CN110281264B - 一种可调节的复合式机械臂抓手 - Google Patents
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Abstract
一种可调节的复合式机械臂抓手，属于自动化技术领域。包括一固定架，在所述的固定架上安装有一对滑杆，该对滑杆分别前后设置在固定架的下方并沿左右两侧延伸；一对装夹装置，该对装夹装置分别左右相对设置在两滑杆上并沿着滑杆的延伸方向滑动，所述的装夹装置各包括一安装板、一安装在安装板下方的吸盘、一安装在安装板下方并设置于吸盘外侧的夹板和一安装在安装板下方并设置于夹板外侧的抓手。不仅能够调整吸盘的吸附位置，同时还能调节夹板与抓手的抓取范围，有效提高了机械臂的适用范围和稳定性；能够增强对装夹产品的固定强度，进一步提高机械臂的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种可调节的复合式机械臂抓手。
背景技术
工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产，因而不仅降低了人工成本，还极大地提高了生产效率。目前，在一些生产加工型企业特别是在一些上料和运输环节中普遍采用机械臂前端法兰安装机器抓手的方式代替人工来完成操作。已有技术中的机械臂抓手，大多是根据特定产品的形状、大小和重量进行单独的设计，并且普遍采用吸盘吸附和抓手抓取的方式来固定产品，其适用范围非常小，而且使用起来稳定性差，其中吸盘吸附式机械臂主要分为电磁式吸盘吸附和气动式吸盘吸附，分别对金属和具有光滑表面的物件具有良好的吸附效果，业界也不乏一些同时采用电磁式吸盘和气动式吸盘来提高吸附能力的机械臂，但是受到吸盘设计的位置以及产品的大小和重量等因素的影响，并不能有效地提高这种机械臂的适用范围；而抓手抓取型的机械臂主要采用抓手托举在产品下方的结构来进行固定，但是同样受限于抓手的位置、产品的大小和重量，其抓手不能对大于抓取范围的产品进行抓取，而且抓手抓取的稳定性也较低，在抓取过程中常常会因产品重心的偏移而发生脱抓的情形，故存在安全隐患。
鉴于上述情况，有必要设计一种适用范围大、稳定性高，能够实现多种方式固定，并能够调节装夹位置和范围的可调节的复合式机械臂抓手。为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的任务是要提供一种可调节的复合式机械臂抓手，有助于改进装夹装置的调节结构来调整吸盘的吸附位置和抓手的抓取范围，从而提高机械臂的适用范围和稳定性，有利于改进吸盘和抓手的复合结构来增强对产品的固定强度，进一步提高机械臂的稳定性。
本发明的任务是这样来完成的，一种可调节的复合式机械臂抓手，特点：包括一固定架，在所述的固定架上安装有一对滑杆，该对滑杆分别前后设置在固定架的下方并沿左右两侧延伸；一对装夹装置，该对装夹装置分别左右相对设置在两滑杆上并沿着滑杆的延伸方向滑动，所述的装夹装置各包括一安装板、一安装在安装板下方的吸盘、一安装在安装板下方并设置于吸盘外侧的夹板和一安装在安装板下方并设置于夹板外侧的抓手。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的滑杆通过滑杆座固定安装在固定架的下方，所述的滑杆座有多个，分别间隔设置在滑杆长度方向的两端及中间；所述的安装板在对应于两滑杆的位置处分别固定有一滑块，所述的滑块滑动地设置在滑杆上，在滑块两侧的滑杆上还分别设置有一紧固件。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的固定架下方在对应于两装夹装置的位置处分别固定有一上定位板，所述的上定位板上沿长度方向开设有一长条状的定位槽，该上定位板在对应于定位槽上方的位置处设有刻度；所述的安装板在对应于上定位板的位置处分别固定有一下定位板，所述的下定位板在定位槽的位置处设置有一凸台，该凸台探入定位槽内并在槽内滑动。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的吸盘通过一吸盘气缸上下滑动地设置在安装板下方，所述的吸盘气缸与吸盘之间分别设置有一对吸盘气缸柱和一与吸盘连通的气管，所述的吸盘气缸柱为中空结构并与吸盘的内部连通。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的安装板下方在吸盘外侧分别固定有一对支架，所述的支架之间旋转地支承有一支杆，该支杆的两端分别向前后两侧延伸，所述的支杆在位于两支架之间的位置处旋转地设置有一轴套，该轴套的两端分别固定有一向下延伸的夹板固定板，所述的夹板固定在两夹板固定板的下端端部，其中一所述夹板固定板的上端向上延伸并且端部与一夹板气缸的气缸柱相互铰接，所述的安装板在对应于夹板气缸的位置处分别设置有一夹板气缸座，所述的夹板气缸的中部与夹板气缸座铰接，所述的支杆的两端上分别固定有一抓手固定板，所述的抓手固定板分别向下延伸并在端部固定有一抓手连接杆，所述的抓手连接杆上沿前后方向间隔设置有一组针抓，其中一所述抓手固定板的上端向上延伸并且端部与一抓手气缸的气缸柱相互铰接，所述的安装板在对应于抓手气缸的位置处分别设置有一抓手气缸座，所述的抓手气缸的中部与抓手气缸座铰接。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的轴套上设置有一夹板角度调节杆，所述的安装板在对应于夹板角度调节杆的位置处固定有一夹板调节座，该夹板调节座在夹板角度调节杆的摆动方向上并位于夹板角度调节杆左右两侧的位置处分别安装有一夹板微调旋钮。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的支杆的两端端部分别设置有一抓手角度调节杆，所述的安装板在对应于抓手角度调节杆的位置处分别固定有一抓手角度调节座，该抓手角度调节座在抓手角度调节杆的摆动方向上并位于抓手角度调节杆左右两侧的位置处分别安装有一抓手微调旋钮。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的固定架在上方中部位置处还设置有一连接法兰，该固定架在连接法兰的左右两侧分别固定有一电磁阀时序控制盒和一气动微调阀。
在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的吸盘为长条状的中空结构。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的吸盘在底部开设有气孔并且在中空的内部型腔内设置有电磁线圈。
本发明采用上述结构后，具有的有益效果：首先，由于采用了一对能够左右调节距离的并具有吸盘、夹板和抓手结构的装夹装置，因而不仅能够调整吸盘的吸附位置，同时还能调节夹板与抓手的抓取范围，这样能有效提高机械臂的适用范围和稳定性；其次，由于采用了气动式与电磁式复合型的吸盘结构和能够调节角度的夹板和抓手结构，能够增强对产品的固定强度，进一步提高机械臂的稳定性。
附图说明
图1为本发明一实施例的立体结构示意图。
图中：1.固定架、11.滑杆、12.滑杆座、13.上定位板、131.定位槽、132.刻度、14.连接法兰、15.电磁阀时序控制盒、16.气动微调阀；2.装夹装置、21.安装板、211.滑块、212.紧固件、213.下定位板、2131.凸台、214.支架、215.支杆、2151.抓手角度调节杆、2152.抓手角度调节座、2153.抓手微调旋钮、22.吸盘、221.吸盘气缸、2211.吸盘气缸柱、2212.气管、23.夹板、231.轴套、2311.夹板角度调节杆、2312.夹板调节座、2313.夹板微调旋钮、232.夹板固定板、233.夹板气缸、2331.夹板气缸座、24.抓手、241.抓手固定板、242.抓手连接杆、243.抓手气缸、2431.抓手气缸座、244.针抓。
具体实施方式
下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是针对目前图1所处的位置状态而言的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。
请参阅图1，本发明涉及一种可调节的复合式机械臂，包括一固定架1，在所述的固定架1上安装有一对滑杆11，该对滑杆11分别前后设置在固定架1的下方并沿左右两侧延伸；一对装夹装置2，该对装夹装置2分别左右相对设置在两滑杆11上并沿着滑杆11的延伸方向滑动，所述的装夹装置2各包括一安装板21、一安装在安装板21下方的吸盘22、一安装在安装板21下方并设置于吸盘22外侧的夹板23和一安装在安装板21下方并设置于夹板23外侧的抓手24。所述的吸盘22为长条状的中空结构，在吸盘22的底部开设有气孔，在吸盘22中空的内部型腔内设置有电磁线圈。
进一步地，所述的滑杆11通过滑杆座12固定安装在固定架1的下方，所述的滑杆座12有多个，本实施例中示意了三个，分别间隔设置在滑杆11长度方向的两端及中间；所述的安装板21在对应于两滑杆11的位置处分别固定有一滑块211，所述的滑块211滑动地设置在滑杆11上，在滑块211两侧的滑杆11上还分别设置有一紧固件212。
进一步地，所述的固定架1下方在对应于两装夹装置2的位置处分别固定有一上定位板13，所述的上定位板13上沿长度方向开设有一长条状的定位槽131，并且在上定位板13上且对应于定位槽131上方的位置处设有刻度132；所述的安装板21在对应于上定位板13的位置处分别固定有一下定位板213，所述的下定位板213在定位槽131的位置处设置有一凸台2131，该凸台2131探入定位槽131内并在槽内滑动。
进一步地，所述的吸盘22通过一吸盘气缸221上下滑动地设置在安装板21下方，所述的吸盘气缸221与吸盘22之间分别设置有一对吸盘气缸柱2211和一与吸盘22连通的气管2212，所述的吸盘气缸柱2211为中空结构并与吸盘22的内部连通。所述的气管2212与吸盘22底部的气孔连接，所述的吸盘气缸柱2211内通有与吸盘22内部的电磁线圈连接的电线。
进一步地，所述的安装板21下方在吸盘22外侧分别固定有一对支架214，所述的支架214之间旋转地支承有一支杆215，该支杆215的两端分别向前后两侧延伸，所述的支杆215在位于两支架214之间的位置处旋转地设置有一轴套231，该轴套231的两端分别固定有一向下延伸的夹板固定板232，所述的夹板23固定在两夹板固定板232的下端端部，其中一所述夹板固定板232的上端向上延伸并且端部与一夹板气缸233的气缸柱相互铰接，所述的安装板21在对应于夹板气缸233的位置处分别设置有一夹板气缸座2331，所述的夹板气缸233的中部与夹板气缸座2331铰接，所述的支杆215的两端上分别固定有一抓手固定板241，所述的抓手固定板241分别向下延伸并在端部固定有一抓手连接杆242，所述的抓手连接杆242上沿前后方向间隔设置有一组针抓244，其中一所述抓手固定板241的上端向上延伸并且端部与一抓手气缸243的气缸柱相互铰接，所述的安装板21在对应于抓手气缸243的位置处分别设置有一抓手气缸座2431，所述的抓手气缸243的中部与抓手气缸座2431铰接。
进一步地，所述的轴套231上设置有一夹板角度调节杆2311，所述的安装板21在对应于夹板角度调节杆2311的位置处固定有一夹板调节座2312，该夹板调节座2312在夹板角度调节杆2311的摆动方向上并位于夹板角度调节杆2311左右两侧的位置处分别安装有一夹板微调旋钮2313。所述的支杆215的两端端部分别设置有一抓手角度调节杆2151，所述的安装板21在对应于抓手角度调节杆2151的位置处分别固定有一抓手角度调节座2152，该抓手角度调节座2152在抓手角度调节杆2151的摆动方向上并位于抓手角度调节杆2151左右两侧的位置处分别安装有一抓手微调旋钮2153。
进一步地，所述的固定架1在上方中部位置处还设置有一连接法兰14，该固定架1在连接法兰14的左右两侧分别固定有一电磁阀时序控制盒15和一气动微调阀16。所述的电磁阀时序控制盒15通过穿设在吸盘气缸柱2211内的电线与吸盘22内的电磁线圈连接并控制电磁线圈产生磁力，所述的气动微调阀16分别与吸盘气缸221、夹板气缸233和抓手气缸243以及气管2212连接并控制吸盘22的吸附强度以及夹板23和抓手的抓取速率。所述的电磁阀时序控制盒15、气动微调阀16均可以直接从市场上购买得到，故结构在这里不再赘及。
请继续参阅图1，当需要使用机械臂时，首先将机械臂通过连接法兰14与机械手固定连接，再根据需要装夹产品的大小来调节两装夹装置2之间的距离，具体是：将所述的紧固件212分别拧松，使其能够在滑杆11上滑动，然后分别拖动两侧的装夹装置2使滑块211沿着滑杆11滑动，在装夹装置2滑动的过程中，所述下定位板213上的凸台2131在定位槽131内滑动并根据刻度132上的数值来确定装夹装置2移动的距离；接着根据需要装夹产品的形状来调节夹板23和抓手24的装夹角度，具体是：分别旋转所述的夹板微调旋钮2313和抓手微调旋钮2153，使两夹板微调旋钮2313之间的距离和两抓手微调旋钮2153之间的距离产生变化，限制所述的夹板角度调节杆2311和抓手角度调节杆2151的旋转角度，使所述的轴套231和支杆215的旋转范围发生改变，从而改变所述的夹板23和抓手24的装夹角度。当机械臂抓手对产品进行装夹时，所述的吸盘22在吸盘气缸221的推动下向下移动并贴靠在产品上方，所述吸盘22底部的气孔以及内部的电磁线圈产生的磁力对产品进行吸附并在吸盘气缸221的带动下向上举升产品，当产品上升至所述两夹板23之间的位置时，所述的夹板气缸233推动夹板固定板232以及轴套231旋转，带动所述的夹板23相对向中间夹紧并对产品两侧进行装夹，当所述的夹板23完成装夹后，所述的抓手气缸243推动抓手固定板241以及支杆215旋转，带动所述的针抓244相对向中间聚拢并托举在产品的下方来防止装夹产品因意外而掉落，确保使用安全。
Claims (4)
1. 一种可调节的复合式机械臂抓手，其特征在于：包括一固定架(1)，在所述的固定架(1)上安装有一对滑杆(11)，该对滑杆(11)分别前后设置在固定架(1)的下方并沿左右两侧延伸；一对装夹装置(2)，该对装夹装置(2)分别左右相对设置在两滑杆(11)上并沿着滑杆(11)的延伸方向滑动，所述的装夹装置(2)各包括一安装板(21)、一安装在安装板(21)下方的吸盘(22)、一安装在安装板(21)下方并设置于吸盘(22)外侧的夹板(23)和一安装在安装板(21)下方并设置于夹板(23)外侧的抓手(24)；所述的滑杆(11)通过滑杆座(12)固定安装在固定架(1)的下方，所述的滑杆座(12)有多个，分别间隔设置在滑杆(11)长度方向的两端及中间；所述的安装板(21)在对应于两滑杆(11)的位置处分别固定有一滑块(211)，所述的滑块(211)滑动地设置在滑杆(11)上，在滑块(211)两侧的滑杆(11)上还分别设置有一紧固件(212)；所述的吸盘(22)通过一吸盘气缸(221)上下滑动地设置在安装板(21)下方，所述的吸盘气缸(221)与吸盘(22)之间分别设置有一对吸盘气缸柱(2211)和一与吸盘(22)连通的气管(2212)，所述的吸盘气缸柱(2211)为中空结构并与吸盘(22)的内部连通；所述的安装板(21)下方在吸盘(22)外侧分别固定有一对支架(214)，所述的支架(214)之间旋转地支承有一支杆(215)，该支杆(215)的两端分别向前后两侧延伸，所述的支杆(215)在位于两支架(214)之间的位置处旋转地设置有一轴套(231)，该轴套(231)的两端分别固定有一向下延伸的夹板固定板(232)，所述的夹板(23)固定在两夹板固定板(232)的下端端部，其中一所述夹板固定板(232)的上端向上延伸并且端部与一夹板气缸(233)的气缸柱相互铰接，所述的安装板(21)在对应于夹板气缸(233)的位置处分别设置有一夹板气缸座(2331)，所述的夹板气缸(233)的中部与夹板气缸座(2331)铰接，所述的支杆(215)的两端上分别固定有一抓手固定板(241)，所述的抓手固定板(241)分别向下延伸并在端部固定有一抓手连接杆(242)，所述的抓手连接杆(242)上沿前后方向间隔设置有一组针抓(244)，其中一所述抓手固定板(241)的上端向上延伸并且端部与一抓手气缸(243)的气缸柱相互铰接，所述的安装板(21)在对应于抓手气缸(243)的位置处分别设置有一抓手气缸座(2431)，所述的抓手气缸(243)的中部与抓手气缸座(2431)铰接；所述的轴套(231)上设置有一夹板角度调节杆(2311)，所述的安装板(21)在对应于夹板角度调节杆(2311)的位置处固定有一夹板调节座(2312)，该夹板调节座(2312)在夹板角度调节杆(2311)的摆动方向上并位于夹板角度调节杆(2311)左右两侧的位置处分别安装有一夹板微调旋钮(2313)；所述的支杆(215)的两端端部分别设置有一抓手角度调节杆(2151)，所述的安装板(21)在对应于抓手角度调节杆(2151)的位置处分别固定有一抓手角度调节座(2152)，该抓手角度调节座(2152)在抓手角度调节杆(2151)的摆动方向上并位于抓手角度调节杆(2151)左右两侧的位置处分别安装有一抓手微调旋钮(2153) ；在吸盘(22)的底部开设有气孔，在吸盘(22)中空的内部型腔内设置有电磁线圈。
2.根据权利要求1所述的一种可调节的复合式机械臂抓手，其特征在于所述的固定架(1)下方在对应于两装夹装置(2)的位置处分别固定有一上定位板(13)，所述的上定位板(13)上沿长度方向开设有一长条状的定位槽(131)，该上定位板(13)在对应于定位槽(131)上方的位置处设有刻度(132)；所述的安装板(21)在对应于上定位板(13)的位置处分别固定有一下定位板(213)，所述的下定位板(213)在定位槽(131)的位置处设置有一凸台(2131)，该凸台(2131)探入定位槽(131)内并在槽内滑动。
3.根据权利要求1所述的一种可调节的复合式机械臂抓手，其特征在于所述的固定架(1)在上方中部位置处还设置有一连接法兰(14)，该固定架(1)在连接法兰(14)的左右两侧分别固定有一电磁阀时序控制盒(15)和一气动微调阀(16)。
4.根据权利要求1所述的一种可调节的复合式机械臂抓手，其特征在于所述的吸盘(22)为长条状的中空结构。
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