CN108161970A

CN108161970A - 具有二级压缩行程的吸盘式机械手

Info

Publication number: CN108161970A
Application number: CN201810185275.5A
Authority: CN
Inventors: 张付祥; 马嘉琦; 黄风山
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-06-15
Anticipated expiration: 2038-03-07
Also published as: CN108161970B

Abstract

具有二级压缩行程的吸盘式机械手，包括连接座（1），气管接头（2），内直线轴承（3），连接螺栓（4），档板（5），导向卡筒（6），导向柱（7），外直线轴承（8），紧固螺栓（9），压盘导向筒（10），压盘连接座（11），压盘（12），吸盘金具（13），吸盘（14），吸盘导向筒（15），通气杆（16），外弹簧（17），内弹簧（18）和卡环（19）。本发明装置安装简单、操作方便，便于日常维护与零件的更换，不需其他的动力及传动装置，系统稳定可靠，具有二级压缩行程，可以完成对工件的吸附抓取和压实动作。

Description

具有二级压缩行程的吸盘式机械手

技术领域

本发明涉及一种吸盘式机械手，尤其是涉及一种具有二级压缩行程的吸盘式机械手。

背景技术

目前，吸盘式机械手是一种工业上较为常见的机械手，通常用于吸附并抓取表面较为平整的工件。而对于工业上常见的装配作业等应用场景，用吸盘抓取和放置工件后还需要对其进行压实操作，现有的吸盘式机械手并没有压实的功能。因此，发明一种具有吸附抓取和压实两种功能的机械手对于装配作业等类似工业应用场景具有非常强的现实意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明一种具有二级压缩行程的吸盘式机械手安装在通用工业机器人的末端，主要用来完成工件的吸附抓取和压实工作。

本发明具有二级压缩行程的吸盘式机械手包括：连接座1，气管接头2，内直线轴承3，连接螺栓4，档板5，导向卡筒6，导向柱7，外直线轴承8，紧固螺栓9，压盘导向筒10，压盘连接座11，压盘12，吸盘金具13，吸盘14，吸盘导向筒15，通气杆16，外弹簧17，内弹簧18和卡环19。

连接座1的左侧和通用工业机器人的末端配合并固定连接，连接座1的右侧布置挡板5，挡板5的右侧布置导向卡筒6，连接座1、挡板5和导向卡筒6通过若干个连接螺栓4连接在一起。连接座1的内部左侧开设一个导向槽、右侧成型一个光孔。连接座1的光孔内部安装内直线轴承3，光孔的深度和内直线轴承3的长度相同。内直线轴承3的左端面由连接座1的导向槽和光孔形成的肩定位、右侧由挡板5定位。外直线轴承8安装在导向卡筒6内部，外直线轴承8通过若干个紧固螺栓9和导向卡筒6的右端面安装在一起。外直线轴承8内部安装压盘导向筒10，外直线轴承8和压盘导向筒10形成滚动直线运动副。压盘导向筒10右侧加工内螺纹、压盘连接座11的左侧加工外螺纹，压盘导向筒10的右端和压盘连接座11的左端通过螺纹连接在一起。压盘12通过螺钉和压盘连接座11固联在一起。压盘导向筒10的左侧安装卡环19，卡环19沿径向对称开设两个螺纹孔。导向柱7的上部为圆柱、下部为螺杆。两个导向柱7分别安装在卡环19的两个螺纹孔内、同时把卡环19固定在压盘导向筒10上。导向卡筒6沿轴向上下对称开设两个导向槽，两个导向柱7的圆柱部分分别在导向卡筒6的两个导向槽内移动，形成滑动直线运动副、同时限制压盘导向筒10的周向运动。压盘导向筒10在外直线轴承8内左右移动，左侧由卡环19或导向柱7限位，右侧由压盘连接座11的盘面部分限位，移动范围为二级压缩行程。通气杆16内部为通孔、用于联通压缩气体。通气杆16的左端部加工外螺纹、气管接头2的连接部分是内螺纹，通气杆16的左端和气管接头2形成螺纹连接。气管接头2的接头部分在连接座1的导向槽内滑动。通气杆16的右端部加工外螺纹和内螺纹。吸盘金具13的内部为通孔，外部右侧为盘状、左侧为螺杆。吸盘金具13的右端部和吸盘14的卡槽配合安装在一起，吸盘金具13的左端部的外螺纹和通气杆16右端部的内螺纹形成螺纹连接。吸盘导向筒15整体为圆柱，内部加工内螺纹。吸盘导向筒15的内螺纹和通气杆16右端部的外螺纹形成螺纹连接。通气杆16的外部安装外弹簧17和内弹簧18，外弹簧17的直径大于内弹簧18的直径。外弹簧17的外径小于压盘导向筒10的内径。内弹簧18的内径大于通气杆16的外径。外弹簧17和内弹簧18的左侧均由档板5限位。外弹簧17的右侧由压盘连接座11的左端面限位。内弹簧18的右侧由吸盘导向筒15的左端面限位。压盘连接座11的内孔和吸盘导向筒15的圆柱面形成间隙配合，形成滑动直线运动副。通气杆16和内直线轴承3形成滚动直线运动副，由气管接头2的右端面和吸盘导向筒15左端面限制移动范围，该范围为一级压缩行程。

本发明的有益效果是：

（1）本发明安装简单、操作方便，便于日常维护与零件的更换；

（2）本发明只需要提供负压即可实现吸附抓取和压实等一系列的动作，不需其他的动力及传动装置，实现简单；

（3）本发明采用带弹簧的二级滚动直线运动，工作稳定性高，工作中不易产生卡顿等现象；

（4）本发明应用范围广，针对不同形状工件的操作，只需更换对应的压盘即可。

附图说明

图1为本发明具有二级压缩行程的吸盘式机械手装配图；

图2为本发明具有二级压缩行程的吸盘式机械手和通用工业机器人连接示意图。

具体实施例

结合附图1-2说明本发明结构和操作。

连接座1的左侧和通用工业机器人的末端配合并固定连接，连接座1的右侧布置挡板5，挡板5的右侧布置导向卡筒6，连接座1、挡板5和导向卡筒6通过若干个连接螺栓4连接在一起。连接座1的内部左侧开设一个导向槽、右侧成型一个光孔。连接座1的光孔内部安装内直线轴承3，光孔的深度和内直线轴承3的长度相同。内直线轴承3的左端面由连接座1的导向槽和光孔形成的肩定位、右侧由挡板5定位。外直线轴承8安装在导向卡筒6内部，外直线轴承8通过若干个紧固螺栓9和导向卡筒6的右端面安装在一起。外直线轴承8内部安装压盘导向筒10，外直线轴承8和压盘导向筒10形成滚动直线运动副。压盘导向筒10右侧加工内螺纹、压盘连接座11的左侧加工外螺纹，压盘导向筒10的右端和压盘连接座11的左端通过螺纹连接在一起。压盘12通过螺钉和压盘连接座11固联在一起。压盘导向筒10的左侧安装卡环19，卡环19沿径向对称开设两个螺纹孔。导向柱7的上部为圆柱、下部为螺杆。两个导向柱7分别安装在卡环19的两个螺纹孔内、同时把卡环19固定在压盘导向筒10上。导向卡筒6沿轴向上下对称开设两个导向槽，两个导向柱7的圆柱部分分别在导向卡筒6的两个导向槽内移动，形成滑动直线运动副、同时限制压盘导向筒10的周向运动。压盘导向筒10在外直线轴承8内左右移动，左侧由卡环19或导向柱7限位，右侧由压盘连接座11的盘面部分限位，移动范围为二级压缩行程。通气杆16内部为通孔、用于联通压缩气体。通气杆16的左端部加工外螺纹、气管接头2的连接部分是内螺纹，通气杆16的左端和气管接头2形成螺纹连接。气管接头2的接头部分在连接座1的导向槽内滑动。通气杆16的右端部加工外螺纹和内螺纹。吸盘金具13的内部为通孔，外部右侧为盘状、左侧为螺杆。吸盘金具13的右端部和吸盘14的卡槽配合安装在一起，吸盘金具13的左端部的外螺纹和通气杆16右端部的内螺纹形成螺纹连接。吸盘导向筒15整体为圆柱，内部加工内螺纹。吸盘导向筒15的内螺纹和通气杆16右端部的外螺纹形成螺纹连接。通气杆16的外部安装外弹簧17和内弹簧18，外弹簧17的直径大于内弹簧18的直径。外弹簧17的外径小于压盘导向筒10的内径。内弹簧18的内径大于通气杆16的外径。外弹簧17和内弹簧18的左侧均由档板5限位。外弹簧17的右侧由压盘连接座11的左端面限位。内弹簧18的右侧由吸盘导向筒15的左端面限位。压盘连接座11的内孔和吸盘导向筒15的圆柱面形成间隙配合，形成滑动直线运动副，吸盘导向筒15的圆柱外表面采用黄铜制作或表面覆铜以减小摩擦。通气杆16和内直线轴承3形成滚动直线运动副，由气管接头2的右端面和吸盘导向筒15左端面限制移动范围，该范围为一级压缩行程。

本装置使用之前，首先将连接座1的左侧和通用工业机器人的末端配合并固定连接，气管接头2通过气管和气源连接，根据被操作工件的大小和形状配备合适的压盘12。

吸附抓取工件时，移动通用工业机器人的末端使机械手上的吸盘14与工件的表面接触，负压通过气管接头2、通气杆16和吸盘金具13的气体通路输送到吸盘14使之吸附并抓取工件，然后由通用工业机器人移动关节的末端使工件达到压实工位。

压实工件时，移动通用工业机器人的末端使机械手上的吸盘14压紧工件，一级压缩行程开始，内弹簧18开始压缩，压盘12逐渐接近工件，同时气源停止输出负压。当压盘12和工件表面接触时，二级压缩行程开始，外弹簧17和内弹簧18同时压缩，控制通用工业机器人的末端运动一定行程后完成工件压实工作，然后由移动通用工业机器人的末端使机械手远离工件表面，外弹簧17和内弹簧18使吸盘14和压盘12复位，整个机械手回到等待工位。

如果需要对多个工件进行吸附抓取和压实操作，移动通用工业机器人移动关节的末端使具有二级压缩行程的机械手重复以上动作，直至所有操作完成为止。

Claims

1.具有二级压缩行程的吸盘式机械手，包括连接座（1），气管接头（2），内直线轴承（3），连接螺栓（4），档板（5），导向卡筒（6），导向柱（7），外直线轴承（8），紧固螺栓（9），压盘导向筒（10），压盘连接座（11），压盘（12），吸盘金具（13），吸盘（14），吸盘导向筒（15），通气杆（16），外弹簧（17），内弹簧（18）和卡环（19），其特征在于，连接座1的左侧和通用工业机器人的末端配合并固定连接，连接座（1）的右侧布置挡板（5），挡板（5）的右侧布置导向卡筒（6），连接座（1）、挡板（5）和导向卡筒（6）通过若干个连接螺栓（4）连接在一起，连接座（1）的内部左侧开设一个导向槽、右侧成型一个光孔，连接座（1）的光孔内部安装内直线轴承（3），光孔的深度和内直线轴承（3）的长度相同，内直线轴承（3）的左端面由连接座（1）的导向槽和光孔形成的肩定位、右侧由挡板（5）定位，外直线轴承（8）安装在导向卡筒（6）内部，外直线轴承（8）通过若干个紧固螺栓（9）和导向卡筒（6）的右端面安装在一起，外直线轴承（8）内部安装压盘导向筒（10），外直线轴承（8）和压盘导向筒（10）形成滚动直线运动副，压盘导向筒（10）右侧加工内螺纹、压盘连接座（11）的左侧加工外螺纹，压盘导向筒（10）的右端和压盘连接座（11）的左端通过螺纹连接在一起，压盘（12）通过螺钉和压盘连接座（11）固联在一起，压盘导向筒（10）的左侧安装卡环（19），卡环（19）沿径向对称开设两个螺纹孔，导向柱（7）的上部为圆柱、下部为螺杆，两个导向柱（7）分别安装在卡环（19）的两个螺纹孔内、同时把卡环（19）固定在压盘导向筒（10）上，导向卡筒（6）沿轴向上下对称开设两个导向槽，两个导向柱（7）的圆柱部分分别在导向卡筒（6）的两个导向槽内移动，形成滑动直线运动副、同时限制压盘导向筒（10）的周向运动，压盘导向筒（10）在外直线轴承（8）内左右移动，左侧由卡环（19）或导向柱（7）限位，右侧由压盘连接座（11）的盘面部分限位，移动范围为二级压缩行程，通气杆（16）内部为通孔、用于联通压缩气体，通气杆（16）的左端部加工外螺纹、气管接头（2）的连接部分是内螺纹，通气杆（16）的左端和气管接头（2）形成螺纹连接，气管接头（2）的接头部分在连接座（1）的导向槽内滑动，通气杆（16）的右端部加工外螺纹和内螺纹，吸盘金具（13）的内部为通孔，外部右侧为盘状、左侧为螺杆，吸盘金具（13）的右端部和吸盘（14）的卡槽配合安装在一起，吸盘金具（13）的左端部的外螺纹和通气杆（16）右端部的内螺纹形成螺纹连接，吸盘导向筒（15）整体为圆柱，内部加工内螺纹，吸盘导向筒（15）的内螺纹和通气杆（16）右端部的外螺纹形成螺纹连接，通气杆（16）的外部安装外弹簧（17）和内弹簧（18），外弹簧（17）和内弹簧（18）的左侧均由档板（5）限位，外弹簧（17）的右侧由压盘连接座（11）的左端面限位，内弹簧（18）的右侧由吸盘导向筒（15）的左端面限位，通气杆（16）和内直线轴承（3）形成滚动直线运动副，由气管接头（2）的右端面和吸盘导向筒（15）左端面限制移动范围，该范围为一级压缩行程。

2.根据权利要求1所述的具有二级压缩行程的吸盘式机械手，其特征在于，外弹簧（17）的直径大于内弹簧（18）的直径，外弹簧（17）的外径小于压盘导向筒（10）的内径，内弹簧（18）的内径大于通气杆（16）的外径。

3.根据权利要求1所述的具有二级压缩行程的吸盘式机械手，其特征在于，压盘连接座（11）的内孔和吸盘导向筒（15）的圆柱面形成间隙配合，形成滑动直线运动副。

4.根据权利要求1所述的具有二级压缩行程的吸盘式机械手，其特征在于，在连接座（1）的导向槽表面粘贴聚四氟乙烯减摩片。

5.根据权利要求1所述的具有二级压缩行程的吸盘式机械手，其特征在于，压盘（12）根据操作的工件大小和形状做适应性改变。

6.根据权利要求1所述的具有二级压缩行程的吸盘式机械手，其特征在于，吸盘导向筒（15）圆柱外表面的材质包括铜。