CN112276988A - 车辆工程用工业机器人的气动夹持机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆工程用工业机器人的气动夹持机构,包括:气缸;第一固定机构和第二固定机构;第一夹持臂,其包括端部相互铰接的第一受力臂和第一施力臂,所述第一施力臂的自由端与所述气缸输出端铰接,所述第一受力臂铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上;第二夹持臂,其包括端部相互铰接的第二受力臂和第二施力臂,所述第二施力臂的自由端与所述气缸输出端铰接,所述第二受力臂铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上;相对设置的第一夹爪和第二夹爪。本发明提供的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构,可以产生更高的夹持力。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业机器人的夹持机构,特别是涉及一种应用于车辆工程中的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构。
背景技术
现今,从事制造业的工厂里的生产线目前就应用了很多工业机器人。以汽车工业为例,目前应用较为广泛的有焊接机器人、涂装机器人等,除了焊接和涂装这类可能危害工人安全的作业之外,还存在装配机器人,相比于人工而言。多关节工业机器人可实现精度更更高的装配作业。然而,无论是按用途划分的焊接机器人、涂装机器人或组装作业机器人,在结构上都对应多关节工业机器人,例如六轴工业机器人。六轴工业机器人在作业时,夹持机构是其重要的作业机构,其安全性和稳定性属于重要指标,也严格制约了其应用范围。
目前市面上应用于车辆制造的工业机器人品牌多样,其具体结构也有具体差异,但是,经过大量调研,发明人发现,目前车辆制造中涉及的工业机器人的夹持机构,多存在夹紧力较低的缺陷。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种具有较高夹紧力的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构。
为了实现上述目的,本发明实施例提供的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构,包括:
气缸,其包括气缸壳体和设置于所述气缸壳体内的活塞及活塞杆,所述活塞杆位于所述气缸外一端构造为气缸输出端,所述活塞分割所述气缸的内腔为第一腔室和第二腔室,所述气缸壳体上设置有供气机构,所述供气机构至少具有连通至所述第一腔室的第一供气管和连通至所述第二腔室的第二供气管,以分别通过向所述第一腔室或所述第二腔室供气驱动所述活塞带动所述气缸输出端作动;
第一固定机构和第二固定机构,其分别相对地设置在所述气缸壳体上且两者之间界定为安装部;
第一夹持臂,其包括端部相互铰接的第一受力臂和第一施力臂,所述第一施力臂的自由端与所述气缸输出端铰接,所述第一受力臂铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上;
第二夹持臂,其包括端部相互铰接的第二受力臂和第二施力臂,所述第二施力臂的自由端与所述气缸输出端铰接,所述第二受力臂铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上;
相对设置的第一夹爪和第二夹爪,其中,所述第一夹爪活动连接在所述第一受力臂的自由端,所述第二夹爪活动连接在所述第二受力臂的自由端。
作为优选,所述第一受力臂和所述第二受力臂通过同一销轴铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上。
作为优选,所述第一受力臂及所述第二受力臂与所述销轴之间设置有轴承。
作为优选,所述气缸输出端设置有气缸连接座,所述第一施力臂及所述第二施力臂的自由端均铰接在所述气缸连接座上。
作为优选,所述第一夹爪和所述第二夹爪构造为便于抓取工件的内凹结构,且其上均布多个安装孔,所述安装孔内设置有多个吸盘。
作为优选,所述第一夹爪抓取工件一侧设置有第一缓冲垫,对应地,所述第二夹爪与之相对一侧也设置有第二缓冲垫。
作为优选,所述第一固定机构包括连接在所述气缸壳体上的安装板以及第一法兰和第二法兰,所述第一法兰构造为固定所述第一受力臂与所述第二受力臂的铰接点,所述第二法兰构造为固定所述第一施力臂与所述第二施力臂铰接在所述气缸连接座上的铰接点。
作为优选,还包括用于检测夹紧的检测机构,所述检测机构包括检测传感器和传导件,所述传导件构造为传导检测介质,所述检测传感器与所述传导件连接且设置于所述第一夹持臂或第二夹持臂上,其配置为通过检测所述检测介质以确定是否正常夹持工件。
作为优选,所述检测传感器包括设置在所述第一夹爪上的第一检测传感器,设置在所述第二夹爪上的第二检测传感器,以及设置在所述第一受力臂和/或所述第二受力臂上的第三检测传感器。
作为优选,所述第三检测传感器设置在所述第一受力臂上,且所述第二受力臂上对应位置设置有反射所述检测介质的检测参照部。
与现有技术相比较,本发明提供的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构,通过气缸驱动第一施力臂和第二施力臂,从而带动第一受力臂和第二受力臂作动,相对于一般的气动夹持机构,可以产生更高的夹持力。同时,在进一步的改进方案中,可通过设置的检测机构实现夹取检测。
应当理解,前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的,而不是用于限制本公开。
本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述,并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
图1为本发明的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构的立体结构示意图。
图2为本发明的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构的底部正投影视图。
图3为图2中沿A-A向的剖面结构示意图。
图4为本发明的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构的另一立体结构示意图。
图5为本发明的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构的立体爆炸结构示意图。
图6为本发明的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构的另一结构示意图(隐去部分部件)。
图7为本发明的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构的再一立体结构示意图(隐去部分部件)。
主要附图标记:
1…气动夹持机构;11…气缸;12…第一夹持臂;13…第二夹持臂;14…第一夹爪;15…第二夹爪;16…供气机构;17…第一固定机构;18…第二固定机构;19…检测机构;100…卡扣;111…气缸输出端;112…气缸连接座;113…气缸壳体;114…活塞;121…第一受力臂;122…第一施力臂;131…第二受力臂;132…第二施力臂;142…第一检测传感器;143…安装孔;144…第一缓冲垫;151…吸盘;152…第二检测传感器;153…第二缓冲垫;161…安装座;162…第一供气管;163…第二供气管;164…供气接口;171…安装板;172…第一法兰;173…第二法兰;191…第一传导件;192…第二传导件;193…第三传导件;194…第三检测传感器;195…检测参照部。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,还可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明,本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
如图1至图3所示,本发明实施例提供的本发明实施例提供的车辆工程用工业机器人的气动夹持机构1,包括:
气缸11,其包括气缸壳体113和设置于所述气缸壳体113内的活塞114及活塞杆(图1中未标注),所述活塞杆位于所述气缸11外一端构造为气缸输出端111,所述活塞114分割所述气缸11的内腔为第一腔室(图中未标注)和第二腔室,所述气缸壳体113上设置有供气机构16,所述供气机构16至少具有连通至所述第一腔室的第一供气管162和连通至所述第二腔室的第二供气管163,在本实施例中,并未示出实际产生压缩空气的气泵或气瓶,而仅示出气体供给组件,例如连接在气缸壳体113上的安装座161,实际上,第一供气管162和第二供气管163均连接在安装座161上,而安装座161上的供气接口164则用于连接气泵或气瓶。工作时,可通过未示出的电磁阀控制第一供气管162或第二供气管163分别向第一腔室或第二腔室供气,实现驱动所述活塞114带动所述气缸输出端111作动的基本原理,这一部分与现有基本原理雷同,在此不做赘述。
进一步结合图4和图5所示,还包括第一固定机构17和第二固定机构18,这两者作用是实现夹持机构的安装,因此这两者相对地设置在所述气缸壳体113上且两者之间界定为安装部(图中未标注);
而夹持机构,在本发明中,具体指第一夹持臂12和第二夹持臂13,具体地,如图6和图7所示,第一夹持臂12其包括端部相互铰接的第一受力臂121和第一施力臂122,所述第一施力臂122的自由端与所述气缸输出端111铰接,所述第一受力臂121铰接在所述第一固定机构17和/或所述第二固定机构18上;而第二夹持臂13,其包括端部相互铰接的第二受力臂131和第二施力臂132,所述第二施力臂132的自由端与所述气缸输出端111铰接,所述第二受力臂131铰接在所述第一固定机构17和/或所述第二固定机构18上;在一些改进方案中,第一施力臂122和第二施力臂132的自由端可不直接铰接在气缸输出端111上,而是通过在所述气缸输出端111设置气缸连接座112,所述第一施力臂122及所述第二施力臂132的自由端均铰接在所述气缸连接座112上。
另外如图1至3所示,在实际夹取工件时,与工件接触的部分实际为相对设置的第一夹爪14和第二夹爪15,其中,所述第一夹爪14活动连接在所述第一受力臂121的自由端,所述第二夹爪15活动连接在所述第二受力臂132的自由端。为了便于夹取,在一些改进方案中,所述第一夹爪14和所述第二夹爪15构造为便于抓取工件的内凹结构,且其上均布多个安装孔,图中示出了第一夹爪14上的安装孔143,所述安装孔内设置有多个吸盘,如第二夹爪15上的吸盘151。同时,为了避免夹取过程中损坏工件,所述第一夹爪14抓取工件一侧设置有第一缓冲垫144,对应地,所述第二夹爪15与之相对一侧也设置有第二缓冲垫153。
在本发明上述实施例中,如图6和图7所示,当气缸输出端111向外作动时,首先驱动第一施力臂122和第二施力臂132沿铰接点动作,同时第一施力臂122和第二施力臂的夹角变大,同时带动第一受力臂121和第二受力臂131沿铰接点动作且夹角变小,夹持一端相向动作,实现对工件的夹持。相对于传统的直接驱动夹臂的方式,本发明可预期的能够提高夹紧力。
基于上述构思,在本发明中所述第一受力臂121和所述第二受力臂131可分别与第一固定机构17和第二固定机构18铰接,也可同时通过同一销轴(图中未示出)铰接在所述第一固定机构17和/或所述第二固定机构18上。并且如图3所示,在一些改进方案中,为了减小铰接点的摩擦,所述第一受力臂121及所述第二受力臂131与所述销轴之间设置有轴承174。
如前所述,第一固定机构17和第二固定机构18的作用在于固定夹持机构,在一种实现方式中,所述第二固定机构18为一板型固定件,而所述第一固定机构17包括连接在所述气缸壳体113上的安装板171以及第一法兰172和第二法兰173,所述第一法兰172构造为固定所述第一受力臂121与所述第二受力臂131的铰接点,所述第二法兰173构造为固定所述第一施力臂122与所述第二施力臂132铰接在所述气缸连接座112上的铰接点。
在本发明中,通过在第一夹爪14和第二夹爪15上设置吸盘可以很好的吸附工件,而设置缓冲垫则可一定程度避免损伤工件,但较优选地,还可包括用于检测夹紧的检测机构19,所述检测机构19具体包括检测传感器和传导件,所述传导件构造为传导检测介质,所述检测传感器与所述传导件连接且设置于所述第一夹持臂或第二夹持臂上,其配置为通过检测所述检测介质以确定是否正常夹持工件。在本发明中,该检测介质可为光介质或者气流,此时传导件可分别为光纤或导管,并通过卡扣100进行固定。同时,检测传感器则为光线传感器或者气流传感器。以光线传感器为例,可由外加光源施加光线,并通过光纤传导至检测部位,例如第一夹爪14或第二夹爪15部位,当夹取工件时,光纤传导的检测光线在投射至工件上时将会发生反射,同时被检测传感器接收,从而实现夹取检测。同理,以气流传感器为例,导管输送气体检测介质,在遇到夹取工件时,检测气流会发生反射而被气流传感器捕捉,因此也能实现较好的检测效果。
对于检测传感器的具体设置方式,如图5所示,所述检测传感器包括设置在所述第一夹爪14上的第一检测传感器142,设置在所述第二夹爪15上的第二检测传感器152,以及设置在所述第一受力臂121和/或所述第二受力臂131上的第三检测传感器194。可以看出,在这种方案中,不仅在第一夹爪14和第二夹爪15构成的钳口部位可以实现夹取检测,在第一受力臂121和第二受力臂131上也可通过第三检测传感器194实现夹取检测。通过双重的检测,可以实现更为准确的夹取控制。当然,对于第三检测传感器194来说,为了实现更为精准的检测,需要提高反射面积,因此可示例性的结构如图7所示,所述第三检测传感器194设置在所述第一受力臂121上,且所述第二受力臂131上对应位置设置有反射所述检测介质的检测参照部195。
值得说明的是,虽然在本发明中,检测机构的检测方式,可通过光介质或空气介质实现检测,但是,通过空气介质实现检测仍属优选方案,如图4所示,区别于需要增加外来光源的检测方案,在空气介质实现检测时,可直接将传导件与所述气缸11的腔室接通,如此一来,在气缸作动实现夹持时,可同时产生检测气流实现夹取检测。当然,由于气缸输出端前伸时为夹取作业,对应地靠近气缸输出端的第二腔室排气,而当气缸输出端回缩时为释放作业,对应地原理气缸输出端的第一腔室排气,为了实现精准的夹取力度控制,优选地,如图4所示,至少所述第二传导件192和第三传导件193分别连通至第一腔室和第二腔室。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.车辆工程用工业机器人的气动夹持机构,包括:
气缸,其包括气缸壳体和设置于所述气缸壳体内的活塞及活塞杆,所述活塞杆位于所述气缸外一端构造为气缸输出端,所述活塞分割所述气缸的内腔为第一腔室和第二腔室,所述气缸壳体上设置有供气机构,所述供气机构至少具有连通至所述第一腔室的第一供气管和连通至所述第二腔室的第二供气管,以分别通过向所述第一腔室或所述第二腔室供气驱动所述活塞带动所述气缸输出端作动;
第一固定机构和第二固定机构,其分别相对地设置在所述气缸壳体上且两者之间界定为安装部;
第一夹持臂,其包括端部相互铰接的第一受力臂和第一施力臂,所述第一施力臂的自由端与所述气缸输出端铰接,所述第一受力臂铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上;
第二夹持臂,其包括端部相互铰接的第二受力臂和第二施力臂,所述第二施力臂的自由端与所述气缸输出端铰接,所述第二受力臂铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上;
相对设置的第一夹爪和第二夹爪,其中,所述第一夹爪活动连接在所述第一受力臂的自由端,所述第二夹爪活动连接在所述第二受力臂的自由端。
2.如权利要求1所述的气动夹持机构,所述第一受力臂和所述第二受力臂通过同一销轴铰接在所述第一固定机构和/或所述第二固定机构上。
3.如权利要求2所述的气动夹持机构,所述第一受力臂及所述第二受力臂与所述销轴之间设置有轴承。
4.如权利要求1所述的气动夹持机构,所述气缸输出端设置有气缸连接座,所述第一施力臂及所述第二施力臂的自由端均铰接在所述气缸连接座上。
5.如权利要求1所述的气动夹持机构,所述第一夹爪和所述第二夹爪构造为便于抓取工件的内凹结构,且其上均布多个安装孔,所述安装孔内设置有多个吸盘。
6.如权利要求1所述的气动夹持机构,所述第一夹爪抓取工件一侧设置有第一缓冲垫,对应地,所述第二夹爪与之相对一侧也设置有第二缓冲垫。
7.如权利要求1所述的气动夹持机构,所述第一固定机构包括连接在所述气缸壳体上的安装板以及第一法兰和第二法兰,所述第一法兰构造为固定所述第一受力臂与所述第二受力臂的铰接点,所述第二法兰构造为固定所述第一施力臂与所述第二施力臂铰接在所述气缸连接座上的铰接点。
8.如权利要求1所述的气动夹持机构,还包括用于检测夹紧的检测机构,所述检测机构包括检测传感器和传导件,所述传导件构造为传导检测介质,所述检测传感器与所述传导件连接且设置于所述第一夹持臂或第二夹持臂上,其配置为通过检测所述检测介质以确定是否正常夹持工件。
9.如权利要求8所述的气动夹持机构,所述检测传感器包括设置在所述第一夹爪上的第一检测传感器,设置在所述第二夹爪上的第二检测传感器,以及设置在所述第一受力臂和/或所述第二受力臂上的第三检测传感器。
10.如权利要求9所述的气动夹持机构,所述第三检测传感器设置在所述第一受力臂上,且所述第二受力臂上对应位置设置有反射所述检测介质的检测参照部。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4074476A3 (de) * | 2021-04-14 | 2023-02-22 | Bundesdruckerei GmbH | Greifer und verfahren zum greifen und prüfen eines gegenstands |
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