CN109483586A - 抓放型机械手 - Google Patents

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邢晓光
黄立中
宋娟
赖勋
赵欣
罗佳龙
冷兴英
何周阳
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Sichuan Changhong Electric Co Ltd
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    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种抓放型机械手，涉及机械手领域，解决的技术问题是提供一种结构简单的抓放型机械手。本发明采用的技术方案是：抓放型机械手，包括中心轴、流体驱动直线执行机构，以及至少两套连杆机构，连杆机构分别连接手爪，流体驱动直线执行机构包括缸体和活塞杆；中心轴的上端为连接端，中心轴外侧设置安装盘，安装盘下方设置滑动套，缸体固定连接于滑动套的外侧，活塞杆固定连接于安装盘，中心轴的下端设置弹簧限位件，弹簧限位件和滑动套之间设置复位弹簧；连杆机构包括主驱动连杆和动作控制连杆，主驱动连杆两端分别连接中心轴和手爪，手爪上设置滑槽，动作控制连杆两顿连接滑槽和滑动套。抓放型机械手结构简单、可靠性高。

Description

抓放型机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手领域。
背景技术
机械手能模仿人手掌和手臂的某些动作，按程序抓取、搬运物件或操作工具，是一种适合于进行重复操作的自动操作装置。现有的机械手大都结构复杂，保养和维护费用都较高。例如，授权公告号为CN 205272063 U，授权公告日为2016年6月1日的专利公开了一种抓取机械手，该抓取机械手包括连杆、气缸和手爪，采用连杆和气缸的组合实现抓取物料，还包括缓冲杆，存在结构复杂的问题。另外，现有的机械手不能感应需要抓取的物品的距离，在自动识别并进行抓取执行方面存在不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单的抓放型机械手。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：抓放型机械手，包括中心轴、流体驱动直线执行机构，以及至少两套连杆机构，每套连杆机构分别连接手爪，流体驱动直线执行机构包括缸体和活塞杆，每套连杆机构包括主驱动连杆和动作控制连杆；
中心轴的上端为连接端，中心轴上段外侧固定设置安装盘，安装盘下方的中心轴外侧设置滑动套，安装盘的下侧设置流体驱动直线执行机构，其中缸体固定连接于滑动套的外侧，活塞杆固定连接于安装盘，中心轴的下端设置弹簧限位件，弹簧限位件和滑动套之间设置复位弹簧；
每套连杆机构的主驱动连杆的一端可转动连接于中心轴，主驱动连杆的另一端可转动连接手爪，手爪上设置滑槽，动作控制连杆的一端连接于手爪的滑槽，动作控制连杆的另一端可转动连接于滑动套。
进一步的是：每套所述连杆机构还包括辅助驱动连杆，辅助驱动连杆的一端可转动连接于滑动套，辅助驱动连杆的另一端可转动连接于主驱动连杆和手爪的连接点。
进一步的是：所述弹簧限位件为距离感应器，并且距离感应器与控制系统连接，控制系统可控制流体驱动直线执行机构。
具体的：所述流体驱动直线执行机构为三个，连杆机构为三套，手爪为三个，流体驱动直线执行机构和连杆机构交错布置。
具体的：所述流体驱动直线执行机构为气压缸或液压缸。
具体的：每套连杆机构的主驱动连杆连接手爪的一端设置叉头，每套连杆机构的动作控制连杆包括两块连接板，两块连接板分别连接于手爪的滑槽的两侧。
中心轴相对固定，活塞杆位于缸体内，此时手爪呈张开状态。抓放型机械手的运行过程是：活塞杆位于缸体内，此时手爪呈张开状态。首先，向流体驱动直线执行机构注入流体，活塞杆从缸体内进行上顶，中心轴相对滑动套整体上移，复位弹簧压缩，通过主驱动连杆和动作控制连杆实现手爪开始做收缩抓取动作，直至将工件或被抓物抓住。然后，通过中心轴连接端的上部设备将工件或被抓物体移送至指定位置。最后，释放工件或被抓物体。释放工件或被抓物体时，流体驱动直线执行机构释放流体，复位弹簧回弹，活塞杆逐步回位至缸体内，同时滑动套相对上升，手爪在连杆机构的作用下开始做张开动作，将工件或被抓物体放开，直至手爪恢复原位，并如此反复循环。
本发明的有益效果是：抓放型机械手结构简单，通过连杆机构控制手爪的张开和抓取被抓物体，可靠性高，顺应了自动化生产的大趋势，可满足无人生产车间的生产要求。
连杆机构还包括辅助驱动连杆，增加连杆机构对手爪控制，提高稳固性。距离感应器可感应手爪与工件或被抓物体之间的距离，通过控制系统对流体驱动直线执行机构发出信号，实现自动运行。驱动直线执行机构为三个，保证施压的平衡；连杆机构为三套，手爪为三个，保证手爪对工件或被抓物体夹持地稳固。
附图说明
图1～3是本发明抓放型机械手在不同视角的三维结构图。
图4是本发明抓放型机械手单个手爪在张开状态的结构图。
图5是本发明抓放型机械手单个手爪在抓取工件时的结构图。
图中零部件、部位及编号：中心轴1、手爪2、缸体3、活塞杆4、主驱动连杆5、动作控制连杆6、安装盘7、滑动套8、弹簧限位件9、复位弹簧10、滑槽11、辅助驱动连杆12；工件13。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1～3所示，本发明抓放型机械手，包括中心轴1、流体驱动直线执行机构，以及至少两套连杆机构。中心轴1是整个机械手的骨架部件。流体驱动直线执行机构包括缸体3和活塞杆4，流体驱动直线执行机构为机械手的动力机构。每套连杆机构分别连接手爪2，每套连杆机构包括主驱动连杆5和动作控制连杆6，连杆机构直接控制手爪2的执行张开和抓取动作。
中心轴1的上端为连接端，例如连接端设置外螺纹，用于与上部设备连接。中心轴1上段外侧固定设置安装盘7，安装盘7下方的中心轴1外侧设置滑动套8，滑动套8可沿中心轴1上下滑动。安装盘7的下侧设置流体驱动直线执行机构，其中缸体3固定连接于滑动套8的外侧，活塞杆4固定连接于安装盘7。即缸体3和活塞杆4配合控制中心轴1和滑动套8之间的相对滑动。为保证流体驱动直线执行机构的稳固，滑动套8和中心轴1之间间隙配合。流体驱动直线执行机构可为气缸或者液压缸，流体驱动直线执行机构可为一个，为保证安装盘7和滑动套8之间相对滑动的平衡，流体驱动直线执行机构为两个或更多，例如图1～3所示，设置三个，三个缸体均匀布置于中心轴1的外侧。中心轴1的下端设置弹簧限位件9，弹簧限位件9和滑动套8之间设置复位弹簧10，安装盘7和滑动套8相对滑动变远，复位弹簧10被弹簧限位件9和滑动套8挤压压缩。
连杆机构为两套，手爪2对应为两个，可将工件13或被抓物体抓取和放开。为了提高抓取的可靠性，连杆机构为三套，手爪2为三个，如图1～3所示。每套连杆机构均相同，包括主驱动连杆5和动作控制连杆6，主驱动连杆5的一端可转动连接于中心轴1，主驱动连杆5的另一端可转动连接手爪2，手爪2上设置滑槽11，动作控制连杆6的一端连接于手爪2的滑槽11，动作控制连杆6的另一端可转动连接于滑动套8。连杆机构控制手爪2执行张开和抓取动作。为了提高连杆机构的可靠性，每套所述连杆机构还包括辅助驱动连杆12，辅助驱动连杆12的一端可转动连接于滑动套8，辅助驱动连杆12的另一端可转动连接于主驱动连杆5和手爪2的连接点。主驱动连杆5连接手爪2的一端设置叉头，叉头从两侧包围手爪2的一端；动作控制连杆6包括两块连接板，两块连接板分别连接于手爪2的滑槽11的两侧，保证连接的稳固。
为了实现可自动感应工件13或被抓物体的距离，抓放型机械手还包括距离感应器，距离感应器获取手爪2与工件13或被抓物体之间的距离，通过控制系统对流体驱动直线执行机构发出信号，实现自动运行。其中，距离感应器可安装于中心轴1的下端，弹簧限位件9和距离感应器可为同一零件，或者两个零件。
距离感应器测算出机械手距离工件13或被抓物体的距离，机器手的上部设备带动机器手靠近工件13或被抓物体至合理位置；然后活塞杆4开始上顶，带动中心轴1向上做直线运动，迫使主驱动连杆5和辅助驱动连杆12做出连锁动作，在动作控制连杆6的限制下，迫使手爪2做出收缩动作，直至将工件13或被抓武器抓牢，如图5所示。
当机械手需要张开放下工件13或被抓物体时，缸体3释放压力，在复位弹簧10的作用下，中心轴1反向复位，在主驱动连杆5、动作控制连杆6和辅助驱动连杆12的共同作用下，迫使手爪2开始做张开动作，直至恢复原位，如图4所示。

Claims (6)

1.抓放型机械手，包括中心轴(1)、流体驱动直线执行机构，以及至少两套连杆机构，其特征在于：每套连杆机构分别连接手爪(2)，流体驱动直线执行机构包括缸体(3)和活塞杆(4)，每套连杆机构包括主驱动连杆(5)和动作控制连杆(6)；
中心轴(1)的上端为连接端，中心轴(1)上段外侧固定设置安装盘(7)，安装盘(7)下方的中心轴(1)外侧设置滑动套(8)，安装盘(7)的下侧设置流体驱动直线执行机构，其中缸体(3)固定连接于滑动套(8)的外侧，活塞杆(4)固定连接于安装盘(7)，中心轴(1)的下端设置弹簧限位件(9)，弹簧限位件(9)和滑动套(8)之间设置复位弹簧(10)；
每套连杆机构的主驱动连杆(5)的一端可转动连接于中心轴(1)，主驱动连杆(5)的另一端可转动连接手爪(2)，手爪(2)上设置滑槽(11)，动作控制连杆(6)的一端连接于手爪(2)的滑槽(11)，动作控制连杆(6)的另一端可转动连接于滑动套(8)。
2.如权利要求1所述的抓放型机械手，其特征在于：每套所述连杆机构还包括辅助驱动连杆(12)，辅助驱动连杆(12)的一端可转动连接于滑动套(8)，辅助驱动连杆(12)的另一端可转动连接于主驱动连杆(5)和手爪(2)的连接点。
3.如权利要求1所述的抓放型机械手，其特征在于：所述弹簧限位件(9)为距离感应器，并且距离感应器与控制系统连接，控制系统可控制流体驱动直线执行机构。
4.如权利要求1、2或3所述的抓放型机械手，其特征在于：所述流体驱动直线执行机构为三个，连杆机构为三套，手爪(2)为三个，流体驱动直线执行机构和连杆机构交错布置。
5.如权利要求1、2或3所述的抓放型机械手，其特征在于：所述流体驱动直线执行机构为气压缸或液压缸。
6.如权利要求1、2或3所述的抓放型机械手，其特征在于：每套连杆机构的主驱动连杆(5)连接手爪(2)的一端设置叉头，每套连杆机构的动作控制连杆(6)包括两块连接板，两块连接板分别连接于手爪(2)的滑槽(11)的两侧。
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