一种水平夹持机构、机器人夹持手爪及夹持方法
技术领域
本发明涉及机器人领域,具体涉及一种水平夹持机构、机器人夹持手爪及夹持方法。
背景技术
机器人手爪是可以实现类似人手功能的机器人部件,机器人手爪是用来夹持工件或工具的部件,是重要的执行机构之一,根据机器人所握持的工件形状不同,手爪可分为多种类型。夹持机构是机器人操作机与工件、工具等直接接触并进行作业的装置,是机器人的关键部件之一,它的性能好坏对提高机器人效率,发挥机器人作用影响很大,现有技术中,夹持机构存在设计结构不合理、夹物体不够稳固的缺陷,容易造成抓取不牢,影响生产效率。
发明内容
为了解决上述问题,本发明公开了一种水平夹持机构,本发明还公开了一种机器人夹持手爪,本发明另外还公开了一种机器人手爪的夹持方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
一种水平夹持机构,包括两个固定板、驱动杆、两个连杆、两个杠杆、两个导向杆和两组夹具本体,贯穿该杠杆的中部设有第一转动轴,贯穿该导向杆的后端设有第二转动轴,所述第一转动轴与所述第二转动轴两端分别与两个所述固定板固定连接;
所述驱动杆的前端与两个所述连杆的后端铰接,所述连杆的前端与所述杠杆的后端铰接,所述夹具本体分别与所述杠杆的前端以及所述导向杆的前端铰接。
贯穿所述驱动杆的前端设置有铰接轴,所述驱动杆的前端与两个所述连杆的后端通过该铰接轴铰接,所述连杆的前端中间设置第一缺口,所述杠杆的后端设置于所述第一缺口中。
所述夹具本体包括钳体和L型块,所述L型块包括固定部和铰接部,所述钳体设置在所述固定部上,所述铰接部中间设置第二缺口,所述杠杆和所述导向杆的前端设置于所述第二缺口中。
所述杠杆为V形的钝角结构,所述杠杆的上部与所述导向杆的长度一致。
一种机器人夹持手爪,包括底座、驱动气缸,还包括一种水平夹持机构,所述固定板设置于所述底座上,所述固定板与所述驱动气缸固定连接,所述驱动气缸的输出端与所述驱动杆的后端连接。
所述驱动气缸外部设置导向套和固定装置,所述固定装置两端分别与两个所述固定板固定连接。
所述底座下方设有转轴,所述底座相对于所述转轴转动。
一种机器人手爪的夹持方法,包括以下步骤:
启动所述驱动气缸,驱动气缸驱动所述驱动杆前后移动;
驱动杆向前运动,两个所述连杆带动所述杠杆下部相对打开,两个杠杆上部相对向内移动,带动两个夹具本体和导向杆相对向内运动,夹紧工件;
驱动杆向后运动,两个所述连杆带动所述杠杆下部相对向内移动,两个杠杆上部相对向外打开,带动两个夹具本体和导向杆相对向外打开,松开工件。
在夹取工件时,所述驱动气缸驱使驱动杆向前移动,推动两个连杆相对向外打开,连杆带动两个杠杆下部相对打开,两个杠杆上部相对向内移动,推动L型块相对向内移动,两个导向杆相对向内运动并与杠杆上部运动方向一致,推动两个钳体相对水平向内闭合,夹紧工件;
松开工件时,所述驱动气缸驱使驱动杆向后移动,推动两个连杆相对向内移动,连杆带动两个杠杆下部相对向内移动,两个杠杆上部相对向外打开,推动L型块相对向外移动,两个导向杆相对向外打开并与杠杆上部运动方向一致,推动两个钳体相对水平向外移动,夹紧工件。
转动机器人手爪底座,相对于所述转轴转动,使机器人手爪在不同角度对工件进行夹取。
本发明的有益效果为:本发明结构设计合理巧妙,水平夹持机构设计简单,结构合理,使用方便,采用传动杆设计,利用导向杆对夹具本体的水平导向作用,在工作过程中,钳体可以产生强度足够的夹紧力,且使夹持的物体保持稳固而不松脱,克服了现有技术中存在的不足、降低工件掉落风险。机器人夹持手爪的底座可转动设计,满足对多角度全方位夹持需要,效率高,成本低,有效节省企业生产成本。
下面结合附图与具体实施方式,对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的机器人夹持手爪整体结构图;
图2是本发明的机器人夹持手爪内部结构图;
图3是本发明去掉固定板后的水平夹持机构结构图;
图4是本发明的连杆结构图;
图5是本发明的夹具本体结构图;
图6是本发明的杠杆结构图。
具体实施方式
实施例,参见图1至6,本实施例提供的一种水平夹持机构,包括两个固定板1、驱动杆2、两个连杆3、两个杠杆4、两个导向杆5和两组夹具本体6,贯穿该杠杆4中部设有第一转动轴7,贯穿该导向杆的后端设有第二转动轴8,所述第一转动轴7与所述第二转动轴8两端分别与所述两个固定板1固定连接,即所述杠杆4通过所述第一转动轴7可相对于所述固定板1进行转动,所述导向杆5通过所述第二转动轴8可相对于所述固定板1进行转动。
参见图3,所述驱动杆2的前端与两个所述连杆3的后端铰接,所述连杆3的前端与所述杠杆4的后端铰接,所述夹具本体6分别与所述杠杆4的前端以及所述导向杆5的前端铰接,采用连杆与杠杆组成的传动杆结构可以有效地放大气缸输出的力,利用导向杆对夹具本体6的水平导向作用,在工作过程中,钳体61可以产生强度足够的夹紧力,且使夹持的物体保持稳固而不松脱,使夹持更稳固。
贯穿所述驱动杆2的前端设置有铰接轴9,所述驱动杆2的前端与两个所述连杆3的后端通过该铰接轴9铰接,参见图4,所述连杆3的前端中间设置第一缺口31,所述杠杆4后端设置于所述第一缺口31中。
参见图5,所述夹具本体6包括钳体61和L型块62,所述L型块62包括固定部621和铰接部622,所述钳体61设置在所述固定部621上,所述铰接部622中间设置第二缺口623,所述杠杆4和所述导向杆5的前端设置于所述第二缺口623中。
所述连杆3与所述L型块62的缺口设计,有效确保铰接部位的牢靠,不会产生晃动,铰接效果更好。
参见图6,所述杠杆4为V形的钝角结构,所述杠杆4的上部与所述导向杆5的长度一致。采用V型的钝角结构,在钳体61移动同样的距离下,可以减小杠杆4的偏移量,优化水平夹持机构的结构设计,节省空间。进一步地,所述杠杆4的上部与所述导向杆5的长度保持一致,可有效保证钳体61在水平方向夹取工件的有效性,使夹持更牢固、效率更高。
一种机器人夹持手爪,参见图2,包括底座10、驱动气缸11,还包括所述水平夹持机构,所述固定板1设置于所述底座10上,所述固定板1与所述驱动气缸11固定连接,所述驱动气缸11的输出端与所述驱动杆2连接。所述机器人夹持手爪采用传动杆设计,利用导向杆对夹具本体6的水平导向作用,在工作过程中,钳体61可以产生强度足够的夹紧力,且使夹持的物体保持稳固而不松脱,克服了现有技术中存在的不足、降低工件掉落风险。
所述驱动气缸11可以采用63*25的气缸,所述驱动气缸11外部设置导向套12和固定装置13,所述固定装置13由两个固定套、固定轴及横板组成。本实施例中两个固定套为方形,两个固定套之间通过四个固定轴固定连接。上端固定套与横板固定连接,且上端固定套与横板中部形成圆孔,供所述驱动气缸11的输出端通过,横板两端分别与两个所述固定板1固定连接,采用此种固定方式节省空间,固定结构牢靠。
所述底座10下方设有转轴(图中未示出),所述底座10可相对于所述转轴转动,满足对多角度全方位夹持需要,效率高,成本低。
一种机器人手爪的夹持方法,包括以下步骤:
启动驱动气缸11,驱动气缸11驱动驱动杆2前后移动;
驱动杆2向前运动,两个所述连杆3带动所述杠杆4下部相对打开,两个杠杆4上部相对向内移动,带动两个夹具本体6和导向杆5相对向内运动,夹紧工件;
驱动杆2向后运动,两个所述连杆3带动杠杆4下部相对向内移动,两个杠杆4上部相对向外打开,带动两个夹具本体6和导向杆5相对向外打开,松开工件。
当需要调整工件夹取角度时,只需转动机器人手爪底座10,使机器人手爪在合适角度对工件进行夹取,简单高效。
本发明机器人手爪的工作方法:夹取工件时,驱动气缸驱使驱动杆向前移动,推动两个连杆相对向外打开,连杆带动两个杠杆下部相对打开,两个杠杆上部相对向内移动,推动L型块相对向内移动,两个导向杆相对向内运动并与杠杆上部运动方向一致,推动两个钳体相对水平向内闭合,夹紧工件。松开工件时,驱动气缸驱使驱动杆向后移动,推动两个连杆相对向内移动,连杆带动两个杠杆下部相对向内移动,两个杠杆上部相对向外打开,推动L型块相对向外移动,两个导向杆相对向外打开并与杠杆上部运动方向一致,推动两个钳体相对水平向外移动,夹紧工件。
本发明结构设计合理巧妙,水平夹持机构设计简单,结构合理,使用方便,采用传动杆设计,利用导向杆对夹具本体的水平导向作用,在工作过程中,钳体可以产生强度足够的夹紧力,且使夹持的物体保持稳固而不松脱,克服了现有技术中存在的不足、降低工件掉落风险。机器人夹持手爪的底座可转动设计,满足对多角度全方位夹持需要,效率高,成本低,有效节省企业生产成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。