CN109677678A - 夹抱装置和机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种夹抱装置和机器人，夹抱装置包括第一夹块组件、第二夹块组件、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件，第一夹块组件正对第二夹块组件，第一驱动组件驱动第一夹块组件和第二夹块组件沿相反的方向移动；第一夹块组件包括第一固定夹块和第一活动夹块，第一固定夹块和第一活动夹块之间通过第一铰接件铰接，第二驱动组件可驱动第一活动夹块绕第一铰接件的转轴转动；第二夹块组件包括第二固定夹块和第二活动夹块，第二固定夹块和第二w活动夹块之间通过第二铰接件铰接，第三驱动组件可驱动第二活动夹块绕第二铰接件的转轴转动。使用本发明的夹抱装置可以提高装箱的可靠性，减少产品自由下落的距离。

Description

夹抱装置和机器人

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体是涉及一种夹抱装置和机器人。

背景技术

具有圆筒壳体的产品如圆形柜机、空气能热水器等，在进行包装时，需要将其横向放倒再进行包装，由于产品的体积和和重量均较大，一般都是通过在机器人手臂上安装一个夹抱装置来夹住产品，然后放入包装箱中。在将产品放入包装箱的过程中，需要避免夹抱装置触碰到包装箱，以免包装箱被压坏。为了避免夹抱装置接触到包装箱，夹抱装置在包装箱上方一定的距离松开产品，让产品自由落入包装箱内。产品在跌落过程中，容易出现质量问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种装箱可靠的夹抱装置。

本发明的第二目的是提供一种带有上述夹抱装置的机器人。

为了实现上述的第一目的，本发明提供的夹抱装置，包括第一夹块组件、第二夹块组件、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件，第一夹块组件正对第二夹块组件设置，第一驱动组件驱动第一夹块组件和第二夹块组件中至少一个移动，使第一夹块组件与第二夹块组件的间距增大或者减小；第一夹块组件包括第一固定夹块和第一活动夹块，第一固定夹块和第一活动夹块之间通过第一铰接件铰接，第二驱动组件可驱动第一活动夹块绕第一铰接件的转轴转动；第二夹块组件包括第二固定夹块和第二活动夹块，第二固定夹块和第二活动夹块之间通过第二铰接件铰接，第三驱动组件可驱动第二活动夹块绕第二铰接件的转轴转动。

由上述方案可见，通过第一驱动组件驱动第一夹块组件和第二夹块组件相互靠近或远离，便可夹住产品或放开产品，当第一夹块组件和第二夹块组件夹住产品移动至包装箱上方，第二驱动组件驱动第一活动夹块绕第一铰接件的转轴转动，使得第一活动夹块放开产品，同时第三驱动组件驱动第二活动夹块绕第二铰接件的转轴转动，使得第二活动夹块放开产品，第一活动夹块和第二活动夹块给包装箱让出一定的距离，夹抱装置可继续向下移动一定的距离，从而减小了产品自由下落的距离，最后第一驱动组件驱动第一固定夹块和第二固定夹块相互远离，产品落入包装箱内，使用本方案的夹抱装置有效地提高了装箱的可靠性。

进一步的方案是，夹抱装置包括两组第一夹块组件和两组第二夹块组件，两个第一固定夹块固定安装在第一安装座的两端，两个第二固定夹块固定安装在第二安装座的两端，第一驱动组件驱动第一安装座和第二安装座中至少一个移动，使第一安装座和第二安装座的间距增大或者减小。

可见，设置两组第一夹块组件和两组第二夹块组件提高了夹持产品的稳定性。

进一步的方案是，两个第一活动夹块之间通过第一连杆连接，第二驱动组件包括第一气缸组件，第一气缸组件固定安装在第一安装座上，第一气缸组件位于两个第一固定夹块之间，第一气缸组件的第一活塞杆与第一连杆连接。第一连杆的中部设置有第一铰接块，第一铰接块与第一活塞杆铰接。

可见，通过第一连杆连接，第一气缸组件可同时带动两个第一活动夹块转动。

进一步的方案是，两个第二活动夹块之间通过第二连杆连接，第三驱动组件包括第二气缸组件，第二气缸组件固定安装在第二安装座上，第二气缸组件位于两个第二固定夹块之间，第二气缸组件的第二活塞杆与第二连杆连接。第二连杆的中部设置有第二铰接块，第二铰接块与第二活塞杆铰接。

可见，通过第二连杆连接，第二气缸组件可同时带动两个第二活动夹块转动。

进一步的方案是，第一固定夹块可拆卸的安装在第一固定夹块套上，第一固定夹块套安装在第一安装座上，第一固定夹块套和第一安装座之间设置有第一加强筋；第一活动夹块可拆卸的安装在第一活动夹块套上，第一固定夹块套和第一活动夹块套之间通过第一铰接件铰接。第一铰接件为合页组件。

可见，通过设置第一加强筋，提高了夹持强度，合页组件的结构简单，成本低。

进一步的方案是，第二固定夹块可拆卸的安装在第二固定夹块套上，第二固定夹块套固定安装在第二安装座上，第二固定夹块套和第二安装座之间设置有第二加强筋；第二活动夹块可拆卸的安装在第二活动夹块套上，第二固定夹块套和第二活动夹块套之间通过第二铰接件铰接。第二铰接件为合页组件。

可见，通过设置第二加强筋，提高了夹持强度。

进一步的方案是，第一固定夹块上设有第一夹持面，第一活动夹块上设有第二夹持面，第一夹持面和第二夹持面在第一夹持面的周向方向上邻接并形成第一弧形面；第二固定夹块上设有第三夹持面，第二活动夹块上设有第四夹持面，第三夹持面和第四夹持面在第三夹持面的周向方向上邻接并形成第二弧形面，第二弧形面正对第一弧形面。

可见，弧形的夹持面可以对外形为圆形的产品进行夹持，如圆形柜机、空气能热水器等。

进一步的方案是，第一夹持面、第二夹持面、第三夹持面或者第四夹持面的至少一个上设置有弹性防护垫。弹性防护垫的表面设置有凸起部，凸起部自弹性防护垫的表面朝向径向方向凸出。

可见，夹持面上设置防护垫，提高了夹持的摩擦力，防止打滑，同时能避免夹伤产品。

更进一步的方案是，第一驱动组件包括电机、第一联轴器、第一丝杠、第一丝杠螺帽、第二联轴器、第二丝杠和第二丝杠螺帽，电机的输出轴通过第一联轴器与第一丝杠连接，第一丝杠通过第二联轴器与第二丝杠连接，第一丝杠螺帽套设在第一丝杠上，第二丝杠螺帽套设在第二丝杠上，第一安装座与第一丝杠螺帽连接，第二安装座与第二丝杠螺帽连接，第一丝杠的螺纹方向与第二丝杠的螺纹方向相反。

由此可见，第一安装座和第二安装座总是朝相反的方向移动，从而带动第一夹块组件和第二夹块组件向相反的方向移动，从而实现夹持和放开产品。

进一步的方案是，夹抱装置还包括安装框架，安装框架上设置有第一滑轨和第二滑轨，第一滑轨和第二滑轨平行设置，第一丝杠和第二丝杠位于第一滑轨和第二滑轨之间，第一滑轨上安装有第一滑块和第二滑块，第二滑轨上安装有第三滑块和第四滑块，第一滑块和第三滑块均与第一安装座连接，第二滑块和第四滑块均与第二安装座连接。第一滑轨和第二滑轨对称设置在第一丝杠和第二丝杆的两侧。

可见，设置第一滑轨和第二滑轨使得第一安装座和第二安装座移动起来更加稳定，可靠性高。

为了实现上述的第二目的，本发明提供一种机器人，机器人的手臂上安装有上述的夹抱装置。

附图说明

图1是本发明的夹抱装置实施例的结构图。

图2是本发明的夹抱装置实施例的第一夹块组件和第二夹块组件的结构放大图。

图3是图1中A部分的结构放大图。

图4是图1中B部分的结构放大图。

图5是本发明的夹抱装置实施例的第一驱动组件的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，图1是本发明的夹抱装置实施例的结构图。本实施例中，夹抱装置包括安装框架1、第一夹块组件、第二夹块组件、第一驱动组件2、第二驱动组件和第三驱动组件，第一夹块组件正对第二夹块设置。安装框架1上设置有连接板10，连接板10与机器人的手臂连接。

第一夹块组件包括第一固定夹块51和第一活动夹块52。在本实施例中，夹抱装置包括两组第一夹块组件，两个第一固定夹块51安装在第一安装座53的两端，两个第一活动夹块52之间通过第一连杆54连接。

在本实施例中，第二驱动组件包括第一气缸组件3，第一气缸组件3固定安装在第一安装座53上，第一气缸组件3的第一活塞杆30与第一连杆54连接。优选的，第一气缸组件3为单轴气缸。

第二夹块组件包括第二固定夹块61和第二活动夹块62。在本实施例中，夹抱装置包括两组第二夹块组件，两个第二固定夹块61安装在第二安装座63的两端，两个第二活动夹块62之间通过第二连杆64连接。

在本实施例中，第三驱动组件包括第二气缸组件4，第二气缸组件4固定安装在第二安装座63上，第二气缸组件4的第二活塞杆40与第二连杆64连接。优选地，第二气缸组件4为单轴气缸。

参见图2，图2是本发明的夹抱装置实施例的第一夹块组件和第二夹块组件的结构放大图。在本实施例中，为了便于更换和提高夹持的稳定性，第一固定夹块51可拆卸的安装在第一固定夹块套55上，再通过第一固定夹块套55安装在第一安装座53的端部。第一活动夹块52可拆卸的安装在第一活动夹块套56上。第二固定夹块61可拆卸的安装在第二固定夹块套65上，再通过第二固定夹块套65安装在第二安装座63的端部。第二活动夹块62可拆卸的安装在第二活动夹块套66上。

为了保持夹持强度，在第二固定夹块套65和第二安装座63之间设置有第二加强筋630，本实施例中，第二加强筋630的数量为两条。同理，在在第一固定夹块套55和第一安装座53之间设置有第一加强筋530。

第二固定夹块61和第二活动夹块62之间通过第二铰接件铰接，在本实施例中，第二铰接件为合页组件，两片合页67、68分别安装在第二固定夹块套65和第二活动夹块套66上，两片合页67、68绕转轴69转动。同理，第一固定夹块51和第一活动夹块52之间通过第一铰接件铰接，在本实施例中，第一铰接件为合页组件，两片合页(图中不可见)分别安装在第一固定夹块套55和第一活动夹块套56上，两片合页绕转轴转动。

第一固定夹块51上设有第一夹持面510，第一活动夹块52上设有第二夹持面520，第一夹持面510和第二夹持面520在第一夹持面510的周向方向上邻接并形成第一弧形面。

第二固定夹块61上设有第三夹持面610，第二活动夹块62上设有第四夹持面620，第三夹持面610和第四夹持面620在第三夹持面610的周向方向上邻接并形成第二弧形面，第二弧形面与第一弧形面相向设置，即第二弧形面与第一弧形面对面的布置。

为了增大摩擦力，并防止产品损伤，第一夹持面510上设置有第一弹性防护垫511，第二夹持面520上设置有第二弹性防护垫521，第三夹持面610上设置有第三弹性防护垫611，第四夹持面620上设置有第四弹性防护垫621。第一弹性防护垫511、第二弹性防护垫521、第三弹性防护垫611和第四弹性防护垫621均由弹性材料(如硅胶、天然橡胶、聚氨酯等)制成。

为了进一步提高夹持的摩擦力，第一弹性防护垫511、第二弹性防护垫521、第三弹性防护垫611和第四弹性防护垫621的表面均设置有凸起部(如凸点、条形凸条等)。凸起部自弹性防护垫的表面朝向径向方向凸出。

参见图3，图3是图1中A部分的结构放大图。同时参见图1，第一连杆54的中部设置有第一铰接块540，第一铰接块540与第一活塞杆30铰接，第一铰接块540和第一活塞杆30绕转轴300转动。

参见图4，图4是图1中B部分的结构放大图。同时参见图1，第二连杆64的中部设置有第二铰接块640，第二铰接块640与第二活塞杆40铰接，第二铰接块640和第二活塞杆40绕转轴400转动。

参见图5，图5是本发明的夹抱装置实施例的第一驱动组件的结构图。第一驱动组件2包括电机20、第一联轴器21、第一丝杠22、第一丝杠螺帽23、第二联轴器24、第二丝杠25、第二丝杠螺帽26、第一滑轨27和第二滑轨28。电机20设置在安装框架1的端部，第一丝杆22和第二丝杠25设置在安装框架1的中部。连接板10设置在安装框架1上背向第一驱动组件2的一侧。

电机20的输出轴通过第一联轴器21与第一丝杠22连接，第一丝杠22通过第二联轴器24与第二丝杠25连接，第一丝杠螺帽23套设在第一丝杠22上，第二丝杠螺帽26套设在第二丝杠25上。第一丝杠22的螺纹方向与第二丝杠25的螺纹方向相反，通过电机20驱动第一丝杠22和第二丝杠25转动时，第一丝杠螺帽23和第二丝杠螺帽26总是向相反的方向移动。

在本实施例中，第一丝杠22为左旋滚珠丝杠，第二丝杠25为右旋滚珠丝杠。在其他的实施方式中，第一丝杠22为右旋滚珠丝杠，第二丝杠25为左旋滚珠丝杠。

第一丝杠螺帽23外设置有第一固定部230，第一丝杠螺帽23通过第一固定部230与第一安装座53连接，第一安装座53随第一丝杠螺帽23一起移动。第二丝杠螺帽26外设置有第二固定部260，第二丝杠螺帽26通过第二固定部260与第二安装座63连接，第二安装座63随第二丝杠螺帽26一起移动。

第一滑轨27和第二滑轨28平行设置在安装框架1上，第一丝杠22和第二丝杠25位于第一滑轨27和第二滑轨28之间，且第一滑轨27和第二滑轨28对称设置在第一丝杠22和第二丝杠25的两侧。第一滑轨27上安装有两个第一滑块271和两个第二滑块272，第二滑轨28上安装有两个第三滑块281和两个第四滑块282，两个第一滑块271和两个第三滑块281均与第一安装座53连接，两个第二滑块272和两个第四滑块282均与第二安装座63连接。

下面同时结合图1至图5说明本发明的夹抱装置的工作原理。

将夹抱装置通过连接板10安装至机器人手臂上，启动电机20朝第一方向转动，驱动第一丝杠22和第二丝杠25转动，第一丝杠螺母23和第二丝杠螺母26朝相互远离的方向移动，并分别带动第一安装座53和第二安装座63朝相互远离的方向移动，此时第一夹块组件和第二夹块组件打开，关闭电机20，通过机器人带动夹抱装置移动至待打包产品的位置，产品位于第一夹块组件和第二夹块组件之间，然后启动电机20朝第二方向(与第一方向相反)转动，第一夹块组件和第二夹块组件朝相互靠近的方向移动，待第一夹块组件和第二夹块组件夹紧产品，关闭电机20。机器人通过夹抱装置将产品抬起并使产品处于横向，此时，沿铅锤方向上，第一固定夹块51和第二固定夹块61在上，第一活动夹块52和第二活动夹块62在下，将产品移至包装箱的上方200mm左右的位置，启动第一气缸组件3和第二气缸组件4，使得第一活塞杆30和第二活塞杆40收缩。第一活塞杆30带动第一连杆54弧线形向上移动，第一连杆54同时带动与其连接的两个第一活动夹块52绕第一铰接件的转轴转动，松开第一活动夹块52。第二活塞杆40带动第二连杆64弧线形向上移动，第二连杆64同时带动与其连接的两个第二活动夹块62绕第二铰接件的转轴69转动，松开第二活动夹块62。此时，第一活动夹块52和第二活动夹块62给包装箱让出一定的距离，夹抱装置可继续向下移动一定的距离。再启动电机20，第一固定夹块51和第二固定夹块61松开产品，产品落入包装箱中，实现产品的放倒装箱操作。由于第一活动夹块52和第二活动夹块62打开后给包装箱让出一定的距离，使得产品自由下落的距离减小，避免产品因下落的距离过大引起质量问题，产品的装箱更加可靠。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，例如，根据待夹持的产品的外形不同，相应的改变夹持面的形状；或者，在其他的实施方式中只需要一组第一夹块组件和一组第二夹块组件；再或者，通过两个双气缸或者气缸加链条传动方式代替本发明的第一驱动组件的电机加两个丝杠的传动方式；再或者，第一驱动组件仅驱动第一夹块组件和第二夹块组件中的一个移动，另一个固定，从而实现第一夹块组件和第二夹块组件的间距增大或减小，等等。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.夹抱装置，其特征在于，包括：

第一夹块组件、第二夹块组件、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件，所述第一夹块组件正对所述第二夹块组件设置，所述第一驱动组件驱动所述第一夹块组件和所述第二夹块组件中至少一个移动，使所述第一夹块组件与所述第二夹块组件的间距增大或者减小；

所述第一夹块组件包括第一固定夹块和第一活动夹块，所述第一固定夹块和所述第一活动夹块之间通过第一铰接件铰接，所述第二驱动组件可驱动所述第一活动夹块绕所述第一铰接件的转轴转动；

所述第二夹块组件包括第二固定夹块和第二活动夹块，所述第二固定夹块和所述第二活动夹块之间通过第二铰接件铰接，所述第三驱动组件可驱动所述第二活动夹块绕所述第二铰接件的转轴转动。

2.根据权利要求1所述的夹抱装置，其特征在于：

所述夹抱装置包括两组第一夹块组件和两组第二夹块组件，两个所述第一固定夹块固定安装在第一安装座的两端，两个所述第二固定夹块固定安装在第二安装座的两端，所述第一驱动组件驱动所述第一安装座和所述第二安装座中至少一个移动，使所述第一安装座和所述第二安装座的间距增大或者减小。

3.根据权利要求2所述的夹抱装置，其特征在于：

两个所述第一活动夹块之间通过第一连杆连接，所述第二驱动组件包括第一气缸组件，所述第一气缸组件固定安装在所述第一安装座上，所述第一气缸组件位于两个所述第一固定夹块之间，所述第一气缸组件的第一活塞杆与所述第一连杆连接。

4.根据权利要求3所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第一连杆的中部设置有第一铰接块，所述第一铰接块与所述第一活塞杆铰接。

5.根据权利要求2所述的夹抱装置，其特征在于：

两个所述第二活动夹块之间通过第二连杆连接，所述第三驱动组件包括第二气缸组件，所述第二气缸组件固定安装在所述第二安装座上，所述第二气缸组件位于两个所述第二固定夹块之间，所述第二气缸组件的第二活塞杆与所述第二连杆连接。

6.根据权利要求5所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第二连杆的中部设置有第二铰接块，所述第二铰接块与所述第二活塞杆铰接。

7.根据权利要求2所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第一固定夹块可拆卸的安装在第一固定夹块套上，所述第一固定夹块套安装在所述第一安装座上，所述第一固定夹块套和所述第一安装座之间设置有第一加强筋；

所述第一活动夹块可拆卸的安装在第一活动夹块套上，所述第一固定夹块套和所述第一活动夹块套之间通过所述第一铰接件铰接。

8.根据权利要求7所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第一铰接件为合页组件。

9.根据权利要求2所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第二固定夹块可拆卸的安装在第二固定夹块套上，所述第二固定夹块套固定安装在所述第二安装座上，所述第二固定夹块套和所述第二安装座之间设置有第二加强筋；

所述第二活动夹块可拆卸的安装在第二活动夹块套上，所述第二固定夹块套和所述第二活动夹块套之间通过所述第二铰接件铰接。

10.根据权利要求9所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第二铰接件为合页组件。

11.根据权利要求1所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第一固定夹块上设有第一夹持面，所述第一活动夹块上设有第二夹持面，所述第一夹持面和所述第二夹持面在所述第一夹持面的周向方向上邻接并形成第一弧形面；

所述第二固定夹块上设有第三夹持面，所述第二活动夹块上设有第四夹持面，所述第三夹持面和所述第四夹持面在所述第三夹持面的周向方向上邻接并形成第二弧形面，所述第二弧形面正对所述第一弧形面。

12.根据权利要求11所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第一夹持面、所述第二夹持面、所述第三夹持面或者所述第四夹持面的至少一个上设置有弹性防护垫。

13.根据权利要求12所述的夹抱装置，其特征在于：

所述弹性防护垫的表面设置有凸起部，所述凸起部自所述弹性防护垫的表面朝向径向方向凸出。

14.根据权利要求2至13任一项所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第一驱动组件包括电机、第一联轴器、第一丝杠、第一丝杠螺帽、第二联轴器、第二丝杠和第二丝杠螺帽，所述电机的输出轴通过所述第一联轴器与所述第一丝杠连接，所述第一丝杠通过所述第二联轴器与所述第二丝杠连接，所述第一丝杠螺帽套设在所述第一丝杠上，所述第二丝杠螺帽套设在所述第二丝杠上，所述第一安装座与所述第一丝杠螺帽连接，所述第二安装座与所述第二丝杠螺帽连接，所述第一丝杠的螺纹方向与所述第二丝杠的螺纹方向相反。

15.根据权利要求14所述的夹抱装置，其特征在于：

所述夹抱装置还包括安装框架，所述安装框架上设置有第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和所述第二滑轨平行设置，所述第一丝杠和所述第二丝杠位于所述第一滑轨和所述第二滑轨之间，所述第一滑轨上安装有第一滑块和第二滑块，所述第二滑轨上安装有第三滑块和第四滑块，所述第一滑块和所述第三滑块均与所述第一安装座连接，所述第二滑块和所述第四滑块均与所述第二安装座连接。

16.根据权利要求15所述的夹抱装置，其特征在于：

所述第一滑轨和所述第二滑轨对称设置在所述第一丝杠和所述第二丝杆的两侧。

17.机器人，其特征在于：

所述机器人的手臂上安装有如权利要求1至16任一项所述的夹抱装置。