CN104828610A - 一种用于卷料的机器人抓手 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于卷料的机器人抓手，该抓手安装在机器人的活动端，用于固定卷料轴对物料进行缠绕；其包括：与机器人活动端连接的连接板、用于支撑卷料轴内腔以固定卷料轴的固定装置以及用于驱动固定装置旋转的驱动装置；所述驱动装置设置在连接板上并与固定装置连接，实现驱动固定装置旋转对物料进行缠绕。本发明的用于卷料的机器人抓手结构简单、通用性强和灵活性强，可实现多方位和多角度的全自动缠绕和卸卷，无需人工干预与辅助，从而有效提高物料缠绕的效率和质量。

Description

一种用于卷料的机器人抓手
技术领域
本发明涉及工业机器人智能应用技术领域，更具体地说，涉及一种用于卷料的机器人抓手。
背景技术
目前，由于机械制造、装配、食品和药品等领域庞大的包装需求，智能化柔性包装设备，如布、纸、胶、毛线、薄膜、软管和漆包线等物料的缠绕设备也应运而生，品种繁多，这为方便成品打包与运输提供便利性，而且也可节省储存和包装空间。
在实际生产中，一般采用人工或者人工协助作业的半自动缠绕设备进行物料的缠绕作业。采用全人工进行缠绕，使得缠绕加工的效率低和缠绕质量参差不齐，难以保证成品的合格率。而采用人工协助作业的半自动缠绕设备也存在下述缺点：一是设备本身存在结构复杂和占地面积大等缺陷，因此这些设备灵活性差，无法实现多方位和对角度缠绕；当缠绕成品的卷料轴表面有结构差异时，现有的缠绕设备无法保证卷料轴各位置的线速度相同，导致缠绕出现不均匀现象，从而影响缠绕效果。二是现有的缠绕设备适用范围小、通用性低，对于不同的物料或缠绕成品卷料轴的不同结构需要采用不同的设备，导致制造成本大。
因此，现需提供一种结构简单、通用性强和灵活性强的用于卷料的机器人抓手，从而提高缠绕效率和质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单的用于卷料的机器人抓手，该机器人抓手通用性强和灵活性强，可实现多方位和多角度的全自动缠绕，无需人工干预与辅助，从而有效提高物料缠绕的效率和质量。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种用于卷料的机器人抓手，安装在机器人的活动端，用于固定卷料轴对物料进行缠绕；其特征在于：包括：与机器人活动端连接的连接板、用于支撑卷料轴内腔以固定卷料轴的固定装置以及用于驱动固定装置旋转的驱动装置；所述驱动装置设置在连接板上并与固定装置连接，实现驱动固定装置旋转对物料进行缠绕。
在上述方案中，本发明通过固定装置支撑卷料轴内腔的方式则可实现卷料轴的有效固定，再通过驱动装置驱动固定装置旋转，则可实现对物料进行缠绕。该机器人抓手结构简单，相对于现有缠绕设备对卷料轴的夹持固定方式，本发明采用通过固定装置支撑卷料轴内腔的方式可增强抓手的通用性，该抓手不仅可适用于对不同结构、形状卷料轴的固定，无需受卷料轴表面形状或结构的限制也可对卷料轴固定；而且，该方式无需考虑夹持力度过小无法对卷料轴固定或夹持力度过大容易导致卷料轴变形等问题，因此，本发明的机器人抓手实用性强，便于操作。同时，本发明的机器人抓手安装在机器人的活动端，其充分利用机器人的高机械自由度，灵活性强，实现多方位和多角度的全自动缠绕，保证卷料轴各位置的线速度相同，使得物料均匀缠绕在卷料轴上，从而提高缠绕的质量和效率。
所述固定装置包括主体、与主体一端面活动连接的卡爪和驱动机构一；所述驱动机构一与卡爪连接，驱动卡爪在主体端面上向外伸张和朝主体中心方向缩回，实现对卷料轴的支撑固定和脱离。本发明驱动机构一驱动卡爪在主体端面上向外伸张，则可对卷料轴内腔进行支撑以固定卷料轴；当卷料轴缠绕够一定的量后，驱动机构一驱动卡爪在主体端面上朝主体中心方向缩回，则可实现固定装置脱离卷料轴。
更具体地说，所述卡爪由至少两个伸缩部和用于伸入卷料轴内腔的支杆连接组成；所述伸缩部与主体一端面活动连接，支杆设置在伸缩部的端面上。
所述支杆数量与伸缩部数量相同，每条支杆垂直设置在相应伸缩部的端面上。本发明使用时，支杆伸入卷料轴内腔，当驱动机构一驱动卡爪在主体端面上向外伸张，伸入卷料轴内腔的支杆可对卷料轴内腔进行支撑以固定卷料轴；当驱动机构一驱动卡爪在主体端面上朝主体中心方向缩回，则支杆脱离卷料轴。
所述伸缩部与主体一端面活动连接是指：所述主体一端面开设有与伸缩部数量相同的滑槽，伸缩部与滑槽的滑动连接实现卡爪在主体一端面上向外伸张和朝主体中心方向缩回。本发明的驱动机构一驱动伸缩部在滑槽上往复滑动，从而带动垂直设置在伸缩部上的支杆往复运动，对卷料轴实现支撑固定和脱离。
所述滑槽在主体一端面上从主体边缘沿主体中心方向开设；滑槽均匀分布在主体一端面上。本发明的滑槽可设置两条以上，其均匀分布在主体一端面上可保证对卷料轴内腔的支撑力均匀平衡，从而提高缠绕的质量。
所述驱动装置包括设置在连接板上的电机和减速机，所述电机通过减速机与主体另一端面连接。减速机可降低电机的转速而增加主体旋转的转矩，保证缠绕过程中线速度始终保持一致，从而提高缠绕的质量。
本发明还包括用于将卷料轴从固定装置推离的推离装置。
所述推离装置包括推离件和驱动机构二；所述驱动机构二设置在连接板上并与推离件连接，实现驱动推离件升降。本发明推离装置的设置可实现该机器人抓手自动卸卷的功能。因此，本发明的机器人抓手安装在机器人活动端，充分利用机器人的高机械自由度，灵活性强，可实现多方位和多角度的全自动缠绕和卸卷，无需人工干预与辅助，并保证缠绕过程中卷料轴各位置的线速度相同，使得物料均匀缠绕在卷料轴上，从而有效提高物料缠绕的效率和质量。
本发明还包括用于辅助推离装置运动的导向装置，导向装置穿设在连接板上并与推离件连接。导向装置可提高卷料轴缠绕物料后卸卷过程的稳定性。
本发明用于卷料的机器人抓手的工作过程是这样的：
1、卡爪的支杆伸入卷料轴内腔后向外伸张，对卷料轴进行固定定位；电机通过减速机驱动主体转动从而带动卷料轴旋转，实现物料缠绕在卷料轴上。在物料缠绕过程中，可充分利用机器人的高机械自由度和强灵活性，实现多方位和多角度的全自动缠绕。
2、当卷料轴缠绕够一定的量后，卡爪的支杆朝主体中心方向缩回，此时，驱动机构二驱动推离件沿导向装置向前推动卷料轴，使得卷料轴脱离抓手，实现卸卷。在卸卷过程中，也可充分利用机器人的高机械自由度和强灵活性，实现不同位置和角度的卸卷。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：本发明的用于卷料的机器人抓手结构简单、通用性强和灵活性强，可实现多方位和多角度的全自动缠绕和卸卷，无需人工干预与辅助，从而有效提高物料缠绕的效率和质量。
附图说明
图1是本发明用于卷料的机器人抓手的结构示意图；
图2是本发明用于卷料的机器人抓手固定有卷料轴的示意图；
图3是本发明用于卷料的机器人抓手中固定装置的结构示意图；
其中，1为卷料轴、2为连接板、3为主体、4为卡爪、4.1为伸缩部、4.2为支杆、5为电机、6为减速机、7为推离件、8为驱动机构二、9为导向装置。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例
如图1至图3所示，本发明用于卷料的机器人抓手是安装在机器人的活动端，用于固定卷料轴1对物料进行缠绕。该机器人抓手包括：与机器人活动端连接的连接板2、用于支撑卷料轴1内腔以固定卷料轴1的固定装置以及用于驱动固定装置旋转的驱动装置；驱动装置设置在连接板2上并与固定装置连接，实现驱动固定装置旋转对物料进行缠绕。
其中，固定装置包括主体3、与主体3一端面活动连接的卡爪4和驱动机构一，驱动机构一与卡爪4连接，驱动卡爪4在主体3端面上向外伸张和朝主体中心方向缩回，实现对卷料轴1的支撑固定和脱离。该卡爪4由至少两个伸缩部4.1和用于伸入卷料轴1内腔的支杆4.2连接组成，伸缩部4.1与主体3一端面活动连接，支杆4.2数量与伸缩部4.1数量相同，每条支杆4.2垂直设置在相应伸缩部4.1的端面上。
更具体地说，伸缩部4.1与主体3一端面活动连接是指：主体3一端面开设有与伸缩部4.1数量相同的滑槽，伸缩部4.1与滑槽的滑动连接实现卡爪4在主体3一端面上向外伸张和朝主体中心方向缩回。本发明的驱动机构一驱动伸缩部4.1在滑槽上往复滑动，从而带动垂直设置在伸缩部4.1上的支杆4.2往复运动，对卷料轴1实现支撑固定和脱离。使用时，支杆4.2伸入卷料轴1内腔，当驱动机构一驱动卡爪4在主体3端面上向外伸张，伸入卷料轴1内腔的支杆4.2可对卷料轴1内腔进行支撑以固定卷料轴1；当驱动机构一驱动卡爪4在主体3端面上朝主体中心方向缩回，则支杆4.2脱离卷料轴1。
而滑槽在主体3一端面上从主体3边缘沿主体3中心方向开设，本发明的滑槽可设置两条以上，为了保证对卷料轴1内腔的支撑力均匀平衡，滑槽均匀分布在主体3一端面上，从而提高缠绕的质量。
本发明的驱动装置包括设置在连接板2上的电机5和减速机6，其中电机5通过减速机6与主体3另一端面连接。减速机6可降低电机5的转速而增加主体3旋转的转矩，保证缠绕过程中线速度始终保持一致，从而提高缠绕的质量。
本发明还包括用于将卷料轴1从固定装置推离的推离装置。该推离装置包括推离件7和驱动机构二8，驱动机构二8设置在连接板2上并与推离件7连接，实现驱动推离件7升降。本发明推离装置的设置可实现该机器人抓手自动卸卷的功能。因此，本发明的机器人抓手安装在机器人活动端，充分利用机器人的高机械自由度，灵活性强，可实现多方位和多角度的全自动缠绕和卸卷，无需人工干预与辅助，并保证缠绕过程中卷料轴1各位置的线速度相同，使得物料均匀缠绕在卷料轴1上，从而有效提高物料缠绕的效率和质量。
为了提高卷料轴缠绕物料后卸卷过程的稳定性，本发明还包括用于辅助推离装置运动的导向装置9，导向装置9穿设在连接板2上并与推离件7连接。
本发明用于卷料的机器人抓手的工作过程是这样的：
1、卡爪4的支杆4.2伸入卷料轴1内腔后向外伸张，对卷料轴1进行固定定位；电机5通过减速机6驱动主体3转动从而带动卷料轴1旋转，实现物料缠绕在卷料轴1上。在物料缠绕过程中，可充分利用机器人的高机械自由度和强灵活性，实现多方位和多角度的全自动缠绕。
2、当卷料轴1缠绕够一定的量后，卡爪4的支杆4.2朝主体3中心方向缩回，此时，驱动机构二8驱动推离件7沿导向装置9向前推动卷料轴1，使得卷料轴1脱离抓手，实现卸卷。在卸卷过程中，也可充分利用机器人的高机械自由度和强灵活性，实现不同位置和角度的卸卷。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于卷料的机器人抓手，安装在机器人的活动端，用于固定卷料轴对物料进行缠绕；其特征在于：包括：与机器人活动端连接的连接板、用于支撑卷料轴内腔以固定卷料轴的固定装置以及用于驱动固定装置旋转的驱动装置；所述驱动装置设置在连接板上并与固定装置连接，实现驱动固定装置旋转对物料进行缠绕。
2.根据权利要求1所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：所述固定装置包括主体、与主体一端面活动连接的卡爪和驱动机构一；所述驱动机构一与卡爪连接，驱动卡爪在主体端面上向外伸张和朝主体中心方向缩回，实现对卷料轴的支撑固定和脱离。
3.根据权利要求2所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：所述卡爪由至少两个伸缩部和用于伸入卷料轴内腔的支杆连接组成；所述伸缩部与主体一端面活动连接，支杆设置在伸缩部的端面上。
4.根据权利要求3所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：所述支杆数量与伸缩部数量相同，每条支杆垂直设置在相应伸缩部的端面上。
5.根据权利要求3所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：所述伸缩部与主体一端面活动连接是指：所述主体一端面开设有与伸缩部数量相同的滑槽，伸缩部与滑槽的滑动连接实现卡爪在主体一端面上向外伸张和朝主体中心方向缩回。
6.根据权利要求5所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：所述滑槽在主体一端面上从主体边缘沿主体中心方向开设；滑槽均匀分布在主体一端面上。
7.根据权利要求2所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：所述驱动装置包括设置在连接板上的电机和减速机，所述电机通过减速机与主体另一端面连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：还包括用于将卷料轴从固定装置推离的推离装置。
9.根据权利要求8所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：所述推离装置包括推离件和驱动机构二；所述驱动机构二设置在连接板上并与推离件连接，实现驱动推离件升降。
10.根据权利要求8所述的用于卷料的机器人抓手，其特征在于：还包括用于辅助推离装置运动的导向装置，导向装置穿设在连接板上并与推离件连接。
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