CN107838938A - 一种机器人抓手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机器人抓手，包括底架、驱动机构和连杆机构，所述驱动机构设在底架中心位置，所述驱动机构两侧底架上对称设有两个相平行的导轨，所述导轨上设有两个配合使用的夹持件，所述夹持件与导轨滑动连接，所述连杆机构设有四个第一连杆和两个第二连杆，所述两个第二连杆的第一端分别与驱动装置对应相连，所述第二连杆的第二端分别与两个第一连杆的第一端通过转轴相连，所述第一连杆的第二端与对应的夹持件相连，所述转轴的第一端和/或第二端设有随动器，所述随动器远离转轴的一端设有与底架相连的滑道座，所述滑道座设有与随动器配合使用的滑槽。本发明的有益效果是用一种旋转动力实现两只抓手抓取棒杆类的工件，稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及机械自动化加工技术领域，具体的说是一种机器人抓手。
背景技术
在机器人搬运作业工艺中，要求机器人必须稳定、可靠地抓取工件，而抓手就是机器人进行搬运工件作业的工作机构。在实际的生产作业中，大多数机器人抓手都是通过两个动力装置控制两个抓手，来实现抓取棒杆类的工件，这样机器人抓手的重量较大，从而对机器人的负载要求增加，导致成本增加。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供了一种机器人抓手，能够只用一种旋转动力就可以实现两只抓手抓取，减轻了机器人末端执行器的重量，减轻了机器人的负载，从而降低了成本。
本发明的技术方案是：
一种机器人抓手，包括底架、驱动机构和连杆机构，所述驱动机构设在底架中心位置，所述驱动机构两侧底架上对称设有两个相平行的导轨，所述导轨上设有两个配合使用的夹持件，所述夹持件与导轨滑动连接，所述连杆机构设有四个第一连杆和两个第二连杆，所述两个第二连杆的第一端分别与驱动装置对应相连，所述第二连杆的第二端分别与两个第一连杆的第一端通过转轴相连，所述第一连杆的第二端与对应的夹持件相连，所述转轴的第一端和/或第二端设有随动器，所述随动器远离转轴的一端设有与底架相连的滑道座，所述滑道座设有与随动器配合使用的滑槽，所述随动器通过驱动装置和连杆机构带动随动器在滑槽内沿远离或接近导轨的方向往返运动，所述导轨上的两个夹持件通过随动器和连杆机构改变夹紧松开的工作状态。
所述驱动机构设有旋转块，所述第二连杆为曲臂连杆，所述第二连杆的第一端与旋转块对应相连。
所述驱动机构为电机或旋转气缸的一种，所述电机或旋转气缸的输出轴与旋转块中心相连。
所述夹持件设有滑块、夹持连接块和夹爪，所述滑块与导轨滑动连接，所述夹持连接块为长条形，所述夹持连接块的第一端与滑块相连，所述夹持连接块的第二端与夹爪相连，所述第一连杆的第二端与夹持连接块接近驱动机构的侧面垂直相连。
所述夹爪内表面设有至少两个夹持面，所述相邻夹持面之间成夹角相连。
所述夹持面为圆弧，接近夹爪外侧夹持面的内圆直径大于接近夹爪中心的圆弧的内圆直径。
所述夹持面的内表面设有可微变形的非金属垫块。
所述机器人抓手设有吸盘机构，所述吸盘机构设有吸盘安装板，所述吸盘安装板与底架设有导轨的一个侧面相连，所述吸盘安装板远离底架的外表面均布设有至少两个电磁吸盘。
所述电磁吸盘和对应吸盘安装板之间设有固定块，所述固定块的底面与吸盘安装板的外表面相连，所述固定块顶面与电磁吸盘相连。
所述固定块设有第一固定块和第二固定块，所述第一固定块的纵切面为矩形，所述第二固定块的纵切面为直角三角形，所述第一固定块的底面与吸盘安装板相连，所述第一固定块的顶面与第二固定块的一个直角边相连，所述第二固定块的斜边与电磁吸盘相连。
本发明的有益效果是：只用一种旋转动力就可以实现两只抓手抓取，减轻了机器人末端执行器的重量，减轻了机器人的负载，从而降低了成本；能够同时抓取棒杆类的工件和轮盘类工件，稳定性高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的正视示意图；
图3是本发明的俯视示意图；
图4是图1局部A放大示意图；
图5是本发明的后视示意图；
图6是本发明的左视示意图；
图7是本发明的右视示意图；
图8是本发明夹持件处于松开状态示意图；
图9是本发明夹持件处于夹紧状态示意图；
图10是本发明固定块的结构示意图；
图11是本发明夹持件的结构示意图。
图中标记：1.底架，2.驱动机构，3.连杆机构，4.夹持件，5.滑道装置，6.压力传感器，7.吸盘机构，8.连接法兰，11.基板，12.横支架，13.导轨安装板，14.导轨，21.旋转块，31.第一连杆，32.第二连杆，33.转轴，34.随动器，41.滑块，42.夹持连接块，43.夹爪，44.连杆连接块，51.滑道架，52.滑道座，61.传感器支架，71.吸盘安装板，72.吸盘固定块，73.电磁吸盘,431.第一圆弧，432.第二圆弧，433.第三圆弧，434.第一直面，435.第二直面,521.滑槽,721.第一固定块，722.第二固定块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
实施例一
如图1-10所示,机器人抓手包括底架1、驱动机构2和连杆机构3，底架1设有基板11，基板11为长方形，基板11的一个平面设有两个相平行的横支架12，两个横支架12同侧的两端分别设有两个相平行的导轨安装板13，导轨安装板13与横支架12远离基板11的表面垂直相连，导轨安装板13上设有导轨14。
导轨14上设有两个配合使用的夹持件4，夹持件4设有滑块41、夹持连接块42和夹爪43，所述滑块41与导轨14滑动连接，夹持连接块42为长条形，夹持连接块42的第一端与滑块41相连，所述夹持连接块42的第二端与夹爪43相连。
夹持连接块42接近驱动机构的一个侧面设有连杆连接块44，连杆连接块44远离夹持连接块42的一端与第一连杆31对应端相连。
夹手43内表面设有至少两个夹持面，相邻夹持面之间成夹角相连。
优先的，夹爪43内表面设有3个夹持面，3个夹持面分别为第一圆弧431、第二圆弧432和第三圆弧433，第二圆弧432设在第一圆弧431和第三圆弧433之间，第一圆弧431和第三圆弧433的内圆直径大于第二圆弧432的内圆直径。
第一圆弧431、第二圆弧432和第三圆弧433的内圆表面设有可微变形的非金属垫块，能够保护工件表面，同时为连杆机构3自锁提供了可能。
第一圆弧431和第三圆弧433用于夹持大直径的棒类工件，第二圆弧432用于夹持直径较小的棒类工件，通过调节连杆连接块44和夹爪43的相对位置，不用更换新的夹爪，就可以切换两种工件的工作模式，由于是多段圆弧夹紧，夹爪与工件是面接触，保证了夹爪夹紧的可靠性。
驱动机构2设在基板11中心位置，驱动机构2设有固定圆盘21。
连杆机构3设有四个第一连杆31和两个第二连杆32，两个第二连杆32的第一端分别与驱动装置2的固定圆盘对应相连，第二连杆32的第二端分别与两个第一连杆31的第一端通过转轴33相连，第一连杆31的第二端与对应的夹持件4的连杆连接块44相连。
优先的，第二连杆32为曲臂连杆。
更优先的，第一连杆31为曲臂连杆。
导轨14和驱动装置2之间对称设有两个滑道装置5，滑道装置5设有滑道架51，滑道架51与横支架12远离基板11的一个面垂直相连，滑道架51远离基板11的一个面设有滑道座52，滑道座52设有滑槽521，滑槽521与随动器34配合使用。
优选的，随动器34为凸轮轴承随动器，滑槽521为长条形孔。
若转轴33接近基板11的一端设有随动器34，则滑道装置5的滑道座52设在连杆机构3接近基板11的一侧对应位置，若转轴33远离基板11的一端设有随动器34，则滑道装置5的滑道座52设在连杆机构3远离基板11的一侧对应位置，也可根据需要，转轴33的两端分别设置随动器34和滑道座52。
随动器34通过驱动装置2和连杆机构3在滑槽521内沿远离或接近导轨14的方向往返运动，导轨14上的两个夹爪43通过随动器34和连杆机构3改变夹爪43夹紧松开的工作状态。
驱动机构2可为旋转气缸，旋转气缸设有旋转圆盘22，旋转圆盘22与固定圆盘21相连，旋转圆盘21侧面设有与底架1的横支架12相连的压力传感器6，压力传感器6通过传感器支架61与横支架12相连，所述压力传感器6与控制系统相连，压力传感器6用于检测旋转气缸的压力值，控制系统设有设定值，控制系统根据设定值和压力值判断抓手是否安全。
驱动机构2为电机，电机设有电机输出轴，所述电机输出轴与固定圆盘21中心相连。
机器人抓手设有吸盘机构7，吸盘机构7设有吸盘安装板71，吸盘安装板71与底架1设有导轨14的一个侧面相连，即吸盘安装板71与导轨安装板13远离驱动装置2的外侧表面相连，安装板71远离底架1的外表面均布设有至少两个电磁吸盘73。
优先的，吸盘安装板71远离导轨安装板13的外表面均布设有三个电磁吸盘73。
电磁吸盘73和对应吸盘安装板71之间设有吸盘固定块72，吸盘固定块72的底面与吸盘安装板71的外表面相连，吸盘固定块72顶面与电磁吸盘72相连。
优先的，吸盘固定块72设有第一固定块721和第二固定块722，第一固定块721的纵切面为矩形，即第一固定块721为圆柱体，第二固定块722的纵切面为直角三角形，第一固定块721的底面与吸盘安装板71相连，第一固定块721的顶面与第二固定块722的一个直角边相连，第二固定块722的斜边与电磁吸盘73相连。
更优先的，第二固定块722的一个直角边与相对应连接的第一固定块721的直径相等，第二固定块722的另一个直角边设在远离吸盘安装板71中心的位置，便于电磁吸盘73吸取中心突出的轮盘类工件。
基板11远离横支架12一个面设有连接法兰8，连接法兰8与机器人手臂相连。
基板11、第一连杆31、第二连杆32、夹持连接块42和滑道架51上设有孔，孔用于减轻机器人的负载，横支架12采用铝型材。
如图8和图9所示，圆O为驱动机构2所驱动的固定圆盘21，圆O上设有中心线IJ和KL，AC、BD为第二连杆32，CE、CF、DG、DH为第一连杆31，当AOB围绕O点顺时针旋转时，∠BAC和∠ABD变小，C、D两点靠近O点运动，EF和GH之间的距离变小，即导轨上的两个夹爪处于夹紧状态从而夹持工件；当AOB围绕O点逆时针旋转时，∠BAC和∠ABD变大，C、D两点远离O点运动，点EF和GH之间的距离变大，即导轨14上的两个夹爪43张开从而松开工件。
两个相配合的夹持件处于夹紧状态时，∠BAC和∠ABD越小，驱动机构2夹紧工件需要的力越小。
优先的，当∠BAC和∠ABD接近O度时，即点B和点I重合且点A和点J重合时，EF和GH的距离从大变到最小，驱动机构2只需要很小的力即可保持加持件4的夹爪43处于夹紧状态。
当第二连杆AC和BD为曲臂，可使点A转动到IOJ下方且B点转动到IOJ上方，EF和GH的距离从小变大。
当AOB继续围绕O点顺时针转动，则EF距离会变大。在第二连杆AC为曲臂时，A点就可以转动到IJ的下方，在夹爪43夹持面非金属可挤压距离范围内，A点在IJ下方时，工件自重会使EF有张开的运动趋势，而EF张开，可使AOB继续顺时针运动，机器人抓手上AC和BD两个第二连杆32已经机械定位不能顺时针转动，此时即形成了一种自锁模式，更加保证了工件抓取的可靠稳定。
优先的，AO与OJ之间夹角范围为5°～-2°，BO与OI之间夹角范围为178°～185°，即面向转手方向，左侧第二连杆32的第一端到旋转块21中心与旋转块21的X轴夹角范围为178°～185°，右侧第二连杆32的第一端与旋转块21的X轴夹角范围为5°～-2°。
实施例二
实施例二与实施例一的结构基本相同，相同之处不再赘述，下面对它们的不同之处进行说明。如图11所示，夹持件4的夹爪43内表面设有两个夹持面，两个夹持面分别为第一直面434和第二直面435，第一直面434和第二直面435成夹角过渡相连。
优先的，第一直面434和第二直面435之间夹角为90度。
需要说明的是，上面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。
Claims (10)
1.一种机器人抓手，其特征在于：包括底架、驱动机构和连杆机构，所述驱动机构设在底架中心位置，所述驱动机构两侧底架上对称设有两个相平行的导轨，所述导轨上设有两个配合使用的夹持件，所述夹持件与导轨滑动连接，所述连杆机构设有四个第一连杆和两个第二连杆，所述两个第二连杆的第一端分别与驱动装置对应相连，所述第二连杆的第二端分别与两个第一连杆的第一端通过转轴相连，所述第一连杆的第二端与对应的夹持件相连，所述转轴的第一端和/或第二端设有随动器，所述随动器远离转轴的一端设有与底架相连的滑道座，所述滑道座设有与随动器配合使用的滑槽，所述随动器通过驱动装置和连杆机构在滑槽内沿远离或接近导轨的方向往返运动，所述导轨上的两个夹持件通过随动器和连杆机构改变夹紧松开的工作状态。
2.根据权利要求1所述的机器人抓手，其特征在于：所述驱动机构设有旋转块，所述第二连杆为曲臂连杆，所述第二连杆的第一端与旋转块对应相连。
3.根据权利要求2所述的机器人抓手，其特征在于：所述驱动机构为电机或旋转气缸的一种，所述电机或旋转气缸的输出轴与旋转块中心相连。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的机器人抓手，其特征在于：所述夹持件设有滑块、夹持连接块和夹爪，所述滑块与导轨滑动连接，所述夹持连接块为长条形，所述夹持连接块的第一端与滑块相连，所述夹持连接块的第二端与夹爪相连，所述第一连杆的第二端与夹持连接块接近驱动机构的侧面垂直相连。
5.根据权利要求4所述的机器人抓手，其特征在于：所述夹爪内表面设有至少两个夹持面，所述相邻夹持面之间成夹角相连。
6.根据权利要求5所述的机器人抓手，其特征在于：所述夹持面为圆弧，接近夹爪外侧夹持面的内圆直径大于接近夹爪中心的圆弧的内圆直径。
7.根据权利要求6所述的机器人抓手，其特征在于：所述夹持面的内表面设有可微变形的非金属垫块。
8.根据权利要求4所述的机器人抓手，其特征在于：所述机器人抓手设有吸盘机构，所述吸盘机构设有吸盘安装板，所述吸盘安装板与底架设有导轨的一个侧面相连，所述吸盘安装板远离底架的外表面均布设有至少两个电磁吸盘。
9.根据权利要求8所述的机器人抓手，其特征在于：所述电磁吸盘和对应吸盘安装板之间设有固定块，所述固定块的底面与吸盘安装板的外表面相连，所述固定块顶面与电磁吸盘相连。
10.根据权利要求9所述的机器人抓手，其特征在于：所述固定块设有第一固定块和第二固定块，所述第一固定块的纵切面为矩形，所述第二固定块的纵切面为直角三角形，所述第一固定块的底面与吸盘安装板相连，所述第一固定块的顶面与第二固定块的一个直角边相连，所述第二固定块的斜边与电磁吸盘相连。
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Denomination of invention: A robot gripper Granted publication date: 20240412 Pledgee: Wendeng sub branch of Weihai Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Weihai kelaimer automation equipment Co.,Ltd. Registration number: Y2024980040278 |