CN110497436B - 吸附装置及具有其的装配机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸附装置及具有其的装配机器人，吸附装置包括：吸附安装座；吸附盘，设置在吸附安装座上，吸附盘的远离吸附安装座的一端为吸附端，吸附端用于沿自身的径向向外部吹风以形成低压区域；向外部吹风的吸附盘在靠近工件预定距离范围的情况下，工件的两侧在低压区域和外部气压的作用下产生预定压差并被吸附盘吸起；吸附限位部，设置在吸附安装座上，吸附限位部具有吸附限位面，吸附限位面与吸附端的端面间隔设置，且吸附限位面位于吸附端的端面的背离吸附安装座的一侧，吸附限位面用于与被吸起的工件抵接，以使工件与吸附端保持预定距离。该方案无需与工件的表面接触即可吸附，可适用于表面有孔洞或缝隙的工件，应用范围广。

Description

吸附装置及具有其的装配机器人

技术领域

本发明涉及自动化生产技术领域，具体而言，涉及一种吸附装置及具有其的装配机器人。

背景技术

在自动化生产中，经常使用吸附装置来吸附工件，以移动或装配工件。吸附装置通过吸气产生负压，吸附装置的吸盘与工件的平整表面接触，在吸盘与工件的平整表面之间产生真空，从而将工件吸附。但是，现有的吸附装置只能应用于表面平整、没有孔洞或缝隙的工件，对于表面有孔洞或缝隙的工件，会存在漏气的情况，不能形成真空，因此现有的吸附装置不能适用。

发明内容

本发明提供了一种吸附装置及具有其的装配机器人，以解决现有技术中的吸附装置不能吸附表面有孔洞或缝隙的工件的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种吸附装置，包括：吸附安装座；吸附盘，设置在吸附安装座上，吸附盘的远离吸附安装座的一端为吸附端，吸附端用于沿自身的径向向外部吹风以形成低压区域；向外部吹风的吸附盘在靠近工件预定距离范围的情况下，工件的两侧在低压区域和外部气压的作用下产生预定压差并被吸附盘吸起；吸附限位部，设置在吸附安装座上，吸附限位部具有吸附限位面，吸附限位面与吸附端的端面间隔设置，且吸附限位面位于吸附端的端面的背离吸附安装座的一侧，吸附限位面用于与被吸起的工件抵接，以使工件与吸附端保持预定距离。

进一步地，吸附限位部包括：吸附连接件，设置在吸附安装座上；吸附限位件，设置在吸附连接件的远离吸附安装座的一端，吸附限位件具有吸附限位面。

进一步地，吸附连接件可移动地设置在吸附安装座上，以通过吸附连接件带动吸附限位件移动，以调节吸附限位面与吸附端的端面之间的距离。

进一步地，吸附连接件由金属材料制成，吸附限位件由导电橡胶制成。

进一步地，吸附连接件的端部具有多个凹槽，吸附限位件的远离吸附限位面的一端具有多个凸起，吸附限位件的多个凸起与吸附连接件的多个凹槽配合连接。

进一步地，吸附限位部为多个，多个吸附限位部沿吸附盘的周向间隔设置。

进一步地，吸附装置还包括：压力传感器，设置在吸附安装座上，压力传感器用于检测吸附限位部对工件施加的压力的值。

进一步地，吸附安装座包括：吸附安装盘，吸附盘和吸附限位部均安装在吸附安装盘上，压力传感器的一侧与吸附安装盘的背离吸附盘的一侧连接；吸附连接块，与吸附安装盘间隔设置，压力传感器的另一侧与吸附连接块连接。

进一步地，吸附装置还包括：相机安装座，与吸附安装座连接；相机，设置在相机安装座上。

进一步地，相机安装座具有避让孔，相机设置在相机安装座的避让孔处，相机的拍摄方向沿相机安装座的避让孔的轴线设置，吸附装置还包括环形光源，环形光源设置在相机安装座上，且环形光源环绕避让孔设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种装配机器人，装配机器人包括装配机械臂和设置在装配机械臂上的吸附装置，吸附装置为上述提供的吸附装置。

应用本发明的技术方案，在吸附装置中设置有吸附安装座、吸附盘和吸附限位部，其中，吸附盘的吸附端可沿自身的径向向外部吹风，向外部吹风的吸附盘在靠近工件预定距离范围的情况下，工件的两侧产生压差并被吸附盘吸起，吸附限位部的吸附限位面与吸附端的端面间隔设置，以与被吸起的工件抵接，从而使工件与吸附端保持预定距离。通过该方案，由于吸附端沿径向向外部吹出气体，这样吸附端附近的区域形成一个低压区域，该低压区域的压力小于外部气压，吸附盘靠近工件时，低压区域的气体对工件的向下的压力小于工件下方的气体对工件的向上的压力，当工件上下两侧的压力差大于工件自身重力时，也即达到预定压差时，工件便被吸附盘吸起。通过吸附限位部与被吸起的工件抵接，可使工件与吸附端保持预定距离，这样可避免因工件与吸附端距离太近而影响低压区域的形成，并且满足工件上下两侧形成足够的压力差的条件，从而保证吸附盘可靠地吸起工件。该方案与现有的吸附装置相比，无需与工件的表面接触，因此可以适用于表面有孔洞或缝隙的工件，应用范围广。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的吸附装置的立体图；

图2示出了图1中的吸附装置的侧面视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

4110、吸附安装座；4111、吸附安装盘；4112、吸附连接块；4120、吸附盘；4130、吸附限位部；4131、吸附连接件；4132、吸附限位件；4133、连接杆；4134、连接板；4140、压力传感器；4150、相机安装座；4151、避让孔；4161、相机；4162、环形光源。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1至图2所示，本发明的实施例提供了一种吸附装置，包括：吸附安装座4110；吸附盘4120，设置在吸附安装座4110上，吸附盘4120的远离吸附安装座4110的一端为吸附端，吸附端用于沿自身的径向向外部吹风以形成低压区域；向外部吹风的吸附盘4120在靠近工件预定距离范围的情况下，工件的两侧在低压区域和外部气压的作用下产生预定压差并被吸附盘4120吸起；吸附限位部4130，设置在吸附安装座4110上，吸附限位部4130具有吸附限位面，吸附限位面与吸附端的端面间隔设置，且吸附限位面位于吸附端的端面的背离吸附安装座4110的一侧，吸附限位面用于与被吸起的工件抵接，以使工件与吸附端保持预定距离。

应用本实施例的技术方案，在吸附装置中设置有吸附安装座4110、吸附盘4120和吸附限位部4130，其中，吸附盘4120的吸附端可沿自身的径向向外部吹风，向外部吹风的吸附盘4120在靠近工件预定距离范围的情况下，工件的两侧产生压差并被吸附盘4120吸起，吸附限位部4130的吸附限位面与吸附端的端面间隔设置，以与被吸起的工件抵接，从而使工件与吸附端保持预定距离。通过该方案，由于吸附端沿径向向外部吹出气体，这样吸附端附近的区域形成一个低压区域，该低压区域的压力小于外部气压，吸附盘4120靠近工件时，低压区域的气体对工件的向下的压力小于工件下方的气体对工件的向上的压力，当工件上下两侧的压力差大于工件自身重力时，也即达到预定压差时，工件便被吸附盘4120吸起。通过吸附限位部4130与被吸起的工件抵接，可使工件与吸附端保持预定距离，这样可避免因工件与吸附端距离太近而影响低压区域的形成，并且满足工件上下两侧形成足够的压力差的条件，从而保证吸附盘4120可靠地吸起工件。该方案与现有的吸附装置相比，无需与工件的表面接触，因此可以适用于表面有孔洞或缝隙的工件，应用范围广。例如，可用于吸附显示屏的表面具有多个LED灯的灯板(也称模组)。

可选地，在本实施例中，吸附盘4120为柱状结构。吸附盘4120的吸附端可以设置为具有多个出风口，多个出风口沿吸附端的周向间隔设置，这样从多个位置出风，便于在吸附端附近形成较大的低压区域，以提高吸附效果。或者吸附盘4120的吸附端可以设置环形出风口，环形出风口的周向不同位置均向外出风。

在本实施例中，吸附限位部4130包括：吸附连接件4131，设置在吸附安装座4110上；吸附限位件4132，设置在吸附连接件4131的远离吸附安装座4110的一端，吸附限位件4132具有吸附限位面。其中，吸附连接件4131用于起到连接作用，吸附限位件4132用于对工件进行限位。可选地，吸附连接件4131和吸附限位件4132均为柱状结构，且吸附限位件4132的横截面面积大于吸附连接件4131的横截面面积，这样可增加吸附限位件4132与工件的接触面积，避免损坏工件。

进一步地，吸附连接件4131可移动地设置在吸附安装座4110上，以通过吸附连接件4131带动吸附限位件4132移动，以调节吸附限位面与吸附端的端面之间的距离。通过上述设置，可根据需要调整吸附限位面与吸附端的端面之间的距离，从而保证吸附效果。

在本实施例中，吸附连接件4131由金属材料制成，吸附限位件4132由导电橡胶制成。这样吸附限位部4130可起到导电作用。在显示屏生产中，灯板在移动和装配的过程中会产生静电，静电过多可能损坏灯板。因此，使用该吸附装置吸附灯板后，可通过灯板与吸附限位件4132的接触消除灯板上的静电，从而保护灯板。对于其他电子产品，也可起到相同的效果。

进一步地，吸附连接件4131的端部具有多个凹槽，吸附限位件4132的远离吸附限位面的一端具有多个凸起，吸附限位件4132的多个凸起与吸附连接件4131的多个凹槽配合连接。通过上述设置，可以对吸附限位件4132与吸附连接件4131起到相互限位作用，提高连接的可靠性。而且，可增大吸附限位件4132与吸附连接件4131的接触面积。

可选地，吸附连接件4131包括连接杆4133和设置在连接杆4133的一端的连接板4134，连接杆4133与吸附安装座4110螺纹连接，吸附连接件4131的多个凹槽位于连接板4134上，吸附限位件4132为片状结构，连接板4134与吸附限位件4132粘接。将连接杆4133与吸附安装座4110螺纹连接，既便于两者的装配，又可方便地调整吸附限位面与吸附端的端面之间的距离。将连接板4134与吸附限位件4132粘接，便于装配，而且可通过连接板4134对吸附限位件4132起到支撑作用。多个凹槽与多个凸起的配合，可以提高连接板4134与吸附限位件4132的粘接强度。

在本实施例中，吸附限位部4130为多个，多个吸附限位部4130沿吸附盘4120的周向间隔设置。这样可通过多个吸附限位部4130对工件进行限位，使工件的受力分布比较均匀。在本实施例中，吸附盘4120吹风形成的低压区域位于多个吸附限位部4130围绕成的区域附近。

在本实施例中，吸附装置还包括：压力传感器4140，设置在吸附安装座4110上，压力传感器4140用于检测吸附限位部4130对工件施加的压力的值。当检测到压力过大时，可及时采取措施，以避免压环工件。例如，吸附装置用于将灯板装配到显示屏的箱体上，灯板上具有插槽，箱体上具有插座，插座与插槽插接。在操作时，吸附装置带动吸附起的灯板移动，将灯板的插槽与箱体的插座对应，然后朝向箱体按压灯板，以将灯板与箱体装配。在按压灯板时，可通过压力传感器检测吸附限位部4130对灯板施加的压力的值，并及时作出反馈和调整，以避免对灯板的压力过大而损坏灯板。

具体地，吸附安装座4110包括：吸附安装盘4111，吸附盘4120和吸附限位部4130均安装在吸附安装盘4111上，压力传感器4140的一侧与吸附安装盘4111的背离吸附盘4120的一侧连接；吸附连接块4112，与吸附安装盘4111间隔设置，压力传感器4140的另一侧与吸附连接块4112连接。即压力传感器4140设置在吸附安装盘4111与吸附连接块4112之间，这样压力传感器4140与面积较大的部件接触，便于精确检测压力。

可选地，压力传感器4140为盘状结构，压力传感器4140的端面面积小于吸附安装盘4111的端面面积以及吸附连接块4112的端面面积。压力传感器4140的两个端面分别与吸附安装盘4111的端面以及吸附连接块4112的端面抵接。在本实施例中，压力传感器4140可通过螺纹连接的方式与吸附安装盘4111或吸附连接块4112连接。

可选地，吸附安装座4110还包括吸附连接板，吸附盘4120设置在吸附连接板的一侧，吸附连接板的另一侧与吸附安装盘4111连接，这样便于吸附盘4120的装配。

在本实施例中，吸附装置还包括：相机安装座4150，与吸附安装座4110连接；相机4161，设置在相机安装座4150上。通过上述设置，可使得该吸附装置除了能吸附工件之外，还能够拍照，以便于工件的装配。例如，在显示屏的装配中，可通过吸附装置上的相机4161对待与灯板配合的箱体拍照，通过拍摄的图像可计算出箱体上的插座的具体位置，以便移动灯板，使灯板的插槽与箱体的插座对应，实现精确装配，提高装配效率。

具体地，相机安装座4150具有避让孔4151，相机4161设置在相机安装座4150的避让孔4151处，相机4161的拍摄方向沿相机安装座4150的避让孔4151的轴线设置，吸附装置还包括环形光源4162，环形光源4162设置在相机安装座4150上，且环形光源4162环绕避让孔4151设置。通过设置避让孔4151，可避免遮挡相机4161以进行拍照，通过设置环形光源4162，可以照射被拍摄的箱体等部件，以提高拍照质量。

本发明的另一实施例还提供了一种装配机器人，装配机器人包括装配机械臂和设置在装配机械臂上的吸附装置，吸附装置为上述提供的吸附装置。通过该方案，由于吸附端沿径向向外部吹出气体，这样吸附端附近的区域形成一个低压区域，该低压区域的压力小于外部气压，吸附盘4120靠近工件时，低压区域的气体对工件的向下的压力小于工件下方的气体对工件的向上的压力，当工件上下两侧的压力差大于工件自身重力时，也即达到预定压差时，工件便被吸附盘4120吸起。通过吸附限位部4130与被吸起的工件抵接，可使工件与吸附端保持预定距离，这样可避免因工件与吸附端距离太近而影响低压区域的形成，并且满足工件上下两侧形成足够的压力差的条件，从而保证吸附盘4120可靠地吸起工件。该方案与现有的吸附装置相比，无需与工件的表面接触，因此可以适用于表面有孔洞或缝隙的工件，应用范围广。

吸附装置将工件吸起后，可通过装配机械臂的移动来移动工件或对工件进行装配。例如，吸附装置将灯板吸起，然后装配机械臂带动灯板移动到与箱体对应的位置，然后按压灯板，从而将灯板装配到箱体上。使用该装配机器人可以实现自动化生产，提高生产效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种吸附装置，其特征在于，包括：

吸附安装座(4110)；

吸附盘(4120)，设置在所述吸附安装座(4110)上，所述吸附盘(4120)的远离所述吸附安装座(4110)的一端为吸附端，所述吸附端用于沿自身的径向向外部吹风以形成低压区域；向外部吹风的所述吸附盘(4120)在靠近工件预定距离范围的情况下，所述工件的两侧在所述低压区域和外部气压的作用下产生预定压差并被所述吸附盘(4120)吸起；

吸附限位部(4130)，设置在所述吸附安装座(4110)上，所述吸附限位部(4130)具有吸附限位面，所述吸附限位面与所述吸附端的端面间隔设置，且所述吸附限位面位于所述吸附端的端面的背离所述吸附安装座(4110)的一侧，所述吸附限位面用于与被吸起的所述工件抵接，以使所述工件与所述吸附端保持预定距离。

2.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附限位部(4130)包括：

吸附连接件(4131)，设置在所述吸附安装座(4110)上；

吸附限位件(4132)，设置在所述吸附连接件(4131)的远离所述吸附安装座(4110)的一端，所述吸附限位件(4132)具有所述吸附限位面。

3.根据权利要求2所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附连接件(4131)可移动地设置在所述吸附安装座(4110)上，以通过所述吸附连接件(4131)带动所述吸附限位件(4132)移动，以调节所述吸附限位面与所述吸附端的端面之间的距离。

4.根据权利要求2所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附连接件(4131)由金属材料制成，所述吸附限位件(4132)由导电橡胶制成。

5.根据权利要求2所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附连接件(4131)的端部具有多个凹槽，所述吸附限位件(4132)的远离所述吸附限位面的一端具有多个凸起，所述吸附限位件(4132)的多个凸起与所述吸附连接件(4131)的多个凹槽配合连接。

6.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附限位部(4130)为多个，多个所述吸附限位部(4130)沿所述吸附盘(4120)的周向间隔设置。

7.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附装置还包括：

压力传感器(4140)，设置在所述吸附安装座(4110)上，所述压力传感器(4140)用于检测所述吸附限位部(4130)对所述工件施加的压力的值。

8.根据权利要求7所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附安装座(4110)包括：

吸附安装盘(4111)，所述吸附盘(4120)和所述吸附限位部(4130)均安装在所述吸附安装盘(4111)上，所述压力传感器(4140)的一侧与所述吸附安装盘(4111)的背离所述吸附盘(4120)的一侧连接；

吸附连接块(4112)，与所述吸附安装盘(4111)间隔设置，所述压力传感器(4140)的另一侧与所述吸附连接块(4112)连接。

9.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附装置还包括：

相机安装座(4150)，与所述吸附安装座(4110)连接；

相机(4161)，设置在所述相机安装座(4150)上。

10.根据权利要求9所述的吸附装置，其特征在于，所述相机安装座(4150)具有避让孔(4151)，所述相机(4161)设置在所述相机安装座(4150)的避让孔(4151)处，所述相机(4161)的拍摄方向沿所述相机安装座(4150)的避让孔(4151)的轴线设置，所述吸附装置还包括环形光源(4162)，所述环形光源(4162)设置在所述相机安装座(4150)上，且所述环形光源(4162)环绕所述避让孔(4151)设置。

11.一种装配机器人，其特征在于，所述装配机器人包括装配机械臂和设置在所述装配机械臂上的吸附装置，所述吸附装置为权利要求1至10中任一项所述的吸附装置。