CN110303490B - 一种工业机器人用抓取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人用抓取装置及方法，包括支撑座和转动设置在其上端面的转向柱，所述转向柱连接位于支撑座内部用于驱动其转动的转向组件，所述转向柱设有横梁以及用于调节其高度以及夹持角度的位移组件，所述横梁右端设有调节组件以及设置在调节组件输出端的吊杆，所述吊杆下端设有用于抓取物体的抓取组件，本发明针对现有装置的弊端进行改进，对抓取组件进行优化，通过分别控制每个液压伸缩杆的长度来带动转动球转动，从而对抓取组件的抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球进行多方位调节，消除了现有装置存在的弊端。

Description

一种工业机器人用抓取装置及方法

技术领域

本发明涉及工业机器人设备技术领域，具体是一种工业机器人用抓取装置及方法。

背景技术

机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业，目前，市场上使用的都是一种相当复杂的机械手臂，这种机械手臂比较笨重，操作起来就显得相当的麻烦，而且也提高了成本，使工作变得更加繁重，增加了工作的时间，使工作效率变得低下，不能有效的完成工作任务，达到预期效果，花费大量不必要的精力。现有的机械手臂结构复杂，操作繁琐，使用不够灵活，夹持效果不好，实用性不强。

针对上述问题，现有专利公告号为CN207858835U的专利公布了一种抓取装置，这种装置通过丝杆传动使得两个夹板对工件进行夹持，但是这种夹持方式只能对具有两个平行的竖直面进行夹持，无法针对不同的物体寻找相应的夹持面。

针对现有装置存在的弊端，现在提供一种可以调节夹持角度以寻找夹持面的抓取装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机器人用抓取装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工业机器人用抓取装置，包括支撑座和转动设置在其上端面的转向柱，所述转向柱连接位于支撑座内部用于驱动其转动的转向组件，所述转向柱设有横梁以及用于调节其高度以及夹持角度的位移组件，所述横梁右端设有调节组件以及设置在调节组件输出端的吊杆，所述吊杆下端设有用于抓取物体的抓取组件；

所述调节组件包括安装箱，所述安装箱下端开口处转动设有转动盘，所述转动盘外侧通过固定轴承与安装箱内壁转动连接，所述转动盘中间位置设有球形腔以及配合在其中的转动球，所述转动球下端设有与吊杆连接的连接孔，所述转动球上端设有与吊杆同轴设置的牵引杆，所述牵引杆外侧的转动盘上设有围挡，围挡内壁阵列分布有三个液压伸缩杆，液压伸缩杆的输出端与牵引杆顶部连接，通过分别控制每个液压伸缩杆的长度来带动转动球转动，从而对抓取组件的抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球进行多方位调节；

所述围挡外侧还设有从动齿环，所述安装箱上设有旋转电机，所述旋转电机的输出端设有与从动齿环相互啮合的驱动齿轮，通过驱动齿轮带动从动齿环转动，进而对抓取组件的抓取角度进一步调节，有助于提高其工作效率。

作为本发明进一步的方案：所述位移组件包括设置在转向柱侧面的支撑侧板以及滑动设置在转向柱上的升降套，所述升降套侧面转动连接有与横梁连接的支点轴；

所述支撑侧板上端两侧分别转动连接有第一液压伸缩杆和第二液压伸缩杆，所述第一液压伸缩杆上端与横梁左端转动连接，所述第二液压伸缩杆的输出端与升降套连接固定。

作为本发明进一步的方案：所述抓取组件包括与吊杆连接的安装板，所述安装板下端两侧滑动设有第一夹板和第二夹板，所述安装板上设有便于两个夹板相对滑动的矩形孔，所述安装板上端水平设有传动螺杆，所述传动螺杆上设有与两个夹板相对应的两个螺纹传动区，且两个螺纹传动区的旋向相反，每个传动螺纹区上都配合设有一个与夹板连接的传动板，所述传动螺杆右端与夹持电机连接，且传动螺杆左端与安装板左上端的轴承座转动连接。

作为本发明进一步的方案：所述第一夹板和第二夹板夹持面可拆卸设有缓冲垫。

作为本发明进一步的方案：所述升降套通过预紧弹簧与设置在转向柱顶部的限位板连接固定。

作为本发明进一步的方案：所述转向组件包括设置在支撑座内底部的驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与转向柱外侧从动齿轮相配合的转向齿轮，通过驱动电机配合齿轮啮合来实现转向柱的转动，从而对抓取位置进行调节。

作为本发明进一步的方案：所述转动球表面设有用于缓存润滑油的油槽。

一种工业机器人用抓取装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：通过位移组件对横梁的高度和倾斜角度以及水平位置进行调节，进而对抓取组件的抓取位置进行调节；

步骤2：通过分别控制每个液压伸缩杆的长度来带动转动球转动，从而对牵引杆产生作用力，牵引杆带动转动球转动，进而带动转动球下端的抓取组件抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球进行多方位调节，从而使得抓取组件更好的配合待抓取的物品；

步骤3：通过步骤2对抓取位置确定后，启动抓取组件完成对物体的抓取。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的弊端进行改进，对抓取组件进行优化，通过分别控制每个液压伸缩杆的长度来带动转动球转动，从而对抓取组件的抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球进行多方位调节，消除了现有装置存在的弊端。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明内部的结构示意图。

图3为本发明中转动盘的结构示意图。

其中：支撑座1、从动齿环101、转向齿轮102、驱动电机103、转向柱2、支撑侧板3、第一液压伸缩杆31、第二液压伸缩杆32、横梁4、升降套41、支点轴42、预紧弹簧43、限位板44、调节组件5、吊杆6、抓取组件7、夹持电机71、第一夹板72、传动螺杆73、第二夹板74；

旋转电机51、安装箱52、观察窗53、液压伸缩杆54、围挡55、转动盘56、转动球57、球形腔58、驱动齿轮59、从动齿环50、牵引杆571。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种工业机器人用抓取装置，包括支撑座1和转动设置在其上端面的转向柱2，所述转向柱2连接位于支撑座1内部用于驱动其转动的转向组件，所述转向柱2设有横梁4以及用于调节其高度以及夹持角度的位移组件，所述横梁4右端设有调节组件5以及设置在调节组件5输出端的吊杆6，所述吊杆6下端设有用于抓取物体的抓取组件7；

所述调节组件5包括安装箱52，所述安装箱52下端开口处转动设有转动盘56，所述转动盘56外侧通过固定轴承与安装箱52内壁转动连接，所述转动盘56中间位置设有球形腔58以及配合在其中的转动球57，所述转动球57下端设有与吊杆6连接的连接孔，所述转动球57上端设有与吊杆6同轴设置的牵引杆571，所述牵引杆571外侧的转动盘56上设有围挡55，围挡55内壁阵列分布有三个液压伸缩杆54，液压伸缩杆54的输出端与牵引杆571顶部连接，通过分别控制每个液压伸缩杆54的长度来带动转动球57转动，从而对抓取组件7的抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球57进行多方位调节；

所述围挡55外侧还设有从动齿环50，所述安装箱52上设有旋转电机51，所述旋转电机51的输出端设有与从动齿环50相互啮合的驱动齿轮59，通过驱动齿轮59带动从动齿环50转动，进而对抓取组件7的抓取角度进一步调节，有助于提高其工作效率。

所述抓取组件7包括与吊杆6连接的安装板，所述安装板下端两侧滑动设有第一夹板72和第二夹板74，所述安装板上设有便于两个夹板相对滑动的矩形孔，所述安装板上端水平设有传动螺杆73，所述传动螺杆73上设有与两个夹板相对应的两个螺纹传动区，且两个螺纹传动区的旋向相反，每个传动螺纹区上都配合设有一个与夹板连接的传动板，所述传动螺杆73右端与夹持电机71连接，且传动螺杆73左端与安装板左上端的轴承座转动连接，在夹持电机71的驱动下，第一夹板72和第二夹板74相对转动，在螺纹的作用下，两个夹板相互靠近或者原理，从而完成对物体的夹持。

所述位移组件包括设置在转向柱2侧面的支撑侧板3以及滑动设置在转向柱2上的升降套41，所述升降套41通过预紧弹簧43与设置在转向柱2顶部的限位板44连接固定，所述升降套41侧面转动连接有与横梁4连接的支点轴42，所述支撑侧板3上端两侧分别转动连接有第一液压伸缩杆31和第二液压伸缩杆32，所述第一液压伸缩杆31上端与横梁3左端转动连接，所述第二液压伸缩杆32的输出端与升降套41连接固定，实际使用时，如果同时调节两个伸缩杆的高度，就可以对抓取高度进行调节，如果第一液压伸缩杆31的伸长幅度大于第二液压伸缩杆32的幅度，则实现对横梁4转向的调节。

所述转向组件包括设置在支撑座1内底部的驱动电机103，所述驱动电机103的输出端设有与转向柱2外侧从动齿轮101相配合的转向齿轮102，通过驱动电机103配合齿轮啮合来实现转向柱2的转动，从而对抓取位置进行调节。

实施例2

所述安装箱52表面设有便于观察其内部状态的观察窗53。

实施例3

所述转动球表面设有用于缓存润滑油的油槽，通过在转动球和球形腔之间设置润滑油，从而降低转动球57转动时造成的磨损，有助于提高装置的使用寿命。

一种工业机器人用抓取装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：通过位移组件对横梁4的高度和倾斜角度以及水平位置进行调节，进而对抓取组件7的抓取位置进行调节；

步骤2：通过分别控制每个液压伸缩杆54的长度来带动转动球57转动，从而对牵引杆571产生作用力，牵引杆571带动转动球转动，进而带动转动球下端的抓取组件7抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球57进行多方位调节，从而使得抓取组件7更好的配合待抓取的物品；

步骤3：通过步骤2对抓取位置确定后，启动抓取组件7完成对物体的抓取。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种工业机器人用抓取装置，包括支撑座（1）和转动设置在其上端面的转向柱（2），所述转向柱（2）连接位于支撑座（1）内部用于驱动其转动的转向组件，所述转向柱（2）设有横梁（4）以及用于调节其高度以及夹持角度的位移组件，所述横梁（4）右端设有调节组件（5）以及设置在调节组件（5）输出端的吊杆（6），所述吊杆（6）下端设有用于抓取物体的抓取组件（7）；

其特征在于，所述调节组件（5）包括安装箱（52），所述安装箱（52）下端开口处转动设有转动盘（56），所述转动盘（56）外侧通过固定轴承与安装箱（52）内壁转动连接，所述转动盘（56）中间位置设有球形腔（58）以及配合在其中的转动球（57），所述转动球（57）下端设有与吊杆（6）连接的连接孔，所述转动球（57）上端设有与吊杆（6）同轴设置的牵引杆（571），所述牵引杆（571）外侧的转动盘（56）上设有围挡（55），围挡（55）内壁阵列分布有三个液压伸缩杆（54），液压伸缩杆（54）的输出端与牵引杆（571）顶部连接，通过分别控制每个液压伸缩杆（54）的长度来带动转动球（57）转动，从而对抓取组件（7）的抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球（57）进行多方位调节；

所述围挡（55）外侧还设有从动齿环（50），所述安装箱（52）上设有旋转电机（51），所述旋转电机（51）的输出端设有与从动齿环（50）相互啮合的驱动齿轮（59），通过驱动齿轮（59）带动从动齿环（50）转动；

所述位移组件包括设置在转向柱（2）侧面的支撑侧板（3）以及滑动设置在转向柱（2）上的升降套（41），所述升降套（41）侧面转动连接有与横梁（4）连接的支点轴（42）；所述支撑侧板（3）上端两侧分别转动连接有第一液压伸缩杆（31）和第二液压伸缩杆（32），所述第一液压伸缩杆（31）上端与横梁（4）左端转动连接，所述第二液压伸缩杆（32）的输出端与升降套（41）连接固定；

所述抓取组件（7）包括与吊杆（6）连接的安装板，所述安装板下端两侧滑动设有第一夹板（72）和第二夹板（74），所述安装板上设有便于两个夹板相对滑动的矩形孔，所述安装板上端水平设有传动螺杆（73），所述传动螺杆（73）上设有与两个夹板相对应的两个螺纹传动区，且两个螺纹传动区的旋向相反，每个传动螺纹区上都配合设有一个与夹板连接的传动板，所述传动螺杆（73）右端与夹持电机（71）连接，且传动螺杆（73）左端与安装板左上端的轴承座转动连接。

2.根据权利要求1所述的工业机器人用抓取装置，其特征在于，所述第一夹板（72）和第二夹板（74）夹持面可拆卸设有缓冲垫。

3.根据权利要求1所述的工业机器人用抓取装置，其特征在于，所述升降套（41）通过预紧弹簧（43）与设置在转向柱（2）顶部的限位板（44）连接固定。

4.根据权利要求1所述的工业机器人用抓取装置，其特征在于，所述转向组件包括设置在支撑座（1）内底部的驱动电机（103），所述驱动电机（103）的输出端设有与转向柱（2）外侧从动齿轮（101）相配合的转向齿轮（102），通过驱动电机（103）配合齿轮啮合来实现转向柱（2）的转动，从而对抓取位置进行调节。

5.根据权利要求1-4任一所述的工业机器人用抓取装置，其特征在于，所述转动球（57）表面设有用于缓存润滑油的油槽。

6.一种如权利要求5所述的工业机器人用抓取装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过位移组件对横梁的高度和倾斜角度以及水平位置进行调节，进而对抓取组件的抓取位置进行调节；

步骤2：通过分别控制每个液压伸缩杆的长度来带动转动球转动，从而对牵引杆产生作用力，牵引杆带动转动球转动，进而带动转动球下端的抓取组件抓取角度进行调节，这里利用三点确定一个平面的原理来对转动球进行多方位调节，从而使得抓取组件更好的配合待抓取的物品；

步骤3：通过步骤2对抓取位置确定后，启动抓取组件完成对物体的抓取。

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