CN106181976B - 灯座三插片自动抓取机械手系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械手，特别涉及一种灯座上三个零件的自动抓取机械手。灯座三插片自动抓取机械手系统，包括：用于实现水平方向运动的水平滑台、用于实现竖直方向运动的竖直滑台、用于实现同时抓取三个工件的三爪机械手，所述水平滑台通过支架固连于底座上，所述竖直滑台固连于所述水平滑台上，在所述水平滑台的末端固连所述三爪机械手。利用所述三爪机械手完成了对三个零件的同时抓取，将所述中间灯柱、所述侧边灯柱同时抓取、移动、同时放下，为三个零件的同时装配提供了可靠的技术保障。由于三个零件可以同时装配，可以大大提高产品的装配制造的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械手，特别涉及一种灯座上三个零件的自动抓取机械手。
背景技术
手爪作为机器人关键零部件之一，它是机器人与环境相互作用的最后环节和执行部件，其性能的优劣在很大程度上决定了整个机器人的工作性能。
工业机器人的机械部分的设计是工业机器人设计的重要部分，虽然工业机器人不同于专用设备，它具有较强的灵活性，但是，要设计和制造万能机器人是不现实的。不同应用领域的工业机器人机械系统设计的差异比工业机器人的其他系统设计上的差异大得多。用在工业上的机器人的手一般称之为末端操作器，它是机器人直接用于抓取和握紧(吸附)专用工具(如喷枪、扳手、焊具、喷头等)进行操作的部件，它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的前端。
用于抓取单一零件的机械手已经获得了广泛应用，更大难度的机械手设计在于，如何实现两个、三个零件的同时抓取、移动、同时放下，并保持零件在整个过程中不会发生移动，从而确保机械手的抓取精度。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种灯座三插片自动抓取机械手系统，本发明适用于机械制造过程中，实现三个零件的搬运传输。
本发明公开了一种灯座三插片自动抓取机械手系统，包括：用于实现水平方向运动的水平滑台、用于实现竖直方向运动的竖直滑台、用于实现同时抓取三个工件的三爪机械手；
所述水平滑台通过支架固连于底座上，所述竖直滑台固连于所述水平滑台上，在所述水平滑台的末端固连所述三爪机械手；
所述三爪机械手包括：纵推气缸、横推气缸、纵向推板、横向推板、底板、手指体，所述底板垂直固连于所述竖直滑台的纵向支架上，所述手指体固连于所述底板的下部，所述底板上固连所述纵推气缸和横推气缸，所述横推气缸位于所述纵推气缸的两侧；在所述横推气缸的滑台上固连所述横向推板，在所述纵推气缸的滑台上固连所述纵向推板。
优选地，所述手指体上设置有用于容纳工件的卡槽，所述手指体上设置有和所述卡槽相连通的纵向导向槽和横向导向槽。
优选地，所述横向导向槽垂直于所述纵向导向槽。
优选地，所述水平滑台包括：水平导轨、水平滑块、水平气缸、水平滑板、横向支架，所述横向支架固连于所述支架上，所述横向支架上固连有水平导轨，所述水平滑块活动连接于所述水平导轨上，所述水平滑板固连于所述水平滑块上；所述水平气缸的气缸体固连于所述横向支架上，所述横向气缸的水平活塞杆的末端固连于所述水平滑板上。
优选，所述竖直滑台包括：竖直气缸、竖直导轨、竖直滑块、纵向支架，所述竖直导轨固连于所述纵向支架，所述竖直滑块活动连接于所述竖直导轨，所述竖直滑块固连于所述水平滑板上；所述竖直气缸的气缸体固连于所述纵向支架，所述竖直气缸的竖直活塞杆的末端固连于所述水平滑板。
优选地，所述横向推板的横板颈部和所述横向导向槽相匹配，所述纵向推板的纵板颈部和所述纵向导向槽相匹配。
优选地，所述底座上固连有所述工装，所述工件固连于所述工装上。
和传统技术相比，本发明灯座三插片自动抓取机械手系统具有以下积极作用和有益效果：
所述水平滑台通过支架固连于底座上，所述横向支架的两端固连于所述支架，所述底座、所述支架和所述横向支架构成龙门结构，从而使整体上获取高度的刚性和良好的稳定性。
所述竖直滑台固连于所述水平滑台上，在所述水平滑台的末端固连所述三爪机械手。在所述水平气缸的驱动下，所述三爪机械手可以实现水平运动，在所述竖直气缸的驱动下，所述三爪机械手可以实现竖直运动，从而使所述三爪机械手可以获取两个方向上的运动。
为了实现同时抓取三个所述工件，所述三爪机械手的所述底板上固连所述纵推气缸和横推气缸，所述横推气缸位于所述纵推气缸的两侧；在所述横推气缸的滑台上固连所述横向推板，在所述纵推气缸的滑台上固连所述纵向推板。所述手指体上设置有用于容纳工件的卡槽，所述手指体上设置有所述纵向导向槽和横向导向槽。所述横向导向槽垂直于所述纵向导向槽。所述横向推板的横板颈部和所述横向导向槽相匹配，所述纵向推板的纵板颈部和所述纵向导向槽相匹配。在所述纵推气缸的驱动下，所述纵板颈部可以沿所述纵向导向槽运动，所述纵向导向槽可以提高所述所述纵板颈部的运动精度；在所述横推气缸的驱动下，所述横板颈部可以沿所述横向导向槽运动，所述横向导向槽可以提高所述横板颈部的运动精度。同时，由于设置了纵向导向槽，在所述纵板颈部进入所述纵向导向槽后，如果所述纵板颈部受到所述横板颈部的压力，所述纵向导向槽可以保持所述纵板颈部的位置不发生移位。
以下详细描述所述三爪机械手抓取所述工件的过程：
开始时候，所述水平气缸的所述水平活塞杆处于伸出状态，所述竖直活塞处于伸出状态。此时，所述手指体位于所述工件的上部。所述纵推气缸的活塞杆缩回，所述横推气缸的活塞杆缩回。所述横板颈部顶部的横板端部脱离所述卡槽，所述纵板颈部顶部的纵板端部脱离所述卡槽。
接着，所述竖直气缸的所述竖直活塞杆缩回，所述三爪机械手下降，所述中间灯柱、所述侧边灯柱进入所述卡槽中。
接着，所述纵推气缸的活塞杆伸出，所述纵向推板朝所述中间灯柱所在位置运动，所述纵板颈部位于所述纵向导向槽中，所述纵板端部顶住所述中间灯柱。
接着，所述横推气缸的活塞杆伸出，所述横向推板槽所述侧边灯柱所在位置运动，所述横板颈部进入所述横向导向槽中，所述横板端部顶住所述侧边灯柱。所述侧边灯柱在所述横板端部和所述纵板颈部的挤压下而处于固定的位置。至此，所述三爪机械手完成对所述中间灯柱、所述侧边灯柱的抓取。
接着，所述竖直活塞杆伸出，所述三爪机械手夹持住所述工件离开所述工装。
最后，所述三爪机械手运动到需要放置所述工件的时候，所述横推气缸的活塞杆缩回，接着，所述纵推气缸的活塞杆缩回，即可完成将所述工件松开。
本发明灯座三插片自动抓取机械手系统，利用所述三爪机械手完成了对三个零件的同时抓取，将所述中间灯柱、所述侧边灯柱同时抓取、移动、同时放下，为三个零件的同时装配提供了可靠的技术保障。由于三个零件可以同时装配，可以大大提高产品的装配制造的效率。
同时，由于所述卡槽对所述中间灯柱、所述侧边灯柱做到了精密限位，使得所述中间灯柱、所述侧边灯柱的装配位置在所述手指体中保持精密定位。因此，使得所述三爪机械手的抓取精度高，性能可靠。
同时，在所述三爪机械手抓取到所述工件后，所述侧边灯柱在所述横板端部和所述纵板颈部的挤压下而处于固定的位置，所述纵向导向槽可以保持所述纵板颈部的位置不发生移位。从而使所述侧边灯柱的位置不发生偏移，保证抓取精度。
附图说明
图1、2、3是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的结构示意图；
图4是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的竖直滑台及三爪机械手的结构示意图；
图5是图4在另一个视角下的结构示意图；
图6是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的三爪机械手的结构剖面示意图；
图7是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的手指体的结构剖面示意图。
图中：
1底座、2支架、3工装、4水平滑台、5竖直滑台、6三爪机械手、7中间灯柱、8侧边灯柱、9水平导轨、10水平滑块、11水平气缸、12水平滑板、13水平活塞杆、14竖直气缸、15竖直活塞杆、16竖直导轨、17竖直滑块、18纵推气缸、19横推气缸、20纵向推板、21横向推板、22底板、23手指体、24横板颈部、25纵板颈部、26纵板端部、27横板端部、28卡槽、29纵向导向槽、30横向导向槽。
具体实施方式
下面将结合附图对作进一步地详细说明，但不构成对的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上，提供了一种灯座三插片自动抓取机械手系统，用于实现快速抓取三片不同角度的工件，并移动至不同的位置。
所述工件为灯座三插片，所述灯座三插片包括：中间灯柱7、侧边灯柱8，所述侧边灯柱8的数量为二，所述侧边灯柱8位于所述中间灯柱7的两侧，本发明灯座三插片自动抓取机械手系统用于同时抓取、移动、同时放下所述灯座三插片。以下详细描述结构组成。
图1、2、3是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的结构示意图，图4是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的竖直滑台及三爪机械手的结构示意图，图5是图4在另一个视角下的结构示意图，图6是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的三爪机械手的结构剖面示意图，图7是本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的手指体的结构剖面示意图。
本发明公开了一种灯座三插片自动抓取机械手系统，包括：用于实现水平方向运动的水平滑台4、用于实现竖直方向运动的竖直滑台5、用于实现同时抓取三个工件的三爪机械手6；
所述水平滑台4通过支架2固连于底座1上，所述竖直滑台5固连于所述水平滑台4上，在所述水平滑台4的末端固连所述三爪机械手6；
所述三爪机械手6包括：纵推气缸18、横推气缸19、纵向推板20、横向推板21、底板22、手指体23，所述底板22垂直固连于所述竖直滑台5的纵向支架32上，所述手指体23固连于所述底板22的下部，所述底板22上固连所述纵推气缸18和横推气缸19，所述横推气缸19位于所述纵推气缸18的两侧；在所述横推气缸19的滑台上固连所述横向推板21，在所述纵推气缸18的滑台上固连所述纵向推板20。
更具体地，所述手指体23上设置有用于容纳工件的卡槽28，所述手指体23上设置有和所述卡槽28相连通的纵向导向槽29和横向导向槽30。
更具体地，所述横向导向槽30垂直于所述纵向导向槽29。
更具体地，所述水平滑台4包括：水平导轨9、水平滑块10、水平气缸11、水平滑板12、横向支架31，所述横向支架31固连于所述支架2上，所述横向支架31上固连有水平导轨9，所述水平滑块10活动连接于所述水平导轨9上，所述水平滑板12固连于所述水平滑块10上；所述水平气缸11的气缸体固连于所述横向支架31上，所述横向气缸11的水平活塞杆13的末端固连于所述水平滑板12上。
更具体，所述竖直滑台5包括：竖直气缸14、竖直导轨16、竖直滑块17、纵向支架32，所述竖直导轨16固连于所述纵向支架32，所述竖直滑块17活动连接于所述竖直导轨16，所述竖直滑块17固连于所述水平滑板12上；所述竖直气缸14的气缸体固连于所述纵向支架32，所述竖直气缸14的竖直活塞杆15的末端固连于所述水平滑板12。
更具体地，所述横向推板21的横板颈部24和所述横向导向槽30相匹配，所述纵向推板20的纵板颈部25和所述纵向导向槽29相匹配。
更具体地，所述底座1上固连有所述工装3，所述工件固连于所述工装3上。
见图1至7，接下来，详细描述本发明灯座三插片自动抓取机械手系统的工作过程和工作原理：
所述水平滑台4通过支架2固连于底座1上，所述横向支架31的两端固连于所述支架2，所述底座1、所述支架2和所述横向支架31构成龙门结构，从而使整体上获取高度的刚性和良好的稳定性。
所述竖直滑台5固连于所述水平滑台4上，在所述水平滑台4的末端固连所述三爪机械手6。在所述水平气缸11的驱动下，所述三爪机械手6可以实现水平运动，在所述竖直气缸14的驱动下，所述三爪机械手6可以实现竖直运动，从而使所述三爪机械手可以获取两个方向上的运动。
为了实现同时抓取三个所述工件，所述三爪机械手6的所述底板22上固连所述纵推气缸18和横推气缸19，所述横推气缸19位于所述纵推气缸18的两侧；在所述横推气缸19的滑台上固连所述横向推板21，在所述纵推气缸18的滑台上固连所述纵向推板20。所述手指体23上设置有用于容纳工件的卡槽28，所述手指体23上设置有所述纵向导向槽29和横向导向槽30。所述横向导向槽30垂直于所述纵向导向槽29。所述横向推板21的横板颈部24和所述横向导向槽30相匹配，所述纵向推板20的纵板颈部25和所述纵向导向槽29相匹配。在所述纵推气缸18的驱动下，所述纵板颈部25可以沿所述纵向导向槽29运动，所述纵向导向槽29可以提高所述所述纵板颈部25的运动精度；在所述横推气缸19的驱动下，所述横板颈部24可以沿所述横向导向槽30运动，所述横向导向槽30可以提高所述横板颈部24的运动精度。同时，由于设置了纵向导向槽29，在所述纵板颈部25进入所述纵向导向槽29后，如果所述纵板颈部25受到所述横板颈部24的压力，所述纵向导向槽29可以保持所述纵板颈部25的位置不发生移位。
以下详细描述所述三爪机械手6抓取所述工件的过程：
开始时候，所述水平气缸11的所述水平活塞杆13处于伸出状态，所述竖直活塞15处于伸出状态。此时，所述手指体23位于所述工件的上部。所述纵推气缸18的活塞杆缩回，所述横推气缸19的活塞杆缩回。所述横板颈部24顶部的横板端部27脱离所述卡槽28，所述纵板颈部25顶部的纵板端部26脱离所述卡槽28。
接着，所述竖直气缸14的所述竖直活塞杆15缩回，所述三爪机械手6下降，所述中间灯柱7、所述侧边灯柱8进入所述卡槽28中。
接着，所述纵推气缸18的活塞杆伸出，所述纵向推板20朝所述中间灯柱7所在位置运动，所述纵板颈部25位于所述纵向导向槽29中，所述纵板端部26顶住所述中间灯柱7。
接着，所述横推气缸19的活塞杆伸出，所述横向推板21槽所述侧边灯柱8所在位置运动，所述横板颈部24进入所述横向导向槽30中，所述横板端部27顶住所述侧边灯柱8。所述侧边灯柱8在所述横板端部27和所述纵板颈部25的挤压下而处于固定的位置。至此，所述三爪机械手6完成对所述中间灯柱7、所述侧边灯柱8的抓取。
接着，所述竖直活塞杆15伸出，所述三爪机械手6夹持住所述工件离开所述工装3。
最后，所述三爪机械手6运动到需要放置所述工件的时候，所述横推气缸19的活塞杆缩回，接着，所述纵推气缸18的活塞杆缩回，即可完成将所述工件松开。
本发明灯座三插片自动抓取机械手系统，利用所述三爪机械手6完成了对三个零件的同时抓取，将所述中间灯柱7、所述侧边灯柱8同时抓取、移动、同时放下，为三个零件的同时装配提供了可靠的技术保障。由于三个零件可以同时装配，可以大大提高产品的装配制造的效率。
同时，由于所述卡槽28对所述中间灯柱7、所述侧边灯柱8做到了精密限位，使得所述中间灯柱7、所述侧边灯柱8的装配位置在所述手指体23中保持精密定位。因此，使得所述三爪机械手6的抓取精度高，性能可靠。
同时，在所述三爪机械手6抓取到所述工件后，所述侧边灯柱8在所述横板端部27和所述纵板颈部25的挤压下而处于固定的位置，所述纵向导向槽29可以保持所述纵板颈部25的位置不发生移位。从而使所述侧边灯柱8的位置不发生偏移，保证抓取精度。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种灯座三插片自动抓取机械手系统，其特征在于，灯座三插片包括两个侧边灯柱和一个中间灯柱，灯座三插片自动抓取机械手系统组成如下：用于实现水平方向运动的水平滑台、用于实现竖直方向运动的竖直滑台、用于实现同时抓取两个侧边灯柱和一个中间灯柱的三爪机械手；
所述水平滑台通过支架固连于底座上，所述竖直滑台固连于所述水平滑台上，在所述水平滑台的末端固连所述三爪机械手；
所述三爪机械手包括：纵推气缸、横推气缸、纵向推板、横向推板、底板、手指体，所述底板垂直固连于所述竖直滑台的纵向支架上，所述手指体固连于所述底板的下部，所述底板上固连所述纵推气缸和横推气缸，所述横推气缸位于所述纵推气缸的两侧；在所述横推气缸的滑台上固连所述横向推板，在所述纵推气缸的滑台上固连所述纵向推板；
所述手指体上设置有用于容纳灯座三插片的卡槽，所述手指体上设置有和所述卡槽相连通的纵向导向槽和横向导向槽；
所述横向推板的横板颈部和所述横向导向槽相匹配，所述纵向推板的纵板颈部和所述纵向导向槽相匹配；
灯座三插片的侧边灯柱在所述横板颈部顶部的横板端部和所述纵板颈部的挤压下而处于固定的位置。
2.根据权利要求1所述的灯座三插片自动抓取机械手系统，其特征在于，所述横向导向槽垂直于所述纵向导向槽。
3.根据权利要求1所述的灯座三插片自动抓取机械手系统，其特征在于，所述水平滑台包括：水平导轨、水平滑块、水平气缸、水平滑板、横向支架，所述横向支架固连于所述支架上，所述横向支架上固连有水平导轨，所述水平滑块活动连接于所述水平导轨上，所述水平滑板固连于所述水平滑块上；所述水平气缸的气缸体固连于所述横向支架上，所述横向气缸的水平活塞杆的末端固连于所述水平滑板上。
4.根据权利要求1所述的灯座三插片自动抓取机械手系统，其特征在于，所述竖直滑台包括：竖直气缸、竖直导轨、竖直滑块、纵向支架，所述竖直导轨固连于所述纵向支架，所述竖直滑块活动连接于所述竖直导轨，所述竖直滑块固连于所述水平滑板上；所述竖直气缸的气缸体固连于所述纵向支架，所述竖直气缸的竖直活塞杆的末端固连于所述水平滑板。
5.根据权利要求1所述的灯座三插片自动抓取机械手系统，其特征在于，所述底座上固连有工装，所述灯座三插片固连于所述工装上。
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