CN111185925A - 一种末端执行器及自动化设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种末端执行器及自动化系统。其中，所述末端执行器包括相对设置的第一部、第二部和驱动部；所述第一部包括面对所述第二部的第一夹持面；所述第二部包括面对所述第一部的第二夹持面；所述驱动部驱动所述第一部和所述第二部相向和相反运动，以夹持或放开目标物；所述第一夹持面和/或所述第二夹持面上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，通过所述滑动部调整被夹持的目标物的夹持方位。采用本发明的技术方案，通过在末端执行器上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，使得末端执行器能够在各种情况下，能更准确的抓取目标物的预设最佳位置，从而为后续操作的成功、准确完成提供一定的帮助。

Description

一种末端执行器及自动化设备

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，具体涉及一种末端执行器及自动化设备。

背景技术

现有的自动化设备，可以包括机械臂(比如：机械手)或机架(比如：大型传统机器设备)，在机械臂或机架的末端设置末端执行器，通过机械臂或机架带动末端执行器移动到需要的位置，然后控制末端执行器抓取目标物，进而执行后续的各种操作。

目标物在被抓取后，由于后续各种操作的要求不同，往往需要末端执行器抓取目标物某一预设的最佳位置；但实际操作中，由于某些原因，往往无法准确抓取目标物的最佳位置，从而影响后续操作的完成或者完成的准确性；或者需要基于视觉等等方法进行多角度的分析或多次调整后，才能达到抓取目标物预设的最佳位置的完成；或者由于没有抓取到目标物的预设的最佳位置，在执行后续操作过程中，需要基于视觉等等方法进行多次的分析和调整，才能完成后续的操作。

如图4所示，图4为本发明提供的末端执行器在抓取电源线尾部时的结构示意图。以电源线检测项目对电源线尾部检测过程为例，末端执行器11需要抓取电源线的头部(图中省略)和尾部M，并后续带动头部和尾部分别插入检测插座(图中省略)中检测其是否通电良好；在抓取尾部时，通常需要末端执行器11抓取尾部M的最佳预设位置，比如：两个侧面(如图5A所示，5A为本发明提供的末端执行器在抓取电源线尾部时预定最佳位置的俯视图)；但由于在抓取电源线头部后，电源线尾部会有拖甩的过程，因此，当末端执行器11抓取尾部M时，有时抓住的往往是电源线M的棱角处，使得电源线尾部M相对预定的最佳的抓取位置发生偏转(如图5B所示，5B为本发明提供的末端执行器在抓取电源线尾部时尾部发生偏转的俯视图)，造成在后续进行插尾部的动作时，因为尾部M的偏转，不能将尾部准确插入插座内；或者需要依靠视觉等等方法的分析或调整才能使得后续的插入动作准确完成；另外，在末端执行器夹取尾部后，由于发生尾部相对预设的最佳位置发生偏转，使得正好抓取的是尾部M的棱角位(如图5B所示)，末端执行器10与尾部M接触面积较小，使得尾部M夹取状态不稳定，因此后续在执行下插动作需要带动尾部向插座施加一定作用力时，很容易出现目标物偏移、甚至掉落等等问题，使得后续操作不能准确完成、甚至不能完成；或者同样需要多次的分析和调整才能完成。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种末端执行器及自动化设备。

本发明第一方面提供一种末端执行器，所述末端执行器包括相对设置的第一部、第二部和驱动部；所述第一部包括面对所述第二部的第一夹持面；所述第二部包括面对所述第一部的第二夹持面；

所述驱动部驱动所述第一部和所述第二部相向和相反运动，以夹持或放开目标物；

所述第一夹持面和/或所述第二夹持面上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，以通过所述滑动部调整被夹持的所述目标物的夹持方位。

进一步，所述滑动部包括滑动件和本体；所述本体上设置容置槽；所述滑动件可转动的容置在所述容置槽内。

进一步，所述滑动件包括滚珠或滚柱。

进一步，所述滑动部包括本体。

进一步，所述滑动部包括本体；所述本体对应所述第一夹持面和/或所述第二夹持面的面设置凸起。

进一步，所述末端执行器还包括弹性件；

所述弹性件沿所述预设滑动方向可发生形变的连接所述本体与所述第一夹持面和/或所述第二夹持面。

进一步，所述可滑动的设置为所述末端执行器还包括导向组件，所述导向组件用于对所述预设滑动方向进行导向；

所述导向组件包括第一导向部和可滑动的设置在所述第一导向部上的第二导向部；所述第一导向部设置在滑动部与所述第一部和/或所述第二部的其中之一上；所述第二导向部设置在所述滑动部与所述第一部和/或所述第二部中的另一个上。

进一步，至少一个所述滑动部形成沿中心轴逐渐倾斜的预设滑动方向。

进一步，所述第一面和/或所述第二面上还固定设置第一垫板。

进一步，所述滑动部对应所述第一夹持面和/或所述第二夹持面的相对面还固定设置第二垫板。

进一步，所述第一部上设置第一限位部；和/或所述第二部上设置第二限位部；

通过所述第一限位部和/或所述第二限位部对所述目标物在对应所述第一限位部和所述第二限位部的方向进行限位。

本发明第二方面提供一种自动化设备，所述自动化设备包括至少一个上面任意一项所述的末端执行器。

采用本发明的末端执行器及自动化设备，具有如下有益效果：

通过在末端执行器上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，使得末端执行器能够在各种情况下，能准确的抓取目标物的预设最佳位置，从而为后续操作的成功、准确完成提供一定的帮助。

另外，通过在末端执行器上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，可以减少在抓取目标物或带动目标物执行后续操作过程中不断分析和调整的情况的发生，使得夹取和/或后续相关操作的程序更加简化，能更快速的实现夹取或者后续相关操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的末端执行器的实施例的第一结构框图。

图2为本发明提供的末端执行器的实施例的第二结构框图。

图3A为本发明提供的末端执行器实施例的局部爆炸的第一结构示意图。

图3B为本发明提供的末端执行器实施例的局部爆炸的第二结构示意图。

图3C为本发明提供的末端执行器实施例的局部爆炸的第三结构示意图。

图3D为本发明提供的末端执行器实施例的局部爆炸的第四结构示意图。

图3E为本发明提供的末端执行器实施例的局部爆炸的第五结构示意图。

图3F为本发明提供的末端执行器实施例的局部爆炸的第六结构示意图。

图4为本发明提供的末端执行器实施例在抓取电源线尾部时的结构示意图。

图5A为本发明提供的末端执行器实施例在抓取电源线尾部时预定最佳位置的俯视图。

图5B为本发明提供的末端执行器实施例在抓取电源线尾部时尾部发生偏转的俯视图。

图6为本发明提供的末端执行器实施例在抓取电源线头部时的俯视图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供末端执行器及自动化设备，通过在末端执行器上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，使得末端执行器能够在各种情况下，能更准确的抓取目标物的预设最佳位置，从而为后续操作的成功、准确完成提供一定的帮助。

图1为本发明提供的末端执行器的实施例的第一结构框图。

如图1所示，本发明实施例提供一种末端执行器11；所述末端执行器11包括相对设置的第一部111、第二部112和驱动部113；所述第一部111包括面对所述第二部的第一夹持面1111；所述第二部112包括面对所述第一夹持面的第二夹持面1121；

所述驱动部113驱动所述第一部111和所述第二部112相向和相反运动，以通过第一夹持面1111和第二夹持面1121夹持或放开目标物；

所述第一夹持面1111和/或所述第二夹持面1121上可滑动的设置可沿预设滑动方向X(如图5A所示)滑动的滑动部114；这样在夹持一些有棱角的物体,如图4所示，以夹持电源线的尾部M为例，其为近似长方体的结构，预设的最佳夹持方位置通常为尾部M的两个侧面；如图5B所示，但在实际操作过程中，由于尾部的拖甩等情况的发生，可能使得第一夹持面和第二夹持面正好夹持到尾部M的棱角处；如图5A所示，当通过驱动部111继续驱动第一部111和第二部112相向运动时，由于滑动部114可滑动的设置，因此可以自动调整电源线尾部M被夹持的位置,使得调整后的夹持方位置为预设的最佳位置，从而方便后续的进一步操作。如图1所示，本具体实施例以第一夹持面和第二夹持面上都设置滑动部为例进一步详细说明。

需要说明的是，所述预设滑动方向可以根据需要调整为任意的方向；预设滑动方向可以为一个，也可以为多个。

需要说明的是，可滑动的设置可以采用任意可以满足该功能的结构或结构组件实现，比如：通过后面实施例所述的弹性件或导向组件等等结构的连接，从而实现可滑动的设置，后面实施例会有进一步详细的说明。。

可沿预设滑动方向滑动，可以通过任意满足该功能的结构或结构组件实现，比如：滚珠和导向组件的结合(如图3A所示，图3A为本发明提供的末端执行器的实施例的局部爆炸的第一结构示意图)；或者滚柱结构(如图3B所示，图3B为本发明提供的末端执行器的实施例的局部爆炸的第二结构示意图)等等，后面实施例会有进一步详细的说明。

采用上面结构所述的末端执行器，通过在末端执行器上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，使得末端执行器能够在各种情况下，能更准确的抓取目标物的预设最佳位置，从而为后续操作的成功、准确完成提供一定的帮助。

另外，通过在末端执行器上可滑动的设置滑动部，可以减少在抓取目标物或带动目标物执行后续操作过程中不断分析和调整的情况的发生，使得夹取和/或后续相关操作的程序更加简化，能更快速的实现夹取或者后续相关操作。

图2为本发明提供的末端执行器的实施例的第二结构框图；图6为本发明提供的末端执行器在抓取电源线头部时的俯视图。

如图2或6所示，在一些实施例中，所述第一部11上设置第一限位部1112；和/或第二部112上设置第二限位部1122，可以通过第一限位部1112和/或第二限位部1122对被夹取得目标物体在对应第一限位部1112和/或第二限位部1122的方向进行限位，从而使得末端执行器适应更多的应用，比如：在抓取电源线头部L时，通过第一限位部1112和/或第二限位部1122的配合，限定头部L在该方向的移动，防止在后续带动头部插入检测插座时，因为受外力的作用，而发生该方向的位移。下面实施例以所述第一部11上设置第一限位部1112；和/或第二部112上设置第二限位部1122为例进一步详细说明，但也可以后面实施例的第一部和第二部不包括第一限位部和第二限位部。

需要说明的是，所述滑动部可以包括各种能实现该功能的结构，为方便理解，下面以某些具体的滑动部结构为例进一步详细说明，但需要说明的是，所述滑动部的结构并不限于下面实施例所述。

继续如图3A所示，在一些实施例中，所述滑动部114包括滑动件1141和本体1142；本体1142对应第一夹持面1111和/或所述第二夹持面1112设置；本体1142上设置容置槽，所述滑动件1141可滑动的容置在容置槽内，由于本体对应第一夹持面和/或所述第二夹持面设置，因此在第一夹持面和/或所述第二夹持面的阻挡下，可以保证滑动件不会从容置槽内滑出。

所述滑动件1141可以为一个，也可以为多个(如图3A所示)。

需要说明的是，所述滑动件1141为可以滑动的任意结构件，比如：滚珠1141(如图3A所示)、滚柱1141(如图3B所示)等等。当为滚珠时，滑动件可以沿任意方向滚动，因此需要配合设置导向组件(后面会有进一步详细说明)，从而实现沿预设滑动方向的滑动；当为滚柱1141时，则根据滚柱1141设置的方向，从而实现预设滑动方向的滑动。

图3C为本发明提供的末端执行器的实施例的局部爆炸的第三结构示意图；图3D为本发明提供的末端执行器的实施例的局部爆炸的第四结构示意图。

如图3C所示，在另一些实施例中，所述滑动部可以只包括本体1142，优选的，本体对应待被夹持后的目标物的面尽量平整，并采用摩擦系数小(比如：摩擦系数小于1)的材料制成；比如：含氟聚合物、石墨等等材料，含氟聚合物又称氟树脂，是分子中含有氟原子的合成树脂的总称。因为氟原子极性强，当氟原子和其他元素结合时几乎是夺取其电子，成为最外层8电子的稳定结构，因此，很难有其他基团和其发生范德华力作用，导致其表面能低。其中，特氟龙(又称聚四氟乙烯)，是目前应用很广的含氟聚合物。

如图3D所示，在另一些实施例中，为减少本体1142与第一夹持面和/或第二夹持面之间的摩擦，可以在本体对应所述第一夹持面和/或所述第二夹持面的位置固定设置一个或者多个凸起1143。

需要说明的是，所述滑动部可滑动的设置在所述第一面和/或所述第二面上，可以通过任意可能的结构实现。为方便理解，下面以某些具体实施例进一步详细描述，但需要说明的是，所述滑动部可滑动的设置在所述第一面和/或所述第二面上并不限于下面实施例所述。

如图3B所示，在一些实施例中，所述滑动部还包括弹性件1143；所述弹性件1143沿预设的滑动方向X可发生形变的连接所述本体与所述第一夹持面和/或所述第二夹持面，从而实现所述滑动部可滑动的设置在所述第一面和/或所述第二面。这样，当末端执行器夹持所述目标物，滑动部发生滑动后，弹性件受到拉伸或者压缩变形产生弹性作用力，在抓取下一个目标物时，在弹性件的弹性作用力下，滑动部会复位到初始位置处。

需要说明的是，所述弹性件可以包括但不限于弹簧、弹片或弹性柱塞。

如图3A所示，在另一些实施例中，所述末端执行器11还包括导向组件115，所述导向组件115用于对所述滑动部114的滑动路径导向；

所述导向组件115包括第一导向部1151和可沿导向路径滑动的设置在所述第一导向部1151上的第二导向部1152；所述第一导向部固定连接滑动部与所述第一面和/或所述第二面的其中之一；所述第二导向部固定连接所述第一导向部设置在所述滑动部与所述第一面和/或所述第二面中的另一个。

需要说明的是，所述导向组件可以包括但不限于：导向槽1151和导向块1152(如图3A所示)；导轨和滑块；或者在第一面和/或所述第二面上设置可容置滑动部的本体的滑槽，而本体对应滑槽的两侧边可滑动的设置在滑槽内等等任意可以导向的结构组件。

图3E为本发明提供的末端执行器的实施例的局部爆炸的第五结构示意图。

如图3E所示，在一些实施例中，末端执行器可以即包括弹性件1143又包括导向组件115。

需要说明的是，所述可沿预设滑动方向滑动，可以通过任意满足该功能的结构或结构组件实现。为方便理解，下面以某些具体实施例进一步详细描述，但需要说明的是，所述可沿预设滑动方向滑动并不限于下面实施例所述。

如图3A所示，所述可沿预设滑动方向滑动为滚珠1141和导向组件115相配合的结构组件，因为滚珠可以沿任意方向转动，因此需要配合导向组件；有关滚珠和导向组件的相关描述参见上面的实施例，在此不再重复赘述。

如图3B所示，所述可沿预设滑动方向滑动为沿预设方向设置的滚柱1141结构，

继续如图5B所示，在一些优选实施例中，所述至少一个所述滑动部114形成对应中心轴O形成沿所述中心轴O逐渐倾斜的预设滑动方向；当第一夹持面和第二夹持面上都分别设置滑动部114时，可以只有一个滑动部114为倾斜的预设滑动方向，另一个为平行于中心轴O的预设滑动方向；也可以两个滑动部沿中心轴O成对称的沿所述中心轴O逐渐倾斜的预设滑动方向滑动；通过设定至少一个滑动部为沿所述中心轴O逐渐倾斜的预设滑动方向滑动可以帮助末端执行器更加顺畅的调整目标物的夹持方位置，在某些情况下，比如：当目标物表面比较软，当第一部和第二部相向运动时，使得滑动部更容易沿预设滑动方向发生滑动。需要说明的是，所述中心轴O可以为平行于或垂直于纸面或屏幕的轴。

为实现上述目的，可以使得第一夹持面和/或所述第二夹持面形成相对中心轴O逐渐倾斜的面，这样当滑动部固定在第一夹持面和/或第二夹持面后，可以调整滑动部的预设滑动方向。

图3F为本发明提供的末端执行器的实施例的局部爆炸的第六结构示意图。

如图3F所示，在一些实施例中，为了提高滑动部滑动的灵敏度，可以在第一夹持面1111和/或所述第二夹持面1121上固定第一垫板116以对应滑动件1141设置，该第一垫板通常需要采用表面平整光滑，且采用硬度较高的材料制成，这样即可以提高滑动部滑动的灵敏度；并且在第一垫板在经常滑动发生磨损后，方便对其进行更换。

继续如图3F所示，在一些实施例中，进一步为了提高滑动部滑动的灵敏度，可以在本体上对应被夹持后的目标物的面固定设置第二垫板117；同样该第二垫板通常需要采用表面平整光滑，且采用硬度较高的材料制成，这样即可以提高滑动部滑动的灵敏度；并且在第二垫板在经常滑动发生磨损后，方便对其进行更换。

在一些实施例中，本发明实施例还提供一种自动化设备。

所述自动化设备包括机械臂(机械手)或机架(大型传统设备机架)；至少一个末端执行器安装在机械臂或机架的末端，通过机械臂或机架带动末端执行器移动到目标位置，通过末端执行器夹取目标物体，并进行相应的后续操作。

需要说明的是，所述自动化设备可以包括：机器人；各种功能的自动化设备，可以包括：交通设备(比如：地铁或磁悬浮列车中应用直线电机)；精密仪器(比如：绘图仪器、医疗设备、航空航天仪器等)；传送设备(比如：电梯)；加速设备(比如：发射装置)；生活设备(比如：电动推拉门、电动开关窗帘)等等。其中，机器人可以看作是一种高级的自动化设备。

所述机械臂包括通过多个驱动轴和连杆串联起来的串联机械手(比如：四轴机器人或六轴机器人)；或者通过多个驱动轴和连杆并联起来的并联机械手(比如：Delta机器人)。

所述末端执行器的相关描述参见上面的实施例，在此不再重复赘述。

当元件被表述“固定于”、“固定连接”、“固定设置”另一个元件等等类似的词语，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件、与另一个元件预制成一体。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。

本文术语中“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B,可以表示单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明的权利要求书和说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等(如果存在)是用来区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”“具有”以及他们的任何形变，意图在于覆盖不排他的包含。例如：包括了一系列步骤或者模块的过程、方法、系统、产品或机器人不必限于清楚地列出的那些步骤或者模块，而是包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或机器人固有的其它步骤或模块。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的结构和模块并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明实施例所提供的末端执行器及自动化设备进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种末端执行器，其特征在于，所述末端执行器包括相对设置的第一部、第二部和驱动部；所述第一部包括面对所述第二部的第一夹持面；所述第二部包括面对所述第一部的第二夹持面；

所述驱动部驱动所述第一部和所述第二部相向和相反运动，以夹持或放开目标物；

所述第一夹持面和/或所述第二夹持面上可滑动的设置可沿预设滑动方向滑动的滑动部，以通过所述滑动部调整被夹持的所述目标物的夹持方位。

2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述滑动部包括滑动件和本体；所述本体上设置容置槽；所述滑动件可转动的容置在所述容置槽内。

3.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述滑动件包括滚珠或滚柱。

4.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述滑动部包括本体。

5.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述滑动部包括本体；所述本体对应所述第一夹持面和/或所述第二夹持面的面设置凸起。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括弹性件；

所述弹性件沿所述预设滑动方向可发生形变的连接所述本体与所述第一夹持面和/或所述第二夹持面。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的末端执行器，其特征在于，所述可滑动的设置为所述末端执行器还包括导向组件，所述导向组件用于对所述预设滑动方向进行导向；

所述导向组件包括第一导向部和可滑动的设置在所述第一导向部上的第二导向部；所述第一导向部设置在滑动部与所述第一部和/或所述第二部的其中之一上；所述第二导向部设置在所述滑动部与所述第一部和/或所述第二部中的另一个上。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的末端执行器，其特征在于，至少一个所述滑动部形成沿中心轴逐渐倾斜的预设滑动方向。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的末端执行器，其特征在于，所述第一面和/或所述第二面上还固定设置第一垫板。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的末端执行器，其特征在于，所述滑动部对应所述第一夹持面和/或所述第二夹持面的相对面还固定设置第二垫板。

11.根据权利要求1-5任意一项所述的末端执行器，其特征在于，所述第一部上设置第一限位部；和/或所述第二部上设置第二限位部；

通过所述第一限位部和/或所述第二限位部对所述目标物在对应所述第一限位部和所述第二限位部的方向进行限位。

12.一种自动化设备，其特征在于，所述自动化设备包括至少一个权利要求1-11任意一项所述的末端执行器。

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