CN111702793A - 一种机器人浮动式自定心装配抓手 - Google Patents

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王建军
陈宗祥
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Abstract

本发明属于机器人末端执行器技术领域，具体的说是一种机器人浮动式自定心装配抓手，包括浮动部件、连接法兰、导向杆、一号弹簧、夹持部件和定位夹紧部件；本发明中通过依靠装配抓手自身的定位夹紧部件定位夹紧缸套类零件，依靠装配抓手自身的夹持部件定位夹持转轴类零件，进而保证了转轴类零件与缸套类零件装配前的位置精度，进而避免了因为位置偏差而在装配的过程中缸套类零件与转轴类零件之间发生碰撞，进而避免造成缸套类零件内壁和转轴类零件外圆柱面出现划伤，进而保证转轴类零件与缸套类零件之间的装配精度；通过设置浮动部件，进而降低了装配抓手将转轴类零件装配到缸套类零件内时对机器人的重复精度的要求。

Description

一种机器人浮动式自定心装配抓手
技术领域
本发明属于机器人末端执行器技术领域，具体的说是一种机器人浮动式自定心装配抓手。
背景技术
在机器人技术的设计和发展中，末端执行器的设计和发展无疑是其中最重要的领域。手部对整个机器人完成任务的好坏起着关键的作用，它直接关系到了手臂夹持工件时的定位精度、加持力等的大小。末端执行器，又称为末端操作器、末端操作手，有时也被称为手部、手爪、机械手等在机器人技术领域内，末端执行器机构位于机器人手臂的末端，负责与外界环境进行行动交流。
现有技术中机器人末端连接的抓手大都是刚性连接的，因此在加工或装配的应用中对机器人的重复精度要求较高；并且直接利用机器人的自身精度进行装配时，会因为机器人精度偏差而出现待装配件之间相互碰撞，造成待装配件的损坏或装配质量不高。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种机器人浮动式自定心装配抓手。本发明主要用于解决现有技术中直接利用机器人自身精度进行装配时因为机器人精度偏差而造成待装配件的损坏或装配质量不高的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一种机器人浮动式自定心装配抓手，包括浮动部件、连接法兰、导向杆、一号弹簧、夹持部件和定位夹紧部件；所述连接法兰的上方设置所述浮动部件；所述浮动部件与所述连接法兰的上端法兰面连接；所述浮动部件用于使得装配抓手与机器人之间保持浮动连接；所述连接法兰的下端法兰面上沿圆周方向均匀间隔设置所述导向杆；所述导向杆滑动连接在所述连接法兰上；所述连接法兰下方设置所述定位夹紧部件；所述定位夹紧部件与所述导向杆连接；所述定位夹紧部件用于定位夹紧待装配的缸套；所述连接法兰与所述定位夹紧部件之间设置所述一号弹簧；所述一号弹簧套在所述导向杆上；所述连接法兰下端平面中处设置夹持部件；所述夹持部件与所述连接法兰连接；所述夹持部件用于定位夹持转轴；所述夹持部件位于所述定位夹紧部件的内部。
工作时，将装配抓手与机器人末端连接，此时夹持部件和定位夹紧部件处于打开状态，随后机器人带动装配抓手运动至轴类零件放置处，进而夹持部件定位夹持转轴类零件的外圆柱面，然后机器人通过装配抓手上的夹持部件带动转轴类零件移动到装配平台上，紧接着将轴类零件插入放置在装配平台上的缸套类零件内，进而通过装配抓手上的夹紧定位部件定位夹紧缸套类零件的内壁或外壁，随后机器人向下施加压力，进而浮动部件挤压连接法兰，进而带动夹持部件向下运动，过程中一号弹簧被连接法兰压缩，进而定位夹紧部件保持不动，进而实现将转轴类零件装配到缸套类零件上；通过依靠装配抓手自身的定位夹紧部件定位夹紧缸套类零件，依靠装配抓手自身的夹持部件定位夹持转轴类零件，进而保证了转轴类零件与缸套类零件装配前的位置精度，进而避免了因为位置偏差而在装配的过程中缸套类零件与转轴类零件之间发生碰撞，进而避免造成缸套类零件内壁和转轴类零件外圆柱面出现划伤，进而保证转轴类零件与缸套类零件之间的装配精度；通过设置浮动部件，进而降低了装配抓手将转轴类零件装配到缸套类零件内时对机器人的重复精度的要求。
优选的，所述浮动部件包括法兰连接轴、限位挡板、连接盘和二号弹簧；所述法兰连接轴的上端法兰面与机器人末端连接；所述法兰连接轴的下端法兰面上沿圆周方向均匀间隔设置扇形槽；所述法兰连接轴的下端设置所述连接盘；所述连接盘上表面设置有台阶槽；所述法兰连接轴的下端法兰侧表面上间隔设置沉孔；所述沉孔内设置所述二号弹簧；所述连接盘上对应所述沉孔的位置设置矩形槽；所述二号弹簧的一端与所述矩形槽底面接触；所述二号弹簧的另一端与所述沉孔端面接触；所述法兰连接轴的下端法兰上方设置所述限位挡板；所述限位挡板固定连接在所述台阶槽内。
工作时，机器人末端与法兰连接轴的上端法兰面连接，通过在法兰连接轴的下端法兰侧表面与连接盘的台阶槽之间设置二号弹簧，进而实现了装配抓手与机器人末端沿法兰连接轴径向方向上的柔性连接，进而实现了断开机器人重复精度对装配抓手装配的影响，进而提高了装配抓手装配时的稳定性；机器人调试的过程中装配抓手与转轴类零件或缸套类零件碰撞时二号弹簧发生变形，进而对装配抓手起到了缓冲的作用，进而避免了碰撞时装配抓手发生变形损坏，进而提高了装配抓手的使用寿命。
优选的，所述夹持部件包括转动轴、转动盘、固定盘、一号电机、一号齿轮、一号连接轴、软轴、一号滑块、二号滑块、一号夹爪和二号夹爪；所述转动轴的一端固定连接在所述连接法兰的下端法兰面上；所述连接轴的另一端转动连接所述转动盘；所述转动盘的上方设置所述固定盘；所述固定盘固定连接在所述转动轴上；所述固定盘上表面上靠近所述转动轴一侧沿圆周方向均与间隔设置一号腰型孔；所述固定盘上表面上对应所述一号腰型孔位置设置一号滑槽；所述固定盘上表面上靠近所述固定盘的外边沿处沿圆周方向均与间隔设置二号腰型孔；所述固定盘上表面上对应所述二号腰型孔位置设置二号滑槽；所述转动盘的上表面上对应所述一号腰型孔位置设置一号圆弧通槽；所述转动盘的上表面上对应所述二号腰型孔位置设置二号圆弧通槽；所述一号滑块滑动连接在所述一号滑槽内；所述一号滑块的下方设置所述软轴；所述软轴的一端固定连接在所述一号滑块的上；所述软轴的另一端穿过所述一号腰型孔和所述一号圆弧通槽；所述软轴的另一端与所述一号夹爪固定连接；所述二号滑块滑动连接在所述二号滑槽内；所述二号滑块的下方设置所述一号连接轴；所述一号连接轴的一端固定连接在所述所述二号滑块的上；所述一号连接轴的另一端穿过所述二号腰型孔和所述二号圆弧通槽；所述一号连接轴的另一端与所述二号夹爪固定连接；所述固定盘的上表面上固定连接所述一号电机的安装座；所述电机的转轴上固定连接所述一号齿轮；所述一号齿轮与所述转动盘外圆柱面上的轮齿啮合传动。
工作时，待装配的转轴类零件竖直放置在放置台上，待装配的转轴类零件两端直径小于中部直径，机器人带动装配抓手移动至转轴类零件放置台，然后带动装配抓手靠近待夹持的转轴类零件，进而机器人停止运动，随后一号电机转动，进而一号电机带动转动盘转动，进而转动盘上的一号圆弧通槽和二号圆弧通槽随之转动，进而一号圆弧通槽驱动软轴沿一号腰型孔运动，进而软轴带动一号滑块在一号滑槽内滑动，软轴带动一号夹爪运动，进而一号夹爪逐渐靠近转轴类零件的较小直径的圆柱面，进而实现了一号夹爪定位夹紧转轴类零件；同时二号圆弧通槽驱动一号连接轴沿二号腰型孔运动，进而一号连接轴带动二号滑块在二号滑槽内滑动，一号连接轴带动二号夹爪运动，进而二号夹爪逐渐靠近转轴类零件的较大直径的圆柱面，因为一号夹爪通过软轴连接的，进而转动盘驱动一号夹爪定位夹紧转轴类零件后继续转动，进而软轴变形，进而保证了一号夹爪定位夹紧转轴类零件后不影响二号夹爪的定位夹紧转轴类零件，进而实现了二号夹爪对转轴类零件的定位夹紧，进而一号夹爪在二号夹爪夹紧前起到了粗定位的作用，进而保证了二号夹爪定位夹紧使得准确性；同时一号夹爪和二号夹爪同时对转轴类零件进行定位夹紧，进而使得转轴类零件出现过定位，进而增加了装配抓手定位夹紧转轴类零件时的稳定性。
优选的，所述定位夹紧部件包括固定环、转动环、二号电机、二号齿轮、三号滑块、二号连接轴和三号夹爪；所述连接法兰下端法兰面下方设置所述固定环；所述固定环的上表面上固定连接所述导向杆；所述固定环的下表面上设置有环形凹槽；所述环形凹槽内转动连接所述转动环；所述固定环的上表面上沿圆周方向均匀间隔设置三号腰型孔；所述固定环的上表面上对应所述三号腰型孔位置设置三号滑槽；所述转动环上表面上对应所述三号腰型孔位置设置三号圆弧通槽；所述三号滑块滑动连接在所述三号滑槽内；所述三号滑块下方设置所述二号连接轴；所述二号连接轴的一端固定连接在所述三号滑块上；所述二号连接轴的另一端穿过所述三号腰型孔和所述三号圆弧通槽；所述二号连接轴的的另一端与所述三号夹爪连接；所述固定环的上表面固定连接所述二号电机的安装座；所述二号电机的转轴上固定连接所述二号齿轮；所述二号齿轮与所述转动环内圆柱面上的轮齿啮合传动。
工作时，装配抓手定位夹紧转轴类零件后，机器人带动装配抓手从转轴类零件防止台移动到装配工作台，此时装配工作台上已经放置好缸套类零件，机器人带动转轴类零件插入缸套类零件内部，进而二号电机转动，进而二号电机带动转动环转动，进而转动环上的三号圆弧通槽随之转动，进而三号圆弧通槽驱动二号连接轴沿三号腰型孔运动，进而二号连接轴带动三号滑块在三号滑槽内滑动，二号连接轴带动三号夹爪运动，进而三号夹爪逐渐靠近缸套类零件的外壁或内壁，进而实现了三号夹爪对缸套类零件的定位夹紧。
优选的，所述法兰连接轴的下端法兰面上间隔设置半圆形凹槽；所述半圆形凹槽内设置钢球；所述钢球与所述台阶槽底面接触；所述台阶槽内通入润滑脂；所述限位挡板的上表面上设置密封挡板；所述密封挡板与所述法兰连接轴为一体式结构。
工作时，通过在法兰连接轴的下端法兰面与台阶槽底面之间设置钢球，进而减小了法兰连接轴的下端法兰面与台阶槽底面之间的摩擦，进而提高了浮动连接部件的灵敏度，进而提高了对机器人重复精度误差补偿的响应速度，进而降低了对机器人重复精度的要求；通过在台阶槽内通入润滑脂，进一步减小了法兰连接轴的下端法兰面与台阶槽底面之间的摩擦，进一步提高了浮动连接部件的灵敏度，进而降低了对机器人重复精度的要求。
优选的，所述转动盘的下方设置支撑环；所述支撑环上沿圆周方向均匀间隔设置通孔；所述通孔内滑动连接所述传动导向柱；所述传动导向柱的一端固定连接在所述转动盘的下表面上；所述传动导向柱上套设三号弹簧；所述三号弹簧的一端固定连接在所述转动盘上；所述三号弹簧的另一端固定连接在所述支撑环上；所述三号弹簧弹簧始终处于拉伸状态；所述支撑环的上表面上沿圆周方向均匀间隔设置一号扇形沉槽；所述一号扇形沉槽的其中一个侧壁倾斜设置；所述转动轴靠近所述支撑环的一端的端面上对应所述一号扇形沉槽位置设置二号扇形沉槽；靠近所述一号扇形沉槽竖直侧壁的所述二号扇形沉槽的侧壁倾斜设置；所述一号扇形沉槽的倾斜侧壁与所述二号扇形沉槽的倾斜侧壁倾斜方向一致。
工作时，在装配抓手抓取轴类零件时，进而转动转动盘带动传动导向柱转动，进而传动导向带动支撑环转动，进而一号扇形沉槽的倾斜侧壁沿二号扇形沉槽的倾斜侧壁上升，进而一号扇形沉槽的倾斜侧壁离开二号扇形沉槽的倾斜侧壁，过程中弹簧被拉伸，进而转动轴端面与支撑环的上表面接触，此时支撑环的下面与转动轴的端面接触，机器人带动转轴类零件插入缸套类零件内部并定位夹紧缸套类零件后继续向下施加压力，进而转轴类零件的较小直径端进入缸套类零件的装配孔里，通过设置支撑环，进而在机器人施加的压力直接通过转动轴传递给转轴类零件，进而避免通过一号夹爪和二号夹爪通过摩擦力进行装配，进而避免轴类表面被法伤；同时避免了一号夹爪和二号夹爪受力过大而损坏，进而提高了装配抓手的使用寿命。
优选的，所述一号夹爪、所述二号夹爪和所述三号夹爪的表面设置橡胶层；所述橡胶层表上设置有半圆形沉槽。
工作时，通过在一号夹爪、二号夹爪和三号夹爪的表面设置橡胶层，且橡胶层表上设置有半圆形沉槽，进而增大了橡胶层与转轴类零件和缸套类零件之间的接触面积，进而增加了橡胶层与转轴类零件和缸套类零件之间的摩擦力，同时在一号夹爪和二号夹爪夹紧时半圆形沉槽内的空气被排除，进而吸附转轴类零件，进而在摩擦力和吸附力的共同作用下提高了装配抓手抓取转轴类零件后移动的过程中装配抓手夹持转轴类零件的稳定性；进而提高了装配过程的稳定性，同时橡胶层避免了一号夹爪、二号夹爪和三号夹爪对转轴类零件和缸套类零件表面的划伤。
本发明的有益效果如下：
1.本发明中将装配抓手与机器人末端连接，此时夹持部件和定位夹紧部件处于打开状态，随后机器人带动装配抓手运动至轴类零件放置处，进而夹持部件定位夹持转轴类零件的外圆柱面，然后机器人通过装配抓手上的夹持部件带动转轴类零件移动到装配平台上，紧接着将轴类零件插入放置在装配平台上的缸套类零件内，进而通过装配抓手上的夹紧定位部件定位夹紧缸套类零件的内壁或外壁，随后机器人向下施加压力，进而浮动部件挤压连接法兰，进而带动夹持部件向下运动，过程中一号弹簧被连接法兰压缩，进而定位夹紧部件保持不动，进而实现将转轴类零件装配到缸套类零件上；通过依靠装配抓手自身的定位夹紧部件定位夹紧缸套类零件，依靠装配抓手自身的夹持部件定位夹持转轴类零件，进而保证了转轴类零件与缸套类零件装配前的位置精度，进而避免了因为位置偏差而在装配的过程中缸套类零件与转轴类零件之间发生碰撞，进而避免造成缸套类零件内壁和转轴类零件外圆柱面出现划伤，进而保证转轴类零件与缸套类零件之间的装配精度；通过设置浮动部件，进而降低了装配抓手将转轴类零件装配到缸套类零件内时对机器人的重复精度的要求。
2.本发明中机器人末端与法兰连接轴的上端法兰面连接，通过在法兰连接轴的下端法兰侧表面与连接盘的台阶槽之间设置二号弹簧，进而实现了装配抓手与机器人末端沿法兰连接轴径向方向上的柔性连接，进而实现了断开机器人重复精度对装配抓手装配的影响，进而提高了装配抓手装配时的稳定性；机器人调试的过程中装配抓手与转轴类零件或缸套类零件碰撞时二号弹簧发生变形，进而对装配抓手起到了缓冲的作用，进而避免了碰撞时装配抓手发生变形损坏，进而提高了装配抓手的使用寿命。
3.本发明中待装配的转轴类零件竖直放置在放置台上，待装配的转轴类零件两端直径小于中部直径，机器人带动装配抓手移动至转轴类零件放置台，然后带动装配抓手靠近待夹持的转轴类零件，进而机器人停止运动，随后一号电机转动，进而一号电机带动转动盘转动，进而转动盘上的一号圆弧通槽和二号圆弧通槽随之转动，进而一号圆弧通槽驱动软轴沿一号腰型孔运动，进而软轴带动一号滑块在一号滑槽内滑动，软轴带动一号夹爪运动，进而一号夹爪逐渐靠近转轴类零件的较小直径的圆柱面，进而实现了一号夹爪定位夹紧转轴类零件；同时二号圆弧通槽驱动一号连接轴沿二号腰型孔运动，进而一号连接轴带动二号滑块在二号滑槽内滑动，一号连接轴带动二号夹爪运动，进而二号夹爪逐渐靠近转轴类零件的较大直径的圆柱面，因为一号夹爪通过软轴连接的，进而转动盘驱动一号夹爪定位夹紧转轴类零件后继续转动，进而软轴变形，进而保证了一号夹爪定位夹紧转轴类零件后不影响二号夹爪的定位夹紧转轴类零件，进而实现了二号夹爪对转轴类零件的定位夹紧，进而一号夹爪在二号夹爪夹紧前起到了粗定位的作用，进而保证了二号夹爪定位夹紧使得准确性；同时一号夹爪和二号夹爪同时对转轴类零件进行定位夹紧，进而使得转轴类零件出现过定位，进而增加了装配抓手定位夹紧转轴类零件时的稳定性。
4.本发明中装配抓手定位夹紧转轴类零件后，机器人带动装配抓手从转轴类零件防止台移动到装配工作台，此时装配工作台上已经放置好缸套类零件，机器人带动转轴类零件插入缸套类零件内部，进而二号电机转动，进而二号电机带动转动环转动，进而转动环上的三号圆弧通槽随之转动，进而三号圆弧通槽驱动二号连接轴沿三号腰型孔运动，进而二号连接轴带动三号滑块在三号滑槽内滑动，二号连接轴带动三号夹爪运动，进而三号夹爪逐渐靠近缸套类零件的外壁或内壁，进而实现了三号夹爪对缸套类零件的定位夹紧。
5.本发明中通过在法兰连接轴的下端法兰面与台阶槽底面之间设置钢球，进而减小了法兰连接轴的下端法兰面与台阶槽底面之间的摩擦，进而提高了浮动连接部件的灵敏度，进而提高了对机器人重复精度误差补偿的响应速度，进而降低了对机器人重复精度的要求；通过在台阶槽内通入润滑脂，进一步减小了法兰连接轴的下端法兰面与台阶槽底面之间的摩擦，进一步提高了浮动连接部件的灵敏度，进而降低了对机器人重复精度的要求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明中装配抓手的整体结构示意图；
图2是本发明中装配抓手的内部结构示意图；
图3是本发明中装配抓手的主视图；
图4是本发明中夹持部件和定位夹紧部件的结构示意图；
图5是本发明中浮动部件的内部结构示意图；
图6是本发明中法兰连接轴的结构示意图；
图7是本发明中连接盘的结构示意图；
图8是本发明中固定盘的结构示意图；
图9是本发明中转动盘和转动环的结构示意图；
图10是本发明中支撑环的结构示意图；
图中：浮动部件 1、法兰连接轴 11、扇形槽 111、沉孔 112、限位挡板 12、连接盘13、台阶槽 131、矩形槽 132、二号弹簧 14、钢球 15、连接法兰 2、导向杆 3、一号弹簧 4、夹持部件 5、转动轴 51、转动盘 52、一号圆弧通槽 521、二号圆弧通槽 522、固定盘 53、一号腰型孔 531、一号滑槽 532、二号腰型孔 533、二号滑槽 534、一号电机 54、一号齿轮55、一号连接轴 56、软轴 57、一号滑块 58、二号滑块 59、一号夹爪 60、二号夹爪 61、定位夹紧部件 7、固定环 71、三号腰型孔 711、三号滑槽 712、转动环 72、三号圆弧通槽 721、二号电机 73、二号齿轮 74、三号滑块 75、二号连接轴 76、三号夹爪 77、支撑环 8、传动导向柱 81、三号弹簧 82、一号扇形沉槽 83、二号扇形沉槽 84。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，一种机器人浮动式自定心装配抓手，包括浮动部件1、连接法兰2、导向杆3、一号弹簧4、夹持部件5和定位夹紧部件7；所述连接法兰2的上方设置所述浮动部件1；所述浮动部件1与所述连接法兰2的上端法兰面连接；所述浮动部件1用于使得装配抓手与机器人之间保持浮动连接；所述连接法兰2的下端法兰面上沿圆周方向均匀间隔设置所述导向杆3；所述导向杆3滑动连接在所述连接法兰2上；所述连接法兰2下方设置所述定位夹紧部件7；所述定位夹紧部件7与所述导向杆3连接；所述定位夹紧部件7用于定位夹紧待装配的缸套；所述连接法兰2与所述定位夹紧部件7之间设置所述一号弹簧4；所述一号弹簧4套在所述导向杆3上；所述连接法兰2下端平面中处设置夹持部件5；所述夹持部件5与所述连接法兰2连接；所述夹持部件5用于定位夹持转轴；所述夹持部件5位于所述定位夹紧部件7的内部。
工作时，将装配抓手与机器人末端连接，此时夹持部件5和定位夹紧部件7处于打开状态，随后机器人带动装配抓手运动至轴类零件放置处，进而夹持部件5定位夹持转轴类零件的外圆柱面，然后机器人通过装配抓手上的夹持部件5带动转轴类零件移动到装配平台上，紧接着将轴类零件插入放置在装配平台上的缸套类零件内，进而通过装配抓手上的夹紧定位部件定位夹紧缸套类零件的内壁或外壁，随后机器人向下施加压力，进而浮动部件1挤压连接法兰2，进而带动夹持部件5向下运动，过程中一号弹簧4被连接法兰2压缩，进而定位夹紧部件7保持不动，进而实现将转轴类零件装配到缸套类零件上；通过依靠装配抓手自身的定位夹紧部件7定位夹紧缸套类零件，依靠装配抓手自身的夹持部件5定位夹持转轴类零件，进而保证了转轴类零件与缸套类零件装配前的位置精度，进而避免了因为位置偏差而在装配的过程中缸套类零件与转轴类零件之间发生碰撞，进而避免造成缸套类零件内壁和转轴类零件外圆柱面出现划伤，进而保证转轴类零件与缸套类零件之间的装配精度；通过设置浮动部件1，进而降低了装配抓手将转轴类零件装配到缸套类零件内时对机器人的重复精度的要求。
如图5至图7所示，所述浮动部件1包括法兰连接轴11、限位挡板12、连接盘13和二号弹簧14；所述法兰连接轴11的上端法兰面与机器人末端连接；所述法兰连接轴11的下端法兰面上沿圆周方向均匀间隔设置扇形槽111；所述法兰连接轴11的下端设置所述连接盘13；所述连接盘13上表面设置有台阶槽131；所述法兰连接轴11的下端法兰侧表面上间隔设置沉孔112；所述沉孔112内设置所述二号弹簧14；所述连接盘13上对应所述沉孔112的位置设置矩形槽132；所述二号弹簧14的一端与所述矩形槽132底面接触；所述二号弹簧14的另一端与所述沉孔112端面接触；所述法兰连接轴11的下端法兰上方设置所述限位挡板12；所述限位挡板12固定连接在所述台阶槽131内。
工作时，机器人末端与法兰连接轴11的上端法兰面连接，通过在法兰连接轴11的下端法兰侧表面与连接盘13的台阶槽131之间设置二号弹簧14，进而实现了装配抓手与机器人末端沿法兰连接轴11径向方向上的柔性连接，进而实现了断开机器人重复精度对装配抓手装配的影响，进而提高了装配抓手装配时的稳定性；机器人调试的过程中装配抓手与转轴类零件或缸套类零件碰撞时二号弹簧14发生变形，进而对装配抓手起到了缓冲的作用，进而避免了碰撞时装配抓手发生变形损坏，进而提高了装配抓手的使用寿命。
如图1、图2、图3、图4、图8和图9所示，所述夹持部件5包括转动轴51、转动盘52、固定盘53、一号电机54、一号齿轮55、一号连接轴56、软轴57、一号滑块58、二号滑块59、一号夹爪60和二号夹爪61；所述转动轴51的一端固定连接在所述连接法兰2的下端法兰面上；所述连接轴的另一端转动连接所述转动盘52；所述转动盘52的上方设置所述固定盘53；所述固定盘53固定连接在所述转动轴51上；所述固定盘53上表面上靠近所述转动轴51一侧沿圆周方向均与间隔设置一号腰型孔531；所述固定盘53上表面上对应所述一号腰型孔531位置设置一号滑槽532；所述固定盘53上表面上靠近所述固定盘53的外边沿处沿圆周方向均与间隔设置二号腰型孔533；所述固定盘53上表面上对应所述二号腰型孔533位置设置二号滑槽534；所述转动盘52的上表面上对应所述一号腰型孔531位置设置一号圆弧通槽521；所述转动盘52的上表面上对应所述二号腰型孔533位置设置二号圆弧通槽522；所述一号滑块58滑动连接在所述一号滑槽532内；所述一号滑块58的下方设置所述软轴57；所述软轴57的一端固定连接在所述一号滑块58的上；所述软轴57的另一端穿过所述一号腰型孔531和所述一号圆弧通槽521；所述软轴57的另一端与所述一号夹爪60固定连接；所述二号滑块59滑动连接在所述二号滑槽534内；所述二号滑块59的下方设置所述一号连接轴56；所述一号连接轴56的一端固定连接在所述所述二号滑块59的上；所述一号连接轴56的另一端穿过所述二号腰型孔533和所述二号圆弧通槽522；所述一号连接轴56的另一端与所述二号夹爪61固定连接；所述固定盘53的上表面上固定连接所述一号电机54的安装座；所述电机的转轴上固定连接所述一号齿轮55；所述一号齿轮55与所述转动盘52外圆柱面上的轮齿啮合传动。
工作时，待装配的转轴类零件竖直放置在放置台上，待装配的转轴类零件两端直径小于中部直径，机器人带动装配抓手移动至转轴类零件放置台，然后带动装配抓手靠近待夹持的转轴类零件，进而机器人停止运动，随后一号电机54转动，进而一号电机54带动转动盘52转动，进而转动盘52上的一号圆弧通槽521和二号圆弧通槽522随之转动，进而一号圆弧通槽521驱动软轴57沿一号腰型孔531运动，进而软轴57带动一号滑块58在一号滑槽532内滑动，软轴57带动一号夹爪60运动，进而一号夹爪60逐渐靠近转轴类零件的较小直径的圆柱面，进而实现了一号夹爪60定位夹紧转轴类零件；同时二号圆弧通槽522驱动一号连接轴56沿二号腰型孔533运动，进而一号连接轴56带动二号滑块59在二号滑槽534内滑动，一号连接轴56带动二号夹爪61运动，进而二号夹爪61逐渐靠近转轴类零件的较大直径的圆柱面，因为一号夹爪60通过软轴57连接的，进而转动盘52驱动一号夹爪60定位夹紧转轴类零件后继续转动，进而软轴57变形，进而保证了一号夹爪60定位夹紧转轴类零件后不影响二号夹爪61的定位夹紧转轴类零件，进而实现了二号夹爪61对转轴类零件的定位夹紧，进而一号夹爪60在二号夹爪61夹紧前起到了粗定位的作用，进而保证了二号夹爪61定位夹紧使得准确性；同时一号夹爪60和二号夹爪61同时对转轴类零件进行定位夹紧，进而使得转轴类零件出现过定位，进而增加了装配抓手定位夹紧转轴类零件时的稳定性。
如图1、图2、图3、图4和图9所示，所述定位夹紧部件7包括固定环71、转动环72、二号电机73、二号齿轮74、三号滑块75、二号连接轴76和三号夹爪77；所述连接法兰2下端法兰面下方设置所述固定环71；所述固定环71的上表面上固定连接所述导向杆3；所述固定环71的下表面上设置有环形凹槽；所述环形凹槽内转动连接所述转动环72；所述固定环71的上表面上沿圆周方向均匀间隔设置三号腰型孔711；所述固定环71的上表面上对应所述三号腰型孔711位置设置三号滑槽712；所述转动环72上表面上对应所述三号腰型孔711位置设置三号圆弧通槽721；所述三号滑块75滑动连接在所述三号滑槽712内；所述三号滑块75下方设置所述二号连接轴76；所述二号连接轴76的一端固定连接在所述三号滑块75上；所述二号连接轴76的另一端穿过所述三号腰型孔711和所述三号圆弧通槽721；所述二号连接轴76的的另一端与所述三号夹爪77连接；所述固定环71的上表面固定连接所述二号电机73的安装座；所述二号电机73的转轴上固定连接所述二号齿轮74；所述二号齿轮74与所述转动环72内圆柱面上的轮齿啮合传动。
工作时，装配抓手定位夹紧转轴类零件后，机器人带动装配抓手从转轴类零件防止台移动到装配工作台，此时装配工作台上已经放置好缸套类零件，机器人带动转轴类零件插入缸套类零件内部，进而二号电机73转动，进而二号电机73带动转动环72转动，进而转动环72上的三号圆弧通槽721随之转动，进而三号圆弧通槽721驱动二号连接轴76沿三号腰型孔711运动，进而二号连接轴76带动三号滑块75在三号滑槽712内滑动，二号连接轴76带动三号夹爪77运动，进而三号夹爪77逐渐靠近缸套类零件的外壁或内壁，进而实现了三号夹爪77对缸套类零件的定位夹紧。
如图5和图6所示，所述法兰连接轴11的下端法兰面上间隔设置半圆形凹槽；所述半圆形凹槽内设置钢球15；所述钢球15与所述台阶槽131底面接触；所述台阶槽131内通入润滑脂；所述限位挡板12的上表面上设置密封挡板；所述密封挡板与所述法兰连接轴11为一体式结构。
工作时，通过在法兰连接轴11的下端法兰面与台阶槽131底面之间设置钢球15，进而减小了法兰连接轴11的下端法兰面与台阶槽131底面之间的摩擦，进而提高了浮动连接部件的灵敏度，进而提高了对机器人重复精度误差补偿的响应速度，进而降低了对机器人重复精度的要求；通过在台阶槽131内通入润滑脂，进一步减小了法兰连接轴11的下端法兰面与台阶槽131底面之间的摩擦，进一步提高了浮动连接部件的灵敏度，进而降低了对机器人重复精度的要求。
如图3、图4和图10所示，所述转动盘52的下方设置支撑环8；所述支撑环8上沿圆周方向均匀间隔设置通孔；所述通孔内滑动连接所述传动导向柱81；所述传动导向柱81的一端固定连接在所述转动盘52的下表面上；所述传动导向柱81上套设三号弹簧82；所述三号弹簧82的一端固定连接在所述转动盘52上；所述三号弹簧82的另一端固定连接在所述支撑环8上；所述三号弹簧82弹簧始终处于拉伸状态；所述支撑环8的上表面上沿圆周方向均匀间隔设置一号扇形沉槽83；所述一号扇形沉槽83的其中一个侧壁倾斜设置；所述转动轴51靠近所述支撑环8的一端的端面上对应所述一号扇形沉槽83位置设置二号扇形沉槽84；靠近所述一号扇形沉槽83竖直侧壁的所述二号扇形沉槽84的侧壁倾斜设置；所述一号扇形沉槽83的倾斜侧壁与所述二号扇形沉槽84的倾斜侧壁倾斜方向一致。
工作时，在装配抓手抓取轴类零件时，进而转动转动盘52带动传动导向柱81转动，进而传动导向带动支撑环8转动，进而一号扇形沉槽83的倾斜侧壁沿二号扇形沉槽84的倾斜侧壁上升，进而一号扇形沉槽83的倾斜侧壁离开二号扇形沉槽84的倾斜侧壁，过程中弹簧被拉伸，进而转动轴51端面与支撑环8的上表面接触，此时支撑环8的下面与转动轴51的端面接触，机器人带动转轴类零件插入缸套类零件内部并定位夹紧缸套类零件后继续向下施加压力，进而转轴类零件的较小直径端进入缸套类零件的装配孔里，通过设置支撑环8，进而在机器人施加的压力直接通过转动轴51传递给转轴类零件，进而避免通过一号夹爪60和二号夹爪61通过摩擦力进行装配，进而避免轴类表面被法伤；同时避免了一号夹爪60和二号夹爪61受力过大而损坏，进而提高了装配抓手的使用寿命。
如图4所示，所述一号夹爪60、所述二号夹爪61和所述三号夹爪77的表面设置橡胶层；所述橡胶层表上设置有半圆形沉槽。
工作时，通过在一号夹爪60、二号夹爪61和三号夹爪77的表面设置橡胶层，且橡胶层表上设置有半圆形沉槽，进而增大了橡胶层与转轴类零件和缸套类零件之间的接触面积，进而增加了橡胶层与转轴类零件和缸套类零件之间的摩擦力，同时在一号夹爪60和二号夹爪61夹紧时半圆形沉槽内的空气被排除，进而吸附转轴类零件，进而在摩擦力和吸附力的共同作用下提高了装配抓手抓取转轴类零件后移动的过程中装配抓手夹持转轴类零件的稳定性；进而提高了装配过程的稳定性，同时橡胶层避免了一号夹爪60、二号夹爪61和三号夹爪77对转轴类零件和缸套类零件表面的划伤。
工作时，将装配抓手与机器人末端连接，此时夹持部件5和定位夹紧部件7处于打开状态，随后机器人带动装配抓手运动至轴类零件放置处，进而夹持部件5定位夹持转轴类零件的外圆柱面，然后机器人通过装配抓手上的夹持部件5带动转轴类零件移动到装配平台上，紧接着将轴类零件插入放置在装配平台上的缸套类零件内，进而通过装配抓手上的夹紧定位部件定位夹紧缸套类零件的内壁或外壁，随后机器人向下施加压力，进而浮动部件1挤压连接法兰2，进而带动夹持部件5向下运动，过程中一号弹簧4被连接法兰2压缩，进而定位夹紧部件7保持不动，进而实现将转轴类零件装配到缸套类零件上；通过依靠装配抓手自身的定位夹紧部件7定位夹紧缸套类零件，依靠装配抓手自身的夹持部件5定位夹持转轴类零件，进而保证了转轴类零件与缸套类零件装配前的位置精度，进而避免了因为位置偏差而在装配的过程中缸套类零件与转轴类零件之间发生碰撞，进而避免造成缸套类零件内壁和转轴类零件外圆柱面出现划伤，进而保证转轴类零件与缸套类零件之间的装配精度；通过设置浮动部件1，进而降低了装配抓手将转轴类零件装配到缸套类零件内时对机器人的重复精度的要求。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种机器人浮动式自定心装配抓手，其特征在于：包括浮动部件(1)、连接法兰(2)、导向杆(3)、一号弹簧(4)、夹持部件(5)和定位夹紧部件(7)；所述连接法兰(2)的上方设置所述浮动部件(1)；所述浮动部件(1)与所述连接法兰(2)的上端法兰面连接；所述浮动部件(1)用于使得装配抓手与机器人之间保持浮动连接；所述连接法兰(2)的下端法兰面上沿圆周方向均匀间隔设置所述导向杆(3)；所述导向杆(3)滑动连接在所述连接法兰(2)上；所述连接法兰(2)下方设置所述定位夹紧部件(7)；所述定位夹紧部件(7)与所述导向杆(3)连接；所述定位夹紧部件(7)用于定位夹紧待装配的缸套；所述连接法兰(2)与所述定位夹紧部件(7)之间设置所述一号弹簧(4)；所述一号弹簧(4)套在所述导向杆(3)上；所述连接法兰(2)下端平面中处设置所述夹持部件(5)；所述夹持部件(5)与所述连接法兰(2)连接；所述夹持部件(5)用于定位夹持转轴；所述夹持部件(5)位于所述定位夹紧部件(7)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种机器人浮动式自定心装配抓手，其特征在于：所述浮动部件(1)包括法兰连接轴(11)、限位挡板(12)、连接盘(13)和二号弹簧(14)；所述法兰连接轴(11)的上端法兰面与机器人末端连接；所述法兰连接轴(11)的下端法兰面上沿圆周方向均匀间隔设置扇形槽(111)；所述法兰连接轴(11)的下端设置所述连接盘(13)；所述连接盘(13)上表面设置有台阶槽(131)；所述法兰连接轴(11)的下端法兰侧表面上间隔设置沉孔(112)；所述沉孔(112)内设置所述二号弹簧(14)；所述连接盘(13)上对应所述沉孔(112)的位置设置矩形槽(132)；所述二号弹簧(14)的一端与所述矩形槽(132)底面接触；所述二号弹簧(14)的另一端与所述沉孔(112)端面接触；所述法兰连接轴(11)的下端法兰上方设置所述限位挡板(12)；所述限位挡板(12)固定连接在所述台阶槽(131)内。
3.根据权利要求2所述的一种机器人浮动式自定心装配抓手，其特征在于：所述夹持部件(5)包括转动轴(51)、转动盘(52)、固定盘(53)、一号电机(54)、一号齿轮(55)、一号连接轴(56)、软轴(57)、一号滑块(58)、二号滑块(59)、一号夹爪(60)和二号夹爪(61)；所述转动轴(51)的一端固定连接在所述连接法兰(2)的下端法兰面上；所述连接轴的另一端转动连接所述转动盘(52)；所述转动盘(52)的上方设置所述固定盘(53)；所述固定盘(53)固定连接在所述转动轴(51)上；所述固定盘(53)上表面上靠近所述转动轴(51)一侧沿圆周方向均与间隔设置一号腰型孔(531)；所述固定盘(53)上表面上对应所述一号腰型孔(531)位置设置一号滑槽(532)；所述固定盘(53)上表面上靠近所述固定盘(53)的外边沿处沿圆周方向均与间隔设置二号腰型孔(533)；所述固定盘(53)上表面上对应所述二号腰型孔(533)位置设置二号滑槽(534)；所述转动盘(52)的上表面上对应所述一号腰型孔(531)位置设置一号圆弧通槽(521)；所述转动盘(52)的上表面上对应所述二号腰型孔(533)位置设置二号圆弧通槽(522)；所述一号滑块(58)滑动连接在所述一号滑槽(532)内；所述一号滑块(58)的下方设置所述软轴(57)；所述软轴(57)的一端固定连接在所述一号滑块(58)的上；所述软轴(57)的另一端穿过所述一号腰型孔(531)和所述一号圆弧通槽(521)；所述软轴(57)的另一端与所述一号夹爪(60)固定连接；所述二号滑块(59)滑动连接在所述二号滑槽(534)内；所述二号滑块(59)的下方设置所述一号连接轴(56)；所述一号连接轴(56)的一端固定连接在所述所述二号滑块(59)的上；所述一号连接轴(56)的另一端穿过所述二号腰型孔(533)和所述二号圆弧通槽(522)；所述一号连接轴(56)的另一端与所述二号夹爪(61)固定连接；所述固定盘(53)的上表面上固定连接所述一号电机(54)的安装座；所述电机的转轴上固定连接所述一号齿轮(55)；所述一号齿轮(55)与所述转动盘(52)外圆柱面上的轮齿啮合传动。
4.根据权利要求3所述的一种机器人浮动式自定心装配抓手，其特征在于：所述定位夹紧部件(7)包括固定环(71)、转动环(72)、二号电机(73)、二号齿轮(74)、三号滑块(75)、二号连接轴(76)和三号夹爪(77)；所述连接法兰(2)下端法兰面下方设置所述固定环(71)；所述固定环(71)的上表面上固定连接所述导向杆(3)；所述固定环(71)的下表面上设置有环形凹槽；所述环形凹槽内转动连接所述转动环(72)；所述固定环(71)的上表面上沿圆周方向均匀间隔设置三号腰型孔(711)；所述固定环(71)的上表面上对应所述三号腰型孔(711)位置设置三号滑槽(712)；所述转动环(72)上表面上对应所述三号腰型孔(711)位置设置三号圆弧通槽(721)；所述三号滑块(75)滑动连接在所述三号滑槽(712)内；所述三号滑块(75)下方设置所述二号连接轴(76)；所述二号连接轴(76)的一端固定连接在所述三号滑块(75)上；所述二号连接轴(76)的另一端穿过所述三号腰型孔(711)和所述三号圆弧通槽(721)；所述二号连接轴(76)的的另一端与所述三号夹爪(77)连接；所述固定环(71)的上表面固定连接所述二号电机(73)的安装座；所述二号电机(73)的转轴上固定连接所述二号齿轮(74)；所述二号齿轮(74)与所述转动环(72)内圆柱面上的轮齿啮合传动。
5.根据权利要求4所述的一种机器人浮动式自定心装配抓手，其特征在于：所述法兰连接轴(11)的下端法兰面上间隔设置半圆形凹槽；所述半圆形凹槽内设置钢球(15)；所述钢球(15)与所述台阶槽(131)底面接触；所述台阶槽(131)内通入润滑脂；所述限位挡板(12)的上表面上设置密封挡板；所述密封挡板与所述法兰连接轴(11)为一体式结构。
6.根据权利要求5所述的一种机器人浮动式自定心装配抓手，其特征在于：所述转动盘(52)的下方设置支撑环(8)；所述支撑环(8)上沿圆周方向均匀间隔设置通孔；所述通孔内滑动连接所述传动导向柱(81)；所述传动导向柱(81)的一端固定连接在所述转动盘(52)的下表面上；所述传动导向柱(81)上套设三号弹簧(82)；所述三号弹簧(82)的一端固定连接在所述转动盘(52)上；所述三号弹簧(82)的另一端固定连接在所述支撑环(8)上；所述三号弹簧(82)弹簧始终处于拉伸状态；所述支撑环(8)的上表面上沿圆周方向均匀间隔设置一号扇形沉槽(83)；所述一号扇形沉槽(83)的其中一个侧壁倾斜设置；所述转动轴(51)靠近所述支撑环(8)的一端的端面上对应所述一号扇形沉槽(83)位置设置二号扇形沉槽(84)；靠近所述一号扇形沉槽(83)竖直侧壁的所述二号扇形沉槽(84)的侧壁倾斜设置；所述一号扇形沉槽(83)的倾斜侧壁与所述二号扇形沉槽(84)的倾斜侧壁倾斜方向一致。
7.根据权利要求6所述的一种机器人浮动式自定心装配抓手，其特征在于：所述一号夹爪(60)、所述二号夹爪(61)和所述三号夹爪(77)的表面设置橡胶层；所述橡胶层表上设置有半圆形沉槽。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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