CN107433609A - 一种用于夹取钢制工件的机器人手爪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，包括固定基、第一连接臂、第二连接臂、气缸、第三连接臂和抓取部，抓取部通过限位导杆连接有集气盒，集气盒的一侧活动插设有顶块，另一侧通过第一轴承活动连接有第一气管，第一气管的外侧贯通插设第二气管，第二气管插设第三气管，第二气管的外侧连接有第一毛刷，抓取部连接有抓取板，抓取板的外侧开设有若干条扇形的缺口，抓取板外侧固定连接有若干个环形排列的第一吸盘，第一吸盘位于缺口的外侧，抓取板的外侧还固定连接有若干个环形排列的第一凸棱和第二凸棱，抓取板上还开设有若干个第一通孔。本发明能够改进现有技术的不足，具有更好的钢制工件抓取效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人手爪装置，尤其是一种用于夹取钢制工件的机器人手爪装置。
背景技术
工业生产中，经常需要搬运较重、较大的钢制工件，目前，搬运这些钢制工件基本上采用两种方式，一种是人工搬运，另一种是采用专用工装设备抓取搬运。采用人工搬运，由于钢制工件较大且很重，普遍存在劳动强度大、效率低和安全性差等问题。中国发明专利CN204162079U公开了一种用于搬运钢板的手爪。这种结构的机器人手爪能够对钢板工件进行抓取，但是对于一些表面灰尘很多的钢制工件，由于灰尘导致吸盘和夹爪的抓取效果下降，实际对工件的抓取效果不佳，限制了其的适用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，能够解决现有技术的不足，具有更好的钢制工件抓取效果。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，包括固定基座，所述固定基座下方固定连接有第一连接臂，第一连接臂的左右两侧分别固定连接有第二连接臂，第二连接臂的下方活动铰接有气缸，第一连接臂的下方左右两侧分别活动铰接有第三连接臂，第三连接臂的上方与气缸的活塞杆互相铰接，第三连接臂的下方固定连接有抓取部，抓取部的外侧活动插设有两根限位导杆，限位导杆的外侧固定连接有第一限位板，第一限位板与抓取部的外侧连接有第一弹簧，两根限位导杆的内侧固定连接有一个集气盒，集气盒的一侧活动插设有顶块，顶块的外侧与抓取部的内壁接触，顶块与限位导杆位于集气盒的同一方向，集气盒的另一侧通过第一轴承活动连接有第一气管，集气盒与第一气管的连接处还连接有密封圈，第一气管的外侧贯通插设有四根环形排布的第二气管，第二气管上垂直插设第三气管，第二气管的外侧固定连接有圆环形的第一毛刷，抓取部的内侧固定连接有圆形的抓取板，抓取板的外侧开设有若干条扇形的缺口，多条缺口同心且半径相同，第一毛刷选择性伸出缺口，抓取板外侧固定连接有若干个环形排列的第一吸盘，第一吸盘位于缺口的外侧，抓取板的外侧还固定连接有若干个环形排列的第一凸棱和第二凸棱，第一凸棱位于缺口的外侧，第二凸棱位于缺口的内侧，抓取板上还开设有若干个第一通孔，第三连接臂(5)上还连接有第一充气管和真空管，第一充气管与集气盒互相贯通连接，真空管与各个第一吸盘互相贯通连接。
作为优选，所述顶块的内侧固定连接有第二限位板，第二限位板位于集气盒的内部。
作为优选，所述抓取板的中心还开设有第二通孔，第二通孔外侧固定连接有第三凸棱，第一气管的外侧固定连接有第二毛刷，第二毛刷选择性伸出第二通孔。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明的固定基座用于将本手爪结构固定在机器人上，第一连接臂用于主体结构的支撑，第二连接臂用于固定气缸，当运动时气缸伸缩可以带动铰接在第一连接臂上的第三连接臂转动，从而使两个第三连接臂能够产生一个弧形夹紧的动作，从而可以顺利的夹取钢制工件，第三连接臂下方固定连接的抓取部，用于直接抓取工件，本发明的工作原理为：机器人带动手爪下降，同时第一充气管向集气盒内冲入压缩空气，使集气盒压力增加，气压作用在顶块上，使顶块受压逐步伸出集气盒，并使集气盒向反方向移动，限位导杆能够使集气盒的水平位置固定，同时，压缩空气在集气盒内进入到第一气管，并依次进入到各个第二气管并从第三气管内吹出，环形排列的第二气管和第三气管，随着第三气管的排气动作，产生一定的反冲力，从而可以带动第一气管的转动，第一轴承可以保证第一气管和集气盒之间能够发生相对转动，密封圈则可以保证第一气管和集气盒之间的密封，防止气体泄露导致压力不足，转动的第二气管同时可以带动圆环形的第一毛刷转动，同时第一毛刷被集气盒带动向抓取板的方向移动，使第一毛刷部分伸出各个扇形的缺口，由于毛刷的材料偏软，使得第一毛刷可以突出缺口对缺口外侧进行清洁，当气缸逐步带动抓取部互相夹紧时，第一毛刷的转动能够对钢制工件进行一定的清扫，清扫掉钢制工件表面的灰尘，从而更加方便工件的吸取和夹持，而且，通过第三气管排出的压缩空气，会通过第一通孔从抓取部内部吹到外部，并直接吹扫在钢制工件上，能够将清扫下的灰尘进行移除，当两个抓取部靠近工件时，关闭第一充气管内的压缩空气，此时在第一弹簧的带动下，集气盒收回，进而带动第一气管和第二气管以及第一毛刷收回，此时抓取部内侧的抓取板，会与钢制工件接触，真空管启动产生负压，使第一吸盘能够吸住钢制工件的表面，而第一凸棱和第二凸棱，能够提升钢制工件和抓取板接触面的摩擦力，防止工件掉落，由于钢制工件的吸取面和抓取面都被清扫过，表面处于较干净的状态，因此更加方便第一吸盘吸取和抓取板的抓取。顶块的内侧的第二限位板，可以防止顶块脱出集气盒，抓取板的中心的第二通孔，可以方便第一气管外侧的第二毛刷伸出进行进一步的清洁，第二通孔外侧固定连接有第三凸棱，能够进一步提升钢制工件和抓取板接触面的摩擦力。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中抓取部的结构图。
图3是本发明一个具体实施方式中抓取板的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中第一毛刷的结构图。
图5是本发明一个具体实施方式中第三毛刷的结构图。
图中：1、固定基座；2、第二连接臂；3、气缸；4、第一连接臂；5、第三连接臂；6、第一充气管；7、集气盒；8、限位导杆；9、第一弹簧；10、第一限位板；11、第二限位板；12、顶块；13、第一气管；14、第一轴承；15、密封圈；16、第二气管；17、第三气管；18、第一毛刷；19、抓取板；20、第一凸棱；21、第一吸盘；22、缺口；23、第二凸棱；24、第一通孔；25、真空管；26、抓取部；27、第三凸棱；28、第二通孔；29、第二毛刷；30、第二充气管；31、第三限位板；32、第四气管；33、第二弹簧；34、第二吸盘；35、第五气管；36、第六气管；37、第七气管；38、第八气管；39、第三毛刷；40、第二轴承；41、第九气管。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括固定基座1，所述固定基座1下方固定连接有第一连接臂4，第一连接臂4的左右两侧分别固定连接有第二连接臂2，第二连接臂2的下方活动铰接有气缸3，第一连接臂4的下方左右两侧分别活动铰接有第三连接臂5，第三连接臂5的上方与气缸3的活塞杆互相铰接，第三连接臂5的下方固定连接有抓取部26，抓取部26的外侧活动插设有两根限位导杆8，限位导杆8的外侧固定连接有第一限位板10，第一限位板10与抓取部26的外侧连接有第一弹簧9，两根限位导杆8的内侧固定连接有一个集气盒7，集气盒7的一侧活动插设有顶块12，顶块12的外侧与抓取部26的内壁接触，顶块12与限位导杆8位于集气盒7的同一方向，集气盒7的另一侧通过第一轴承14活动连接有第一气管13，集气盒7与第一气管13的连接处还连接有密封圈15，第一气管13的外侧贯通插设有四根环形排布的第二气管16，第二气管16上垂直插设第三气管17，第二气管16的外侧固定连接有圆环形的第一毛刷18，抓取部26的内侧固定连接有圆形的抓取板19，抓取板19的外侧开设有若干条扇形的缺口22，多条缺口22同心且半径相同，第一毛刷18选择性伸出缺口22，抓取板19外侧固定连接有若干个环形排列的第一吸盘21，第一吸盘21位于缺口22的外侧，抓取板19的外侧还固定连接有若干个环形排列的第一凸棱20和第二凸棱23，第一凸棱20位于缺口22的外侧，第二凸棱23位于缺口22的内侧，抓取板19上还开设有若干个第一通孔24，第三连接臂5上还连接有第一充气管6和真空管25，第一充气管6与集气盒7互相贯通连接，真空管25与各个第一吸盘21互相贯通连接。本发明的固定基座1用于将本手爪结构固定在机器人上，第一连接臂4用于主体结构的支撑，第二连接臂2用于固定气缸3，当运动时气缸3伸缩可以带动铰接在第一连接臂4上的第三连接臂5转动，从而使两个第三连接臂5能够产生一个弧形夹紧的动作，从而可以顺利的夹取钢制工件，第三连接臂5下方固定连接的抓取部26，用于直接抓取工件，本发明的工作原理为：机器人带动手爪下降，同时第一充气管6向集气盒7内充入压缩空气，使集气盒7压力增加，压缩空气压力作用在顶块12上，使顶块12受压逐步伸出集气盒7，并使集气盒7向反方向移动，限位导杆8能够使集气盒7的水平位置固定，同时，压缩空气在集气盒7内进入到第一气管13，并依次进入到各个第二气管16并从第三气管17内吹出，环形排列的第二气管16和第三气管17，随着第三气管17的排气动作，产生一定的反冲力，从而可以带动第一气管13的转动，第一轴承14可以保证第一气管13和集气盒7之间能够发生相对转动，密封圈15则可以保证第一气管13和集气盒7之间的密封，防止气体泄露导致压力不足，转动的第二气管16同时可以带动圆环形的第一毛刷18转动，同时第一毛刷18被集气盒7带动向抓取板19的方向移动，使第一毛刷18部分伸出各个扇形的缺口22，由于毛刷的材料偏软，使得第一毛刷18可以突出缺口22并对缺口22的外侧进行清洁，当气缸3逐步带动抓取部26互相夹紧时，第一毛刷18的转动能够对钢制工件进行一定的清扫，清扫掉钢制工件表面的灰尘，从而更加方便工件的吸取和夹持，而且，通过第三气管17排出的压缩空气，会通过第一通孔24从抓取部26内部吹到外部，并直接吹扫在钢制工件上，能够将清扫下的灰尘进行移除，当两个抓取部26靠近工件时，关闭第一充气管6内的压缩空气，此时在第一弹簧9的带动下，集气盒7收回，进而带动第一气管13和第二气管16以及第一毛刷18收回，此时抓取部26内侧的抓取板19，会与钢制工件接触，真空管25启动产生负压，使第一吸盘21能够吸住钢制工件的表面，而第一凸棱20和第二凸棱23，能够提升钢制工件和抓取板接触面的摩擦力，防止工件掉落，由于钢制工件的吸取面和抓取面都被清扫过，表面处于较干净的状态，因此更加方便第一吸盘21吸取和抓取板19的抓取。所述顶块12的内侧固定连接有第二限位板11，第二限位板11位于集气盒7的内部。顶块12的内侧的第二限位板11，可以防止顶块12脱出集气盒，所述抓取板19的中心还开设有第二通孔28，第二通孔28外侧固定连接有第三凸棱27，第一气管13的外侧固定连接有第二毛刷29，第二毛刷29选择性伸出第二通孔28。抓取板19的中心的第二通孔28，可以方便第一气管13外侧的第二毛刷29伸出进行进一步的清洁，第二通孔28外侧固定连接有第三凸棱27，能够进一步提升钢制工件和抓取板19接触面的摩擦力。
另外，为了进一步提升本发明对钢制工件的抓取效果，所述第一连接臂下方插设有第四气管32，第四气管32上方固定连接有第三限位板31，第三限位板31与第一连接臂4的内壁之间连接有第二弹簧33，第四气管32上方连接有第二充气管30，第四气管32下方连接有第二吸盘34，随着第二吸盘34的下降，能够对钢制工件的上方进行负压吸盘抓取，从而可以达到更好的抓取效果，第四气管32和第二弹簧33使得第二吸盘34具有一定的伸缩特性，从而使得可以适用不同大小的工件。
所述第三连接臂5的内侧还固定连接有第五气管35，第五气管35与第一充气管6互相贯通，第五气管35通过第二轴承40连接有第九气管41，第九气管41的柱面上通过若干条第六气管36贯通连接有圆环形的第七气管37，第七气管37的外侧固定插设有若干个第八气管38，第八气管38的外侧连接有第三毛刷39，通过上述结构，当第一充气管6充气时，气体通过第一充气管6依次进入到第五气管35、第九气管41、第六气管36、第七气管37和第八气管38，并从第八气管38的外侧排出，从而通过气体排出的反冲力的带动下，带动第九气管41、第六气管36和第七气管37转动，进而带动第三毛刷39转动，从而通过气流的排出和第三毛刷39转动，对钢制工件的上方进行清扫除尘，同时还可以对工件实现向上的托举，与第二吸盘34相配合，提高纵向抓取牢固度。
其中，本发明中使用的机器人等器件在背景技术引用的专利文献中已经进行了充分的公开，属于成熟的现有技术，在此不再详述其具体结构。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，包括固定基座(1)，其特征在于：所述固定基座(1)下方固定连接有第一连接臂(4)，第一连接臂(4)的左右两侧分别固定连接有第二连接臂(2)，第二连接臂(2)的下方活动铰接有气缸(3)，第一连接臂(4)的下方左右两侧分别活动铰接有第三连接臂(5)，第三连接臂(5)的上方与气缸(3)的活塞杆互相铰接，第三连接臂(5)的下方固定连接有抓取部(26)，抓取部(26)的外侧活动插设有两根限位导杆(8)，限位导杆(8)的外侧固定连接有第一限位板(10)，第一限位板(10)与抓取部(26)的外侧连接有第一弹簧(9)，两根限位导杆(8)的内侧固定连接有一个集气盒(7)，集气盒(7)的一侧活动插设有顶块(12)，顶块(12)的外侧与抓取部(26)的内壁接触，顶块(12)与限位导杆(8)位于集气盒(7)的同一方向，集气盒(7)的另一侧通过第一轴承(14)活动连接有第一气管(13)，集气盒(7)与第一气管(13)的连接处还连接有密封圈(15)，第一气管(13)的外侧贯通插设有四根环形排布的第二气管(16)，第二气管(16)上垂直插设第三气管(17)，第二气管(16)的外侧固定连接有圆环形的第一毛刷(18)，抓取部(26)的内侧固定连接有圆形的抓取板(19)，抓取板(19)的外侧开设有若干条扇形的缺口(22)，多条缺口(22)同心且半径相同，第一毛刷(18)选择性伸出缺口(22)，抓取板(19)外侧固定连接有若干个环形排列的第一吸盘(21)，第一吸盘(21)位于缺口(22)的外侧，抓取板(19)的外侧还固定连接有若干个环形排列的第一凸棱(20)和第二凸棱(23)，第一凸棱(20)位于缺口(22)的外侧，第二凸棱(23)位于缺口(22)的内侧，抓取板(19)上还开设有若干个第一通孔(24)，第三连接臂(5)上还连接有第一充气管(6)和真空管(25)，第一充气管(6)与集气盒(7)互相贯通连接，真空管(25)与各个第一吸盘(21)互相贯通连接。
2.根据权利要求1所述的用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，其特征在于：所述顶块(12)的内侧固定连接有第二限位板(11)，第二限位板(11)位于集气盒(7)的内部。
3.根据权利要求1所述的用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，其特征在于：所述抓取板(19)的中心还开设有第二通孔(28)，第二通孔(28)外侧固定连接有第三凸棱(27)，第一气管(13)的外侧固定连接有第二毛刷(29)，第二毛刷(29)选择性伸出第二通孔(28)。
4.根据权利要求3所述的用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，其特征在于：所述第二毛刷(29)的长度大于第一毛刷(18)的长度。
5.根据权利要求1所述的用于夹取钢制工件的机器人手爪装置，其特征在于：所述第一凸棱(20)和第二凸棱(23)相互垂直。
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