CN106672620A - 一种机器人复合抓手装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人复合抓手装置。包括：框架主体；吸盘装置，设置于框架主体的下侧；挂钩装置，其具有两个挂钩部；两个挂钩部分别设置于框架主体的两端；抱夹装置，其具有两个抱夹部；两个抱夹部分别设置于框架主体的两侧；和两个剪扎带装置，每个剪扎带装置沿框架主体的长度方向位置可调整地安装于框架主体，且处于框架主体的下方；两个剪扎带装置沿框架主体的长度方向依次设置，而且关于一垂直于框架主体的长度方向的参考平面对称的设置。该机器人复合抓手装置既可以抓取整叠纸箱，又可以抓取托盘，而且还有剪扎带功能，通用性高，生产效率高。

Description

一种机器人复合抓手装置

技术领域

本发明涉及一种物品抓取装置，尤其涉及一种机器人复合抓手装置。

背景技术

随着现代社会经济的快速发展，国家大力提倡产业升级，结构改造，其中很重要的一块内容就是自动化设备的升级改造。而自动化设备的升级改造又涉及多个领域，其中机器人抓手装置是发展的一个重点，它能模仿人的手臂做出某些动作，按照固定程序去抓取、搬运物件和操作工具，在多个领域可以替代人工以实现生产生活的机械化和自动化，在某些有害环境中给予人身安全的防护，因而广泛应用于工业生产中。但目前现有的机器人抓手装置只能针对某一物件进行抓取，比如纸箱的抓取、托盘的抓取、扎带的抓取，结构简单，形式单一，通用型比较差，生产效率也不高。此外，捆绑纸箱等扎带的剪断也比较麻烦，不能够自动剪切。

发明内容

本发明旨在克服现有机器人抓手装置的至少一个缺陷，提供了一种机器人复合抓手装置，既可以抓取整叠纸箱，又可以抓取托盘，而且还有剪扎带功能，解决了传统机器人抓手装置形式单一、结构简单、通用型比较差，以及生产效率不高等技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种机器人复合抓手装置，其包括：

框架主体；

吸盘装置，设置于所述框架主体的下侧；

挂钩装置，其具有两个挂钩部；两个所述挂钩部分别设置于所述框架主体的两端；且每个所述挂钩部配置成受控地从其初始位置向下转动到其工作位置，或从其工作位置返回到其初始位置；

抱夹装置，其具有两个抱夹部；两个所述抱夹部分别设置于所述框架主体的两侧；且每个所述抱夹部配置成受控地从其初始位置向下转动到其工作位置，或从其工作位置返回到其初始位置；和

两个剪扎带装置，每个所述剪扎带装置沿所述框架主体的长度方向位置可调整地安装于所述框架主体，且处于所述框架主体的下方；两个所述剪扎带装置沿所述框架主体的长度方向依次设置，而且关于一垂直于所述框架主体的长度方向的参考平面对称的设置。

进一步地，每个所述剪扎带装置包括第一夹持块、第二夹持块和气动剪刀；

所述第一夹持块和所述第二夹持块配置成相配合地进行夹持扎带或松开扎带；所述气动剪刀配置成受控地在所述第一夹持块和所述第二夹持块夹持住扎带后对所述扎带进行剪断。

进一步地，所述第一夹持块具有夹持槽，所述夹持槽的两个侧壁上均设置有夹持缺口；

所述第二夹持块具有夹持斜面，且所述第二夹持块配置成沿垂直于所述夹持槽的方向插入所述夹持缺口以使扎带位于所述夹持斜面和所述夹持槽的槽底之间。

进一步地，每个所述夹持槽的开口朝向下方；

每个所述剪扎带装置还包括第一夹持气缸、第二夹持气缸和接近开关；

所述第一夹持气缸带动所述第一夹持块、所述第二夹持块和所述气动剪刀沿竖直方向运动；

所述第二夹持气缸带动所述第二夹持块沿水平方向运动；

所述接近开关配置成根据其与所述第一夹持块和所述第二夹持块进行夹持的扎带之间的距离发出指令。

进一步地，所述框架主体包括两个沿所述框架主体的长度方向延伸的横杆，处于所述框架主体的两侧。

进一步地，每个所述横杆的端部设置有安装结构；每个所述挂钩部包括沿所述框架主体的宽度方向延伸的转轴，以及设置于所述转轴两端的挂钩；每个所述转轴可转动地安装于所述框架主体一端的两个所述安装结构。

进一步地，所述挂钩装置还包括两个第一驱动部，设置于所述框架主体的两侧，且每个所述第一驱动部包括：

第一气缸，所述第一气缸的一端可转动地安装于一个所述横杆的中部；和

第一连杆，所述第一连杆的一端枢接于所述第一气缸的另一端，所述第一连杆与一个所述挂钩固定连接或一体成型，以在所述第一气缸的活塞杆运动时，带动一个相应所述转轴及该所述转轴上的两个所述挂钩转动。

进一步地，每个所述横杆的中部具有向下倾斜延伸出的连接柱；

每个所述抱夹部包括抱夹板，所述抱夹板的一端可转动地安装于所述连接柱的下端，所述抱夹板的另一端具有翻折。

进一步地，所述抱夹装置还包括两个第二驱动部，每个所述第二驱动部包括：

第二气缸，所述第二气缸的一端可转动地安装于所述框架主体的中部；和

第二连杆，所述第二连杆的一端枢接于所述第二气缸的另一端，所述第二连杆与一个所述抱夹板的所述一端固定连接，以在所述第二气缸的活塞杆运动时，带动一个相应所述抱夹板转动。

进一步地，所述机器人复合抓手装置还包括两个位置调节装置，每个所述位置调节装置具有：

固定杆，沿所述框架主体的宽度方向延伸地安装于两个所述横杆；和

移动板，沿所述框架主体的宽度方向延伸地安装于两个所述横杆；且所述移动板的下方安装有一个所述剪扎带装置；

丝杠，可转动地安装于所述固定杆，且与所述移动板上设置的螺纹孔配合，以在转动时调整所述移动板与所述固定杆之间的距离。

本发明提供的机器人复合抓手装置，由于具有吸盘装置、挂钩装置、抱夹装置和剪扎带装置，既可以抓取整叠纸箱，又可以抓取托盘，而且还有剪扎带功能，通用性高，生产效率高。进一步地，由于剪扎带装置的特殊结构，能够有效的剪扎带而不损坏纸箱等物体表面，避免了人工剪扎带带来的人生安全，而且有效的提高了扎带回收率，也提高了生产效率。剪扎带装置的位置可调，防止因抓手加工误差和扎带捆绑纸箱的机器误差带来的不必要的麻烦。剪扎带装置中还具有接近开关，可精确定位，增强了剪扎带装置进行工作时候的安全可靠性。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的机器人复合抓手装置的结构图；

图2是根据本发明一个实施例的机器人复合抓手装置的主视图；

图3是根据本发明一个实施例的机器人复合抓手装置的侧视图；

图4是图1所示机器人复合抓手装置中剪扎带装置的结构图；

图5是图1所示机器人复合抓手装置中剪扎带装置的主视图；

图6是根据本发明一实施例的机器人复合抓手装置使用时的结构图；

图7是根据本发明一实施例的机器人复合抓手装置使用时的结构图。

具体实施方式

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

图1是根据本发明一个实施例的机器人复合抓手装置的结构图。如图1所示并参考图2至图7，本发明实施例提供了一种机器人复合抓手装置，该机器人复合抓手装置可包括框架主体10、吸盘装置20、挂钩装置30、抱夹装置40和两个剪扎带装置50。

框架主体10形成机器人复合抓手装置的基体，以安装各个其它功能构件，和连接带动机器人复合抓手装置进行移动的其它装置。具体地，框架主体10可包括两个沿框架主体10的长度方向延伸的横杆11和固定板12。两个横杆11可处于框架主体10的两侧。固定板12可固定于两个横杆11的中部的上侧。固定板12的上表面可设置连接装置13。

吸盘装置20可设置于框架主体10的下侧。吸盘装置20可包括多个吸盘21，按照预设的排列顺序设置于框架主体10。吸盘21可为真空吸盘。

挂钩装置30可具有两个挂钩部。两个挂钩部分别设置于框架主体10的两端；且每个挂钩部配置成受控地从其初始位置向下转动到其工作位置，或从其工作位置返回到其初始位置。两个挂钩部相配合地运动可对下方的物体，如托盘80，进行固定。

抱夹装置40可具有两个抱夹部。两个抱夹部分别设置于框架主体10的两侧；且每个抱夹部配置成受控地从其初始位置向下转动到其工作位置，或从其工作位置返回到其初始位置。两个抱夹部相配合地运动可对下方的物体，如整叠纸箱60，进行固定。

每个剪扎带装置50沿框架主体10的长度方向位置可调整地安装于框架主体10，且处于框架主体10的下方。两个剪扎带装置50沿框架主体10的长度方向依次设置，而且关于一垂直于框架主体10的长度方向的参考平面对称的设置。剪扎带装置50主要应用于剪断下方物体上的扎带70，例如绑设整叠纸箱60的扎带70。每个剪扎带装置50的位置可调，可更好地适应不同绑设位置的扎带70被剪断。

在本发明的一些实施例中，如图4和图5所示，每个剪扎带装置50包括第一夹持块51、第二夹持块52和气动剪刀53。第一夹持块51和第二夹持块52配置成相配合地进行夹持扎带70或松开扎带70。气动剪刀53配置成受控地在第一夹持块51和第二夹持块52夹持住扎带70后对扎带70进行剪断。

在本发明的一些进一步的实施例中，具体地，第一夹持块51具有夹持槽，夹持槽的两个侧壁上均设置有夹持缺口。第二夹持块52具有夹持斜面，且第二夹持块52配置成沿垂直于夹持槽的方向插入夹持缺口以使扎带70位于夹持斜面和夹持槽的槽底之间。优选地，每个夹持槽的开口朝向下方；每个夹持斜面朝向斜上方。每个夹持槽的轴线可沿框架主体10的宽度方向延伸。

每个剪扎带装置50还包括第一夹持气缸54、第二夹持气缸55。第一夹持气缸54带动第一夹持块51、第二夹持块52和气动剪刀53沿竖直方向运动；第二夹持气缸55带动第二夹持块52沿水平方向运动。当机器人复合抓手装置利用抱夹装置40等夹持住整叠纸箱60后，可先调整各个剪扎带装置50的位置，以使每个扎带70处于相应夹持槽的正下方，第一夹持块51向下运动紧贴纸箱60，第二夹持块52紧贴纸箱60水平运动，利用斜面使扎带70的部分位于夹持槽的槽底，从而可使扎带70和整叠纸箱60之间存在间隙，以便于气动剪刀53进行剪断。

在本发明的一些优选的实施例中，每个剪扎带装置50还包括接近开关56，接近开关56配置成根据其与第一夹持块51和第二夹持块52进行夹持的扎带70之间的距离发出指令。指令可为第一夹持块51运动停止的指令、运动开始的指令，第二夹持块52运动停止的指令、运动开始的指令，气动剪刀53进行剪断的指令等。

在本发明的一些实施例中，机器人复合抓手装置还包括两个位置调节装置60。每个位置调节装置60具有固定杆61、移动板62和丝杠63。固定杆61可沿框架主体10的宽度方向延伸地安装于两个横杆11。移动板62可沿框架主体10的宽度方向延伸地安装于两个横杆11。移动板62的下方安装有一个剪扎带装置50。丝杠63可转动地安装于固定杆61，且与移动板62上设置的螺纹孔配合，以在转动时调整移动板62与固定杆61之间的距离。优选地，每个横杆11的上表面可具有滑槽，移动板62的两端可通过滑动件，如滑块，安装于滑槽。

在本发明的一些实施方式中，每个剪扎带装置50的位置可利用电机带动丝杠63进行自动调节，利用位置传感器进行定位。在本发明的另一些实施方式中，如图1所示，每个剪扎带装置50的位置还可进行手动调节，具体地，丝杠63的一端可设置有便于操作的手轮64。在本发明的又一些实施方式中，同时可具有电机带动丝杠63转动的结构，也可具有手轮64，以使用户根据需求进行相应操作。

在本发明的一些实施例中，每个横杆11的端部设置有安装结构14。每个安装结构14可为安装板。每个挂钩部包括沿框架主体10的宽度方向延伸的转轴31，以及设置于转轴31两端的挂钩32；每个转轴31可转动地安装于框架主体10一端的两个安装结构14。进一步地，挂钩装置30还包括两个第一驱动部，设置于框架主体10的两侧。每个第一驱动部包括第一气缸33和第一连杆34。第一气缸33的一端可转动地安装于一个横杆11的中部。第一连杆34的一端枢接于第一气缸33的另一端，第一连杆34与一个挂钩32固定连接或一体成型，以在第一气缸33的活塞杆运动时，带动一个相应转轴31及该转轴31上的两个挂钩32转动。且每个挂钩32可设置成能够抓取托盘80。

在本发明的一些实施例中，每个横杆11的中部具有向下倾斜延伸出的连接柱15。每个抱夹部包括抱夹板41，抱夹板41的一端可转动地安装于连接柱15的下端，抱夹板41的另一端具有翻折。进一步地，抱夹装置40还包括两个第二驱动部，每个第二驱动部包括第二气缸42和第二连杆43。第二气缸42的一端可转动地安装于框架主体10的中部。第二连杆43的一端枢接于第二气缸42的另一端，第二连杆43与一个抱夹板41的一端固定连接，以在第二气缸42的活塞杆运动时，带动一个相应抱夹板41转动。

在本发明的一些实施例中，可过销轴、开口销、螺钉等把挂钩装置30、抱夹装置40、吸盘装置20、剪扎带装置50等组装在框架主体10上相应的位置上。本发明实施例中的机器人复合抓手装置可待所有气缸及吸盘21通上压缩空气后，所有气缸活塞杆处于缩回状态，复合抓手可进行抓取工作。例如，在抓取整叠纸箱60时，吸盘装置20先将整叠纸箱60吸起，将整叠纸箱60吸起一定高度后，第二气缸42开始工作，活塞杆处于伸出状态，推动两边的抱夹板41将整叠纸箱60抱紧，从而牢牢的抓取整叠纸箱60。最后将整叠纸箱60抓取至指定位置上方一定高度后，第二气缸42的活塞杆缩回，抱夹装置40松开，继续把整叠纸箱60放置指定位置，吸盘21松开。从而完成整叠纸箱60的抓和放的过程。

在需要剪断扎带70时，先将夹持槽移动到相应扎带70的正上方，然后第一夹持气缸54活塞杆伸出，带动第一夹持块51、所述第二夹持块52和所述气动剪刀53往下运动，将第一夹持块51压紧纸箱60表面，此时扎带70与纸箱60表面有间隙；然后第二夹持气缸55的活塞杆伸出，推动第二夹持块52向左或向右运动，夹紧扎带70；接着气动剪刀53工作，将扎带70割开。从而完成了剪扎带70的过程。接着气动剪刀53和第一夹持气缸54可回到初始位置，机器人复合抓手装置在其它装置的带动下运动到回收扎带70料框上方，然后第二夹持气缸55回位，扎带70掉至回收扎带70料框中，从而完成扎带70的抓、剪和放的过程。

在夹取吸盘21时，第一气缸33的活塞杆伸出，推动两端的挂钩32牢牢钩住托盘80两边，接着将托盘80放置指定位置后，第一气缸33的活塞杆缩回，挂钩32松开托盘80，从而完成托盘80的抓和放的过程。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种机器人复合抓手装置，其特征在于，包括：

框架主体；

吸盘装置，设置于所述框架主体的下侧；

挂钩装置，其具有两个挂钩部；两个所述挂钩部分别设置于所述框架主体的两端；且每个所述挂钩部配置成受控地从其初始位置向下转动到其工作位置，或从其工作位置返回到其初始位置；

抱夹装置，其具有两个抱夹部；两个所述抱夹部分别设置于所述框架主体的两侧；且每个所述抱夹部配置成受控地从其初始位置向下转动到其工作位置，或从其工作位置返回到其初始位置；和

两个剪扎带装置，每个所述剪扎带装置沿所述框架主体的长度方向位置可调整地安装于所述框架主体，且处于所述框架主体的下方；两个所述剪扎带装置沿所述框架主体的长度方向依次设置，而且关于一垂直于所述框架主体的长度方向的参考平面对称的设置。

2.根据权利要求1所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

每个所述剪扎带装置包括第一夹持块、第二夹持块和气动剪刀；

所述第一夹持块和所述第二夹持块配置成相配合地进行夹持扎带或松开扎带；所述气动剪刀配置成受控地在所述第一夹持块和所述第二夹持块夹持住扎带后对所述扎带进行剪断。

3.根据权利要求2所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

所述第一夹持块具有夹持槽，所述夹持槽的两个侧壁上均设置有夹持缺口；

所述第二夹持块具有夹持斜面，且所述第二夹持块配置成沿垂直于所述夹持槽的方向插入所述夹持缺口以使扎带位于所述夹持斜面和所述夹持槽的槽底之间。

4.根据权利要求3所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

每个所述夹持槽的开口朝向下方；

每个所述剪扎带装置还包括第一夹持气缸、第二夹持气缸和接近开关；

所述第一夹持气缸带动所述第一夹持块、所述第二夹持块和所述气动剪刀沿竖直方向运动；

所述第二夹持气缸带动所述第二夹持块沿水平方向运动；

所述接近开关配置成根据其与所述第一夹持块和所述第二夹持块进行夹持的扎带之间的距离发出指令。

5.根据权利要求1所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

所述框架主体包括两个沿所述框架主体的长度方向延伸的横杆，处于所述框架主体的两侧。

6.根据权利要求5所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

每个所述横杆的端部设置有安装结构；每个所述挂钩部包括沿所述框架主体的宽度方向延伸的转轴，以及设置于所述转轴两端的挂钩；每个所述转轴可转动地安装于所述框架主体一端的两个所述安装结构。

7.根据权利要求6所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

所述挂钩装置还包括两个第一驱动部，设置于所述框架主体的两侧，且每个所述第一驱动部包括：

第一气缸，所述第一气缸的一端可转动地安装于一个所述横杆的中部；和

第一连杆，所述第一连杆的一端枢接于所述第一气缸的另一端，所述第一连杆与一个所述挂钩固定连接或一体成型，以在所述第一气缸的活塞杆运动时，带动一个相应所述转轴及该所述转轴上的两个所述挂钩转动。

8.根据权利要求5所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

每个所述横杆的中部具有向下倾斜延伸出的连接柱；

每个所述抱夹部包括抱夹板，所述抱夹板的一端可转动地安装于所述连接柱的下端，所述抱夹板的另一端具有翻折。

9.根据权利要求8所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，

所述抱夹装置还包括两个第二驱动部，每个所述第二驱动部包括：

第二气缸，所述第二气缸的一端可转动地安装于所述框架主体的中部；和

第二连杆，所述第二连杆的一端枢接于所述第二气缸的另一端，所述第二连杆与一个所述抱夹板的所述一端固定连接，以在所述第二气缸的活塞杆运动时，带动一个相应所述抱夹板转动。

10.根据权利要求5所述的机器人复合抓手装置，其特征在于，还包括两个位置调节装置，每个所述位置调节装置具有：

固定杆，沿所述框架主体的宽度方向延伸地安装于两个所述横杆；和

移动板，沿所述框架主体的宽度方向延伸地安装于两个所述横杆；且所述移动板的下方安装有一个所述剪扎带装置；

丝杠，可转动地安装于所述固定杆，且与所述移动板上设置的螺纹孔配合，以在转动时调整所述移动板与所述固定杆之间的距离。