CN112299010A - 一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及夹持装置领域，特别涉及一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，包括连接架、气缸、磁性抓具、橡胶减震器、定位套和定位销；所述定位套的内孔设有锥面一；所述定位销的上端设有锥面二；所述锥面一和锥面二配合；气缸的活塞杆伸出推动磁性抓具向下运动并拉伸橡胶减震器，可实现锥面一和锥面二接触，磁性抓具为刚性连接状态；气缸复位时活塞杆缩回，橡胶减震器回弹，可实现锥面一和锥面二分离，磁性抓具为柔性连接状态；通过控制气缸活塞杆的伸缩实现了机器人末端与磁性抓具之间的刚性连接与柔性连接的切换，保障了利用磁性抓具对铁磁性工件尤其是重物进行抓取、搬运以及放置整个过程的安全可靠性。

Description

一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置

技术领域

本发明涉及夹持装置领域，特别涉及一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置。

背景技术

目前，对于铁磁性工件的抓取与搬运大多是通过在机器人末端安装夹爪类或吸盘类的抓取执行器得以实现的，但对于想靠电磁吸盘或电永磁吸盘吸附工件尤其是重物进行抓取、搬运、放置的情况，电磁吸盘或电永磁吸盘与机器人末端之间纯刚性连接或者是纯柔性连接都会存在一定的问题：（1）由于工件平面度存在偏差或摆放姿态存在倾斜，纯刚性连接会导致电磁吸盘或电永磁吸盘和工件之间不能很好地进行贴合，因此存在的空气间隙如果过大会导致吸盘磁性吸力大大衰减，甚至出现吸不起来工件的情况；将工件放置在夹具上时产生的反作用力也容易导致吸盘变形、损坏，甚至出现机器人过载报警、停机等现象。（2）纯柔性连接的电磁吸盘或电永磁吸盘在抓取工件时可更好的贴合工件表面，放置时也可以通过柔性连接产生的较大弹性变形解决夹具的反作用力问题，但是柔性连接的吸盘在工件搬运过程中会出现工件不稳、晃动，甚至掉落等问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种能够实现电磁吸盘或电永磁吸盘在刚性连接和柔性连接状态间自动切换的装置，以保障转运过程的安全可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，包括连接架和安装在连接架上的气缸、磁性抓具、橡胶减震器、定位套和定位销；所述连接架上设有多个连接孔，用于提供与外界机器人连接的接口；所述气缸的缸体倒装在连接架的中心位置，其活塞杆端面与磁性抓具的上表面接触；所述连接架与磁性抓具之间还设有橡胶减震器，均布在连接架的四个角处，用于连接架与磁性抓具之间的柔性连接；所述气缸的外侧还均匀地设有定位套和定位销的组合，与橡胶减震器错开分布；所述定位套安装在连接架上；所述定位销上端与定位套配合安装，下端与磁性抓具连接。

进一步地，所述磁性抓具可以是电磁吸盘或电永磁吸盘。

进一步地，所述橡胶减震器具有压缩、拉伸、扭转等多个自由度的变形能力，用于带动磁性抓具实现各个方向的位置微调。

进一步地，所述定位套的内孔设有锥面一；所述定位销的上端设有锥面二；所述锥面一和锥面二配合；气缸的活塞杆伸出推动磁性抓具向下运动并拉伸橡胶减震器，可实现锥面一和锥面二接触，磁性抓具为刚性连接状态；气缸复位时活塞杆缩回，橡胶减震器回弹，可实现锥面一和锥面二分离，磁性抓具为柔性连接状态；通过控制气缸活塞杆的伸缩实现了机器人末端与磁性抓具之间的刚性连接与柔性连接的切换。

一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置的切换方法，包括以下步骤：

步骤一：当抓取工件时，气缸活塞杆处于缩回状态，锥面和锥面分离，连接架与磁性抓具之间仅通过橡胶减震器连接，此时磁性抓具处于柔性状态，有利于磁性抓具的下表面与工件的上表面紧密地贴合在一起，吸附更牢固；

步骤二：当携带工件进行搬运时，气缸的活塞杆伸出，锥面和锥面完全接触、紧密贴合，此时磁性抓具完全处于刚性状态，有利于保证搬运过程中工件稳定不晃动、不脱落，安全可靠；

步骤三：当放置工件时，气缸活塞杆缩回，驱动锥面和锥面再次分离，此时磁性抓具再次处于柔性状态，避免了工件放置在夹具上时产生的反作用力致其变形、损坏，甚至出现机器人过载报警、停机等问题。

有益效果：

本发明的一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置结构设计简单、合理、易于实现，成本较低，通过对磁性抓具刚性连接和柔性连接的自动切换，保障了对铁磁性工件尤其是重物进行抓取、搬运以及放置整个过程的安全可靠性，大大提高了工件的转运效率，为企业节约了人力成本，并为实现车间的智能化提供了良好的基础。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明定位套和定位销配合的结构示意图。

图中：

1、 连接架，2、气缸，3、磁性抓具，4、橡胶减震器，5、定位套，6、定位销；

11、连接孔；

51、锥面一，61、锥面二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。另外，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书及权利要求中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或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，而是可以包括典型的连接，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。

实施例一

如图1所示，本发明涉及的一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，包括连接架1和安装在连接架1上的气缸2、磁性抓具3、橡胶减震器4、定位套5和定位销6；所述连接架1上设有多个连接孔11，用于提供与外界机器人连接的接口；所述气缸2的缸体倒装在连接架1的中心位置，其活塞杆端面与磁性抓具3的上表面接触；所述连接架1与磁性抓具3之间还设有橡胶减震器4，均布在连接架1的四个角处，用于连接架1与磁性抓具3之间的柔性连接；所述气缸2的外侧还均匀地设有定位套5和定位销6的组合，与橡胶减震器4错开分布；所述定位套5安装在连接架1上；所述定位销6上端与定位套5配合安装，下端与磁性抓具3连接。

进一步地，所述磁性抓具3可以是电磁吸盘或电永磁吸盘。

进一步地，所述橡胶减震器4具有压缩、拉伸、扭转等多个自由度的变形能力，用于带动磁性抓具3实现各个方向的位置微调。

进一步地，如图2所示，所述定位套5的内孔设有锥面一51；所述定位销6的上端设有锥面二61；所述锥面一51和锥面二61配合；气缸2的活塞杆伸出推动磁性抓具3向下运动并拉伸橡胶减震器4，可实现锥面一51和锥面二61接触，磁性抓具3为刚性连接状态；气缸2复位时活塞杆缩回，橡胶减震器4回弹，可实现锥面一51和锥面二61分离，磁性抓具3为柔性连接状态；通过控制气缸2活塞杆的伸缩实现了连接架1与磁性抓具3之间的刚性连接与柔性连接的切换。

一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置的切换方法，包括以下步骤：

步骤一：当抓取工件时，气缸2活塞杆处于缩回状态，锥面51和锥面61分离，连接架1与磁性抓具3之间仅通过橡胶减震器4连接，此时磁性抓具3处于柔性状态，有利于磁性抓具3的下表面与工件的上表面紧密地贴合在一起，吸附更牢固；

步骤二：当携带工件进行搬运时，气缸2的活塞杆伸出，锥面51和锥面61完全接触、紧密贴合，此时磁性抓具3完全处于刚性状态，有利于保证搬运过程中工件稳定不晃动、不脱落，安全可靠；

步骤三：当放置工件时，气缸2活塞杆缩回，驱动锥面51和锥面61再次分离，此时磁性抓具3再次处于柔性状态，避免了工件放置在夹具上时产生的反作用力致其变形、损坏，甚至出现机器人过载报警、停机等问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描绘的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种改进和变化，这些改进和变化都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，其特征在于：包括连接架和安装在连接架上的气缸、磁性抓具、橡胶减震器、定位套和定位销；所述连接架上设有多个连接孔，用于提供与外界机器人连接的接口；所述气缸的缸体倒装在连接架的中心位置，其活塞杆端面与磁性抓具的上表面接触；所述连接架与磁性抓具之间还设有橡胶减震器，均布在连接架的四个角处，用于连接架与磁性抓具之间的柔性连接；所述气缸的外侧还均匀地设有定位套和定位销的组合，与橡胶减震器错开分布；所述定位套安装在连接架上；所述定位销上端与定位套配合安装，下端与磁性抓具连接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，其特征在于：所述磁性抓具可以是电磁吸盘或电永磁吸盘。

3.根据权利要求1所述的一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，其特征在于：所述橡胶减震器具有压缩、拉伸、扭转等多个自由度的变形能力，用于带动磁性抓具实现各个方向的位置微调。

4.根据权利要求1所述的一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，其特征在于：所述定位套的内孔设有锥面一；所述定位销的上端设有锥面二；所述锥面一和锥面二配合；气缸的活塞杆伸出推动磁性抓具向下运动并拉伸橡胶减震器，可实现锥面一和锥面二接触，磁性抓具为刚性连接状态；气缸复位时活塞杆缩回，橡胶减震器回弹，可实现锥面一和锥面二分离，磁性抓具为柔性连接状态；通过控制气缸活塞杆的伸缩实现了机器人末端与磁性抓具之间的刚性连接与柔性连接的切换。

5.一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置的切换方法，其特征在于：该方法使用权利要求1-4任意一项所述的一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置，包括以下步骤：

步骤一：当抓取工件时，气缸活塞杆处于缩回状态，锥面和锥面分离，连接架与磁性抓具之间仅通过橡胶减震器连接，此时磁性抓具处于柔性状态，有利于磁性抓具的下表面与工件的上表面紧密地贴合在一起，吸附更牢固；

步骤二：当携带工件进行搬运时，气缸的活塞杆伸出，锥面和锥面完全接触、紧密贴合，此时磁性抓具完全处于刚性状态，有利于保证搬运过程中工件稳定不晃动、不脱落，安全可靠；

步骤三：当放置工件时，气缸活塞杆缩回，驱动锥面和锥面再次分离，此时磁性抓具再次处于柔性状态，避免了工件放置在夹具上时产生的反作用力致其变形、损坏，甚至出现机器人过载报警、停机等问题。

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