CN105945981A - 一种上下料装夹装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种上下料装夹装置，包括安装座和用于夹持工件的夹爪机构，夹爪机构包括多个夹头，每个夹头与安装座活动连接，每个夹头具有工作面和多个浮动机构，多个浮动机构位于工作面上，每个浮动机构包括浮动件，浮动件与夹头浮动连接。通过在夹头的工作面上设置的多个浮动件，在夹爪机构对工件进行夹持工作中，工件被多个夹头夹持时，多个浮动件作用在工件表面上，实现夹紧功能，而且由于浮动件与夹头采用的是浮动连接，工件被夹紧后还具有一定的自由活动空间，避免工件被“夹死”，不仅顺利实现柔性安装到位，还能避免工件表面出现刚性损伤。此外，本发明还提供了一种安装有上述上下料装夹装置的机器人。

Description

一种上下料装夹装置及机器人

技术领域

本发明涉及工业自动化设备领域，具体而言，涉及一种上下料装夹装置及机器人。

背景技术

目前，随着人力成本上升及用工荒现象日益蔓延，用机器人代替人工操作，实现机械自动化已成为制造产业的发展方向。工业机器人在工业生产中能够代替人工做单调、频繁、重复的长时间作业。目前工业机器自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的工业发展方向，国内工程机械行业已经开始大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量、提高生产效率、降低人工成本的同时还可避免安全事故。从近年来工业大数据分析可知工业机器人的普及是实现自动化生产、提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。通过机器人普及可实现我国工业由人员密集型向智能化转型。

但是，现有的机器人的上下料装夹装置在夹持工件时，容易把工件“夹死”，使得工件被夹持时不再具有自由活动空间，导致在安装时，工件安装不到位且工件表面易出现损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上下料装夹装置，该上下料装夹装置不仅能够将工件夹紧，且工件被夹持时，工件还具有一定的自由活动空间，能够更容易地安装到位。

本发明的另一目的在于提供一种机器人，该机器人包括上述上下料装夹装置，使得该机器人在工作时，不仅能够将工件夹紧，且工件被夹持时，工件还具有一定的自由活动空间，工件能够更容易地安装到位。

本发明的实施例是这样实现的：

一种上下料装夹装置，包括安装座和用于夹持工件的夹爪机构，夹爪机构包括多个夹头，每个夹头与安装座活动连接，每个夹头具有工作面和多个浮动机构，多个浮动机构位于工作面上，每个浮动机构包括浮动件，浮动件与夹头浮动连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，浮动机构包括固定座和弹性件，浮动件安装在固定座内，且浮动件通过弹性件与固定座连接，固定座与夹头连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，工作面设置有多个安装槽，多个浮动机构一一对应地容置于安装槽内，且浮动件往远离安装槽的方向凸出。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，夹头为两个，两个夹头相对设置，每个夹头上的浮动机构为九个，九个浮动机构均匀间隔地排列在工作面上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，夹头包括三个夹板，三个夹板从上往下依次连接，每个夹板上具有三个浮动机构。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，工作面为弧形。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，浮动件为球形。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，每个夹爪机构还包括多个连接臂，连接臂的数量与夹头的数量对应，多个连接臂一一对应地与多个夹头固定连接，连接臂远离夹头的一端与安装座活动连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，夹爪机构还包括用于驱动连接臂运动的驱动装置，驱动装置安装在安装座上。

一种机器人，包括上述任一项上下料装夹装置。

本发明实施例的一种上下料装夹装置及机器人的有益效果是：通过在夹头的工作面上设置的多个浮动件，在夹爪机构对工件进行夹持工作中，工件被多个夹头夹持时，多个浮动件作用在工件表面上，实现夹紧功能，而且由于浮动件与夹头采用的是浮动连接，工件被夹紧后还具有一定的自由活动空间，避免工件被“夹死”，不仅顺利实现柔性安装到位，还能避免工件表面出现刚性损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的上下料装夹装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的上下料装夹装置的夹头的结构示意图。

图中标记分别为：上下料装夹装置100，夹爪机构110，夹头111，夹板112，连接臂113，驱动装置114，工作面115，浮动机构116，浮动件117。

具体实施方式

目前，随着人力成本上升及用工荒现象日益蔓延，用机器人代替人工操作，实现机械自动化已成为制造产业的发展方向。工业机器人在工业生产中能够代替人工做单调、频繁、重复的长时间作业。目前工业机器自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的工业发展方向，国内工程机械行业已经开始大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量、提高生产效率、降低人工成本的同时还可避免安全事故。从近年来工业大数据分析可知工业机器人的普及是实现自动化生产、提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。通过机器人普及可实现我国工业由人员密集型向智能化转型。

但是，现有的机器人的上下料装夹装置在夹持工件时，容易把工件“夹死”，使得工件被夹持时不再具有自由活动空间，导致在安装时，工件安装不到位且工件表面易出现损伤。

本发明的设计者在研究中发现，产生上述问题的主要原因在于：现有的上下料装夹装置的夹头通常是刚性结构，也就是说夹头的工作面通常为刚性面，当夹头夹持工件时，作用在工件表面且与工件发生作用力接触的刚性面不具有柔性结构，因此，使得工件被夹头夹紧时，工件被夹死，工件在夹头上不能再活动。

鉴于此，本发明的设计者通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，设计了一种上下料装夹装置，该上下料装夹装置通过在夹头的工作面上设置有多个浮动件，浮动件与夹头采用浮动连接的方式，使得在夹持时，是浮动件而不是现有的刚性面与工件表面发生作用力接触，进而实现柔性夹持效果。因此，该上下料装夹装置不仅能够将工件夹紧，且工件被夹持时，工件在夹头之间还具有一定的自由活动空间避免被“夹死”，工件能够更容易地被安装到位。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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。

此外，术语“水平”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参阅图1～图2，本实施例提供的上下料装夹装置100，包括安装座和用于夹持工件的夹爪机构110。通过安装座可将该上下料装夹装置100安装于各种机器手臂上。

具体地，在本实施例中，夹爪机构110包括多个夹头111、多个连接臂113以及驱动连接臂113运动的驱动装置114。连接臂113的数量与夹头111的数量对应，多个连接臂113一一对应地与多个夹头111固定连接，连接臂113远离夹头111的一端与安装座活动连接。其中，驱动装置114安装在安装座上。当然，驱动装置114的数量与连接臂113的数量对应。优选地，在本实施例中，驱动装置114为气缸，连接臂113与气缸的活塞连接。当然，驱动装置114也可以是液压驱动装置114等。

需要说明的是，夹头111用于直接夹持工件，与工件发生作用力，多个夹头111相互配合可夹紧工件。夹头111的数量可根据实际情况确定，但至少是两个。

优选地，在本实施例中，夹头111的数量为两个，两个夹头111相对设置。相应地，连接臂113和驱动装置114的数量也为两个。在气缸的活塞驱动下，两个夹头111发生可发生水平方向的相向或相背的运动，实现对工件的夹紧或松懈。当然，在其他的实施例中，夹头111的数量可以是三个或四个或五个等。

此外，在本实施例中，每个夹头111设置有工作面115(即两个夹头111相对的一面)和多个浮动机构116，多个浮动机构116位于工作面115上。每个浮动机构116包括浮动件117，浮动件117与夹头111浮动连接。

以下对浮动机构116的结构和工作过程进行详细说明。

在本实施例中，浮动机构116还可以包括固定座和弹性件。浮动件117安装在固定座内，且浮动件117通过弹性件与固定座连接。固定座与夹头111连接。在本实施例中，通过固定座和弹性件的设置可实现浮动件117与夹头111的浮动连接。其中，优选地，弹性件为弹簧，当然，在其他的实施例中弹性件也可以是弹片或弹性橡胶等。

优选地，在本实施例中，夹头111的工作面115设置有多个安装槽。安装槽的数量与浮动机构116的数量对应，多个浮动机构116一一对应地容置于安装槽内，且浮动件117往远离安装槽的方向凸出。

将浮动机构116安装在安装槽内，避免浮动机构116在夹头111上松动掉落，增强浮动机构116的稳定性。

优选地，在本实施例中，浮动件117为球形。采用球形结构的浮动件117，使得浮动件117与工件表面接触时，多个分散作用力点施加在工件表面，工件受力更均匀，实现点接触型夹紧效果。有效地改善了面接触型夹紧导致的工件表面受力不均匀的情况。更优选地，在本实施例中，浮动件117为钢珠。当然，在其他的实施例中，浮动件117也可以是圆柱形，或者橄榄球性等具有弧形面结构的形状即可。

在实际的工作过程中给，工件的形状各部相同，夹头111的形状也要与工件的形状相匹配，才能确保夹紧效果。优选地，在本实施例中，夹头111上的工作面115为弧形。弧形的工作面115使得夹头111能够与柱型工件进行配合，增大夹头111与柱型工件的接触区域，加强夹紧效果。当然，工作面115的形状可以根据工件的形状进行设计，二者相互匹配即可，例如工作面115为方形，用于夹持方型工件。

优选地，在本实施例中，每个夹头111上的浮动机构116为九个，九个浮动机构116均匀间隔地排列在工作面115上。当然，浮动机构116的数量可以根据实际的情况进行设置。

此外，在本实施例中，每个夹头111包括三个夹板112，三个夹板112从上往下依次连接，每个夹板112上具有三个浮动机构116，三个浮动机构116沿水平排列。每个夹头111由三个夹板112组成，其优点在于当其中某个浮动机构116损坏后需要更换时，不用更换整个夹头111，只需要更换其相应的所在的夹板112即可，以便于维护。

工作时，两个夹头111在气缸的驱动下水平相向运动，对柱型工件进行夹持。浮动件117接触工件时，浮动件117受到工件的反作用力，浮动件117往凹槽中运动，压缩弹性件蓄力进一步夹紧工件。也就是工件的两侧受到18颗钢珠施加的作用力，也就相当于受到18个不同方向上的作用力，确保了工件能够被夹紧不掉落，但并不“夹死”工件。工件在两个夹头111的夹持下依然能够有自由活动的空间。换句话说就是工件被夹持时，工件还可以自由摆动一定的角度，从而使工件在进入机床钢性安装芯轴时，能自由自动借正，顺利实现柔性安装到位，达到人工柔性安装效果，提高了生产效率。此外，采用钢珠的浮动件117与工件接触的部位具有弧度，有能偶避免夹紧时损伤工件，能够满足精密工件外观质量要求。

综上，本实施例的上下料装夹装置100运用“以柔克刚”设计理念，通过带有浮动设置的共18颗钢珠的两个夹头111，实现夹头111同工件间过渡性配合的精准上下料定位，提高工件夹取成功率、降低工件表面损伤，达到提高生产效率及产品质量，降低制造成本之目的，能够适用于精度要求极高(内外圆同轴度≤0.025)的圆柱型工件上下料过程，其具有广阔的应用前景。

此外，本实施例还提供了一种机器人，该机器人包括有以上所述的上下料装夹装置100。该上下料装夹装置100通过安装座安装在该机器人的手臂上，进而可对工件进行夹持操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上下料装夹装置，其特征在于，包括安装座和用于夹持工件的夹爪机构，所述夹爪机构包括多个夹头，每个所述夹头与所述安装座活动连接，每个所述夹头具有工作面和多个浮动机构，多个所述浮动机构位于所述工作面，每个所述浮动机构包括浮动件，所述浮动件与所述夹头浮动连接。

2.根据权利要求1所述的上下料装夹装置，其特征在于，所述浮动机构包括固定座和弹性件，所述浮动件安装在所述固定座内，且所述浮动件通过所述弹性件与所述固定座连接，所述固定座与所述夹头连接。

3.根据权利要求2所述的上下料装夹装置，其特征在于，所述工作面设置有多个安装槽，多个所述浮动机构一一对应地容置于所述安装槽内，且所述浮动件往远离所述安装槽的方向凸出。

4.根据权利要求2所述的上下料装夹装置，其特征在于，所述夹头为两个，两个所述夹头相对设置，每个所述夹头上的所述浮动机构为九个，九个所述浮动机构均匀间隔地排列在所述工作面上。

5.根据权利要求4所述的上下料装夹装置，其特征在于，所述夹头包括三个夹板，三个所述夹板从上往下依次连接，每个所述夹板上具有三个所述浮动机构。

6.根据权利要求1～5任一项所述的上下料装夹装置，其特征在于，所述工作面为弧形。

7.根据权利要求1～5任一项所述的上下料装夹装置，其特征在于，所述浮动件为球形。

8.根据权利要求1所述的上下料装夹装置，其特征在于，每个所述夹爪机构还包括多个连接臂，所述连接臂的数量与所述夹头的数量对应，多个所述连接臂一一对应地与多个所述夹头固定连接，所述连接臂远离所述夹头的一端与所述安装座活动连接。

9.根据权利要求8所述的上下料装夹装置，其特征在于，所述夹爪机构还包括用于驱动所述连接臂运动的驱动装置，所述驱动装置安装在所述安装座上。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的上下料装夹装置。