CN111230917A

CN111230917A - 一种工业机器人夹持结构

Info

Publication number: CN111230917A
Application number: CN202010107118.XA
Authority: CN
Inventors: 师阳
Original assignee: Nantong Textile Vocational Technology College
Current assignee: Nantong Textile Vocational Technology College
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2020-06-05

Abstract

本发明公开了一种工业机器人夹持结构，包括机械臂，机械臂的一端固定连接有万向轴，万向轴的表面固定连接有连接柱。该工业机器人夹持结构，通过设置快速移动装置和夹持装置，在使用时，伺服电机带动蜗杆转动，带动蜗轮和螺纹杆转动，带动螺纹管运动，带动夹持臂快速移动与物品的表面接触，对物品进行夹持，然后通过液压进油管对加压腔和功能管内泵入液压油，推动活塞和功能杆运动，功能杆带动接触运动与物品的表面接触夹持，通过压力传感器和可编PLC控制器配合控制加压腔和功能管内的液压油的压力，控制功能杆伸出的长度和力度，控制对不规则物品和较脆弱物品的夹紧程度，从而具有自动控制夹紧的强度和对不规则物品进行夹紧的特点。

Description

一种工业机器人夹持结构

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，更具体地说，它涉及一种工业机器人夹持结构。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

目前大多数工业机器人的夹持部件多为爪型，在夹持规则物品时可稳定夹持，但在夹持不规则物品或者表面较脆弱的物品时，由于物体本身表面的凹凸不平或较脆弱，导致平整平面对不规则物品摩擦力不足或者由于夹持力过大，在夹持时容易导致物品的掉落或者对物品表面造成损坏的问题，所以需要一种工业机器人夹持结构。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种工业机器人夹持结构，其具有自动控制夹紧的强度和对不规则物品进行夹紧的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种工业机器人夹持结构，包括机械臂，机械臂的一端固定连接有万向轴，万向轴的表面固定连接有连接柱，连接柱的表面固定连接有连接块，连接块的表面固定连接有固定臂箱，固定臂箱的内壁固定安装有固定轴承，两个固定轴承以固定臂箱的轴线为中心呈对称分布，固定轴承的内圈固定连接有螺纹杆，两个螺纹杆的螺纹旋向相反，螺纹杆的表面螺纹连接有螺纹管，两个螺纹管以固定臂箱的轴线为中心呈对称分布，固定臂箱的内壁固定连接有快速移动装置，快速移动装置包括定位轴承，定位轴承固定安装在固定臂箱的内底壁；

螺纹管的表面固定连接有夹持装置，夹持装置包括夹持臂，夹持臂的表面与螺纹管表面固定连接。

进一步地，两个螺纹杆的一端均固定连接有蜗轮，定位轴承的内圈固定连接有蜗杆，蜗杆的表面与蜗轮的表面啮合;

通过上述技术方案，蜗杆具有带动蜗轮转动的特点。

进一步地，连接块的下表面固定开设有安装槽，安装槽的一端贯穿并延伸至固定臂箱的内壁，安装槽的内壁固定安装有伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与蜗杆的一端固定连接；

通过上述技术方案，安装槽具有便于安装伺服电机的特点。

进一步地，固定臂箱的内底壁固定开设有滑槽，两个滑槽以固定臂箱的轴线为中心呈对称分布，夹持臂的表面与滑槽的内壁滑动连接；

通过上述技术方案，滑槽具有便于夹持臂与固定臂箱滑动连接的特点。

进一步地，固定臂箱的表面固定安装有可编PLC控制器，滑槽的内壁与固定臂箱的内壁分别固定安装有第一接近开关和第二接近开关，伺服电机、第一接近开关和第二接近开关均通过电线与可编PLC控制器电性连接；

通过上述技术方案，第一接近开关和第二接近开关具有防止螺纹杆转动带动螺纹管运动超程的特点。

进一步地，夹持臂的表面固定安装有第三接近开关，四个第三接近开关在夹持臂的表面呈交错均匀分布，第三接近开关通过电线与可编PLC控制器电性连接；

通过上述技术方案，第三接近开关具有自动控制伺服电机停止，保持夹持臂运动后与待夹持物品的表面接触后，自动停止运动的特点。

进一步地，夹持臂的内部设置有加压腔，加压腔的内壁固定连通有功能管，多个功能管在加压腔的内壁均匀分布，功能管的一端贯穿并延伸至夹持臂的表面；

通过上述技术方案，加压腔具有连通多个功能管的特点。

进一步地，功能管的内壁固定连接有限位环，两个限位环的表面均固定连接有密封环，限位环和密封环的内壁均滑动连接有功能杆，功能杆的一端固定连接有活塞，功能杆的另一端延伸至功能管的表面，活塞的表面与功能管的内壁滑动连接；

通过上述技术方案，限位环具有对活塞和功能杆运动进行行程限位的特点，密封环具有对功能管的密封的特点。

进一步地，功能杆的表面套接有弹簧，弹簧的一端与限位环的表面固定连接，弹簧的另一端与活塞的表面插接，功能杆的另一端固定连接有接触块，接触块的表面呈圆形状，接触块的表面固定连接橡胶凸块，多个橡胶凸块在接触块的表面均匀分布；

通过上述技术方案，橡胶凸块具有增大接触块与物品之间接触的摩擦力和进行柔性接触的特点。

进一步地，夹持臂的表面固定连接有液压进油管，液压进油管的一端贯穿并延伸至加压腔的内壁，加压腔的内壁固定连通有回油管，回油管的一端贯穿并延伸至夹持臂的表面，液压进油管的表面和回油管的表面分别固定安装有第一电磁阀和第二电磁阀，加压腔的内壁固定安装有压力传感器，第一电磁阀、第二电磁阀和压力传感器均通过电线与可编PLC控制器电性连接；

通过上述技术方案，压力传感器具有检测感应加压腔和功能管内的液压油油压的特点。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过设置快速移动装置和夹持装置，在使用时，伺服电机带动蜗杆转动，带动蜗轮和螺纹杆转动，带动螺纹管运动，带动夹持臂快速移动与物品的表面接触，对物品进行夹持，然后通过液压进油管对加压腔和功能管内泵入液压油，推动活塞和功能杆运动，功能杆带动接触运动与物品的表面接触夹持，通过压力传感器和可编PLC控制器配合控制加压腔和功能管内的液压油的压力，控制功能杆伸出的长度和力度，控制对不规则物品和较脆弱物品的夹紧程度，从而具有自动控制夹紧的强度和对不规则物品进行夹紧的特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中A处结构放大图；

图3为本发明固定臂箱结构剖视图；

图4为本发明夹持臂结构立体图；

图5为本发明功能管结构剖视图；

图6为本发明接触块结构立体图。

图中：1、机械臂；2、万向轴；21、连接柱；3、连接块；31、安装槽；32、伺服电机；4、固定臂箱；41、滑槽；42、可编PLC控制器；43、第一接近开关；44、第二接近开关；5、固定轴承；6、螺纹杆；61、蜗轮；7、螺纹管；8、定位轴承；81、蜗杆；9、夹持臂；91、第三接近开关；92、加压腔；93、功能管；94、限位环；95、密封环；96、功能杆；97、活塞；98、弹簧；99、接触块；910、橡胶凸块；911、液压进油管；912、回油管；913、第一电磁阀；914、第二电磁阀；915、压力传感器。

具体实施方式

实施例：

以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。

一种工业机器人夹持结构，如图1所示，包括机械臂1，机械臂1的一端固定连接有万向轴2，万向轴2的表面固定连接有连接柱21，连接柱21的表面固定连接有连接块3，连接块3的表面固定连接有固定臂箱4，固定臂箱4的内壁固定安装有固定轴承5，两个固定轴承5以固定臂箱4的轴线为中心呈对称分布，固定轴承5的内圈固定连接有螺纹杆6，两个螺纹杆6的螺纹旋向相反，螺纹杆6的表面螺纹连接有螺纹管7，两个螺纹管7以固定臂箱4的轴线为中心呈对称分布，固定臂箱4的内壁固定连接有快速移动装置，快速移动装置包括定位轴承8，定位轴承8固定安装在固定臂箱4的内底壁；

螺纹管7的表面固定连接有夹持装置，夹持装置包括夹持臂9，夹持臂9的表面与螺纹管7表面固定连接；

如图1-3所示，两个螺纹杆6的一端均固定连接有蜗轮61，定位轴承8的内圈固定连接有蜗杆81，蜗杆81的表面与蜗轮61的表面啮合，连接块3的下表面固定开设有安装槽31，安装槽31的一端贯穿并延伸至固定臂箱4的内壁，安装槽31的内壁固定安装有伺服电机32，伺服电机32的输出轴通过联轴器与蜗杆81的一端固定连接，固定臂箱4的内底壁固定开设有滑槽41，两个滑槽41以固定臂箱4的轴线为中心呈对称分布，夹持臂9的表面与滑槽41的内壁滑动连接，固定臂箱4的表面固定安装有可编PLC控制器42，滑槽41的内壁与固定臂箱4的内壁分别固定安装有第一接近开关43和第二接近开关44，伺服电机32、第一接近开关43和第二接近开关44均通过电线与可编PLC控制器42电性连接；

如图1和图4-6所示，夹持臂9的表面固定安装有第三接近开关91，四个第三接近开关91在夹持臂9的表面呈交错均匀分布，第三接近开关91通过电线与可编PLC控制器42电性连接，夹持臂9的内部设置有加压腔92，加压腔92的内壁固定连通有功能管93，多个功能管93在加压腔92的内壁均匀分布，功能管93的一端贯穿并延伸至夹持臂9的表面，功能管93的内壁固定连接有限位环94，两个限位环94的表面均固定连接有密封环95，限位环94和密封环95的内壁均滑动连接有功能杆96，功能杆96的一端固定连接有活塞97，功能杆96的另一端延伸至功能管93的表面，活塞97的表面与功能管93的内壁滑动连接，功能杆96的表面套接有弹簧98，弹簧98的一端与限位环94的表面固定连接，弹簧98的另一端与活塞97的表面插接，功能杆96的另一端固定连接有接触块99，接触块99的表面呈圆形状，接触块99的表面固定连接橡胶凸块910，多个橡胶凸块910在接触块99的表面均匀分布；

如图1和图4所示，夹持臂9的表面固定连接有液压进油管911，液压进油管911的一端贯穿并延伸至加压腔92的内壁，加压腔92的内壁固定连通有回油管912，回油管912的一端贯穿并延伸至夹持臂9的表面，液压进油管911的表面和回油管912的表面分别固定安装有第一电磁阀913和第二电磁阀914，加压腔92的内壁固定安装有压力传感器915，第一电磁阀913、第二电磁阀914和压力传感器915均通过电线与可编PLC控制器42电性连接；

通过设置快速移动装置和夹持装置，在使用时，伺服电机32带动蜗杆81转动，带动蜗轮61和螺纹杆6转动，带动螺纹管7运动，带动夹持臂9快速移动与物品的表面接触，对物品进行夹持，然后通过液压进油管911对加压腔92和功能管93内泵入液压油，推动活塞97和功能杆96运动，功能杆96带动接触运动与物品的表面接触夹持，通过压力传感器915和可编PLC控制器42配合控制加压腔92和功能管93内的液压油的压力，控制功能杆96伸出的长度和力度，控制对不规则物品和较脆弱物品的夹紧程度，从而具有自动控制夹紧的强度和对不规则物品进行夹紧的特点。

工作原理：在使用时，机械臂1通过万向轴2带动连接块3运动，连接块3带动固定臂箱4运动，在夹持物品时，启动伺服电机32转动，伺服电机32的输出轴通过联轴器带动蜗杆81转动，蜗杆81带动蜗轮61转动，蜗轮61带动螺纹杆6转动，螺纹杆6带动两个螺纹管7相对运动，螺纹管7带动夹持臂9运动，夹持臂9带动功能管93和接触块99运动，当接触块99的表面运动与物品的表面接触后，第三接近开关91与夹持物品的表面接近感应，发出电信号，可编PLC控制器42接收信号后，控制伺服电机32转动停止，同时控制第一电磁阀913打开，液压油通过液压进油管911进入加压腔92内后，进入功能管93内，挤压推动功能管93内的活塞97运动，活塞97带动功能杆96从功能管93内伸出，带动接触块99运动，与夹持物品的表面接触夹紧，通过压力传感器915检测感应加压腔92内部液压油的压力，反馈给可编PLC控制器42，当压力到达一定值后，可编PLC控制器42控制第一电磁阀913关闭，根据不同物品的表面质量和强度以及形状，调整适合的压力值，控制功能杆96伸出的长度和力度；

在机械臂1带动固定臂箱4、夹持臂9和物品移动到工位后，可编PLC控制器42控制第二电磁阀914打开，加压腔92内的液压油通过回油管912回流，对加压腔92和功能管93内释压，然后控制伺服电机32反转，伺服电机32的输出轴通过联轴器带动蜗杆81反转，带动螺纹管7反向运动，带动夹持臂9运动，松开物品。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种工业机器人夹持结构，包括机械臂（1），其特征在于：所述机械臂（1）的一端固定连接有万向轴（2），所述万向轴（2）的表面固定连接有连接柱（21），所述连接柱（21）的表面固定连接有连接块（3），所述连接块（3）的表面固定连接有固定臂箱（4），所述固定臂箱（4）的内壁固定安装有固定轴承（5），两个所述固定轴承（5）以固定臂箱（4）的轴线为中心呈对称分布，所述固定轴承（5）的内圈固定连接有螺纹杆（6），两个所述螺纹杆（6）的螺纹旋向相反，所述螺纹杆（6）的表面螺纹连接有螺纹管（7），两个所述螺纹管（7）以固定臂箱（4）的轴线为中心呈对称分布，所述固定臂箱（4）的内壁固定连接有快速移动装置，所述快速移动装置包括定位轴承（8），所述定位轴承（8）固定安装在固定臂箱（4）的内底壁；

所述螺纹管（7）的表面固定连接有夹持装置，所述夹持装置包括夹持臂（9），所述夹持臂（9）的表面与螺纹管（7）表面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：两个所述螺纹杆（6）的一端均固定连接有蜗轮（61），所述定位轴承（8）的内圈固定连接有蜗杆（81），所述蜗杆（81）的表面与蜗轮（61）的表面啮合。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述连接块（3）的下表面固定开设有安装槽（31），所述安装槽（31）的一端贯穿并延伸至固定臂箱（4）的内壁，所述安装槽（31）的内壁固定安装有伺服电机（32），所述伺服电机（32）的输出轴通过联轴器与蜗杆（81）的一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述固定臂箱（4）的内底壁固定开设有滑槽（41），两个所述滑槽（41）以固定臂箱（4）的轴线为中心呈对称分布，所述夹持臂（9）的表面与滑槽（41）的内壁滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述固定臂箱（4）的表面固定安装有可编PLC控制器（42），所述滑槽（41）的内壁与固定臂箱（4）的内壁分别固定安装有第一接近开关（43）和第二接近开关（44），所述伺服电机（32）、第一接近开关（43）和第二接近开关（44）均通过电线与可编PLC控制器（42）电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述夹持臂（9）的表面固定安装有第三接近开关（91），四个所述第三接近开关（91）在夹持臂（9）的表面呈交错均匀分布，所述第三接近开关（91）通过电线与可编PLC控制器（42）电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述夹持臂（9）的内部设置有加压腔（92），所述加压腔（92）的内壁固定连通有功能管（93），多个所述功能管（93）在加压腔（92）的内壁均匀分布，所述功能管（93）的一端贯穿并延伸至夹持臂（9）的表面。

8.根据权利要求7所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述功能管（93）的内壁固定连接有限位环（94），两个所述限位环（94）的表面均固定连接有密封环（95），所述限位环（94）和密封环（95）的内壁均滑动连接有功能杆（96），所述功能杆（96）的一端固定连接有活塞（97），所述功能杆（96）的另一端延伸至功能管（93）的表面，所述活塞（97）的表面与功能管（93）的内壁滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述功能杆（96）的表面套接有弹簧（98），所述弹簧（98）的一端与限位环（94）的表面固定连接，所述弹簧（98）的另一端与活塞（97）的表面插接，所述功能杆（96）的另一端固定连接有接触块（99），所述接触块（99）的表面呈圆形状，所述接触块（99）的表面固定连接橡胶凸块（910），多个所述橡胶凸块（910）在接触块（99）的表面均匀分布。

10.根据权利要求9所述的一种工业机器人夹持结构，其特征在于：所述夹持臂（9）的表面固定连接有液压进油管（911），所述液压进油管（911）的一端贯穿并延伸至加压腔（92）的内壁，所述加压腔（92）的内壁固定连通有回油管（912），所述回油管（912）的一端贯穿并延伸至夹持臂（9）的表面，所述液压进油管（911）的表面和回油管（912）的表面分别固定安装有第一电磁阀（913）和第二电磁阀（914），所述加压腔（92）的内壁固定安装有压力传感器（915），所述第一电磁阀（913）、第二电磁阀（914）和压力传感器（915）均通过电线与可编PLC控制器（42）电性连接。