CN110802627B - 一种机械臂末端机械手爪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械臂末端机械手爪，属于机械技术领域。本机械手爪包括基板、安装柱和两块夹板，安装柱固定在基板的中部，基板上具有两条相互平行的导轨，两块夹板上均具有与导轨配合的导槽，两块夹板分别滑动连接在安装柱的两侧，两块夹板之间设置有固定在基板上的平行轴气缸，平行轴气缸能够推动夹板沿导轨方向平移，夹板的内侧具有一具有凹口的夹头。本发明具有结构简单、工件取放可靠等优点。

Description

一种机械臂末端机械手爪

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种机械臂末端机械手爪。

背景技术

从事生产活动中，在高温、多粉尘等恶劣的工作环境中，为了提高生产效率、降低劳动强度以及节约人力成本等，重复性的劳动逐渐被机械替代。采用机械臂将零件从一个工位搬运至另一个工位，需要在机械臂末端安装执行器，如吸盘、机械手爪及托持架等。

对于轴类工件的取拿，由于其平滑，抓取精度和效率较低，特别是小尺寸的轴类工件，机械臂末端不宜安装较多的电气控制件和驱动元件，这样会增大机械臂自重和体积。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种机械臂末端机械手爪，本发明所要解决的技术问题是如何提高工件抓取的可靠性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种机械臂末端机械手爪，其特征在于，本机械手爪包括基板、安装柱和两块夹板，所述安装柱固定在基板的中部，所述基板上具有两条相互平行的导轨，两块夹板上均具有与导轨配合的导槽，两块夹板分别滑动连接在安装柱的两侧，两块夹板之间设置有固定在基板上的平行轴气缸，所述平行轴气缸能够推动夹板沿导轨方向平移，所述夹板的内侧具有一具有凹口的夹头。

两块夹板通过相互靠近或相互分离实现两个夹头的收拢和张开，由于两块夹板分别位于安装柱的两侧，且滑动过程中两块夹板平稳，工件位于中部，受力均匀，不会造成工件的滑落。

在上述的一种机械臂末端机械手爪中，所述安装柱的下段为中空结构，所述安装柱内转动连接有一转筒，所述转筒内螺纹连接有一吸料管，所述吸料管内花键连接有一限位杆，所述限位杆与安装柱固定相连，所述转筒外固定设置有一齿圈，两块夹板上分别固定设置有一根齿条，所述齿条与齿圈啮合，两根齿条分别位于齿圈的两侧，所述吸料管的下端设置有电磁吸附件，本机械手爪用于对铁质工件的夹持。

两块夹板相互远离时，受到齿条和齿圈的作用，转筒旋转，位于转筒内的吸料管下移，直至吸料管下移至夹板之下，吸料管下端的电磁吸附件将工件吸附，两块夹板在相互靠近时，受到齿条和齿圈的作用，转筒旋转，位于转筒内的吸料管上移，直至吸料管将工件提升至两个夹头之间，此时，两个夹头之间的间距较小，能够对工件进行夹持，断开电磁吸附件的电路，使磁力消失，两块夹板相互远离，工件受重掉离，吸料管下移也能够推动工件脱离两个夹头的限位。

整个过程简单可靠，确保逐一取拿工件，且不会导致工件卡死等情况。

在上述的一种机械臂末端机械手爪中，所述电磁吸附件包括固定在吸料管下端的吸附头，所述吸附头内具有一插孔，所述吸附头内固定设置有一衔铁块，所述衔铁块上绕设有通电线圈，所述限位杆的下端固定设置有能够插设在插孔内的顶杆，所述通电线圈的一端与一电源的负极相连，所述电源的正极连接一触头一，所述通电线圈的另一端连接一触头二，所述触头一和触头二均设置在插孔的内壁上，所述插孔内滑动连接有一接触块，所述接触块与插孔底部之间通过一处于压缩状态下的复位弹簧相连。

工件在下料时，通过外部控制通电线圈的断开，在取件时又重新导通通电线圈，这样对机械手爪的协同控制要求较高，容易出现误操作，为了解决这一问题，在限位杆的下端固定设置一顶杆，该顶杆在吸附头上移时，与插孔配合，驱使接触块下移，使通电线圈断开，自动完成对通电线圈的断路，避免工件因吸附力而不能够顺畅的脱离吸附头，导致下料不彻底，在吸料管下移时，顶杆脱离插孔，通电线圈重新通电。

在上述的一种机械臂末端机械手爪中，所述吸附头的下端面呈上凹的U型曲面。

吸附头下端面呈曲面，该曲面呈U型，与工件的曲面配合，轴类工件能够在吸附力作用下自动摆正位置，使轴类工件的轴线位于两个夹板之间，避免夹板对其的干涉导致工件不能够顺畅的被提升。

在上述的一种机械臂末端机械手爪中，所述平行轴气缸有两个，两个平行轴气缸分别位于安装柱的两侧，两个平行轴气缸的两端分别具有一推杆，同一平行轴气缸的两个推杆分别与两块夹板固定相连。

对称设置的两个平行轴气缸能够提高对夹板驱动的可靠性。

在上述的一种机械臂末端机械手爪中，所述安装柱的顶部具有连接法兰。

连接法兰用于与机械臂的末端相连，本机械手爪作为一个可拆装的通用件，适用范围更广。

在上述的一种机械臂末端机械手爪中，所述气缸包括缸体，所述缸体上具有一气源接头，两个推杆的内端分别设置有一滑动连接在缸体内的活塞，两个活塞之间通过处于压缩状态下的回位弹簧相连，所述活塞外侧与缸体之间形成一气腔，两个气腔并联后与气源接头相通。

附图说明

图1是本机械手爪的正视图。

图2是本机械手爪的立体结构示意图。

图3是本机械手爪在张开状态下的截面图。

图4是本机械手爪在收拢状态下的截面图。

图5是图3中局部A的放大图。

图6是电磁吸附件的电路示意图。

图7是平行轴气缸的结构示意图。

图中，11、基板；12、安装柱；13、夹板；14、导轨；15、夹头；2、平行轴气缸；21、气源接头；22、推杆；23、活塞；24、回位弹簧；31、转筒；32、吸料管；33、限位杆；34、齿圈；35、齿条；36、吸附头；37、插孔；38、衔铁块；39、通电线圈；41、顶杆；42、触头一；43、触头二；44、接触块；45、复位弹簧；5、连接法兰。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示，本机械手爪包括基板11、安装柱12和两块夹板13，安装柱12固定在基板11的中部，基板11上具有两条相互平行的导轨14，两块夹板13上均具有与导轨14配合的导槽，两块夹板13分别滑动连接在安装柱12的两侧，两块夹板13之间设置有固定在基板11上的平行轴气缸2，平行轴气缸2能够推动夹板13沿导轨14方向平移，夹板13的内侧具有一具有凹口的夹头15。

两块夹板13通过相互靠近或相互分离实现两个夹头15的收拢和张开，由于两块夹板13分别位于安装柱12的两侧，且滑动过程中两块夹板13平稳，工件位于中部，受力均匀，不会造成工件的滑落。

如图3、图4、图5、图6和图7所示，安装柱12的下段为中空结构，安装柱12内转动连接有一转筒31，转筒31内螺纹连接有一吸料管32，吸料管32内花键连接有一限位杆33，限位杆33与安装柱12固定相连，转筒31外固定设置有一齿圈34，两块夹板13上分别固定设置有一根齿条35，齿条35与齿圈34啮合，两根齿条35分别位于齿圈34的两侧，吸料管32的下端设置有电磁吸附件，本机械手爪用于对铁质工件的夹持。两块夹板13相互远离时，受到齿条35和齿圈34的作用，转筒31旋转，位于转筒31内的吸料管32下移，直至吸料管32下移至夹板13之下，吸料管32下端的电磁吸附件将工件吸附，两块夹板13在相互靠近时，受到齿条35和齿圈34的作用，转筒31旋转，位于转筒31内的吸料管32上移，直至吸料管32将工件提升至两个夹头15之间，此时，两个夹头15之间的间距较小，能够对工件进行夹持，断开电磁吸附件的电路，使磁力消失，两块夹板13相互远离，工件受重掉离，吸料管32下移也能够推动工件脱离两个夹头15的限位。

整个过程简单可靠，确保逐一取拿工件，且不会导致工件卡死等情况。

电磁吸附件包括固定在吸料管32下端的吸附头36，吸附头36内具有一插孔37，吸附头36内固定设置有一衔铁块38，衔铁块38上绕设有通电线圈39，限位杆33的下端固定设置有能够插设在插孔37内的顶杆41，通电线圈39的一端与一电源的负极相连，电源的正极连接一触头一42，通电线圈39的另一端连接一触头二43，触头一42和触头二43均设置在插孔37的内壁上，插孔37内滑动连接有一接触块44，接触块44与插孔37底部之间通过一处于压缩状态下的复位弹簧45相连。工件在下料时，通过外部控制通电线圈39的断开，在取件时又重新导通通电线圈39，这样对机械手爪的协同控制要求较高，容易出现误操作，为了解决这一问题，在限位杆33的下端固定设置一顶杆41，该顶杆41在吸附头36上移时，与插孔37配合，驱使接触块44下移，使通电线圈39断开，自动完成对通电线圈39的断路，避免工件因吸附力而不能够顺畅的脱离吸附头36，导致下料不彻底，在吸料管32下移时，顶杆41脱离插孔37，通电线圈39重新通电。

吸附头36的下端面呈上凹的U型曲面。吸附头36下端面呈曲面，该曲面呈U型，与工件的曲面配合，轴类工件能够在吸附力作用下自动摆正位置，使轴类工件的轴线位于两个夹板13之间，避免夹板13对其的干涉导致工件不能够顺畅的被提升。

平行轴气缸2有两个，两个平行轴气缸2分别位于安装柱12的两侧，两个平行轴气缸2的两端分别具有一推杆22，同一平行轴气缸2的两个推杆22分别与两块夹板13固定相连。对称设置的两个平行轴气缸2能够提高对夹板13驱动的可靠性。

安装柱12的顶部具有连接法兰5。连接法兰5用于与机械臂的末端相连，本机械手爪作为一个可拆装的通用件，适用范围更广。

气缸包括缸体，缸体上具有一气源接头21，两个推杆22的内端分别设置有一滑动连接在缸体内的活塞23，两个活塞23之间通过处于压缩状态下的回位弹簧24相连，活塞23外侧与缸体之间形成一气腔，两个气腔并联后与气源接头21相通。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种机械臂末端机械手爪，其特征在于，本机械手爪包括基板（11）、安装柱（12）和两块夹板（13），所述安装柱（12）固定在基板（11）的中部，所述基板（11）上具有两条相互平行的导轨（14），两块夹板（13）上均具有与导轨（14）配合的导槽，两块夹板（13）分别滑动连接在安装柱（12）的两侧，两块夹板（13）之间设置有固定在基板（11）上的平行轴气缸（2），所述平行轴气缸（2）能够推动夹板（13）沿导轨（14）方向平移，所述夹板（13）的内侧具有一具有凹口的夹头（15）；

所述安装柱（12）的下段为中空结构，所述安装柱（12）内转动连接有一转筒（31），所述转筒（31）内螺纹连接有一吸料管（32），所述吸料管（32）内花键连接有一限位杆（33），所述限位杆（33）与安装柱（12）固定相连，所述转筒（31）外固定设置有一齿圈（34），两块夹板（13）上分别固定设置有一根齿条（35），所述齿条（35）与齿圈（34）啮合，两根齿条（35）分别位于齿圈（34）的两侧，所述吸料管（32）的下端设置有电磁吸附件，本机械手爪用于对铁质工件的夹持；

所述电磁吸附件包括固定在吸料管（32）下端的吸附头（36），所述吸附头（36）内具有一插孔（37），所述吸附头（36）内固定设置有一衔铁块（38），所述衔铁块（38）上绕设有通电线圈（39），所述限位杆（33）的下端固定设置有能够插设在插孔（37）内的顶杆（41），所述通电线圈（39）的一端与一电源的负极相连，所述电源的正极连接一触头一（42），所述通电线圈（39）的另一端连接一触头二（43），所述触头一（42）和触头二（43）均设置在插孔（37）的内壁上，所述插孔（37）内滑动连接有一接触块（44），所述接触块（44）与插孔（37）底部之间通过一处于压缩状态下的复位弹簧（45）相连；

所述平行轴气缸（2）有两个，两个平行轴气缸（2）分别位于安装柱（12）的两侧，两个平行轴气缸（2）的两端分别具有一推杆（22），同一平行轴气缸（2）的两个推杆（22）分别与两块夹板（13）固定相连；

所述安装柱（12）的顶部具有连接法兰（5）。

2.根据权利要求1所述一种机械臂末端机械手爪，其特征在于，所述吸附头（36）的下端面呈上凹的U型曲面。

3.根据权利要求1所述一种机械臂末端机械手爪，其特征在于，所述气缸包括缸体，所述缸体上具有一气源接头（21），两个推杆（22）的内端分别设置有一滑动连接在缸体内的活塞（23），两个活塞（23）之间通过处于压缩状态下的回位弹簧（24）相连，所述活塞（23）外侧与缸体之间形成一气腔，两个气腔并联后与气源接头（21）相通。