的结构是：在所述升降板（5）左右两侧安装所述左侧板（16）和右侧板（6），左右侧板（16、6）之间通过螺钉和导杆垫圈（8）固定安装两根导杆（9）；每根导杆（9）上滑配两个直线轴承（7），该直线轴承（7）分别固定安装于一个左抓手（13）和一个右抓手（10）上；有两个分别固定安装在左右侧板（16、6）上的左右抓手气缸（12、11）各自通过抓手气缸接头（14）、抓手气缸接头螺钉和垫圈（15），分别与左右抓手（13、10）连接；一块盖板（25）安装于左右侧板（16、6）上。
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