CN106041943A - 一种圆管与圆孔壁抓取机械手及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种圆管与圆孔壁抓取机械手,包括机械手基座、一组机械手指和设置在机械手基座上的一组主关节,一组机械手指分别与一组主关节连接,一组主关节均匀设置在机械手基座上,机械手基座上设有主关节驱动装置、控制装置和位置检测装置;机械手指包括第一指节、第二指节和连接两者的机械关节,机械关节由独立的机械关节驱动装置驱动,第一指节与主关节连接,第二指节端部横向设有夹爪,夹爪与第二指节转动连接;机械关节驱动装置、主关节驱动装置和位置检测装置均与控制装置连接。结构简单,可以实现双向抓取,即从圆管内部抓取或外部抓取均能实现,适用于各种尺寸的圆管以及带有中空圆孔的物体。
Description
技术领域
本发明涉及机械手的技术领域,特别涉及一种圆管与圆孔壁抓取机械手。
背景技术
关节机器人,也称关节手臂机器人或关节机械手臂,是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一,适合用于诸多工业领域的机械自动化作业。对于关节机器人,关节是其重要组成部分,实现了机械手臂的相对运动。
一款机械手臂能实现的功能往往比较单一,若想实现多种功能,则结构和控制系统将变得复杂,目前,大多数抓取圆管的机械手只能单一实现从外部抓取或从内部抓取,从外部抓取无法应对外径超大的圆管,从内部抓取无法应对内径超小的圆管,其适用范围有限,使用不便。
发明内容
发明的目的:本发明公开一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其结构简单、成本低,可以实现双向抓取,即从圆管内部抓取或外部抓取均能实现,适用于各种尺寸的圆管以及带有中空圆孔的物体。
技术方案:为了实现以上目的,本发明公开了一种圆管与圆孔壁抓取机械手,包括机械手基座、一组机械手指和设置在机械手基座上的一组主关节,其中一组机械手指分别与一组主关节连接,一组主关节均匀设置在机械手基座上,机械手基座上设有主关节驱动装置、控制装置和位置检测装置;所述机械手指包括第一指节、第二指节和连接两者的机械关节,机械关节由独立的机械关节驱动装置驱动,其中第一指节与主关节连接,第二指节端部横向设有夹爪,夹爪与第二指节转动连接;所述机械关节驱动装置、主关节驱动装置和位置检测装置均与控制装置连接。这种设计结构简单、成本低,可以实现双向抓取,即从圆管内部抓取或外部抓取均能实现,适用于各种尺寸的圆管以及带有中空圆孔的物体。
进一步的,上述一种圆管与圆孔壁抓取机械手,所述夹爪呈弯曲的条状。这种设计更贴合圆管壁或圆孔壁,使抓取更可靠。
进一步的,上述一种圆管与圆孔壁抓取机械手,所述夹爪设有连接部和销,销穿过连接部和第二指节的端部,将两者转动连接。这种设计结构简单,夹爪可以相对第二指节转动,实现自我调节,保证贴紧圆管。
进一步的,上述一种圆管与圆孔壁抓取机械手,夹爪的横截面呈方形。这种设计由方形的一面贴紧圆管,以增大接触面积,提高摩擦力,保证抓取的可靠性。
进一步的,上述一种圆管与圆孔壁抓取机械手,所述夹爪上设有橡胶套,且橡胶套表面设有防滑纹。这种设计既保护了夹爪,也保护了被抓物体,防止夹爪和物体间的碰伤;防滑纹的设计提高了夹爪和物体间的摩擦力,降低物体滑落的可能,使抓取物体更可靠。
进一步的,上述一种圆管与圆孔壁抓取机械手,所述夹爪内外壁均设有摩擦片。这种设计提高了抓取时的摩擦力,内外壁均设有摩擦片是为了应对抓取圆管以及抓取圆孔壁两种情况。
进一步的,上述一种圆管与圆孔壁抓取机械手,所述一组机械手指的数量为2~5个。机械手指数量多,分布的夹爪多,越能贴合圆管,
进一步的,上述一种圆管与圆孔壁抓取机械手,所述夹爪内外壁均设有安装摩擦片用的凹槽。这种设计起到固定、保护摩擦片的作用,防止使用过程中摩擦片的变形和脱落。
一种圆管与圆孔壁抓取机械手的工作方法,从圆管外部抓取圆管的具体工作方法如下:1)位置检测装置与控制装置相配合,使机械手整体到达第一设定位置;2)机械手的一组机械手指打开至设定程度,同时机械手整体到达第二设定位置;3)控制装置发出指令使主关节和机械关节开始动作,则机械手通过一组机械手指开始抓取圆管并逐渐收紧,此时夹爪自动调节并贴紧圆管;4)控制装置发出指令使主关节停止动作,此时机械关节继续运转,抓紧圆管;5)然后控制装置发出指令使机械关节停止运转,机械手将圆管移至第三设定位置;6)控制装置发出指令,主关节和机械关节开始反向动作,一组机械手指打开以松开圆管;7)同时机械手开始移动,一组机械手指打开至设定程度,并且机械手直接移动至第二设定位置,开始一下轮搬送;通过物体的中空圆孔抓取物体的具体工作方法如下:1)位置检测装置与控制装置相配合,使机械手整体到达第一设定位置;2)机械手的一组机械手指合拢至设定程度,同时机械手整体到达第二设定位置,一组机械手指伸入中空圆孔;3)控制装置发出指令使主关节和机械关节开始动作,则机械手通过一组机械手指开始抓取中空圆孔的孔壁并逐渐收紧,此时夹爪自动调节并贴紧孔壁;4)控制装置发出指令使主关节停止动作,此时机械关节继续运转,抓紧物体;5)然后控制装置发出指令使机械关节停止运转,机械手将物体移至第三设定位置;6)控制装置发出指令,主关节和机械关节开始动作,一组机械手指合拢以松开物体;7)同时机械手开始移动,一组机械手指合拢至设定程度,并且机械手直接移动至第二设定位置,开始一下轮搬送。
上述技术方案可以看出,本发明具有如下有益效果:本发明所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其结构简单、成本低,可以实现双向抓取,即从圆管内部抓取或外部抓取均能实现,适用于各种尺寸的圆管以及带有中空圆孔的物体;提高抓取接触面的摩擦力,保证抓取的可靠性。
附图说明
图1为本发明所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手的结构示意图;
图2为本发明所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手的夹爪和摩擦片的结构示意图;
图3为本发明所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手的夹爪和橡胶套的结构示意图;
图中:1-机械手基座,2-机械手指,21-第一指节,22-第二指节,3-主关节,4-机械关节,5-夹爪,51-连接部,52-销,6-橡胶套,7-摩擦片。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明具体实施方式进行详细的描述。
实施例
本发明的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,如图1至图3所示,包括机械手基座1、一组机械手指2和设置在机械手基座1上的一组主关节3,其中一组机械手指2分别与一组主关节3连接,一组主关节3均匀设置在机械手基座1上并呈环形阵列状设置,机械手基座1上设有主关节驱动装置、控制装置和位置检测装置;所述机械手指2包括第一指节21、第二指节22和连接两者的机械关节4,机械关节4由独立的机械关节驱动装置驱动,其中第一指节21与主关节3连接,第二指节22端部横向设有夹爪5,夹爪5设有连接部51和销52,销52穿过连接部51和第二指节22的端部,使夹爪5与第二指节22转动连接;夹爪5呈弯曲的条状且横截面呈方形;夹爪5上设有橡胶套6,且橡胶套6表面设有防滑纹,或者夹爪5内外壁均设有摩擦片7,用来代替橡胶套6;夹爪5内外壁均设有安装摩擦片7用的凹槽;一组机械手指2的数量为2~5个。
机械关节驱动装置、主关节驱动装置和位置检测装置均与控制装置连接。
一种圆管与圆孔壁抓取机械手的工作方法:
从圆管外部抓取圆管的具体工作方法如下:
1)位置检测装置与控制装置相配合,使机械手整体到达第一设定位置;
2)机械手的一组机械手指2打开至设定程度,同时机械手整体到达第二设定位置;
3)控制装置发出指令使主关节3和机械关节4开始动作,则机械手通过一组机械手指2开始抓取圆管并逐渐收紧,此时夹爪5自动调节并贴紧圆管;
4)控制装置发出指令使主关节3停止动作,此时机械关节4继续运转,抓紧圆管;
5)然后控制装置发出指令使机械关节4停止运转,机械手将圆管移至第三设定位置;
6)控制装置发出指令,主关节3和机械关节4开始反向动作,一组机械手指2打开以松开圆管;
7)同时机械手开始移动,一组机械手指2打开至设定程度,并且机械手直接移动至第二设定位置,开始一下轮搬送。
通过物体的中空圆孔抓取物体的具体工作方法如下:
1)位置检测装置与控制装置相配合,使机械手整体到达第一设定位置;
2)机械手的一组机械手指2合拢至设定程度,同时机械手整体到达第二设定位置,一组机械手指2伸入中空圆孔;
3)控制装置发出指令使主关节3和机械关节4开始动作,则机械手通过一组机械手指2开始抓取中空圆孔的孔壁并逐渐收紧,此时夹爪5自动调节并贴紧孔壁;
4)控制装置发出指令使主关节3停止动作,此时机械关节4继续运转,抓紧物体;
5)然后控制装置发出指令使机械关节4停止运转,机械手将物体移至第三设定位置;
6)控制装置发出指令,主关节3和机械关节4开始动作,一组机械手指2合拢以松开物体;
7)同时机械手开始移动,一组机械手指2合拢至设定程度,并且机械手直接移动至第二设定位置,开始一下轮搬送。
所述第一设定位置,为机械手指2端部在被抓物体上方,其距离为安全距离,根据机械手和被抓物体的尺寸,由位置检测装置与控制装置控制;第二设定位置,为机械手指2开始抓取被抓物体时机械手整体所在位置;第三设定位置,为运送被抓物体的目的地。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:包括机械手基座(1)、一组机械手指(2)和设置在机械手基座(1)上的一组主关节(3),其中一组机械手指(2)分别与一组主关节(3)连接,一组主关节(3)均匀设置在机械手基座(1)上,机械手基座(1)上设有主关节驱动装置、控制装置和位置检测装置;
所述机械手指(2)包括第一指节(21)、第二指节(22)和连接两者的机械关节(4),机械关节(4)由独立的机械关节驱动装置驱动,第一指节(21)与主关节(3)连接,第二指节(22)端部横向设有夹爪(5),夹爪(5)与第二指节(22)转动连接;
所述机械关节驱动装置、主关节驱动装置和位置检测装置均与控制装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:所述夹爪(5)呈弯曲的条状。
3.根据权利要求1所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:所述夹爪(5)设有连接部(51)和销(52),销(52)穿过连接部(51)和第二指节(22)的端部,将两者转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:所述夹爪(5)的横截面呈方形。
5.根据权利要求1所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:所述夹爪(5)上设有橡胶套(6),且橡胶套(6)表面设有防滑纹。
6.根据权利要求1所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:所述夹爪(5)内外壁均设有摩擦片(7)。
7.根据权利要求1所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:所述一组机械手指(2)的数量为2~5个。
8.根据权利要求6所述的一种圆管与圆孔壁抓取机械手,其特征在于:所述夹爪(5)内外壁均设有安装摩擦片(7)用的凹槽。
9.一种圆管与圆孔壁抓取机械手的工作方法,其特征在于:从圆管外部抓取圆管的具体工作方法如下:
1)位置检测装置与控制装置相配合,使机械手整体到达第一设定位置;
2)机械手的一组机械手指(2)打开至设定程度,同时机械手整体到达第二设定位置;
3)控制装置发出指令使主关节(3)和机械关节(4)开始动作,则机械手通过一组机械手指(2)开始抓取圆管并逐渐收紧,此时夹爪(5)自动调节并贴紧圆管;
4)控制装置发出指令使主关节(3)停止动作,此时机械关节(4)继续运转,抓紧圆管;
5)然后控制装置发出指令使机械关节(4)停止运转,机械手将圆管移至第三设定位置;
6)控制装置发出指令,主关节(3)和机械关节(4)开始反向动作,一组机械手指(2)打开以松开圆管;
7)同时机械手开始移动,一组机械手指(2)打开至设定程度,并且机械手直接移动至第二设定位置,开始一下轮搬送;
通过物体的中空圆孔抓取物体的具体工作方法如下:
1)位置检测装置与控制装置相配合,使机械手整体到达第一设定位置;
2)机械手的一组机械手指(2)合拢至设定程度,同时机械手整体到达第二设定位置,一组机械手指(2)伸入中空圆孔;
3)控制装置发出指令使主关节(3)和机械关节(4)开始动作,则机械手通过一组机械手指(2)开始抓取中空圆孔的孔壁并逐渐收紧,此时夹爪(5)自动调节并贴紧孔壁;
4)控制装置发出指令使主关节(3)停止动作,此时机械关节(4)继续运转,抓紧物体;
5)然后控制装置发出指令使机械关节(4)停止运转,机械手将物体移至第三设定位置;
6)控制装置发出指令,主关节(3)和机械关节(4)开始动作,一组机械手指(2)合拢以松开物体;
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