CN112140130A - 一种具有弹性检测功能的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有弹性检测功能的机械手，包括驱动气缸和取料手，机械手还包括导力部、缓冲部和检测部，导力部沿着机械手的施力方向布置，驱动气缸通过导力部驱动取料手，缓冲部的两端分别连接检测部和导力部。

Description

一种具有弹性检测功能的机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种具有弹性检测功能的机械手。

背景技术

目前在非标设备行业中，两轴或三轴机械手大量应用于取料或插件，此种场合使用的机械手存在与工件直接接触的操作要求，因为每次接触力的大小不固定，从而不可避免的带来了工件和机械手的安全和质量方面的问题。目前常用的接触检测方法为在机械手的末端增加传感器，从而检测机械手接触和受力情况，但此种方式对机械手夹具的形状限制较多，且传感器的形状和安装位置要求较高，因此往往成本投入较高，且达不到很好的使用效果。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种具有弹性检测功能的机械手，该机械手的成本低、可靠性高。

本发明具体采用如下方案实现：一种具有弹性检测功能的机械手，在现有的机械手结构基础上增加了导力部、缓冲部和检测部，缓冲部的两端分别连接导力部和检测部。机械手的驱动力来源为电机或气缸，导力部用于驱动力的传导，导力部沿着机械手的施力方向布置。当机械手与待移动的工件基础时，机械手会向其与工件的接触面施加作用力，此时由于力的作用是相互的，因此方向相反的作用力会通过导力部向缓冲部进行作用，此时缓冲部受到挤压，同时检测部能实时检测到缓冲部受到的挤压力的大小，挤压力的大小与机械手向工件施加的作用力成正相关，因此可通过检测部检测得到的挤压力的数值来得到机械手向工件施加的作用力。

现有的机械手一般由两套或两套以上的伺服电机作为驱动源，驱动源带动运动模组及用于夹持的取料手，在机械手工作时，驱动源驱动运动模组，带动取料手在工作空间内完成要求的取料、放料等动作。

在一实施例中，缓冲部为弹簧，弹簧的两端分别连接导力部和检测部，当机械手在与工件接触时，弹簧可以起到缓冲作用，从而防止机械手损伤工件，同时防止检测部被导力部挤压损坏。检测部通过检测弹簧的形变情况，来检测机械手与工件的接触力大小。从而达到机械手低成本且可靠的接触检测方法。

在一实施例中，检测部与机械手的控制模块连接，检测部作为开关模块，当机械手对工件的接触力超过预设值时，检测部通过控制模块控制机械手停止向工件施力，从而达到保护机械手和工件的效果。

相比于现有技术，本发明的技术方案具有如下的有益效果：

1）在现有的机械手结构基础上增设导力部、缓冲部和检测部，缓冲部能起到缓冲效果，减少机械手和工件的接触力大小，从而减少了机械手和工件的损伤，保证了设备运行的稳定性；

2）检测部通过缓冲部实时检测机械手与工件的接触力，在正常工作时，检测部可设置机械手对工件的接触力的上限值，从而达到保护机械手和工件的效果，增加设备运行的安全性。

下面结合具体实施例进行说明。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的机械手的正视图。

图2为图1的局部A放大图。

图3为本发明一实施例提供的机械手的左视图。

其中，附图标记为：本实施例提供的一种具有弹性检测功能的机械手，包括1.机械手；11.驱动气缸；12.取料手；2.导杆；3.弹簧；4.检测部；5.固定块。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1-2，本实施例提供的一种具有弹性检测功能的机械手，包括机械手1、导力部、缓冲部和检测部4，其中导力部为导杆2，缓冲部为弹簧3，检测部4为感应装置PSN17-8DN2，机械手1包括驱动气缸11和取料手12，驱动气缸11通过导杆2驱动取料手12沿竖直方向移动，导杆2竖直设置，导杆2用于传导驱动气缸11的驱动力。弹簧3也竖直设置，弹簧3的两端分别连接检测部4和导杆2。导杆2靠近驱动气缸11的一端与弹簧3连接，导杆2的另一端连接取料手12。

本实施例中，竖直设置的驱动气缸11的自由端与一固定块5的顶端面连接，导杆2的数量为两个，两个导杆2均设置在固定块5的下方，两个导杆2沿固定块5的中心线对称设置在固定块5的两端，两个导杆2远离取料手12的一端均连接有弹簧3，其中一个导杆2连接的弹簧3的顶部由固定块5的底端面进入固定块5内，另一个导杆2连接的弹簧3的顶部由固定块5的底端面贯穿固定块5并与设置在固定块5的顶端面的感应装置PSN17-8DN2连接。

当机械手1的取料手12与工件接触时，取料手12通过导杆2受到驱动气缸11的作用力，该作用力的反作用力沿导杆2转移到弹簧3上，弹簧3受力压缩，起到缓冲效果，减少取料手12与工件之间的受力，达到保护机械手1和工件的作用。当弹簧3受力压缩时，导杆2的位置发生变动，且作用力大小不同会使导杆2对应位置变化也不同。感应装置PSN17-8DN2检测弹簧3受到的挤压力，可以检测弹簧3的实时受力情况，当机械手1与工件接触力超过检测开关 PSN17-8DN2的设定值时，检测开关 PSN17-8DN2将信号传递给机械手1的控制模块，从而控制机械手1做出相应的处理动作。

弹簧3受力压缩，导杆2竖直向上动作，触发感应装置PSN17-8DN2的信号，信号转换成电信号后传递给控制模块的PLC，PLC根据信号情况，控制机械手1的启停。当机械手1与工件接触力超过检测开关 PSN17-8DN2的设定值时，PLC会停止取料手12的进一步向工件的施力，并启动驱动气缸11使取料手12竖直向上移动与工件分离，从而保护机械手1和工件，待维修人员对机械手1进行检测确认无损坏后再次启动机械手1进行移料作业。

现有的机械手在运行过程中，无法判断受力情况，在取料过程中，如果位置判断错误或中间有其他物料阻挡时，就会出现压坏物料或撞坏机械手的情况。本实施例提供的应用于机械手1接触力的弹性检测方法，利用了机械结构与检测传感器结合的方式，有效实现机械手与工件接触力大小的监控，并且结构简单、成本较低，具有很强的实用性。

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 (9)

1.一种具有弹性检测功能的机械手，包括驱动气缸和取料手，其特征在于，所述机械手还包括导力部、缓冲部和检测部，所述导力部沿着机械手的施力方向布置，所述驱动气缸通过所述导力部驱动所述取料手，所述缓冲部的两端分别连接所述检测部和所述导力部。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动气缸和所述导力部均竖直设置。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述导力部为导杆。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述缓冲部为弹簧，所述弹簧竖直设置。

5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述驱动气缸的自由端与一固定块的顶端面连接，所述导杆设置在所述固定块的下方。

6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述导杆的数量为两个，两个所述导杆沿所述固定块的中心线对称设置在所述固定块的两端。

7.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，两个所述导杆远离所述取料手的一端均连接有所述弹簧，其中一个所述导杆连接的弹簧的顶部由所述固定块的底端面进入所述固定块内，另一个所述导杆连接的所述弹簧的顶部由所述固定块的底端面贯穿所述固定块并与设置在所述固定块的顶端面的所述检测部连接。

8.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械手还包括控制模块，所述检测部和所述控制模块连接。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述检测部为感应装置PSN17-8DN2。

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