CN111331626A - 一种配合机械手的抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械手抓取装置，包括吸附部、抓取机构、卡线机构以及控制系统。其中，吸附部通过吸附方式固定样品，抓取机构通过机械方式固定样品，卡线机构用于固定与样品连接的柔性管线，控制系统通过控制吸附部、抓取机构和卡线机构的开关实现样品自动抓取。当样品竖直放置时，通过第一抓取装置可以避免样品从左右两端掉落，而吸附部则保证了样品不会从底部掉落，提高了样品抓取的稳定性。此外，通过设置卡线机构可以避免具有柔性管线的样品与抓取装置缠绕，使抓取过程更加简洁高效。

Description

一种配合机械手的抓取装置

技术领域

本发明涉及抓取装置领域，具体地，涉及一种配合机械手的抓取装置。

背景技术

目前在太阳能电池生产中越来越多的使用到自动化生产设备，由以来提高企业的生产效率。而对各部件的抓取的速度、稳定性以及便捷性直接影响自动化生产设备的效率。现有技术中的机械手抓取装置，根据抓取样品的不同，主要分为两种形式，其一是采用机械的方式将样品卡接在机械手上；其二是采用真空吸盘等吸附的方式将样品吸附在机械手上。上述两种抓取装置在样品较大或样品需要保持竖直状态进行移动时通常抓取不牢固，容易使样品中途掉落。此外，对如接线盒等连接有柔性管线的样品，现有技术中的机械手无法固定柔性管线，从而导致柔性管线与机械手缠绕，阻碍机械手抓取和传送样品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抓取装置，以解决机械手连接不牢固，以及柔性管线无法固定的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种机械手抓取装置，包括抓取装置本体和设置于所述抓取装置本体上的卡线机构，其中，所述卡线机构用于固定设置于待测样品上的管线。

在其中一个实施例中，所述卡线装置为开合夹，所述开合夹与开合夹控制机构连接，所述开合夹控制控制开合夹的开合程度。

在其中一个实施例中，所述开合夹包括两个夹臂，且当所述开合夹闭合时，所述两个夹臂形成一个封闭空间。

在其中一个实施例中，所述抓取装置本体包括吸附部、抓取机构以及支撑部。在其中一个实施例中，所述抓取机构包括第一抓取机构和第二抓取机构，其中所述第一抓取机构与所述支撑部固定连接，所述第二抓取机构可滑动地连接于所述支撑部。在其中一个实施例中，所述支撑部包括第一方向支撑部和第二方向支撑部，所述第二方向支撑部的一端与所述第一方向支撑部连接，所述第二方向支撑部的另一端连接第一抓取机构；所述第二抓取机构与所述第一方向支撑部滑动连接，所述第二抓取机构能够沿竖直方向滑动。

在其中一个实施例中，所述第一抓取机构包括样品卡块，所述样品卡块上设有与样品尺寸相适应的卡槽，用于卡接样品。

在其中一个实施例中，所述第二抓取机构包括开合钳和开合钳控制机构，所述开合钳控制机构与开合钳连接。

在其中一个实施例中，所述开合钳卡接于转接槽中，所述转接槽与所述滑夹运动控制机构固定连接，所述滑夹运动控制机构用于控制所述开合钳的开合。

在其中一个实施例中，所述吸附部包括真空吸盘，其中至少一个所述真空吸盘固定设置在所述抓取机构上。

在其中一个实施例中，所述样品卡块上还设有端板，所述样品卡块的底部包括一个空腔，所述空腔用于容纳气囊，所述吸附部固定设置在所述端板和/或所述气囊上。

通过同时设置抓取机构和吸附部，解决了单纯使用机械手或吸盘抓取不稳容易掉落的技术问题，尤其是当样品竖直放置时，通过第一抓取装置可以避免样品从左右两端掉落，而吸附部则保证了样品不会从底部掉落，提高了样品抓取的稳定性。此外，通过设置卡线机构可以避免具有柔性管线的样品与抓取装置缠绕，使抓取过程更加简洁高效。本发明中装置所有过程都由控制系统控制相应部件自动完成，全程无需人工参与，提高了整个抓取过程的自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的配合机械手抓取装置的侧面结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的配合机械手抓取装置的正面结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的开合钳第一夹板的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的第一转接键的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的夹体运动控制机构和转接槽的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的开合夹闭合状态结构示意图。

图7是本发明中L型部件结构的示意图。

附图标记说明

1、转动轴 2、第一吸盘 3、样品卡块

4、第二吸盘 5、开合钳 51、第一夹臂

511、第一夹板 512、第二夹板 513、凸起

52、第二夹臂 6、第一转接键 61、第一竖键

62、第二横键 63、第三竖键 7、滑夹运动控制机构

8、开合夹 81、第三夹臂 811、第三夹板

812、第四夹板 82、第四夹臂 821、第五夹板

822、第六夹板 9、开合夹运动控制机构 10、转接板

11、第一方向支撑部 12、第二方向支撑部 13、滚动轴承

14、转接槽 141、窗口 15、气囊

16、第一连接件 17、第二连接件 18、第二转接键

19、L型的竖直部分 20、L型的水平部分

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明提供一种机械手抓取装置，包括吸附部、抓取机构、卡线机构。其中，吸附部通过吸附方式固定样品，抓取机构通过机械方式固定样品，卡线机构用于固定与样品连接的柔性管线。此外，本发明还包括控制系统，控制系统用于控制吸附部、抓取机构、卡线机构的开关调节抓取机构和卡线机构的位置，并可以根据样品大小精确控制抓取机构和卡线机构打开的程度。当样品竖直放置时，通过抓取机构避免了样品从左右两端掉落，而吸附部则保证了样品不会从底部掉落，提高了样品抓取的稳定性。此外，通过设置卡线机构可以避免带柔性管线的样品与装置的缠绕，使抓取过程更加简单高效。本发明中装置执行抓取的所有过程都由控制系统控制相应部件自动完成，全程无需人工参与，提高了整个抓取过程的自动化程度。

所述机械手抓取装置还包括支撑部，用于连接吸附部、抓取机构和卡线机构，所述支撑部包括第一方向支撑部11，第二方向支撑部12和转接板10，第一方向支撑部11是支撑部的主体，用于连接和支撑整个抓取装置，并且为抓取机构中可第二抓取机构件提供滑动轨道。在一个实施例中，第一方向支撑部11为长条形板状结构，抓取机构中可第二抓取机构件卡接于所述长条形板状结构上，通过控制系统控制可第二抓取机构件上下滑动，以使所述抓取装置可以用于不同大小、不同长度样品的抓取。在另一个实施例中，所述第一方向支撑部11为设有导轨的长条形板状结构，抓取机构中可第二抓取机构件为滑块，滑块与第一方向支撑部11上的导轨相配合。优选地，所述导轨为设置在长条形板状结构上的凹槽。在另一实施例中，第一方向支撑部11为两条平行设置的轨道。所述第一方向支撑部11一端与第二方向支撑部12连接，另一端与转接板10连接。其中，所述第二方向支撑部11与抓取机构中第一抓取机构件连接，所述转接板10与卡线机构连接。其中，第一方向为竖向，第二方向为横向。

在一个实施例中，所述第二方向支撑部11为板状结构，其设置在第一方向支撑部顶端，所述竖向支撑为“工”字型，并在其顶部两端设置凸起，以形成与第二方向支撑部11配合的卡槽，以托起并卡接第二方向支撑部11。抓取机构中的第一抓取机构件卡接在第二方向支撑部11上。第二方向支撑部11上还设置有转动轴1和转动轴承13，转动轴承13套设在转动轴1上。当抓取装置完成抓取后，转动转动轴承13，带动整个抓取装置转动，同时，机械手臂通过所述转动轴1将所述抓取装置整体移动，从而对产品进行安装。

在一个实施例中，所述转接板10设置在第一方向支撑部11的底部，转接板10优先地设计为L型，其L型的竖直部分与第一方向支撑部11通过第三连接件连接，所述第三连接件可以为螺钉、螺丝等。连接板10的L型水平部分设置在卡线机构上，优选地L型水平部分下部设置卡槽，通过卡槽将转接板10与卡线机构卡接。

在一个实施例中，所述抓取机构包括第一抓取机构和第二抓取机构，其中所述第一抓取机构固定设置在所述第二抓取机构上方，与所述第二方向支撑部11固定连接，优选地，第一抓取机构与所述第二方向支撑部11卡接。所述第一抓取机构包括样品卡块3和气囊15，所述样品卡块3的背面设有与所述第二方向支撑部11相匹配的卡接槽，其正面设有一个沿竖直方向开的卡槽，该卡槽的尺寸与所抓接的样品横向尺寸相配合，用于在抓接样品过程中初步固定样品位置，其顶部设置有竖直突出的端板，以用于固定设置在顶端的吸附部件，其底部设置有空腔。所述气囊15设置在所述空腔中，用于放置对样品中部进行吸附的吸附部件。其中所述气囊15可以为任何形状，优选地，所述气囊15为T字型，以增加所述气囊与所述样品卡块3的接触面积，以提高气囊15的稳定性，防止其掉落。

所述第二抓取机构为包括开合钳5、转接槽14和滑夹运动控制机构7，，所述滑动夹体的具体结构可参见图2、3。如图2所示，所述开合钳5包括左右对称的第一夹臂51和第二夹臂52，所述第一夹臂和所述第二夹臂上都设有用于与第一连接件16配合的孔。所述第一连接件16通过所述孔将所述第一夹臂和所述第二夹臂分别与与其对应的第一转接键6连接。两个所述第一转接键6均设置在转接槽14内，所述转接槽14与滑夹运动控制机构7固定连接。

由于开合钳5的第一夹臂51和第二夹臂52结构相同，故下面以第一夹臂51为例说明开合钳5的结构。如图3所示，所述第一夹臂51包括第一夹板511和第二夹板512，所述第一夹板511与第二夹板512成一定角度连接，优选地，二者之间的夹角为钝角。所述第一夹板511优选为L型，其与所述第二夹板512连接的一端为L型的竖直部分，而自由端为L型的水平部分。所述第二夹板512远离所述第一夹板511的一端面上设置两个凸起结构513，以形成可容纳第一转接键6的槽，以便更好的对第一转接键6进行限位。

如图4所示，所述第一转接键6包括第一竖键61、第二横键62和第二竖键63，其中第一竖键61的一端卡接在第一夹板511或第二夹板512上由两个凸起结构513限定的槽中，并通过第一连接件16与第一夹板511或第二夹板512固接。第一竖键61的另一端连接第二横键62。第二横键62设置在转接槽14中，并可以在转接槽14中自由滑动。第二横键62远离第一竖键61的一端设置由第三竖键63，第三竖键63用于将第一转接键6固定在转接槽14中。

如图5所示，滑夹运动控制机构7与所述转接槽14固定连接，所述转接槽14上设置可容纳第二横键62的槽体，在槽体中部对称设置两个窗口141，用于与第三竖键63卡接，并限制第三竖键63的可移动位置。所述窗口优选为长方形或正方形。所述滑夹运动控制机构7通过窗口141控制第三竖键63的位置，从而控制开合钳5的开合程度。所述滑夹运动控制机构7可以是任何可以驱动第三竖键63移动的动力装置，如气缸、电机、马达等，在本实施例中滑夹运动控制机构7优选为气缸。

在一个实施例中，如图1或图2所示，吸附装置为真空吸盘，真空吸盘通过接管与真空设备连接(真空设备可以是任何现有技术中的可以进行抽真空的设备，此处未示出)，当需要对样品进行抓取时，由控制器控制真空设备进行抽吸，使吸盘内产生负压，从而将样品吸牢。所述吸盘分为第一吸盘2和第二吸盘4，其中第一吸盘2设置在样品卡块3顶端的端板上，以从样品上部对其进行吸附。第二吸盘4设置在样品卡块3底部的气囊15中，以便从样品中部对其进行固定。其中气囊15不仅可以固定第二吸盘4，还可以使真空吸附装置的抽气速度更为平稳，避免吸盘损坏。为了提高抓取样品的牢固程度，优选地吸盘为多个。更加优选地，设置两个第一吸盘2和一个第二吸盘4。需要说明地是，技术人员可以根据其具体需要，如样品的具体形状，设置第一吸盘和第二吸盘的数量。在本发明的另一个实施例中，吸附装置也可以为磁力吸盘，专门用于吸附和固定铁磁性样品，磁力吸盘利用磁力将铁磁性工件吸紧。其中磁力吸盘何以是电磁吸盘，也可以是永磁吸盘。

在本发明的一个实施例中，如图2和图6所示，所述卡线机构包括开合夹8、第二转接键18和开合夹运动控制机构9，所述开合夹8与所述第二转接键18固定连接，所述第二转接键18将所述开合夹8可转动连接于所述开合夹运动控制机构上9。

所述开合夹8包括第三夹臂81和第四夹臂82，所述第三夹臂81包括第三夹板811和第四夹板812，第四夹臂82包括第五夹板821和第六夹板822。在本发明的一个实施例中，所述第三夹板811与第四夹板812连接，且第三夹板811和第四夹板812之间为锐角，所述第五夹板821和第六夹板822连接，且所述第五夹板821和第六夹板822之间垂直设置，以便当开合夹8闭合时，所述第三夹臂81的第四夹板812和所述第四夹臂82的第六夹板821之间形成一个狭小的封闭空间，用以将柔性管线限制于所述封闭空间中，以避免柔性管线与其它部件缠绕，影响样品抓取和安装。所述封闭空间优选为三角形，但也可以是任何可选的形状，只要可以将柔性管线限制于该封闭空间中即可。为了更好的将柔性管线限制于所述密封空间内，所述第四夹板812和第六夹板821的形状优选为三角形。所述第三夹板811的内侧面，远离第四夹板812的一端，设有用于与第二转接键18连接的凹槽。对应地，所述第五夹板821的内侧面，远离第六夹板822的一端，也设有用于与第二转接键18连接的凹槽。需要说明的是，卡线机构也可以通过机械手卡接，设置卡槽卡接或设置将其包裹的弹性装置的方式实现。

如图6所示，所述第二转接键18为两个，且两个第二转接键对称设置，分别放置于所述第三夹板811内侧面的凹槽以及所述第五夹板821内侧面的凹槽中，通过第二连接件17将两个第二转接键18和开合夹8的第三夹臂81和第四夹臂82固定连接。所述第二转接键18上设置有通孔，所述开合夹运动控制机构上开有与所述第二转接键18匹配的槽，并在其上下表面上设有与第二转接键18上通孔匹配的通孔。螺栓等连接件穿过开合夹运动控制机构9和第二转接键18的通孔将所述第二转接键18与所述开合夹运动控制机构9转动连接。需要说明地是，第二转接键18也可以采用其它转动连接方式与开合夹运动控制机构9连接。所述第二转接键18优选为半圆型，以便第二转接键18在开合夹运动控制机构的槽中自由转动。所述开合夹运动控制机构9通过控制第二转接键18的转动角度来控制开合夹的开闭程度。所述开合夹运动控制机构9可以是任何可以驱动第二转接键18转动的动力装置，如气缸、电机、马达等，在本实施例中开合夹运动控制机构9优选为气缸。此外，在本发明的一个实施例中，开合夹运动控制机构9除了包括动力装置之外，还在其端部设置有导轨，所述转接板10设置于导轨上，使所述吸附部和所述抓取机构与所述卡线机构位于同一平面上，以便样品抓取。

技术术语说明：参见图7，L型的竖直部分为附图标记19指出的部分，L型的水平部分为附图标记20指出的部分。

下面是对本发明中机械手抓取装置的操作方法的简单说明。

首先，在抓取前，将待抓取样品放置于一个可供抓取装置开合进行抓取的位置。其次，机械手抓取装置根据控制系统发出的程序命令移动到样品位置。当所述抓取装置足够接近样品时，样品卡件3靠近样品，先对样品的框部进行初步固定，同时，第一吸盘2与第二吸盘4亦与样品贴合，此时控制系统控制真空设备启动，产生负压，从而牢固吸附样品表面。随后，控制系统向滑夹运动控制机构7发出程序命令，滑夹运动控制机构7根据指令调节开合钳5的开合程度，从而将样品夹紧，并扣住样品的棱边。同时，控制系统向开合夹运动控制机构9发出程序命令，开合夹运动控制机构9根据指令调节开合夹8的开合程度，从而将样品的柔性管线锁死。此时，样品已完成抓取过程。最后，转动滚动轴承3，从而带动转动轴1旋转，并使整个抓取装置转动到与机械手臂配合的位置，机械手臂通过转动轴1将抓取装置整体移动，从而对样品进行安装。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.抓取机构卡线机构抓取机构卡线机构抓取机构卡线机构抓取机构一种抓取装置，其特征在于，

包括抓取装置本体和设置于所述抓取装置本体上的卡线机构，其中，

所述卡线机构用于固定设置于待测样品上的管线。

2.根据权利要求1所述的抓取装置，其特征在于，所述卡线装置为开合夹，所述开合夹与开合夹控制机构连接，所述开合夹控制控制开合夹的开合程度。

3.根据权利要求2所述的抓取装置，其特征在于，所述开合夹包括两个夹臂，且当所述开合夹闭合时，所述两个夹臂形成一个封闭空间。

4.根据权利要求1所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取装置本体包括吸附部、抓取机构以及支撑部。

5.根据权利要求4所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取机构机构包括第一抓取机构和第二抓取机构，其中所述第一抓取机构与所述支撑部固定连接，所述第二抓取机构可滑动地连接于所述支撑部。

6.根据权利要求4所述的抓取装置，其特征在于，

所述支撑部包括第一方向(支撑部和第二方向支撑部，所述第二方向支撑部的一端与所述第一方向支撑部连接，所述第二方向支撑部的另一端连接第一抓取机构；所述第二抓取机构与所述第一方向支撑部滑动连接，所述第二抓取机构能够沿竖直方向滑动。

7.根据权利要求5所述的抓取装置，其特征在于，所述第一抓取机构包括样品卡块，所述样品卡块上设有与样品尺寸相适应的卡槽，用于卡接样品。

8.根据权利要求5中所述的抓取装置，其特征在于，所述第二抓取机构包括开合钳和开合钳控制机构，所述开合钳控制机构与开合钳连接。

9.根据权利要求8中所述的抓取装置，其特征在于，所述开合钳卡接于转接槽中，所述转接槽与所述滑夹运动控制机构固定连接，所述滑夹运动控制机构用于控制所述开合钳的开合。

10.根据权利要求4所述的抓取装置，其特征在于，所述吸附部包括真空吸盘，其中至少一个所述真空吸盘固定设置在所述抓取机构上。

11.根据权利要求10所述的机械手抓取装置，其特征在于，所述样品卡块上还设有端板，所述样品卡块的底部包括一个空腔，所述空腔用于容纳气囊，所述吸附部固定设置在所述端板和/或所述气囊上。

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