CN108145730B - 多角度抓取机械爪及其抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多角度抓取机械爪及其抓取方法。机械爪的朝向能够通过调整工业机器人的方式实现，但是调整工业机器人运动所需进行的控制较为复杂，所需的运动空间也较大。本发明多角度抓取机械爪，包括机架、驱动组件、传动组件和抓取组件。所述的抓取组件包括抓取架、抓取电机、抓取螺杆、抓取螺母、连接杆、翻转块和爪体。传动组件包括转轴、摇板、第一连杆和第二连杆；转轴支承在机架上。第一连杆及第二连杆的一端均与摇板铰接；第二连杆的另一端与抓取架铰接；第一连杆的另一端上开设有偏转滑槽；所述的抓取架上固定有滑柱；所述的滑柱位于偏转滑槽内；摇板与转轴固定。本发明能够使爪体绕待抓取工件转动，进而从特定角度抓取工件。

Description

多角度抓取机械爪及其抓取方法

技术领域

本发明属于机械爪技术领域，具体涉及一种多角度抓取机械爪及其抓取方法。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。在现代生产中，工业机器人起着十分重要的作用，特别是末端安装有机械爪的工业机器人，其能够抓取各种不同的产品，在生产中具有很强的柔性。但是，现有工业机器人末端安装的机械爪虽然完成抓取动作，但对于如椭圆柱等需要特定角度才能稳定抓取的工件（椭圆柱需要从短轴处进行抓取），现有机械爪的适应性相对较差。虽然机械爪的朝向能够通过调整工业机器人的方式实现，但是调整工业机器人运动所需进行的控制较为复杂，能耗较高，所需的运动空间也较大。故在较狭小的空间内，有时无法通过工业机器人运动实现特定角度夹持工件的目的。因此，设计一种能够调节自身朝向，从特定角度抓取工件的机械手爪十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多角度抓取机械爪及其抓取方法。

本发明多角度抓取机械爪，包括机架、驱动组件、传动组件和抓取组件。所述的抓取组件包括抓取架、抓取电机、抓取螺杆、抓取螺母、连接杆、翻转块和爪体。所述的抓取螺杆支承在抓取架上；抓取螺杆由抓取电机驱动；所述的抓取螺母与抓取架构成滑动副，与抓取螺杆构成螺旋副；两根连接杆的一端均与抓取螺母铰接，另一端与两个翻转块的内端分别铰接；两个翻转块的中部均与抓取架构成转动副，外端与两个爪体分别固定；抓取架上设置有弧形凸起；弧形凸起与机架上开设的弧形滑槽构成滑动副。所述的传动组件包括转轴、摇板、第一连杆和第二连杆；所述的转轴支承在机架上。所述第一连杆及第二连杆的一端均与摇板铰接；第二连杆的另一端与抓取架铰接；第一连杆的另一端上开设有偏转滑槽；所述的抓取架上固定有滑柱；所述的滑柱位于偏转滑槽内；摇板与转轴固定；转轴由驱动组件驱动。

进一步地，两个爪体均呈圆弧形，且凹部相对设置。两个爪体的内侧均设置有压力传感器。

进一步地，所述滑柱的直径等于偏转滑槽的槽宽。

进一步地，所述的爪体由固定柱和四片爪片组成；四片爪片沿竖直方向依次排列设置；四片爪片通过固定柱相互固定；爪片均呈圆弧形；其中两片爪片的内端均与对应的翻转块固定。

进一步地，所述的驱动组件包括偏转电机、第一带轮、第二带轮和传动带；所述的第一带轮与偏转电机的输出轴固定；所述的第二带轮与转轴固定；第一带轮与第二带轮通过传动带连接；所述的偏转电机固定在机架上。

进一步地，所述的抓取电机与抓取架固定；所述抓取螺杆的一端与抓取电机的输出轴固定。

进一步地，所述的传动组件共有两个；两个传动组件内的摇板与转轴的两端分别固定。

该多角度抓取机械爪的抓取方法具体如下：

步骤一、抓取电机反转，使得两个爪体张开至预设状态。机架移动至待抓取工件处，使得两个爪体环住待抓取工件。

步骤二、偏转电机带动摇板转动，使得两个爪体绕待抓取工件转动。

步骤三、两个爪体到达预设位置后，偏转电机停转，抓取电机正转。

步骤四、两个爪体上压力传感器检测到的压力达到预设值后，抓取电机停转。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明能够使爪体绕待抓取工件转动，进而从特定角度抓取工件。

2、本发明能够在较狭小的空间内完成工件的特定角度抓取，对应抓取环境的适应性更强。

3、本发明的爪体采用多层薄片式连接设计，大大提升了爪体与待抓取工件的摩擦力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中抓取组件的立体图；

图3为本发明中抓取组件的运动简图；

图4为本发明中弧形凸起与弧形滑槽配合的位置示意图；

图5为本发明中抓取组件向一侧偏转的示意图；

图6为本发明中抓取组件向与图5相反的那侧偏转的示意图。

实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2、3和4所示，多角度抓取机械爪，包括机架（图中未示出）、驱动组件、传动组件和抓取组件。抓取组件包括抓取架3、抓取电机4、抓取螺杆5、抓取螺母6、连接杆7、翻转块8和爪体9。抓取电机4固定在抓取架3上。抓取螺杆5支承在抓取架3上。抓取螺杆5的一端与抓取电机4的输出轴固定。抓取螺母6与抓取架3构成滑动副，与抓取螺杆5构成螺旋副。两根连接杆7的一端均与抓取螺母6铰接，另一端与两个翻转块8的内端分别铰接。两个翻转块8的中部均与抓取架3构成转动副，外端与两个爪体9分别固定。两个爪体9均呈圆弧形，且凹部相对设置。两个爪体9的内侧均设置有压力传感器。爪体9由固定柱和四片爪片组成。互相平行的四片爪片依次排列设置。四片爪片通过下固定柱相互固定。爪片均呈圆弧形。其中两片爪片的内端均与对应的翻转块8固定。抓取架3上设置有弧形凸起16。弧形凸起16与机架上开设的弧形滑槽17构成沿弧形滑动的滑动副。

传动组件包括转轴2、摇板15、第一连杆13和第二连杆14。转轴2支承在机架上。第一连杆13及第二连杆14的一端均与摇板15铰接。第二连杆14的另一端与抓取架3铰接。第一连杆13的另一端上开设有偏转滑槽。抓取架3上固定有一根滑柱。滑柱设置在偏转滑槽内。滑柱的直径等于偏转滑槽的槽宽。滑柱既能与第一连杆13相对转动，又能与第一连杆13相对滑动。第一连杆13、摇板15的铰接轴轴线与第二连杆14、摇板15的铰接轴轴线平行且不重合。滑柱的轴线与第二连杆、抓取架的铰接轴轴线平行且不重合。传动组件共有两个。两个传动组件内的摇板15与转轴2的两端分别固定。驱动组件包括偏转电机1、第一带轮10、第二带轮11和传动带12。偏转电机1固定在机架上。第一带轮10与偏转电机1的输出轴固定。第二带轮11与转轴2固定。第一带轮10与第二带轮11通过传动带12连接。

如图5和6所示，偏转电机1转动能够带动弧形凸起16沿弧形滑槽17滑动，从而实现抓取架绕弧形滑槽17的旋转轴线转动。由于抓取架是手爪外的一条轴线转动，故能够实现爪体绕待抓取物体转动的功能，进而在较小空间内转动至适合抓取物体的位置。

该多角度抓取机械爪的抓取方法具体如下：

步骤一、抓取电机4反转，使得两个爪体张开至预设状态。机架在工业机器人的驱动下到达待抓取工件处，使得两个爪体9环住待抓取工件。

步骤二、偏转电机1带动摇板15转动，使得两个爪体9绕待抓取工件转动。

步骤三、两个爪体9到达预设位置后，偏转电机停转，抓取电机4正转，两个爪体9合紧抓住待抓取工件。

步骤四、两个爪体9上压力传感器检测到的压力达到预设值后，抓取电机4停转，工业机器人运动，取走待抓取物品。

Claims (6)

1.多角度抓取机械爪，包括机架、驱动组件、传动组件和抓取组件；其特征在于：所述的抓取组件包括抓取架、抓取电机、抓取螺杆、抓取螺母、连接杆、翻转块和爪体；所述的抓取螺杆支承在抓取架上；抓取螺杆由抓取电机驱动；所述的抓取螺母与抓取架构成滑动副，与抓取螺杆构成螺旋副；两根连接杆的一端均与抓取螺母铰接，另一端与两个翻转块的内端分别铰接；两个翻转块的中部均与抓取架构成转动副，外端与两个爪体分别固定；抓取架上设置有弧形凸起；弧形凸起与机架上开设的弧形滑槽构成滑动副；所述的传动组件包括转轴、摇板、第一连杆和第二连杆；所述的转轴支承在机架上；所述第一连杆及第二连杆的一端均与摇板铰接；第二连杆的另一端与抓取架铰接；第一连杆的另一端上开设有偏转滑槽；所述的抓取架上固定有滑柱；所述的滑柱位于偏转滑槽内；摇板与转轴固定；转轴由驱动组件驱动；

两个爪体均呈圆弧形，且凹部相对设置；两个爪体的内侧均设置有压力传感器；

所述滑柱的直径等于偏转滑槽的槽宽。

2.根据权利要求1所述的多角度抓取机械爪，其特征在于：所述的爪体由固定柱和四片爪片组成；四片爪片沿竖直方向依次排列设置；四片爪片通过固定柱相互固定；爪片均呈圆弧形；其中两片爪片的内端均与对应的翻转块固定。

3.根据权利要求1所述的多角度抓取机械爪，其特征在于：所述的驱动组件包括偏转电机、第一带轮、第二带轮和传动带；所述的第一带轮与偏转电机的输出轴固定；所述的第二带轮与转轴固定；第一带轮与第二带轮通过传动带连接；所述的偏转电机固定在机架上。

4.根据权利要求1所述的多角度抓取机械爪，其特征在于：所述的抓取电机与抓取架固定；所述抓取螺杆的一端与抓取电机的输出轴固定。

5.根据权利要求1所述的多角度抓取机械爪，其特征在于：所述的传动组件共有两个；两个传动组件内的摇板与转轴的两端分别固定。

6.如权利要求1所述的多角度抓取机械爪的抓取方法，其特征在于：

步骤一、抓取电机反转，使得两个爪体张开至预设状态；机架移动至待抓取工件处，使得两个爪体环住待抓取工件；

步骤二、偏转电机带动摇板转动，使得两个爪体绕待抓取工件转动；

步骤三、两个爪体到达预设位置后，偏转电机停转，抓取电机正转；

步骤四、两个爪体上压力传感器检测到的压力达到预设值后，抓取电机停转。