CN106945858B - 智能抓取设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能抓取设备及其使用方法，涉及运输作业，用于解决现有的抓取机构缺乏360度全方位旋转机构，导致抓取过程中抓取精确降低，且单指夹持不牢靠，不适合在负压抓取的场合。它包括本体、连杆机构和抓取机构，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一万向球，所述第一连杆上端固定连接本体上侧壁，其下端通过第一转轴连接本体下侧壁，所述第二连杆后端通过第一转轴与第一连杆连接成一体，其前端通过第一万向球连接抓取机构。本发明通过两杆件构成的连杆机构调节抓取机构的相对位置，且通过采用第一万向球实现360度全方位旋转，提高抓取过程中抓取精确。

Description

智能抓取设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及运输作业，具体来说，是智能抓取设备及其使用方法。

背景技术

机器人全自动装箱机应用范围广、占地面积小，性能可靠，操作简便，能广泛应用于化工、医药、制盐、食品等行业的各种产品的全自动装箱。虽机身小巧，能集成于紧凑型包装机械中，却又能满足您在到达距离和有效载荷方面的所有要求。配以运动控制和跟踪性能，机器人非常适合应用于柔性包装系统，大大缩短了包装周期时间。具有极高的精度，再加上卓越的传送带跟踪性能，不论是固定位置操作，还是运动中操作，其拾放精度均为一流。体积小、速度快，专门根据包装应用进行过优化。配有全套辅助设备(从集成式空气与信号系统至抓料器)，可配套使用包装软件，机械方面集成简单，编程更是十分方便。

机械手是衡量机器人全自动装箱机的抓取机构的设计水平的重要标志，机械手的应用环境千差万别，抓取可靠、环境适应性好、控制简单、自适应性强。性能优良的机械手可以实现可靠、快速和精确地抓取。

专利文献201410466841.1公开了一种自动抓取旋转定位装置。主要解决了现有的人工插入瓶类液体蚊香或其他瓶类香水包装的棒芯效率十分低下且不安全的问题。包括升降装置，所述的升降装置上设有支撑板；所述的支撑板上设有水平线轨，所述的水平线轨上设有水平气缸；所述的水平线轨上设有升降线轨安装板，所述的升降线轨安装板上设有升降线轨，所述的升降线轨上设有升降气缸。

避免了人工操作的低效率已经不安全性，可通过调节或更换不同规格的定位夹块适用于不同规格的棒芯，可广泛应用于车载香水(液体蚊香)灌装联动包装机的机器机构中。

专利文献201410339466.4公开了一种机器人及抓取机构，所述抓取机构包括气缸座、取料组件、放料组件，所述取料组件包括取料气缸、安装板、至少两根取料针，所述取料气缸固定在气缸座上，所述安装板设置在所述取料气缸的活塞杆上，所述安装板上设置有至少两个安装孔，所述取料针设置在所述安装孔内，且所述取料针相对竖直方向呈倾斜状布置，所述放料组件包括放料气缸、放料板，所述放料气缸固定在气缸座上，所述放料板固定在所述放料气缸的活塞杆上，所述放料板设置在其中两根所述取料针之间，且放料板设置在靠近安装板的一端。

所述机器人及抓取机构操作快捷方便，能够稳定、快速的将鱼豆腐或类似的产品抓取并放入到包装机指定位置，提高生产效率、降低成本。

但是上述技术方案，存在以下不足，第一，抓取机构缺乏360度全方位旋转机构，导致抓取过程中抓取精确降低，第二，单指夹持不牢靠，不适合在负压抓取的场合。

发明内容

本发明目的是旨在提供了一种通过360度全方位旋转，提高抓取精确智能抓取设备。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

智能抓取设备，包括本体、连杆机构和抓取机构，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一万向球，所述第一连杆上端固定连接本体上侧壁，其下端通过第一转轴连接本体下侧壁，所述第二连杆后端通过第一转轴与第一连杆连接成一体，其前端通过第一万向球连接抓取机构；

所述抓取机构包括导向机架、推动杆、旋转盘、滑动架以及关节结构，所述导向机架后端连接第一万向球，其上贯穿能伸缩的推动杆，所述推动杆下端连接滑动架，所述滑动架中心轴内置有旋转盘，所述旋转盘能控制关节结构水平转动；

所述关节结构包括主关节轴、次关节轴、传动曲轴以及关节外壳，所述关节外壳内置有主关节轴，所述传动曲轴一端连接主关节轴，其另一端延伸出关节外壳侧壁连接次关节轴。

采用上述技术方案的发明，第一，连杆机构由两个杆件依次铰接构成，通过两杆件构成的连杆机构调节抓取机构的相对位置；第二，采用第一万向球控制抓取机构，通过采用第一万向球实现360度全方位旋转，提高抓取过程中抓取精确；第三，采用主关节轴和次关节轴相互配合工作，夹持更加牢靠，尤其适合在负压抓取的场合。

进一步限定，所述关节外壳为立方体外壳，所述关节外壳前后左右四个面分别设有4个曲轴通孔。

利用曲轴通孔，确保次关节轴沿着关节外壳，完成扩张和收缩两种状态切换。

进一步限定，所述次关节轴包括第一次关节板、第二次关节板和抓取钩爪，所述第一次关节板上部分设有4个第一圆孔，所述第一次关节板下部分设有2个第二圆孔，所述第二次关节板上部分设有和第二圆孔匹配的第三圆孔，所述第二次关节板下部分设有抓取钩爪。

为了提高夹持的牢靠性，增设抓取钩爪。

进一步限定，所述导向机架包括导向底板、设置于导向底板上的导向面板，所述导向面板和导向底板通过螺栓连接；所述导向面板内置有第一驱动齿轮，所述推动杆设有和第一驱动齿轮匹配的第二驱动齿轮。

采用齿轮传动的方式，通过推动杆控制抓取钩爪的移动，完成精确抓取，抓取钩爪一次完成2-4个工件的抓取工作。

进一步限定，所述推动杆为2根。

进一步限定，所述第一连杆上端设有保护套。

增设保护套，防止第一连杆从本体上侧壁脱落。

进一步限定，所述本体底部设有链条式履带。

实现抓取设备前后移动，动态式抓取。

本发明还提供了智能抓取设备使用方法，包括以下步骤，

步骤一，设备组装，组装本体、连杆机构和抓取机构，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一万向球，所述第一连杆上端固定连接本体上侧壁，其下端通过第一转轴连接本体下侧壁，所述第二连杆后端通过第一转轴与第一连杆连接成一体，其前端通过第一万向球连接抓取机构。

步骤二，调节旋转盘，所述抓取机构包括导向机架、推动杆、旋转盘、滑动架以及关节结构，所述导向机架后端连接第一万向球，其上贯穿能伸缩的推动杆，所述推动杆下端连接滑动架，所述滑动架中心轴内置有旋转盘，所述旋转盘能控制关节结构水平转动。

步骤三，调节关节结构，所述关节结构包括主关节轴、次关节轴、传动曲轴以及关节外壳，所述关节外壳内置有主关节轴，所述传动曲轴一端连接主关节轴，其另一端延伸出关节外壳侧壁连接次关节轴。所述关节外壳为立方体外壳，所述关节外壳前后左右四个面分别设有4个曲轴通孔。利用曲轴通孔，确保次关节轴沿着关节外壳，完成扩张和收缩两种状态切换。

步骤四，调节抓取钩爪，所述导向机架包括导向底板、设置于导向底板上的导向面板，所述导向面板和导向底板通过螺栓连接；所述导向面板内置有第一驱动齿轮，所述推动杆设有和第一驱动齿轮匹配的第二驱动齿轮；通过推动杆控制抓取钩爪的移动，完成精确抓取，抓取钩爪一次完成4个工件的抓取工作。

本发明相比现有技术，本发明成本低廉、运行稳定、结构精巧。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明智能抓取设备示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

主要元件符号说明如下：

本体1，连杆机构2，抓取机构3，第一连杆4，第二连杆5，第一转轴6，第一万向球7，导向机架8，推动杆9，旋转盘10，滑动架11，关节结构12，次关节轴14，传动曲轴15，关节外壳16，第一次关节板17，第二次关节板18，抓取钩爪19，导向底板20，导向面板21，保护套22，链条式履带23。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一，

如图1，图2所示，智能抓取设备，包括本体1、连杆机构2和抓取机构3，连杆机构2包括第一连杆4、第二连杆5、第一转轴6、第一万向球7，第一连杆4上端固定连接本体1上侧壁，其下端通过第一转轴6连接本体1下侧壁，第二连杆5后端通过第一转轴6与第一连杆4连接成一体，其前端通过第一万向球7连接抓取机构3；

抓取机构3包括导向机架8、推动杆9、旋转盘10、滑动架11以及关节结构12，导向机架8后端连接第一万向球7，其上贯穿能伸缩的推动杆9，推动杆9下端连接滑动架11，滑动架11中心轴内置有旋转盘10，旋转盘10能控制关节结构12水平转动；

关节结构12包括主关节轴(图示未画出)、次关节轴14、传动曲轴15以及关节外壳16，关节外壳16内置有主关节轴(图示未画出)，传动曲轴15一端连接主关节轴(图示未画出)，其另一端延伸出关节外壳16侧壁连接次关节轴14。

关节外壳16为立方体外壳，关节外壳16前后左右四个面分别设有4个曲轴通孔。

次关节轴14包括第一次关节板17、第二次关节板18和抓取钩爪19，第一次关节板17上部分设有4个第一圆孔，第一次关节板17下部分设有2个第二圆孔，第二次关节板18上部分设有和第二圆孔匹配的第三圆孔，第二次关节板18下部分设有抓取钩爪19。

实施例二，

如图1，图2所示，智能抓取设备，包括本体1、连杆机构2和抓取机构3，连杆机构2包括第一连杆4、第二连杆5、第一转轴6、第一万向球7，第一连杆4上端固定连接本体1上侧壁，其下端通过第一转轴6连接本体1下侧壁，第二连杆5后端通过第一转轴6与第一连杆4连接成一体，其前端通过第一万向球7连接抓取机构3；

抓取机构3包括导向机架8、推动杆9、旋转盘10、滑动架11以及关节结构12，导向机架8后端连接第一万向球7，其上贯穿能伸缩的推动杆9，推动杆9下端连接滑动架11，滑动架11中心轴内置有旋转盘10，旋转盘10能控制关节结构12水平转动；

关节结构12包括主关节轴(图示未画出)、次关节轴14、传动曲轴15以及关节外壳16，关节外壳16内置有主关节轴(图示未画出)，传动曲轴15一端连接主关节轴(图示未画出)，其另一端延伸出关节外壳16侧壁连接次关节轴14。

关节外壳16为立方体外壳，关节外壳16前后左右四个面分别设有4个曲轴通孔。

次关节轴14包括第一次关节板17、第二次关节板18和抓取钩爪19，第一次关节板17上部分设有4个第一圆孔，第一次关节板17下部分设有2个第二圆孔，第二次关节板18上部分设有和第二圆孔匹配的第三圆孔，第二次关节板18下部分设有抓取钩爪19。

导向机架8包括导向底板20、设置于导向底板20上的导向面板21，导向面板21和导向底板20通过螺栓连接；导向面板21内置有第一驱动齿轮，推动杆9设有和第一驱动齿轮匹配的第二驱动齿轮。

推动杆9为2根。

第一连杆4上端设有保护套22。

本体1底部设有链条式履带23。

实施例一和实施例二的区别在于，相对实施例一来说，实施例二中，采用齿轮传动的方式，通过推动杆控制抓取钩爪的移动，完成精确抓取，抓取钩爪一次完成4个工件的抓取工作。

本发明还提供了智能抓取设备使用方法，包括以下步骤，

步骤一，设备组装，组装本体、连杆机构和抓取机构，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一万向球，所述第一连杆上端固定连接本体上侧壁，其下端通过第一转轴连接本体下侧壁，所述第二连杆后端通过第一转轴与第一连杆连接成一体，其前端通过第一万向球连接抓取机构。

步骤二，调节旋转盘，所述抓取机构包括导向机架、推动杆、旋转盘、滑动架以及关节结构，所述导向机架后端连接第一万向球，其上贯穿能伸缩的推动杆，所述推动杆下端连接滑动架，所述滑动架中心轴内置有旋转盘，所述旋转盘能控制关节结构水平转动。

步骤三，调节关节结构，所述关节结构包括主关节轴、次关节轴、传动曲轴以及关节外壳，所述关节外壳内置有主关节轴，所述传动曲轴一端连接主关节轴，其另一端延伸出关节外壳侧壁连接次关节轴。所述关节外壳为立方体外壳，所述关节外壳前后左右四个面分别设有4个曲轴通孔。利用曲轴通孔，确保次关节轴沿着关节外壳，完成扩张和收缩两种状态切换。

步骤四，调节抓取钩爪，所述导向机架包括导向底板、设置于导向底板上的导向面板，所述导向面板和导向底板通过螺栓连接；所述导向面板内置有第一驱动齿轮，所述推动杆设有和第一驱动齿轮匹配的第二驱动齿轮；通过推动杆控制抓取钩爪的移动，完成精确抓取，抓取钩爪一次完成4个工件的抓取工作。

以上对本发明提供的智能抓取设备及其使用方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.智能抓取设备，包括本体、连杆机构和抓取机构，其特征在于：

所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一万向球，所述第一连杆上端固定连接本体上侧壁，其下端通过第一转轴连接本体下侧壁，所述第二连杆后端通过第一转轴与第一连杆连接成一体，其前端通过第一万向球连接抓取机构；

所述抓取机构包括导向机架、推动杆、旋转盘、滑动架以及关节结构，所述导向机架后端连接第一万向球，其上贯穿能伸缩的推动杆，所述推动杆下端连接滑动架，所述滑动架中心轴内置有旋转盘，所述旋转盘能控制关节结构水平转动；

所述关节结构包括主关节轴、次关节轴、传动曲轴以及关节外壳，所述关节外壳内置有主关节轴，所述传动曲轴一端连接主关节轴，其另一端延伸出关节外壳侧壁连接次关节轴；

所述关节外壳为立方体外壳，所述关节外壳前后左右四个面分别设有4个曲轴通孔；

所述次关节轴包括第一次关节板、第二次关节板和抓取钩爪，所述第一次关节板上部分设有4个第一圆孔，所述第一次关节板下部分设有2个第二圆孔，所述第二次关节板上部分设有和第二圆孔匹配的第三圆孔，所述第二次关节板下部分设有抓取钩爪；

所述导向机架包括导向底板、设置于导向底板上的导向面板，所述导向面板和导向底板通过螺栓连接；所述导向面板内置有第一驱动齿轮，所述推动杆设有和第一驱动齿轮匹配的第二驱动齿轮；

所述推动杆为2根；

所述第一连杆上端设有保护套；

所述本体底部设有链条式履带。

2.一种根据权利要求1所述的智能抓取设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，设备组装，组装本体、连杆机构和抓取机构，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一万向球，所述第一连杆上端固定连接本体上侧壁，其下端通过第一转轴连接本体下侧壁，所述第二连杆后端通过第一转轴与第一连杆连接成一体，其前端通过第一万向球连接抓取机构；

步骤二，调节旋转盘，所述抓取机构包括导向机架、推动杆、旋转盘、滑动架以及关节结构，所述导向机架后端连接第一万向球，其上贯穿能伸缩的推动杆，所述推动杆下端连接滑动架，所述滑动架中心轴内置有旋转盘，所述旋转盘能控制关节结构水平转动；

步骤三，调节关节结构，所述关节结构包括主关节轴、次关节轴、传动曲轴以及关节外壳，所述关节外壳内置有主关节轴，所述传动曲轴一端连接主关节轴，其另一端延伸出关节外壳侧壁连接次关节轴；所述关节外壳为立方体外壳，所述关节外壳前后左右四个面分别设有4个曲轴通孔；利用曲轴通孔，确保次关节轴沿着关节外壳，完成扩张和收缩两种状态切换；

步骤四，调节抓取钩爪，所述导向机架包括导向底板、设置于导向底板上的导向面板，所述导向面板和导向底板通过螺栓连接；所述导向面板内置有第一驱动齿轮，所述推动杆设有和第一驱动齿轮匹配的第二驱动齿轮；通过推动杆控制抓取钩爪的移动，完成精确抓取，抓取钩爪一次完成4个工件的抓取工作。