CN111168705B - 一种机器人抓取用的末端执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人抓取用的末端执行机构，涉及机器人技术领域，包括座板、座板后端固定连接的旋转组件、座板前端左右两侧对称设置的抓取臂、座板上端铰接的吸附臂座板下端铰接的托举臂，所述座板的中间设有板状结构的主体板，且在主体板的上下两端分别设有开档结构的轴座I与轴座II，且在轴座I的左右两侧对称设有电机安装座I。本发明通过控制驱动电机I实现座板前端的抓取臂的开合动作，通过电缸I与电缸II控制抓取臂上各段的开合动作，进而使抓取物体的外型与尺寸范围更广；本发明通过臂宽伸长驱动组件控制导向槽内两抓取臂之间的间距，进而控制抓取臂的抓取长度，进一步提高了整个机器人抓取产品的适用范围。

Description

一种机器人抓取用的末端执行机构

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人抓取用的末端执行机构。

背景技术

工业机器人是现代工业自动化生产总必不可少的设备，现有技术中的工业机器人根据工业生产的实际需要，通过编程实现自动化控制，对相关产品在生产环节中起到相应的控制、加工与检验作用，通过自动化的控制，大大的降低了人工劳动强度，并且在一定程度上避免了人工操作中出现的各种技术性的错误，因此在一定程度上提高了工业生产的效率与产品的质量。

机器人在工业生产中，特别是在对产品进行抓取时，其单工作臂抓取产品的范围较窄，特别是相对尺寸或外形变化较大的产品，其抓取往往需要定制不同的机械手，这样一来其加工的成本与工作的连贯性就会被破坏，因此无法同时满足多种产品的抓取需求。

因此，发明一种机器人抓取用的末端执行机构来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人抓取用的末端执行机构，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：一种机器人抓取用的末端执行机构，包括座板、座板后端固定连接的旋转组件、座板前端左右两侧对称设置的抓取臂、座板上端铰接的吸附臂座板下端铰接的托举臂，其特征在于：所述座板的中间设有板状结构的主体板，且在主体板的上下两端分别设有开档结构的轴座I与轴座II，且在轴座I的左右两侧对称设有电机安装座I，所述主体板的前端面上左右对称开设有槽体结构的导向槽；

所述抓取臂左右对称滑配在导向槽内，并且沿导向槽的导向呈均布排列，所述抓取臂由指节I、指节I前端铰接的指节II、指节II前端铰接的指节III与指节I后端铰接的连接臂构。

优选的，沿所述导向槽的导向且在两抓取臂之间设有臂宽伸长驱动组件，所述臂宽伸长驱动组件由电缸III、电缸III两端固定连接的连接板II与电缸III四周所设的导向连接柱构成。

优选的，所述吸附臂由转板I、转板I前端垂直连接的端板I、端板I前端面上均布安装的吸盘、转板I下端固定套接的转轴I与转轴I轴端固定连接的驱动电机II构成。

优选的，所述转轴I与轴座I的两侧壁体相套配，所述驱动电机II固定安装在轴座I的侧面，且驱动电机II的主轴与转轴I的轴端通过联轴器固定连接在一起。

优选的，所述托举臂由转板II、转板II前端垂直连接的端板II、端板II前端固定粘合的防滑垫III、转板II下端固定套接的转轴II与转轴II轴端固定连接的驱动电机III构成。

优选的，所述转轴II与轴座II的两侧壁体相套接，所述驱动电机III固定安装在轴座II的侧面，且驱动电机III的主轴与转轴II的轴端通过联轴器固定连接在一起。

优选的，所述旋转组件由旋转臂筒、旋转臂筒前端所设的连接板I、旋转臂筒内部固定安装的旋转电机与旋转臂筒后端固定扣合的端盖构成，所述端盖的中间与旋转电机的主轴相穿配，所述连接板I与主体板的后端面通过螺栓相固定连接。

优选的，所述电缸III上下两端的连接板II分别与电缸III上下两端的指节I通过螺栓相固定连接，所述导向连接柱的一端与臂宽伸长驱动组件一侧的指节I相螺接固定，所述导向连接柱的另一端与臂宽伸长驱动组件另一侧的指节I相滑动套配。

优选的，所述指节I与连接臂通过铰接轴I相铰接，且铰接轴I与指节I相固定套接，所述指节I与指节II通过铰接轴II相铰接，且铰接轴II与指节II相固定套接，所述指节II与指节III通过铰接轴III相铰接，且铰接轴III与指节III相固定套接。

优选的，所述指节I的外侧面上固定设有铰接座I，所述指节II的外侧面上固定设有铰接座II，所述指节III的后端固定设有铰接座III，且在铰接座III与铰接座II之间连接有电缸II，所述铰接座II与铰接座I之间连接有电缸I。

优选的，所述连接臂的侧面设有与导向槽相滑配的滑块，所述主体板前端面左右两侧上端的连接臂通过螺栓与主体板的前端面相固定，所述抓取臂的上端并且在电机安装座I的上端固定安装有驱动电机I，所述驱动电机I的主轴与铰接轴I的轴端通过连接器相固定连接。

优选的，所述指节II的内侧面上固定嵌配有防滑垫I，且在防滑垫I的端面上设有竖直均布排列的波纹齿。

优选的，所述指节III的内侧面上固定嵌配有防滑垫II，且在防滑垫II的端面上设有水平均布排列的波纹齿。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过控制驱动电机I实现座板前端的抓取臂的开合动作，通过电缸I与电缸II控制抓取臂上各段的开合动作，进而使抓取物体的外型与尺寸范围更广，提高了机器人抓取产品的适用范围；

2、本发明通过臂宽伸长驱动组件控制导向槽内两抓取臂之间的间距，进而控制抓取臂的抓取长度，进一步提高了整个机器人抓取产品的适用范围；

3、本发明通过吸附臂与托举臂协调工作，可实现对物体进行另一方向上的对向夹取，进一步提高了整个机器人抓取产品的适用范围

4、本发明可单独通过驱动电机II控制端板I旋转使吸盘与物体表面贴合，然后通过吸盘将物体吸附在端板I表面，实现对物体的抓取，该种抓取方式进一步的提高了整个机器人抓取产品的适用范围。

附图说明

图1为本发明整体结构轴侧视图。

图2为本发明整体结构轴侧爆炸视图。

图3为本发明整体结构主视图。

图4为图3中A-A处剖面结构视图。

图5为本发明整体结构右视图。

图6为图5中B-B处剖面结构轴侧视图。

图7为座板轴侧结构视图。

图8为抓取臂轴侧结构视图I。

图9为抓取臂轴侧结构视图II。

图中：1、座板；2、抓取臂；3、吸附臂；4、托举臂；5、驱动电机I；6、旋转组件；7、臂宽伸长驱动组件；101、主体板；102、轴座I；103、轴座II；104、电机安装座I；105、导向槽；201、指节I；202、指节II；203、指节III；204、连接臂；205、铰接轴I；206、铰接轴II；207、铰接轴III；208、滑块；209、铰接座I；210、铰接座II；211、铰接座III；212、电缸I；213、电缸II；214、防滑垫I；215、防滑垫II；301、转板I；302、端板I；303、转轴I；304、吸盘；305、驱动电机II；401、转板II；402、端板II；403、转轴II；404、防滑垫III；405、驱动电机III；601、旋转臂筒；602、连接板I；603、端盖；604、旋转电机；701、电缸III；702、连接板II；703、导向连接柱。

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。

本发明提供了如图1-9所示的一种机器人抓取用的末端执行机构，包括座板1、座板1后端固定连接的旋转组件6、座板1前端左右两侧对称设置的抓取臂2、座板1上端铰接的吸附臂3座板1下端铰接的托举臂4，座板1的中间设有板状结构的主体板101，且在主体板101的上下两端分别设有开档结构的轴座I102与轴座II 103，且在轴座I102的左右两侧对称设有电机安装座I104，主体板101的前端面上左右对称开设有槽体结构的导向槽105；

抓取臂2左右对称滑配在导向槽105内，并且沿导向槽105的导向呈均布排列，抓取臂2由指节I 201、指节I 201前端铰接的指节II 202、指节II 202前端铰接的指节III 203与指节I 201后端铰接的连接臂204构成；

沿导向槽105的导向且在两抓取臂2之间设有臂宽伸长驱动组件7，臂宽伸长驱动组件7由电缸III 701、电缸III 701两端固定连接的连接板II 702与电缸III 701四周所设的导向连接柱703构成。

其中吸附臂3由转板I 301、转板I 301前端垂直连接的端板I 302、端板I 302前端面上均布安装的吸盘304、转板I 301下端固定套接的转轴I 303与转轴I 303轴端固定连接的驱动电机II 305构成；转轴I 303与轴座I102的两侧壁体相套配，驱动电机II 305固定安装在轴座I102的侧面，且驱动电机II 305的主轴与转轴I 303的轴端通过联轴器固定连接在一起，当物体表面较为平整光滑时，可通过控制驱动电机II 305旋转带动端板I 302翻转，进而将吸盘304与物体表面贴合，当吸盘304施加吸力时，将物体牢固的固定在端板I302的端面上，进而实现对物体的抓取。

进一步的，托举臂4由转板II 401、转板II 401前端垂直连接的端板II 402、端板II 402前端固定粘合的防滑垫III 404、转板II 401下端固定套接的转轴II 403与转轴II403轴端固定连接的驱动电机III 405构成；转轴II 403与轴座II 103的两侧壁体相套接，驱动电机III 405固定安装在轴座II 103的侧面，且驱动电机III 405的主轴与转轴II 403的轴端通过联轴器固定连接在一起，通过驱动电机III 405驱动控制端板II 402翻转，在翻转过程中实现对物体端面的限位动作。

另外旋转组件6由旋转臂筒601、旋转臂筒601前端所设的连接板I 602、旋转臂筒601内部固定安装的旋转电机604与旋转臂筒601后端固定扣合的端盖603构成，端盖603的中间与旋转电机604的主轴相穿配，连接板I 602与主体板101的后端面通过螺栓相固定连接，此处旋转组件6通过旋转电机604的主轴与机器人的手臂上端部分相连，当旋转电机604转动时会带动整个末端实现旋转动作。

而电缸III 701上下两端的连接板II 702分别与电缸III 701上下两端的指节I201通过螺栓相固定连接，导向连接柱703的一端与臂宽伸长驱动组件7一侧的指节I 201相螺接固定，导向连接柱703的另一端与臂宽伸长驱动组件7另一侧的指节I 201相滑动套配，通过控制电缸III 701的伸缩可控制导向槽105内两个相邻抓取臂2之间发生相对位移动作，当电缸III 701伸长时，两个抓取臂2之间的间距变大，增加了抓取臂2的抓握长度范围。

更为具体的，指节I 201与连接臂204通过铰接轴I 205相铰接，且铰接轴I 205与指节I 201相固定套接，指节I 201与指节II 202通过铰接轴II 206相铰接，且铰接轴II206与指节II 202相固定套接，指节II 202与指节III 203通过铰接轴III 207相铰接，且铰接轴III 207与指节III 203相固定套接；指节I 201的外侧面上固定设有铰接座I 209，指节II 202的外侧面上固定设有铰接座II 210，指节III 203的后端固定设有铰接座III211，且在铰接座III 211与铰接座II 210之间连接有电缸II 213，铰接座II 210与铰接座I 209之间连接有电缸I 212，通过控制电缸I 212的伸缩可使指节II 202绕指节I 201前端的铰接轴II 206转动，通过控制电缸II 213的伸缩可使指节III 203绕指节II 202前端的铰接轴III 207转动，进而实现了抓取臂2的握拳抓紧与张开放松动作，实现对物体的抓放动作。

其中连接臂204的侧面设有与导向槽105相滑配的滑块208，主体板101前端面左右两侧上端的连接臂204通过螺栓与主体板101的前端面相固定，抓取臂2的上端并且在电机安装座I104的上端固定安装有驱动电机I 5，驱动电机I 5的主轴与铰接轴I 205的轴端通过连接器相固定连接，通过驱动电机I 5可驱动指节I 201连带指节II 202与指节III 203绕连接臂204端部的铰接轴I 205开合转动，因此可以实现对物体的抓放动作。

进一步的，指节II 202的内侧面上固定嵌配有防滑垫I 214，此处防滑垫I 214由弹性耐磨材料制成，如弹性耐磨橡胶，且在防滑垫I 214的端面上设有竖直均布排列的波纹齿，当抓取臂2向中间将物体夹紧时，防滑垫I 214端面上的竖纹可有效的防止物体发生径向转动，进而可以增加夹持物体的牢固程度。指节III 203的内侧面上固定嵌配有防滑垫II215，此处防滑垫II215由弹性耐磨材料制成，如弹性耐磨橡胶，且在防滑垫II 215的端面上设有水平均布排列的波纹齿，当抓取臂2向中间将物体夹紧时，防滑垫II 215端面上的横纹可有效的防止物体发生轴向位移，进而可以进一步的增加夹持物体的牢固程度。

本发明工作原理：

本发明可实现多种抓取方式，

方式一：通过驱动电机I 5控制抓取臂2的对向或背向旋转，实现对物体的抓放动作，并且还可以根据物体的长度，控制电缸III 701伸缩，使导向槽105槽内的两个相邻抓取臂2之间的间距发生改变，进而合理的控制整个末端的抓取范围；

方式二：通过驱动电机III 405与驱动电机II 305的联合动作，控制端板I 302与端板II 402对向或背向旋转，实现对物体的抓放动作；

方式三：通过单独控制驱动电机II 305控制端板I 302表面的吸盘304与物体表面贴合，然后通过吸盘304对物体表面吸合，实现对物体的抓取动作，整个过程简单，抓取方式较多，适用物体的外形与尺寸范围较广，因此使用起来更加灵活，通过本发明可以在工业生产中，减少机器人的投入，因此会降低生产成本。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (6)

1.一种机器人抓取用的末端执行机构，包括座板(1)、座板(1)后端固定连接的旋转组件(6)、座板(1)前端左右两侧对称设置的抓取臂(2)、座板(1)上端铰接的吸附臂(3)座板(1)下端铰接的托举臂(4)，其特征在于：所述座板(1)的中间设有板状结构的主体板(101)，且在主体板(101)的上下两端分别设有开档结构的轴座I(102)与轴座II(103)，且在轴座I(102)的左右两侧对称设有电机安装座I(104)，所述主体板(101)的前端面上左右对称开设有槽体结构的导向槽(105)；

所述抓取臂(2)左右对称滑配在导向槽(105)内，并且沿导向槽(105)的导向呈均布排列，所述抓取臂(2)由指节I(201)、指节I(201)前端铰接的指节II(202)、指节II(202)前端铰接的指节III(203)与指节I(201)后端铰接的连接臂(204)构成；

沿所述导向槽(105)的导向且在两抓取臂(2)之间设有臂宽伸长驱动组件(7)，所述臂宽伸长驱动组件(7)由电缸III(701)、电缸III(701)两端固定连接的连接板II(702)与电缸III(701)四周所设的导向连接柱(703)构成；

所述吸附臂(3)由转板I(301)、转板I(301)前端垂直连接的端板I(302)、端板I(302)前端面上均布安装的吸盘(304)、转板I(301)下端固定套接的转轴I(303)与转轴I(303)轴端固定连接的驱动电机II(305)构成；

所述转轴I(303)与轴座I(102)的两侧壁体相套配，所述驱动电机II(305)固定安装在轴座I(102)的侧面，且驱动电机II(305)的主轴与转轴I(303)的轴端通过联轴器固定连接在一起；

所述托举臂(4)由转板II(401)、转板II(401)前端垂直连接的端板II(402)、端板II(402)前端固定粘合的防滑垫III(404)、转板II(401)下端固定套接的转轴II(403)与转轴II(403)轴端固定连接的驱动电机III(405)构成；

所述转轴II(403)与轴座II(103)的两侧壁体相套接，所述驱动电机III(405)固定安装在轴座II(103)的侧面，且驱动电机III(405)的主轴与转轴II(403)的轴端通过联轴器固定连接在一起；

所述旋转组件(6)由旋转臂筒(601)、旋转臂筒(601)前端所设的连接板I(602)、旋转臂筒(601)内部固定安装的旋转电机(604)与旋转臂筒(601)后端固定扣合的端盖(603)构成，所述端盖(603)的中间与旋转电机(604)的主轴相穿配，所述连接板I(602)与主体板(101)的后端面通过螺栓相固定连接；

所述电缸III(701)上下两端的连接板II(702)分别与电缸III(701)上下两端的指节I(201)通过螺栓相固定连接，所述导向连接柱(703)的一端与臂宽伸长驱动组件(7)一侧的指节I(201)相螺接固定，所述导向连接柱(703)的另一端与臂宽伸长驱动组件(7)另一侧的指节I(201)相滑动套配。

2.根据权利要求1的一种机器人抓取用的末端执行机构，其特征在于：所述指节I(201)与连接臂(204)通过铰接轴I(205)相铰接，且铰接轴I(205)与指节I(201)相固定套接，所述指节I(201)与指节II(202)通过铰接轴II(206)相铰接，且铰接轴II(206)与指节II(202)相固定套接，所述指节II(202)与指节III(203)通过铰接轴III(207)相铰接，且铰接轴III(207)与指节III(203)相固定套接。

3.根据权利要求2的一种机器人抓取用的末端执行机构，其特征在于：所述指节I(201)的外侧面上固定设有铰接座I(209)，所述指节II(202)的外侧面上固定设有铰接座II(210)，所述指节III(203)的后端固定设有铰接座III(211)，且在铰接座III(211)与铰接座II(210)之间连接有电缸II(213)，所述铰接座II(210)与铰接座I(209)之间连接有电缸I(212)。

4.根据权利要求3的一种机器人抓取用的末端执行机构，其特征在于：所述连接臂(204)的侧面设有与导向槽(105)相滑配的滑块(208)，所述主体板(101)前端面左右两侧上端的连接臂(204)通过螺栓与主体板(101)的前端面相固定，所述抓取臂(2)的上端并且在电机安装座I(104)的上端固定安装有驱动电机I(5)，所述驱动电机I(5)的主轴与铰接轴I(205)的轴端通过连接器相固定连接。

5.根据权利要求1的一种机器人抓取用的末端执行机构，其特征在于：所述指节II(202)的内侧面上固定嵌配有防滑垫I(214)，且在防滑垫I(214)的端面上设有竖直均布排列的波纹齿。

6.根据权利要求1的一种机器人抓取用的末端执行机构，其特征在于：所述指节III(203)的内侧面上固定嵌配有防滑垫II(215)，且在防滑垫II(215)的端面上设有水平均布排列的波纹齿。

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