CN111283713A - 一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，包括第一机械臂，所述第一机械臂的下端活动安装有底座，本实施例通过设置的第一关节块、第二关节块和第三关节块的配合使用，可以方便快速的将各种不同规格的零部件进行抓取和转送；通过设置的第二外转轴、第三关节块和缓冲垫的配合使用，将第二外转轴进行转动，可以使得若干个第三关节块从零件的底部进行包裹和夹紧，达到快速抓取零件的目的；通过设置的第一外转轴、第一卡块和第二卡块的配合使用，可以有效提高第二关节块转动的效率和稳定性，通过第一卡块与第二卡块的卡合固定，可以有效提高第二关节块抓取零件的稳定性，避免第二关节块的松动导致零件在运输过程中发生晃动。

Description

一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂

技术领域

本发明涉及农作物加工技术领域，尤其涉及一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂。

背景技术

机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影，手臂的结构要紧凑小巧，才能做手臂运动轻快、灵活，在运动臂上加装滚动轴承或采用滚珠导轨也能使手臂运动轻快、平稳。

公开号(CN204397909U)公开了机械手臂辅助装置及机械手臂系统，机械手臂通过机台控制端进行水平或垂直方向运动，所述机械手臂辅助装置包括用于探测机械手臂在水平或垂直方向中任一方向上的运动状态的第一探测装置、用于探测机械手臂在另一方向上的运动状态的第二探测装置、继电器和电源，所述继电器包括线圈和继电器开关，所述电源、第一探测装置、第二探测装置和线圈串联，所述机台控制端包括告警信号端子和机械手臂停止控制模块，所述继电器开关的两端分别连接所述告警信号端子和机械手臂停止控制模块。本实用新型能够有效地避免在马达控制器异常时机械手臂在水平及垂直方向上同时运动而碰撞的问题，并实现了更早的报警，将损失降到最低。该机械手臂存在一定的缺陷：在抓取零件的过程中，只能对某一特定规格的零件进行抓取，对于特殊规格的零件无法抓取或者抓取的效率低下；在抓取零件的过程中，因为零件的规格以及大小使得零件容易发生位置移动，进而影响零件的抓取效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，解决的技术问题包括：

(1)本发明通过设置的第一关节块、第二关节块和第三关节块的配合使用，可以方便快速的将各种不同规格的零部件进行抓取和转送，扩展了抓手的抓取功能，有效提高了抓手的使用效率，通过将第一关节块、第二关节块和第三关节块同时进行伸展和收缩，可以将零件进行包裹固定，并且可以提高零件转运过程中的稳定性，适用于多种不同规格零件的抓取，解决了现有方案中只能对单一规格的零件进行抓取导致零件抓取效率低的问题；

(2)本发明通过设置的第二外转轴、第三关节块和缓冲垫的配合使用，可以快速将零件进行抓取和固定，有效提高了零件的抓取效率和稳定性，通过将第二外转轴进行转动，可以使得若干个第三关节块从零件的底部进行包裹和夹紧，达到快速抓取零件的目的，并且通过若干个第三关节块对零件的包围夹取，可以有效避免零件在夹取的过程中发生位置移动，提高了抓取零件的稳定性和抓取命中率，解决了现有方案中零件的抓取速度低以及零件抓取过程中发生位置移动的问题；

(3)本发明通过设置的第一外转轴、第一卡块和第二卡块的配合使用，可以有效提高第二关节块转动的效率和稳定性，第一卡块上设置有若干个凹块，第二卡块上设置有若干个凸块，通过第二调节块调节第二关节块的转动，使得若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，进而使得第一卡块与第二卡块进行卡合固定，可以有效提高第二关节块抓取零件的稳定性，避免第二关节块的松动导致零件在运输过程中发生晃动，进而提高了零件转运过程中的稳定性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，包括第一机械臂，所述第一机械臂的下端活动安装有底座，所述第一机械臂的上端活动安装有连接转块，所述连接转块的外表面固定安装有第二机械臂，所述第二机械臂的外表面固定安装有调节连接块，所述调节连接块的外表面活动连接有抓手和摄像头，所述摄像头位于抓手的上方，所述第二机械臂的内表面活动安装按有连接线，所述第一机械臂的内部贯穿有横柱，所述第一机械臂的一侧活动连接有第一固定夹块，所述第一机械臂与底座之间活动安装有转盘；所述抓手的一侧活动安装有外转块，所述外转块的内部活动安装有内转块，所述抓手的外表面固定安装有若干个连接夹块，所述连接夹块的一侧活动连接有第一关节块、第二关节块和第三关节块，所述第二关节块和第三关节块位于第一关节块的下方，所述第二关节块位于第一关节块和第三关节块之间的位置。

进一步的，所述第一关节块和第二关节块之间活动安装有第一外转轴，所述第二关节块与第三关节块之间活动安装有第二外转轴，所述第一关节块、第二关节块和第三关节块的长度和宽度均依次减小，若干个所述连接夹块在抓手上呈等间距排列分布，所述外转块与内转块均为圆柱形，所述外转块的半径大于内转块的半径，所述连接夹块与第一关节块之间活动安装有第三外转轴。

进一步的，所述第一外转轴的外表面固定安装有第一卡块，所述第一外转轴的内部活动安装有第一转柱和第二转柱，所述第一转柱位于第二转柱的外表面，所述第一转柱的外表面靠近一侧的位置活动连接有第二固定夹块，所述第二关节块的内表面固定安装有第二卡块，所述第一卡块与第二卡块卡合固定，所述第一卡块上设置有若干个凹块，所述第二卡块上设置有若干个凸块。

进一步的，所述第二外转轴的内部活动连接有内转轴，所述内转轴的内部活动连接有第三转柱，所述内转轴的一侧活动连接有连接柱，所述第三关节块通过内转轴和第三转柱与第二关节块转动连接，所述第三关节块的上表面固定安装有缓冲垫。

进一步的，所述内转块的内部固定安装有立柱，所述外转块通过立柱与内转块转动连接。

进一步的，所述第一关节块的内部活动安装有第一调节块，所述第二关节块的内部活动安装有第二调节块，所述第三关节块的内部活动安装有第三调节块。

进一步的，所述接线的输出端与抓手的输入端电性连接。

进一步的，所述机械手臂的工作步骤为：

步骤一：通过转盘将第一机械臂和第二机械臂转动至待抓取零件的方向，通过第一机械臂和第二机械臂将抓手移动至待抓取零件的上方；

步骤二：将若干个连接夹块上的第一关节块、第二关节块和第三关节块向外扩张，形成碗状的空间，使得若干个第三关节块之间的空间达到最大化，将若干个第三关节块下降至待抓取零件的水平面上，利用碗状的空间将待抓取零件包围；

步骤三：将若干个第三关节块从待抓取零件的底部相向收缩，直至待抓取零件均位于第三关节块上且与水平面悬空，通过第一调节块、第二调节块和第三调节块将第一关节块、第二关节块和第三关节块进行相向收缩，若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，将碗状的空间进行缩小，直至完全包裹住待抓取零件；

步骤四：通过转盘将第一机械臂和第二机械臂转动至待放置零件的方向，通过第一机械臂和第二机械臂将抓手移动至待放置零件的上方；

步骤五：将收缩的第一关节块、第二关节块和第三关节块缓慢下降至待放置零件的位置，通过第一调节块、第二调节块和第三调节块将第一关节块、第二关节块和第三关节块进行反向舒展，若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，通过若干个第三关节块从零件的底部反向舒张，直至若干个第三关节块与零件分离，且零件落在待放置的位置上。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过设置的第一关节块、第二关节块和第三关节块的配合使用，可以方便快速的将各种不同规格的零部件进行抓取和转送，扩展了抓手的抓取功能，有效提高了抓手的使用效率，通过将第一关节块、第二关节块和第三关节块同时进行伸展和收缩，可以将零件进行包裹固定，并且可以提高零件转运过程中的稳定性，适用于多种不同规格零件的抓取；

(2)本发明通过设置的第二外转轴、第三关节块和缓冲垫的配合使用，可以快速将零件进行抓取和固定，有效提高了零件的抓取效率和稳定性，通过将第二外转轴进行转动，可以使得若干个第三关节块从零件的底部进行包裹和夹紧，达到快速抓取零件的目的，并且通过若干个第三关节块对零件的包围夹取，可以有效避免零件在夹取的过程中发生位置移动，提高了抓取零件的稳定性和抓取命中率；

(3)本发明通过设置的第一外转轴、第一卡块和第二卡块的配合使用，可以有效提高第二关节块转动的效率和稳定性，第一卡块上设置有若干个凹块，第二卡块上设置有若干个凸块，通过第二调节块调节第二关节块的转动，使得若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，进而使得第一卡块与第二卡块进行卡合固定，可以有效提高第二关节块抓取零件的稳定性，避免第二关节块的松动导致零件在运输过程中发生晃动，进而提高了零件转运过程中的稳定性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂的结构示意图；

图2为本发明中抓手的连接结构示意图；

图3为本发明中第二关节块与第一卡块的连接结构示意图；

图4为本发明中第二关节块与第三关节块的连接结构示意图；

图5为本发明中外转块与内转块的连接结构示意图。

图中：1、底座；2、第一机械臂；3、连接转块；4、第二机械臂；5、调节连接块；6、抓手；7、转盘；8、第一固定夹块；9、横柱；10、连接线；11、摄像头；12、外转块；13、内转块；14、连接夹块；15、第一关节块；16、第二关节块；17、第三关节块；18、第一外转轴；19、第二外转轴；20、第一卡块；21、第二卡块；22、第二固定夹块；23、第一转柱；24、第二转柱；25、内转轴；26、第三转柱；27、连接柱；28、缓冲垫；29、立柱。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，包括第一机械臂2，所述第一机械臂2的下端活动安装有底座1，所述第一机械臂2的上端活动安装有连接转块3，所述连接转块3的外表面固定安装有第二机械臂4，所述第二机械臂4的外表面固定安装有调节连接块5，所述调节连接块5的外表面活动连接有抓手6和摄像头11，所述摄像头11位于抓手6的上方，所述第二机械臂4的内表面活动安装按有连接线10，所述第一机械臂2的内部贯穿有横柱9，所述第一机械臂2的一侧活动连接有第一固定夹块8，所述第一机械臂2与底座1之间活动安装有转盘7；所述抓手6的一侧活动安装有外转块12，所述外转块12的内部活动安装有内转块13，所述抓手6的外表面固定安装有若干个连接夹块14，所述连接夹块14的一侧活动连接有第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17，所述第二关节块16和第三关节块17位于第一关节块15的下方，所述第二关节块16位于第一关节块15和第三关节块17之间的位置。

所述第一关节块15和第二关节块16之间活动安装有第一外转轴18，所述第二关节块16与第三关节块17之间活动安装有第二外转轴19，所述第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17的长度和宽度均依次减小，若干个所述连接夹块14在抓手6上呈等间距排列分布，所述外转块12与内转块13均为圆柱形，所述外转块12的半径大于内转块13的半径，所述连接夹块14与第一关节块15之间活动安装有第三外转轴。

所述第一外转轴18的外表面固定安装有第一卡块20，所述第一外转轴18的内部活动安装有第一转柱23和第二转柱24，所述第一转柱23位于第二转柱24的外表面，所述第一转柱23的外表面靠近一侧的位置活动连接有第二固定夹块22，所述第二关节块16的内表面固定安装有第二卡块21，所述第一卡块20与第二卡块21卡合固定，所述第一卡块20上设置有若干个凹块，所述第二卡块21上设置有若干个凸块。

所述第二外转轴19的内部活动连接有内转轴25，所述内转轴25的内部活动连接有第三转柱26，所述内转轴25的一侧活动连接有连接柱27，所述第三关节块17通过内转轴25和第三转柱26与第二关节块16转动连接，所述第三关节块17的上表面固定安装有缓冲垫28。

所述内转块13的内部固定安装有立柱29，所述外转块12通过立柱29与内转块13转动连接。

所述第一关节块15的内部活动安装有第一调节块，所述第二关节块16的内部活动安装有第二调节块，所述第三关节块17的内部活动安装有第三调节块。

所述连接线10的输出端与抓手6的输入端电性连接。

所述机械手臂的工作步骤为：

步骤一：通过转盘7将第一机械臂2和第二机械臂4转动至待抓取零件的方向，通过第一机械臂2和第二机械臂4将抓手6移动至待抓取零件的上方；

步骤二：将若干个连接夹块14上的第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17向外扩张，形成碗状的空间，使得若干个第三关节块17之间的空间达到最大化，将若干个第三关节块17下降至待抓取零件的水平面上，利用碗状的空间将待抓取零件包围；

步骤三：将若干个第三关节块17从待抓取零件的底部相向收缩，直至待抓取零件均位于第三关节块17上且与水平面悬空，通过第一调节块、第二调节块和第三调节块将第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17进行相向收缩，若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，将碗状的空间进行缩小，直至完全包裹住待抓取零件；

步骤四：通过转盘7将第一机械臂2和第二机械臂4转动至待放置零件的方向，通过第一机械臂2和第二机械臂4将抓手6移动至待放置零件的上方；

步骤五：将收缩的第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17缓慢下降至待放置零件的位置，通过第一调节块、第二调节块和第三调节块将第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17进行反向舒展，若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，通过若干个第三关节块17从零件的底部反向舒张，直至若干个第三关节块17与零件分离，且零件落在待放置的位置上。

本发明的工作原理为：通过转盘7将第一机械臂2和第二机械臂4转动至待抓取零件的方向，通过第一机械臂2和第二机械臂4将抓手6移动至待抓取零件的上方，转盘7可以将抓手6转动至待抓取的方向，通过第一机械臂2和第二机械臂4的伸展可以将抓手6伸展至待抓取的位置，将若干个连接夹块14上的第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17向外扩张，若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，使得若干个第三关节块17之间的空间达到最大化，将若干个第三关节块17下降至待抓取零件的水平面上，将待抓取零件包围，本发明通过第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17的向内收缩和向外伸展实现对零件的抓取和固定，其中，第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17的数量均为6个，通过设置的第一调节块、第二调节块和第三调节块可以分别对第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17进行收缩和伸展的控制，对零件进行抓取时，先将第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17同时向外伸展，使得第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17之间形成碗状的空间，通过碗状的空间将零件罩住，利用第三调节块控制第三关节块17同时相向收缩，通过第三关节块17从零件的底部进行收缩靠近，使得零件被夹取在碗状的空间内，利用第二调节块和第三调节块对第二关节块16和第三关节块17进行相向收缩，达到包裹夹紧零件的目的；

通过设置的第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17的配合使用，可以方便快速的将各种不同规格的零部件进行抓取和转送，扩展了抓手6的抓取功能，有效提高了抓手6的使用效率，通过将第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17同时进行伸展和收缩，可以将零件进行包裹固定，并且可以提高零件转运过程中的稳定性，适用于多种不同规格零件的抓取，解决了现有方案中只能对单一规格的零件进行抓取导致零件抓取效率低的问题；

通过设置的第二外转轴19、第三关节块17和缓冲垫28的配合使用，可以快速将零件进行抓取和固定，有效提高了零件的抓取效率和稳定性，将若干个连接夹块14上的第一关节块15、第二关节块16和第三关节块17向外扩张，形成碗状的空间，使得若干个第三关节块17之间的空间达到最大化，将若干个第三关节块17下降至待抓取零件的水平面上，利用碗状的空间将待抓取零件包围，通过将第二外转轴19进行转动，可以使得若干个第三关节块17从零件的底部进行包裹和夹紧，达到快速抓取零件的目的，并且通过若干个第三关节块17对零件的包围夹取，可以有效避免零件在夹取的过程中发生位置移动，提高了抓取零件的稳定性和抓取命中率，解决了现有方案中零件的抓取速度低以及零件抓取过程中发生位置移动的问题；

通过设置的第一外转轴18、第一卡块20和第二卡块21的配合使用，可以有效提高第二关节块16转动的效率和稳定性，第一卡块20上设置有若干个凹块，第二卡块21上设置有若干个凸块，通过第二调节块调节第二关节块16的转动，使得若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，进而使得第一卡块20与第二卡块21进行卡合固定，可以有效提高第二关节块16抓取零件的稳定性，避免第二关节块16的松动导致零件在运输过程中发生晃动，进而提高了零件转运过程中的稳定性。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，包括第一机械臂(2)，所述第一机械臂(2)的下端活动安装有底座(1)，所述第一机械臂(2)的上端活动安装有连接转块(3)，所述连接转块(3)的外表面固定安装有第二机械臂(4)，所述第二机械臂(4)的外表面固定安装有调节连接块(5)，所述调节连接块(5)的外表面活动连接有抓手(6)和摄像头(11)，所述摄像头(11)位于抓手(6)的上方，所述第二机械臂(4)的内表面活动安装按有连接线(10)，所述第一机械臂(2)的内部贯穿有横柱(9)，所述第一机械臂(2)的一侧活动连接有第一固定夹块(8)，所述第一机械臂(2)与底座(1)之间活动安装有转盘(7)；所述抓手(6)的一侧活动安装有外转块(12)，所述外转块(12)的内部活动安装有内转块(13)，所述抓手(6)的外表面固定安装有若干个连接夹块(14)，所述连接夹块(14)的一侧活动连接有第一关节块(15)、第二关节块(16)和第三关节块(17)，所述第二关节块(16)和第三关节块(17)位于第一关节块(15)的下方，所述第二关节块(16)位于第一关节块(15)和第三关节块(17)之间的位置。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，所述第一关节块(15)和第二关节块(16)之间活动安装有第一外转轴(18)，所述第二关节块(16)与第三关节块(17)之间活动安装有第二外转轴(19)，所述第一关节块(15)、第二关节块(16)和第三关节块(17)的长度和宽度均依次减小，若干个所述连接夹块(14)在抓手(6)上呈等间距排列分布，所述外转块(12)与内转块(13)均为圆柱形，所述外转块(12)的半径大于内转块(13)的半径，所述连接夹块(14)与第一关节块(15)之间活动安装有第三外转轴。

3.根据权利要求2所述的一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，所述第一外转轴(18)的外表面固定安装有第一卡块(20)，所述第一外转轴(18)的内部活动安装有第一转柱(23)和第二转柱(24)，所述第一转柱(23)位于第二转柱(24)的外表面，所述第一转柱(23)的外表面靠近一侧的位置活动连接有第二固定夹块(22)，所述第二关节块(16)的内表面固定安装有第二卡块(21)，所述第一卡块(20)与第二卡块(21)卡合固定，所述第一卡块(20)上设置有若干个凹块，所述第二卡块(21)上设置有若干个凸块。

4.根据权利要求2所述的一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，所述第二外转轴(19)的内部活动连接有内转轴(25)，所述内转轴(25)的内部活动连接有第三转柱(26)，所述内转轴(25)的一侧活动连接有连接柱(27)，所述第三关节块(17)通过内转轴(25)和第三转柱(26)与第二关节块(16)转动连接，所述第三关节块(17)的上表面固定安装有缓冲垫(28)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，所述内转块(13)的内部固定安装有立柱(29)，所述外转块(12)通过立柱(29)与内转块(13)转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，所述第一关节块(15)的内部活动安装有第一调节块，所述第二关节块(16)的内部活动安装有第二调节块，所述第三关节块(17)的内部活动安装有第三调节块。

7.根据权利要求1所述的一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，所述连接线(10)的输出端与抓手(6)的输入端电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种适用于多种规格的零部件抓取的机械手臂，其特征在于，所述机械手臂的工作步骤为：

步骤一：通过转盘(7)将第一机械臂(2)和第二机械臂(4)转动至待抓取零件的方向，通过第一机械臂(2)和第二机械臂(4)将抓手(6)移动至待抓取零件的上方；

步骤二：将若干个连接夹块(14)上的第一关节块(15)、第二关节块(16)和第三关节块(17)向外扩张，形成碗状的空间，使得若干个第三关节块(17)之间的空间达到最大化，将若干个第三关节块(17)下降至待抓取零件的水平面上，利用碗状的空间将待抓取零件包围；

步骤三：将若干个第三关节块(17)从待抓取零件的底部相向收缩，直至待抓取零件均位于第三关节块(17)上且与水平面悬空，通过第一调节块、第二调节块和第三调节块将第一关节块(15)、第二关节块(16)和第三关节块(17)进行相向收缩，若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，将碗状的空间进行缩小，直至完全包裹住待抓取零件；

步骤四：通过转盘(7)将第一机械臂(2)和第二机械臂(4)转动至待放置零件的方向，通过第一机械臂(2)和第二机械臂(4)将抓手(6)移动至待放置零件的上方；

步骤五：将收缩的第一关节块(15)、第二关节块(16)和第三关节块(17)缓慢下降至待放置零件的位置，通过第一调节块、第二调节块和第三调节块将第一关节块(15)、第二关节块(16)和第三关节块(17)进行反向舒展，若干个凹块和若干个凸块进行卡合固定，通过若干个第三关节块(17)从零件的底部反向舒张，直至若干个第三关节块(17)与零件分离，且零件落在待放置的位置上。

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