CN106166755A - 一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置，包括气缸本体、抓手本体、滑块、导轨、挡板和自调节弹簧。滑块通过导轨在抓手本体的斜面上滑动。装置处于闲置状态时，自调节弹簧始终处于拉伸状态，滑块在拉弹力作用下处于平衡位置；装置夹紧过程中，滑块沿导轨向上滑行至极限位置，自调节弹簧被压缩；装置完成夹紧时，被操作工件在夹紧力、自调节弹簧压弹力、自身重力、滑块摩擦力下处于平衡状态；搬移过程中，被压缩的自调节弹簧使滑块沿导轨有向下运动的趋势，实现连续自调节，保持操作工件始终处于平衡状态。它结构简单，制造成本低，基于抓手本体斜面上的倾斜式自调节弹簧的压弹力进行连续自调节，大大提高夹紧可靠性。

Description

一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置
所属技术领域
本发明涉及一种工业机器人的机械抓手装置技术领域，具体是涉及工业机器人的一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置。
背景技术
工业机器人是一种高科技自动化生产设备。机械手装置是工业机器人的重要组成部分。在工业机器人作业过程中，要求机械手装置定位准确、夹紧可靠、搬移过程稳定。
目前，工业机器人的机械抓手装置在对工件的定位、夹紧、搬移作业中，因所操作工件存在加工误差和作业环境不稳定等因素影响，出现夹紧不可靠而在搬移过程中工件出现工件滑动，甚至掉落，在一定程度影响此类操作工件生产线的正常运行的问题。专利“一种双重夹持的机械抓手装置(201510574545.8)”公开了一种两次夹持的双重夹持的机械抓手装置，该技术方案虽然有助于解决因所操作工件存在加工误差和作业环境不稳定等因素影响，出现夹紧不可靠而在搬移过程中工件出现工件滑动，甚至掉落的问题，但其非连续自调节，不能彻底解决所存在的上述问题。
发明内容
为了克服现有工业机器人的机械抓手装置在对工件的定位、夹紧、搬移作业中，因所操作工件存在加工误差和作业环境不稳定等因素影响，出现夹紧不可靠而在搬移过程中工件出现工件滑动，甚至掉落，在一定程度影响此类操作工件生产线的正常运行，以及已有专利的非连续自调节方式而不能彻底解决所存在的上述问题等缺陷，本发明提供倾斜式连续自调节的机械抓手装置。
本发明具体解决其技术问题所采用的技术解决方案是：一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置包括：气缸本体，连接处，左活塞杆组件，右活塞杆组件，左抓手本体，左抓手斜面，右抓手本体，右抓手斜面，紧定螺母，左抓手滑块，左抓手滑块的导轨，右抓手滑块，右抓手滑块的导轨，左挡板，右挡板，左自调节弹簧，右自调节弹簧，导轨紧定组件和挡板紧定组件。其中，气缸本体是机械抓手装置的动力源，通过连接处装配工业机器人本体上；左抓手本体和右抓手本体结构相同；左抓手滑块和右抓手滑块结构相同；左抓手滑块的导轨和右抓手滑块的导轨结构相同；左挡板和右挡板结构相同；左自调节弹簧和右自调节弹簧结构相同。左抓手本体和右抓手本体都为折线形，包括竖直段和内折段。左抓手本体的竖直段通过相同的四个左活塞杆组件用紧定螺母装配到气缸本体的左侧；左抓手本体的内折段的下端段设计为倾斜式的左抓手斜面，左抓手滑块的导轨通过多组导轨紧定组件装配到左抓手本体的左抓手斜面上；左抓手滑块通过燕尾槽或T型等型面联接装配在左抓手滑块的导轨上，左抓手滑块能够在左抓手滑块的导轨上自由滑动且不脱离轨道；左抓手滑块装配左抓手滑块的导轨上时，内侧面为竖直平面；左自调节弹簧一端固定在左抓手本体上，另一端固定在左抓手滑块上；左抓手滑块的上、下最大行程均在左自调节弹簧的弹性限度内；左挡板通过挡板紧定组件装配在左抓手本体的最下端面，防止左抓手滑块从左抓手滑块的导轨上滑落。右抓手本体的竖直段通过相同的四个右活塞杆组件用紧定螺母装配到气缸本体的右侧；右抓手本体的内折段的下端段设计为倾斜式的右抓手斜面，右抓手滑块的导轨通过多组导轨紧定组件装配到右抓手本体的右抓手斜面上；右抓手滑块通过燕尾槽或T型等型面联接装配在右抓手滑块的导轨上，右抓手滑块能够在右抓手滑块的导轨上自由滑动且不脱离轨道；右抓手滑块装配右抓手滑块的导轨上时，内侧面为竖直平面；右自调节弹簧一端固定在右抓手本体上，另一端固定在右抓手滑块上；右抓手滑块的上、下最大行程均在右自调节弹簧的弹性限度内；右挡板通过挡板紧定组件装配在右抓手本体的最下端面，防止右抓手滑块从右抓手滑块的导轨上滑落。在机械抓手装置处于闲置状态时，左自调节弹簧和右自调节弹簧始终处于拉伸状态，左抓手滑块和右抓手滑块分别在左自调节弹簧和右自调节弹簧的拉弹力作用下处于平衡位置。在机械抓手装置夹紧和搬移过程中，左自调节弹簧和右自调节弹簧始终处于压缩状态。在机械抓手装置夹紧过程中，在动力源的气缸本体提供的夹紧力作用下，左抓手滑块和右抓手滑块分别沿左抓手滑块的导轨和右抓手滑块的导轨向上滑行，左抓手滑块和右抓手滑块具有向上滑行极限位置，左自调节弹簧和右自调节弹簧被压缩。在机械抓手装置完成夹紧时，被操作工件在动力源的气缸本体提供的夹紧力、左自调节弹簧压弹力、右自调节弹簧压弹力、工件自身重力、左抓手滑块摩擦力和右抓手滑块摩擦力下处于平衡状态。在机械抓手装置搬移过程中，左自调节弹簧压弹力和右自调节弹簧压弹力分别迫使左抓手滑块和右抓手滑块有向下运动的趋势，实现连续自调节，保持操作工件始终处于平衡状态，彻底避免出现因所操作工件存在加工误差和作业环境不稳定等因素影响，出现夹紧不可靠而在搬移过程中工件出现工件滑动，甚至的问题掉落。
本发明的有益效果是，采用一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置，解决了工业机器人的机械抓手装置在对工件的定位、夹紧、搬移作业中，因所操作工件存在加工误差和作业环境不稳定等因素影响，出现夹紧不可靠而在搬移过程中工件出现工件滑动，甚至掉落，在一定程度影响此类操作工件生产线的正常运行，以及已有专利的非连续自调节方式而不能彻底解决所存在的上述问题等缺陷。它结构简单，制造成本低，利用抓手本体斜面上的倾斜式自调节弹簧的压弹力进行连续自调节，大大提高装置使用可靠性。
附图说明
图1为本发明一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置的总体结构示意图；
图2为本发明一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置的正视结构示意图；
图3为本发明一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置的俯视结构示意图；
图4为本发明一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置的侧视结构示意图。
图中11.气缸本体，111.连接处，112.左活塞杆组件，113.右活塞杆组件，12.左抓手本体，121.左抓手斜面，13.右抓手本体，131.右抓手斜面，14.紧定螺母，15.左抓手滑块，151.左抓手滑块的导轨，16.右抓手滑块，161.右抓手滑块的导轨，17.左挡板，18.右挡板，19.左自调节弹簧，20.右自调节弹簧，21.导轨紧定组件，22.挡板紧定组件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步地说明。
参见附图，一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置包括：气缸本体11，连接处111，左活塞杆组件112，右活塞杆组件113，左抓手本体12，左抓手斜面121，右抓手本体13，右抓手斜面131，紧定螺母14，左抓手滑块15，左抓手滑块的导轨151，右抓手滑块16，右抓手滑块的导轨161，左挡板17，右挡板18，左自调节弹簧19，右自调节弹簧20，导轨紧定组件21和挡板紧定组件22。其中，气缸本体11是机械抓手装置的动力源，通过连接处111装配工业机器人本体上(注：图中未绘制)；左抓手本体12和右抓手本体13结构相同；左抓手滑块15和右抓手滑块16结构相同；左抓手滑块的导轨151和右抓手滑块的导轨161结构相同；左挡板17和右挡板18结构相同；左自调节弹簧19和右自调节弹簧20结构相同。左抓手本体12和右抓手本体13都为折线形，包括竖直段和内折段。左抓手本体12的竖直段通过相同的四个左活塞杆组件112用紧定螺母14装配到气缸本体11的左侧；左抓手本体12的内折段的下端段设计为倾斜式的左抓手斜面121，左抓手滑块的导轨151通过多组导轨紧定组件21装配到左抓手本体12的左抓手斜面121上；左抓手滑块15通过燕尾槽或T型等型面联接装配在左抓手滑块的导轨151上，左抓手滑块15能够在左抓手滑块的导轨151上自由滑动且不脱离轨道；左抓手滑块15装配左抓手滑块的导轨151上时，内侧面为竖直平面；左自调节弹簧19一端固定在左抓手本体12上，另一端固定在左抓手滑块15上；左抓手滑块15的上、下最大行程均在左自调节弹簧19的弹性限度内；左挡板17通过挡板紧定组件22装配在左抓手本体12的最下端面，防止左抓手滑块15从左抓手滑块的导轨151上滑落。右抓手本体13的竖直段通过相同的四个右活塞杆组件113用紧定螺母14装配到气缸本体11的右侧；右抓手本体13的内折段的下端段设计为倾斜式的右抓手斜面131，右抓手滑块的导轨161通过多组导轨紧定组件21装配到右抓手本体13的右抓手斜面131上；右抓手滑块16通过燕尾槽或T型等型面联接装配在右抓手滑块的导轨161上，右抓手滑块16能够在右抓手滑块的导轨161上自由滑动且不脱离轨道；右抓手滑块16装配右抓手滑块的导轨161上时，内侧面为竖直平面；右自调节弹簧20一端固定在右抓手本体13上，另一端固定在右抓手滑块16上；右抓手滑块16的上、下最大行程均在右自调节弹簧20的弹性限度内；右挡板18通过挡板紧定组件22装配在右抓手本体13的最下端面，防止右抓手滑块16从右抓手滑块的导轨161上滑落。在机械抓手装置处于闲置状态时，左自调节弹簧19和右自调节弹簧20始终处于拉伸状态，左抓手滑块15和右抓手滑块16分别在左自调节弹簧19和右自调节弹簧20的拉弹力作用下处于平衡位置。在机械抓手装置夹紧和搬移过程中，左自调节弹簧19和右自调节弹簧20始终处于压缩状态。在机械抓手装置夹紧过程中，在动力源的气缸本体11提供的夹紧力作用下，左抓手滑块15和右抓手滑块16分别沿左抓手滑块的导轨151和右抓手滑块的导轨161向上滑行，左抓手滑块15和右抓手滑块16具有向上滑行极限位置(注：图中未绘制)，左自调节弹簧19和右自调节弹簧20被压缩。在机械抓手装置完成夹紧时，被操作工件在动力源的气缸本体11提供的夹紧力、左自调节弹簧19压弹力、右自调节弹簧20压弹力、工件自身重力、左抓手滑块15摩擦力和右抓手滑块16摩擦力下处于平衡状态。在机械抓手装置搬移过程中，左自调节弹簧19压弹力和右自调节弹簧20压弹力分别迫使左抓手滑块15和右抓手滑块16有向下运动的趋势，实现连续自调节，保持操作工件始终处于平衡状态，彻底避免出现因所操作工件存在加工误差和作业环境不稳定等因素影响，出现夹紧不可靠而在搬移过程中工件出现工件滑动，甚至的问题掉落。
每当工业机器人的抓手需要实施操作工件搬移时，首先抓手装置进行准确定位，移动到需要实施操作工件的指定位置；其次在气缸本体11带动下，抓手装置的左抓手本体12和右抓手本体13分别通过左抓手滑块15的内侧面为竖直平面和右抓手滑块16内侧面为竖直平面实施夹紧操作工件，在机械抓手装置执行夹紧过程中，在动力源的气缸本体11提供的夹紧力作用下，左抓手滑块15和右抓手滑块16分别沿左抓手滑块的导轨151和右抓手滑块的导轨161向上滑行，左自调节弹簧19和右自调节弹簧20逐渐被压缩，左抓手滑块15和右抓手滑块16向上滑行至极限位置，在机械抓手装置完成夹紧时，被操作工件在动力源的气缸本体11提供的夹紧力、左自调节弹簧19压弹力、右自调节弹簧20压弹力、工件自身重力、左抓手滑块15摩擦力和右抓手滑块16摩擦力下处于平衡状态；然后执行操作工件转移，在机械抓手装置搬移过程中，左自调节弹簧19压弹力和右自调节弹簧20压弹力分别迫使左抓手滑块15和右抓手滑块16具有向下运动的趋势，实现连续自调节，迫使操作工件始终处于平衡状态；最后完成当操作工件夹紧、搬移和放置后，机械抓手装置恢复闲置状态，左抓手滑块15和右抓手滑块16分别在左自调节弹簧19和右自调节弹簧20的拉弹力作用下处于平衡位置，等待下一次执行命令。

Claims (5)

1.一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置，包括气缸本体(11)，左活塞杆组件(112)，右活塞杆组件(113)，左抓手本体(12)，左抓手斜面(121)，右抓手本体(13)，右抓手斜面(131)，紧定螺母(14)，左抓手滑块(15)，左抓手滑块的导轨(151)，右抓手滑块(16)，右抓手滑块的导轨(161)，左挡板(17)，右挡板(18)，左自调节弹簧(19)，右自调节弹簧(20)，导轨紧定组件(21)和挡板紧定组件(22)；气缸本体(11)是动力源；左抓手本体(12)和右抓手本体(13)结构相同；左抓手滑块(15)和右抓手滑块(16)结构相同；左抓手滑块的导轨(151)和右抓手滑块的导轨(161)结构相同；左挡板(17)和右挡板(18)结构相同；左自调节弹簧(19)和右自调节弹簧(20)结构相同，其特征在于：所述左抓手本体(12)和右抓手本体(13)都为折线形，包括竖直段和内折段；左抓手本体(12)的内折段的下端段设计为倾斜式的左抓手斜面(121)，左抓手滑块的导轨(151)通过多组导轨紧定组件(21)装配到左抓手本体(12)的左抓手斜面(121)上；右抓手本体(13)的内折段的下端段设计为倾斜式的右抓手斜面(131)，右抓手滑块的导轨(161)通过多组导轨紧定组件(21)装配到右抓手本体(13)的右抓手斜面(131)上；左抓手滑块(15)装配左抓手滑块的导轨(151)上时，内侧面为竖直平面；右抓手滑块(16)装配右抓手滑块的导轨(161)上时，内侧面为竖直平面；左抓手滑块(15)的上、下最大行程均在左自调节弹簧(19)的弹性限度内；右抓手滑块(16)的上、下最大行程均在右自调节弹簧(20)的弹性限度内；机械抓手装置处于闲置状态时，左自调节弹簧(19)和右自调节弹簧(20)始终处于拉伸状态，左抓手滑块(15)和右抓手滑块(16)分别在左自调节弹簧(19)和右自调节弹簧(20)的拉弹力作用下处于平衡位置；机械抓手装置夹紧和搬移过程中，左自调节弹簧(19)和右自调节弹簧(20)始终处于压缩状态；机械抓手装置夹紧过程中，在动力源的气缸本体(11)提供的夹紧力作用下，左抓手滑块(15)和右抓手滑块(16)分别沿左抓手滑块的导轨(151)和右抓手滑块的导轨(161)向上滑行，左抓手滑块(15)和右抓手滑块(16)具有向上滑行极限位置，左自调节弹簧(19)和右自调节弹簧(20)被压缩；机械抓手装置完成夹紧时，被操作工件在动力源的气缸本体(11)提供的夹紧力、左自调节弹簧(19)压弹力、右自调节弹簧(20)压弹力、工件自身重力、左抓手滑块(15)摩擦力和右抓手滑块(16)摩擦力下处于平衡状态；机械抓手装置搬移过程中，左自调节弹簧(19)压弹力和右自调节弹簧(20)压弹力分别迫使左抓手滑块(15)和右抓手滑块(16)有向下运动的趋势，实现连续自调节，保持操作工件始终处于平衡状态。
2.根据权利要求1所述的一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置，其特征在于所述左抓手本体(12)的竖直段通过相同的四个左活塞杆组件(112)用紧定螺母(14)装配到气缸本体(11)的左侧；右抓手本体(13)的竖直段通过相同的四个右活塞杆组件(113)用紧定螺母(14)装配到气缸本体(11)的右侧。
3.根据权利要求1所述的一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置，其特征在于所述左抓手滑块(15)通过燕尾槽或T型等型面联接装配在左抓手滑块的导轨(151)上，左抓手滑块(15)能够在左抓手滑块的导轨(151)上自由滑动且不脱离轨道；右抓手滑块(16)通过燕尾槽或T型等型面联接装配在右抓手滑块的导轨(161)上，右抓手滑块(16)能够在右抓手滑块的导轨(161)上自由滑动且不脱离轨道。
4.根据权利要求1所述的一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置，其特征在于所述左自调节弹簧(19)一端固定在左抓手本体(12)上，另一端固定在左抓手滑块(15)上；右自调节弹簧(20)一端固定在右抓手本体(13)上，另一端固定在右抓手滑块(16)上。
5.根据权利要求1所述的一种倾斜式连续自调节的机械抓手装置，其特征在于所述左挡板(17)通过挡板紧定组件(22)装配在左抓手本体(12)的最下端面，防止左抓手滑块(15)从左抓手滑块的导轨(151上滑落；右挡板(18)通过挡板紧定组件(22)装配在右抓手本体(13)的最下端面，防止右抓手滑块(16)从右抓手滑块的导轨(161)上滑落。
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