CN109910036B - 机械手和抓料设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械手，包括：夹爪、压合块、以及连接压合块的驱动器。夹爪包括：固定爪、连接固定爪的活动爪、以及连接活动爪的弹性件；固定爪与活动爪之间设有活动间隙；固定爪和活动爪用于插入工件的孔位中；压合块用于压迫活动爪克服弹性件的弹性力以改变活动间隙的宽度；驱动器用于驱动压合块动作。同时，还提供一种抓料设备。本发明的有益效果为：通过可插入到工件的孔位的夹爪，利用驱动器驱动夹爪以实现胀紧的方式来抓取工件，既能够有效地抓取工件，又可以保护工件。

Description

机械手和抓料设备

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种机械手，以及一种抓料设备。

背景技术

在工业的自动化生产中，经常需要利用机械手进行抓料以将工件在不同工序之间转移。

传统的机械手，大多数采用真空吸附或者夹爪夹持的方式进行抓料。对于形状较为特殊的工件，例如线圈或者磁芯等带有孔位的圆柱状的工件，难以通过真空吸附的方式进行抓料。而夹爪夹持的方式虽然能够有效地抓取工件，但是容易把工件夹变形，导致工件出现损伤。因此，需要研发一种新型的机械手，既能够有效地抓取工件，又可以保护工件。

发明内容

基于此，本发明提供一种机械手，其通过可插入到工件的孔位的夹爪，利用驱动器驱动夹爪以实现胀紧的方式来抓取工件，既能够有效地抓取工件，又可以保护工件。

一种机械手，包括：

夹爪；夹爪包括：固定爪、连接固定爪的活动爪、以及连接活动爪的弹性件；固定爪与活动爪之间设有活动间隙；固定爪和活动爪用于插入工件的孔位中；

压合块；压合块用于压迫活动爪克服弹性件的弹性力以改变活动间隙的宽度；以及

连接压合块的驱动器；驱动器用于驱动压合块动作。

上述机械手，当需要抓料时，通过驱动器驱动压合块动作，使得压合块挤压夹爪的活动爪，活动爪与固定爪之间的活动间隙缩小并且弹性件形变，此时，固定爪和活动爪可以插入到工件的孔位中。接着，驱动器复位，压合块和活动爪在弹性件的弹性力的作用下复位，使得活动爪和固定爪通过胀紧的方式抓住工件。当需要放料时，通过驱动器驱动压合块再次挤压活动爪即可。通过上述设计，通过可插入到工件的孔位的夹爪，利用驱动器驱动夹爪以实现胀紧的方式来抓取工件，既能够有效地抓取工件，又可以保护工件。

在其中一个实施例中，夹爪的数量为多个且均通过压合块实现同步动作。通过压合块带动多个夹爪同步动作，可以实现多个工件的同时抓取，有效地提高工作效率。

在其中一个实施例中，压合块设有铰接部、挤压部、以及驱动部；挤压部用于压迫活动夹爪；驱动部连接驱动器以带动挤压部以铰接部为中心旋转。铰接部、挤压部、以及驱动部构成杠杆式的联动结构，结构简单和高效。

在其中一个实施例中，铰接部位于挤压部与驱动部之间；或，挤压部和驱动部均位于铰接部的同一侧。根据设备的空间大小和零件的布局需求，可以将挤压部和驱动部设置于铰接部的相对侧，又或者是将挤压部和驱动部设置于铰接部的同一侧。

在其中一个实施例中，压合块设有铰接部和挤压部；挤压部用于压迫活动夹爪；铰接部连接驱动器以带动挤压部以铰接部为中心旋转。通过驱动器带动以铰接部为中心而旋转，从而带动挤压部动作。

在其中一个实施例中，驱动器为气缸或者电机。根据不同的控制系统设计的要求，可以采用气缸或者电机作为驱动器。

在其中一个实施例中，弹性件为弹簧、或者弹片、或者弹性胶块。根据不同的空间布局需求，可以选择弹簧、或者弹片、或者弹性胶块作为弹性件。

在其中一个实施例中，固定爪设有用于插入工件的孔位中的第一尖端部，活动爪设有用于插入工件的孔位中的第二尖端部；活动间隙位于第一尖端部与第二尖端部之间。第一尖端部和第二尖端部便于夹爪插入到工件的孔位中。

在其中一个实施例中，该机械手还包括：横移组件和升降组件；横移组件用于带动夹爪调整水平方向的位置；升降组件用于带动夹爪调整高度方向的位置。通过横移组件和升降组件可以调整夹住的空间三维位置，提高其抓料的灵活性。

同时，本发明还提供一种抓料设备。

该抓料设备包括上述任一个实施例中的机械手。该抓料设备利用该机械手实现工件的抓取，当需要抓料时，通过驱动器驱动压合块动作，使得压合块挤压夹爪的活动爪，活动爪与固定爪之间的活动间隙缩小并且弹性件形变，此时，固定爪和活动爪可以插入到工件的孔位中。接着，驱动器复位，压合块和活动爪在弹性件的弹性力的作用下复位，使得活动爪和固定爪通过胀紧的方式抓住工件。当需要放料时，通过驱动器驱动压合块再次挤压活动爪即可。通过上述设计，通过可插入到工件的孔位的夹爪，利用驱动器驱动夹爪以实现胀紧的方式来抓取工件，既能够有效地抓取工件，又可以保护工件。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的机械手的示意图；

图2为图1所示的机械手的侧面示意图；

图3为图1所示的机械手的正面示意图；

图4为图3所示的机械手沿A-A线的剖视图；

图5为图4所示的机械手中的压合块的一种实现方式的动作原理图；

图6为图4所示的机械手中的压合块的另一种实现方式的动作原理图；

图7为图4所示的机械手中的压合块的又一种实现方式的动作原理图；

图8为图1所示的机械手抓取产品的状态示意图；

图9为本发明的另一种实施例的机械手的示意图；

图10为本发明的一种抓料设备的示意图；

图11为图10所示的抓料设备的另一视角的示意图。

附图中各标号的含义为：

1000-抓料设备；

100-机械手；

10-夹爪，11-固定爪，111-第一尖端部，12-活动爪，121-第二尖端部，13-弹性件，14-活动间隙；

20-压合块，21-铰接部，22-挤压部，23-驱动部；

30-驱动器；

40-横移组件；

50-升降组件；

60-基座；

200-传送带；

300-上料机构；

400-下料机构；

500-挡料机构，510-挡料块；

2000-工件；

3000-料盘。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1至图8所示，其为本发明的一种实施例的机械手100。

如图1所示，该机械手100包括：夹爪10、压合块20、以及连接压合块20的驱动器30。其中，夹爪10用于抓取工件2000(如图8所示)，驱动器30用于带动压合块20以驱动夹爪10动作。

下文，结合图2至图8，对上述的机械手100做进一步的阐述。

如图2至图4所示，夹爪10包括：固定爪11、连接固定爪11的活动爪12、以及连接活动爪12的弹性件13。固定爪11与活动爪12之间设有活动间隙14。固定爪11和活动爪12用于插入工件2000的孔位中。

其中，对于夹爪10的数量，可以为一个或者多个，其具体数量根据单次抓料数量的需求进行调整。

例如，如图3所示，在本实施例中，夹爪10的数量为多个且均通过压合块20实现同步动作。通过压合块20带动多个夹爪10同步动作，可以实现多个工件2000的同时抓取，有效地提高工作效率。

进一步地，在本实施例中，多个夹爪10以一字形并排设置，通过同一块压合块20进行驱动。在其他实施例中，也可以调整夹爪10的分布，例如，多个夹住以凸字形分布或者W形分布，然后将压合块20调整为相应的形状。

为了让夹爪10能够顺畅地伸入到工件2000的孔位中，还可以对活动爪12和固定爪11进行改良。

例如，如图4所示，在本实施例中，固定爪11设有用于插入工件2000的孔位中的第一尖端部111，活动爪12设有用于插入工件2000的孔位中的第二尖端部121。活动间隙14位于第一尖端部111与第二尖端部121之间。第一尖端部111和第二尖端部121便于夹爪10插入到工件2000的孔位中。当活动夹爪10被压合块20压迫时，弹性件13被压缩，第一尖端部111与第二尖端部121之间的活动间隙14缩小，使得第一尖端部111和第二尖端部121可以插入到工件2000的孔位中。

对于弹性件13，其为弹簧、或者弹片、或者弹性胶块。根据不同的空间布局需求，可以选择弹簧、或者弹片、或者弹性胶块作为弹性件13。

例如，如图4所示，在本实施例中，该弹性件13为弹簧，其一端为固定端，另一端则连接活动爪12。弹性件13用于为活动爪12提供复位的作用力，并且该作用力也作为抓取工件2000的胀紧力。

在其他实施例中，该弹性件13也可以替换为弹片或者弹性胶块。

如图2至图7所示，压合块20用于压迫活动爪12克服弹性件13的弹性力以改变活动间隙14的宽度。

对于压合块20的设计，可以有多种实现方式。

例如，以杠杆结构为例。如图3和图4所示，在本实施例中，压合块20设有铰接部21、挤压部22、以及驱动部23。挤压部22用于压迫活动夹爪10。驱动部23连接驱动器30以带动挤压部22以铰接部21为中心旋转。铰接部21、挤压部22、以及驱动部23构成杠杆式的联动结构，结构简单和高效。

进一步地，在本实施例中，如图5所示，铰接部21位于挤压部22与驱动部23之间，通过驱动器30带动驱动部23活动，进而带动挤压部22以铰接部21为中心而旋转。在其他实施例中，如图6所示，挤压部22和驱动部23均位于铰接部21的同一侧。根据设备的空间大小和零件的布局需求，可以将挤压部22和驱动部23设置于铰接部21的相对侧，又或者是将挤压部22和驱动部23设置于铰接部21的同一侧。

又例如，以翻板结构为例。在其他实施例中，如图7所示，压合块20设有铰接部21和挤压部22。挤压部22用于压迫活动夹爪10。铰接部21连接驱动器30以带动挤压部22以铰接部21为中心旋转。通过驱动器30带动以铰接部21为中心而旋转，从而带动挤压部22动作。

如图1、图2、以及图3所示，驱动器30用于驱动压合块20动作。

其中，驱动器30可以为气缸或者电机。根据不同的控制系统设计的要求，可以采用气缸或者电机作为驱动器30。

以压合块20为杠杆式结构为例。

例如，如图3所示，在本实施例中，该驱动器30为气缸，气缸的活塞杆铰接在压合块20的驱动部23，通过活塞杆的伸缩来带动驱动部23动作。

在其他实施例中，也可以利用电机、连接电机的齿轮、以及啮合齿轮的齿条来带动驱动部23动作。又或者是，利用电机、连接电机的螺杆、以及套接螺杆的螺母套来带动驱动部23动作。

此外，若压合块20为翻板式结构，则可以通过旋转气缸或者电机带驱动压合块20翻转。

上述机械手100，结合图4和图8所示，当需要抓料时，通过驱动器30驱动压合块20动作，使得压合块20挤压夹爪10的活动爪12，活动爪12与固定爪11之间的活动间隙14缩小并且弹性件13形变，此时，固定爪11和活动爪12可以插入到工件2000的孔位中。接着，驱动器30复位，压合块20和活动爪12在弹性件13的弹性力的作用下复位，使得活动爪12和固定爪11通过胀紧的方式抓住工件2000。当需要放料时，通过驱动器30驱动压合块20再次挤压活动爪12即可。通过上述设计，通过可插入到工件2000的孔位的夹爪10，利用驱动器30驱动夹爪10以实现胀紧的方式来抓取工件2000，既能够有效地抓取工件2000，又可以保护工件2000。

在其他实施例中，可以将该机械手100安装到可三维活动的机械臂上，又或者在该机械手100上增设可三维活动的组件。

例如，如图9所示，在本实施例中，该机械手100还包括：横移组件40和升降组件50。横移组件40用于带动夹爪10调整水平方向的位置。升降组件50用于带动夹爪10调整高度方向的位置。通过横移组件40和升降组件50可以调整夹住的空间三维位置，提高其抓料的灵活性。

进一步地，在本实施例中，可以设置一个基座60，先将夹爪10固定在基座60上，压合块20铰接于基座60上，而驱动器30固定在基座60上，然后将基座60安装在升降组件50上，最后再安装到横移组件40上。

此外，横移组件40和升降组件50均可以通过气缸或者电机来搭建，例如，如图9所示，在本实施例中，升降组件50设有连接基座60的升降气缸，而横移组件40则设有横移电机、连接横移电机的螺杆、以及套接螺杆的螺母套。

同时，本发明还提供一种抓料设备1000。

该抓料设备1000包括上述任一个实施例中的机械手100。下文列举一种包含该机械手100的抓料设备1000，并且对该抓料设备1000进行简单的阐述，而对于机械手100的结构则不再赘述。

如图10和图11所示，该抓料设备1000包括：传送带200、设置于传送带200的一端的上料机构300、设置于传送带200相对的另一端的下料机构400、设置于上料机构300与下料机构400之间的挡料机构500、以及设置于上料机构300与下料机构400之间的机械手100。

工作时，承载工件2000的料盘3000从上料机构300进入到传送带200，然后在传送带200的带动下，当料盘3000移动至挡料机构500处时，挡料机构500的挡料块510伸出将料盘3000挡住，接着通过机械手100将料盘3000上的工件2000抓起并且移送至指定的工位。当料盘3000上的工件2000被取走完毕后，挡料机构500对空的料盘3000放行，空的料盘3000移动至下料机构400处移出。

该抓料设备1000利用该机械手100实现工件2000的抓取，当需要抓料时，通过驱动器30驱动压合块20动作，使得压合块20挤压夹爪10的活动爪12，活动爪12与固定爪11之间的活动间隙14缩小并且弹性件13形变，此时，固定爪11和活动爪12可以插入到工件2000的孔位中。接着，驱动器30复位，压合块20和活动爪12在弹性件13的弹性力的作用下复位，使得活动爪12和固定爪11通过胀紧的方式抓住工件2000。当需要放料时，通过驱动器30驱动压合块20再次挤压活动爪12即可。通过上述设计，通过可插入到工件2000的孔位的夹爪10，利用驱动器30驱动夹爪10以实现胀紧的方式来抓取工件2000，既能够有效地抓取工件2000，又可以保护工件2000。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种机械手，其特征在于：包括：

夹爪；所述夹爪包括：固定爪、连接所述固定爪的活动爪、以及连接所述活动爪的弹性件；所述固定爪与所述活动爪之间设有活动间隙；所述固定爪和所述活动爪用于插入工件的孔位中；

压合块；所述压合块用于压迫所述活动爪克服所述弹性件的弹性力以改变所述活动间隙的宽度；以及

连接所述压合块的驱动器；所述驱动器用于驱动所述压合块动作以远离所述活动爪或与所述活动爪相抵而压迫所述活动爪；

所述固定爪设有用于插入工件的孔位中的第一尖端部，所述活动爪设有用于插入工件的孔位中的第二尖端部；所述活动间隙位于所述第一尖端部与所述第二尖端部之间；所述活动爪上远离所述第二尖端部的一端与所述固定爪上远离所述第一尖端部的一端固定连接，所述弹性件位于所述活动爪与所述固定爪固定连接处的朝向所述活动间隙的一侧；弹性件其一端为固定端，另一端则连接活动爪；弹性件用于为活动爪提供复位的作用力，并且该作用力也作为抓取工件的胀紧力。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述夹爪的数量为多个且均通过所述压合块实现同步动作。

3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述压合块设有铰接部、挤压部、以及驱动部；所述挤压部用于压迫所述活动爪；所述驱动部连接所述驱动器以带动所述挤压部以所述铰接部为中心旋转。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述铰接部位于所述挤压部与所述驱动部之间；或，所述挤压部和所述驱动部均位于所述铰接部同一侧。

5.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述压合块设有铰接部和挤压部；所述挤压部用于压迫所述活动爪；所述铰接部连接所述驱动器以带动所述挤压部以所述铰接部为中心旋转。

6.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动器为气缸或者电机。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述弹性件为弹簧、或者弹片、或者弹性胶块。

8.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，还包括：横移组件和升降组件；所述横移组件用于带动所述夹爪调整水平方向的位置；所述升降组件用于带动所述夹爪调整高度方向的位置。

9.一种抓料设备，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的机械手。

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