CN112405571B

CN112405571B - 一种嵌套式工业装配机械爪

Info

Publication number: CN112405571B
Application number: CN202011056399.7A
Authority: CN
Inventors: 王建华; 季源隆; 蒋浩然; 魏博琨; 吴桐; 张彩霞
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112405571A

Abstract

本发明公开了一种嵌套式工业装配机械爪，机械整体结构可以分为两个部分：“重力调节机械臂体”和“嵌套式结构机械爪”。嵌套式结构机械爪设计：外层为三爪机械爪，三爪结构形似于并联液压连杆杆的外形，爪头部分设计了微调自适应机构，而内层嵌套为模块化刀具爪头并配有换刀模块。重力调节机械臂体设计：设计实现六个自由度，主体结构类似于库卡机械臂。嵌套式机械爪融合并联机构和三爪机械爪结构，装配前机械爪作用为抓取和对位，而装配过程内层爪配合重力调节臂体，形成并联机构，将工件定义为移动平台，对装配工件进行螺丝上紧等类似调稳工作。本发明提高了装配机器人的工作效率，克服了传统装配机器人的相关问题。

Description

一种嵌套式工业装配机械爪

技术领域

本发明是应用于工厂工业零件装配环节的集运输零件、固定零件为一体的装配机械爪，是工业产品完成装配的一个自动化设备，是一套多模块集成式的工业装配设备，属于光机电一体化的设计领域。

背景技术

在生产生活中，工业机器人离不开大家的视野，工业机器人可以说是工厂生产中的得力助手。甚至在近些年，随着智能制造技术的产生，他们已经逐渐能够掌控工厂，工厂将减少人工的使用，智能化的时代即将来临。因此，在未来，工业机器人的作用将会更加重要。而目前工厂装配环节一般使用抓取握持机器人与辅助安装机器人，还有一些人工的力量，协同完成相关的装配任务，但是这种装配形式存在一些问题：

(1)多个机器人容易“打架”；

(2)使用面积更大，耗能更多；

(3)可能需要人工进行螺丝上紧等。

本发明是一款应用于工厂产品装配环节使用的机械爪，针对以上提出的问题，一种嵌套式、小体积、智能化的机械爪被强烈需要，本发明就能够结合多个装配模块并且内嵌小型辅助机械臂，有效的减小了装配机器人的体积，并且能够有效的解决原有装配模式下普遍存在的问题，能够极大的减少工厂的占地面积，极大的方便工厂工人的工作。

发明内容

嵌套式工业装配机械爪是一套应用于工厂工业零件装配环节的集运输零件、固定零件为一体的装配机械爪。其机械整体结构可以分为两个部分：“嵌套式结构机械爪”和“重力调节机械臂体”。

嵌套式结构机械爪为本发明的主体部分，外层为三爪机械爪，三爪结构形似于并联液压连杆杆的外形，能够实现自适应抓取，与类并联装配两种模式的转换，爪头部分设计了微调自适应机构，可以实现零件表面的自适应抓取，配合表面的吸盘能够起到类并联模式的固定作用，而内层嵌套拥有小型六自由度装配臂，装配臂头能够实现模块化，配合爪盘嵌入滑轨式换到装置，方便更换刀具。

而重力调节机械臂体为本发明的辅助部分，设计实现六个自由度，能够承受较大负载的机械臂体。

嵌套式机械爪融合并联机构和三爪机械爪结构，装配前机械爪作用为抓取和对位，而装配过程内层爪配合重力调节臂体，形成并联机构，将工件定义为移动平台，对装配工件进行螺丝上紧等类似调稳工作。此设备能够有效的结合工业产品装配过程中的运输和装配环节，极大的提高了装配机器人的工作效率，有效的克服了传统装配机器人的相关问题。

外层三爪结构由爪头自适应夹紧装置、自适应调节关节机构、球副转换爪体组成；爪头自适应夹紧装置是嵌套式工业机械爪中负责对不规则物体实现无伤自适应抓取功能的主要部分。

爪头自适应夹紧装置是嵌套式工业机械爪中负责对不规则物体实现无伤自适应抓取功能的主要部分。大体分为差速器、传动系统、爪尖夹紧机构和爪头YZ平面转向机构四个部分。

差速器是负责实现两半式爪尖的上下两部分能够不等速转动，实现爪尖在有外阻力的情况或抓取不规则物体时的自适应性与对被抓取物的无伤操作的机构。

输入动力带动传动轴(33)达到一定的稳定转速后，通过传动轴(33)传递给主动齿轮(17)，再以齿轮间啮合的方式传递给从动齿轮(20)，齿轮架(19)随之转动，若两端爪尖都不受到阻力，连接在齿轮架上(19)的行星齿轮(23)将不做转动，动力直接等速的传递给上、下半轴齿轮(21)；若其中任意一侧爪尖受到阻力，这一侧的半轴齿轮(21)转速将减缓或停止，行星齿轮(22)开始转动，另一侧由于没受到阻力所以半轴齿轮(21)转速不变，达到差速效果，从而实现了夹取时的自适应。

传动系统是负责将经过差速后的，绕着与上下输出轴(24)平行的Z轴转动的齿轮动力传递给绕着与上、下输出轴(24)垂直，并且与传动轴(33)垂直的Y轴转动的上下两爪尖(30)的机构。主要利用了其中的由丝杠(25)将输出轴绕Z轴转动的运动转化为了滚轮支架(15)沿Z平动的运动。输入速度在差速器部分中经过差速之后，最终由上、下输出轴(24)以绕着与上、下输出轴平行的Z轴旋转的方式输出，被套在上、下输出轴(24)上的丝杠(25)转换为了沿Z轴平移的上下运动，此时经过差速后的动力被转换了传动方向并传递至爪尖夹紧机构。

爪尖夹紧机构是负责夹取被抓取物的机构。主要由滚轮支架(15)，大滚轮(12)，爪尖(30)与壳体(29)组成。其中爪尖(30)为一异形机构，通过爪尖轴杆(28)与Z轴呈一定的倾斜角度装于壳体(29)上。大滚轮(12)转载在滚轮支架(15)上，与倾斜着的爪尖(30)背面相抵，由于配合相对固定，滚轮支架(15)跟随丝杠(25)一起做沿Z轴平移的上下运动，每个滚轮支架(15)上面的大滚轮(12)通过上下平移从而推动着固定在壳体(29)上面的硬体爪尖(30)绕Y轴转动，实现了输出动力在方向上的转换与最终的夹取动作。这一机构不仅将滚轮支架(15)的平动运动又转化回了转动运动，同时还保留了差速器的自适应性与丝杠(25)的自锁特性。

爪头YZ平面转向机构是负责实现爪头转向功能的机构，旨在提高机械爪抓取物体时的多功能性和高适用性，其中采用了类似于离合器的可分离式的齿盘啮合机构。主要由驱动电机(32)，离合器片(31)，液压杆件(34)(35)和底部外壳(27)组成。驱动电机(32)固定在底部外壳内，将动力输出到主动齿轮(17)继而输出给传动轴(33)，离合器片(31)与液压杆底座(35)刚性连接，壳体(29)与爪头液压杆件顶座(34)刚性连接。在正常运转状态，液压杆件(34)(35)将离合器片(31)推至底部外壳(27)的预留齿上啮合，从而限制整个部件的转动，在转动状态，离合器片(31)通过液压杆件(34)(35)收回，与底部外壳(27)相分离，脱离固定角度的限制。此时，由于爪头自适应夹紧装置中差速器，丝杠(25)等等各部件的阻力的作用，转动动力将控制整体部件旋转，从而实现爪头YZ平面转向的功用。

球副转换爪体由下杆件(50)、M8螺钉(431)、上杆件(46)、电夹手盖(45)、液压杆(44)、电夹手(432)、锥形盘(42)、球铰链套(47)、球铰链壳(48)、球铰链座(49)、液压伸缩丝杠(37)、第一电机(36)构成。上杆件(46)通过自身的底座与机械爪液压杆(44)相连接，液压杆(44)与锥形盘(42)相配合，而锥形盘(42)与电夹手(432)相配合。电夹手(432)定位在下杆件(50)顶部，电夹手盖(45)通过M8螺钉(431)固定在下杆件(50)上，将电夹手(432)固定。上杆件(46)通过球铰链机构和M8螺钉(431)，与下杆件(50)相连接。球铰链机构由球铰链座(49)、球铰链壳(48)、球铰链套(47)组成。当电夹手(432)处于松开状态，上杆件(46)和下杆件(50)通过球铰链机构相连接，属于球铰链高副，当电夹手(432)夹紧锥形盘(42)，则可以通过液压杆(44)来驱动下杆件(50)相对于上杆件(46)的平面转动，两者呈铰链低副。第一电机(36)与下杆件(50)通过M8螺钉(431)相连接，第一电机与伸缩丝杠互相固定，可带动伸缩丝杠转动，伸缩丝杠下通过M6螺钉，与球铰链机构相连。通过第一电机(36)驱动液压伸缩丝杠(37)进行转动，由于丝杠的作用转化为球铰链机构的平动，从而使得球铰链机构实现伸缩。在伸出状态时，下杆件(50)与底部外壳呈现球铰链高副连接，在缩回状态时，下杆件(50)与底部外壳通过特定外形相互固定，两者呈现相互固定的状态。其主要功能就是使得爪子上方的关节切换铰链高副和铰链低副、使得爪子下方的关节切换固定约束和铰链高副的状态，实现整体并联模式与串联模数的切换。

自适应调节关节机构由无级变速壳(64)、无级变速盖(66)、关节外壳(67)、M6螺钉(65)、关节底座(68)、第一行星轮组(54)、第一轴(61)、第二锥齿轮(60)、第二电机(59)、齿轮组(57)、第一锥齿轮(58)、液压卡盘(56)、固定盘(53)、第二行星轮组(62)、链条(52)、第一卡盘(51)、第二卡盘(55)、第三卡盘(63)组成。其中无极变速壳(64)通过M6螺钉(65)与无级变速盖(66)连接在一起，关节外壳(67)与关节底座(68)相连。第二行星轮组(62)与第一轴(61)相配合，第一轴(61)与第二锥齿轮(60)、液压卡盘(56)相互配合，第一行星轮组(54)则通过第一锥齿轮(58)与第二锥齿轮(60)啮合。同时自第一行星轮组(54)固定在固定盘(53)上，通过链条(52)与另一侧的固定盘传动，固定盘(53)固定在无级变速壳(64)上。当液压卡盘(56)缩回，带动第一轴(61)轴向运动，使得第一轴(61)自身的卡盘和液压卡盘(56)松开时，第二锥齿轮(60)与第一锥齿轮(58)相互啮合，第二电机(59)带动齿轮组(57)转动，带动第一行星轮(54)转动，通过链条(52)以及固定盘带动第一卡盘(51)转动，同时通过第一锥齿轮(58)带动第二锥齿轮(60)转动，使得第一轴(61)转动。实现量关节同时转动的目的。当液压卡盘带动第一轴(61)，使得第一轴(61)自身的卡盘与液压卡盘(56)卡死时，第一锥齿轮(58)与第二锥齿轮(60)不啮合，第一轴(61)固定，第二电机(59)转动只带动第一行星轮组(54)转动，从而使链条(52)通过固定盘带动第一卡盘(51)转动。第二行星轮组(62)的底部设有第三卡盘(63)。实现单关节转动的目的。其主要功能就是实现连续两个关节的可控转动，在串联模式下改变三个爪的角度实现适应被抓取部件形状的目的，使得抓取更加平稳，在并联模式下控制辅助臂进行相应工作。

内嵌装配辅助臂(69)、换刀机构(70)、刀具自锁机构(71)为此装置的辅助机构，其结构如下：上连接盘(84)通过标准间件M20螺钉、螺母固定在中间上过渡盘盘(81)上，上过渡盘(81)通过标准件M15螺钉、螺母固定到换刀机构轨道盘(82)上，内盘(86)、外盘(83)分别通过M15螺钉、螺母固定到上过渡盘(81)上，道具隔离体通过外盘(83)卡槽卡在外盘(83)轨道上。刀具(88)卡在刀具自锁机构上。辅助臂部分，第一内嵌臂(72)与上连接盘(84)组成液压机构使第一内嵌臂插在上连接盘中心处，第一内嵌臂通过标准件M5螺丝固定第一电动机(80)和第二内嵌臂(73)，第二内嵌臂(73)通过标准件M5螺丝固定第二电机(78)和第三内嵌臂(74)，第三内嵌臂通过标准件M5螺丝固定终端电机(77)和钻机外壳(76)，钻机外壳(76)通过标准件M5螺丝固定钻机顶端套(75)。内嵌辅助臂负责并联状态下利用刀具与其他配件对加工零件进行固定和调整，换刀机构负责刀具的调换，刀具自锁机构负责固定未在使用的刀具，并且配合刀具自锁机构进行换刀任务。

当抓取完成后，机械爪转换成装配并联模式状态，在并联模式状态，被抓取物体由爪头自适应抓紧装置夹紧，通过电机(39)驱动液压杆底座(38)进行转动，通过低副转换液压杆件转化为球铰链机构的平动，从而使得球铰链机构实现伸展，使得下杆件(25)与底部外壳呈现球铰链高副连接。同时电夹手处于松开状态，机械爪液压杆(30)缩回，上杆件(28)和下杆件(25)通过球铰链机构相连接，两者之间呈球铰链高副。此时，可以通过自适应调节关节机构的两个关节的控制，配合内嵌辅助臂的运动，完成例如螺丝上紧，配合微调，固定等任务。

本机械爪的球铰链转换机构，让机械爪可自由切换抓取、并联两种模式，使得抓取与配合两个关键步骤仅由一个机械爪来完成；而机械爪的内嵌辅助臂机构，让机械爪可以完成更多类型的工作；爪尖夹紧机构以及自适应关节，则是利用其对抓取物体的自适应性，使得抓取更加稳定可靠。普通机械爪只能做到简单的抓取与松开两个简单功能，相比之下，本机械爪除了抓取功能以外，有如下几点优势：首先本机械爪具有自适应的功能，能根据物体形状改变机械爪状态，可以更加可靠稳定的抓取待抓取物体，且爪尖的调整能使得机械爪抓取时对物体的损害大大降低。其次本机械爪可以完成一些抓取以外的附加功能，例如螺丝上紧、配合微调、固定等，丰富了机械爪的用途。最后，本机械爪能一并完成将抓取与所需附加功能，可以利用自身结构完成多个机械爪的任务，大大减少了机械爪的数量，节省了空间以及耗能。

附图说明

图1为嵌套式工业装配机械爪的爪头自适应夹紧装置差速器示意图；

图2为嵌套式工业装配机械爪的爪头自适应夹紧装置差速器爆炸视图；

图3为嵌套式工业装配机械爪的爪头自适应夹紧装置传动系统示意图；

图4为嵌套式工业装配机械爪的爪头自适应夹紧装置传动系统爆炸视图；

图5为嵌套式工业装配机械爪的爪头自适应夹紧装置爪尖夹紧机构示意图；

图6为嵌套式工业装配机械爪的爪头自适应夹紧装置爪尖夹紧机构爆炸视图；

图7为嵌套式工业装配机械爪的爪头YZ平面转向机构示意图；

图8为嵌套式工业装配机械爪的爪头YZ平面转向机构爆炸视图；

图9为嵌套式工业装配机械爪的求副转换爪体示意图；

图10为嵌套式工业装配机械爪的求副转换爪体爆炸视图1；

图11为嵌套式工业装配机械爪的球副转化爪体爆炸视图2；

图12为嵌套式工业装配机械爪的自适应关节内部示意图；

图13为嵌套式工业装配机械爪的自适应关节外部示意图；

图14为嵌套式工业装配机械爪的机械爪辅助部分示意图；

图15为嵌套式工业装配机械爪的内嵌装配辅助臂示意图；

图16为嵌套式工业装配机械爪的机械爪上盘1示意图；

图17为嵌套式工业装配机械爪的机械爪上盘2示意图；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

传动系统是负责将经过差速后的，绕着与上、下输出轴(24)平行的Z轴转动的齿轮动力传递给绕着与上、下输出轴(24)垂直，并且与传动轴(33)垂直的Y轴转动的上下两爪尖(30)的机构。主要利用了其中的由丝杠(25)将输出轴绕Z轴转动的运动转化为了滚轮支架(15)沿Z平动的运动。输入速度在差速器部分中经过差速之后，最终由上、下输出轴(24)以绕着与上、下输出轴平行的Z轴旋转的方式输出，被套在上、下输出轴(24)上的丝杠(25)转换为了沿Z轴平移的上下运动，此时经过差速后的动力被转换了传动方向并传递至爪尖夹紧机构。

球副转换爪体由下杆件(50)、M8螺钉(431)、上杆件(46)、电夹手盖(45)、液压杆(44)、电夹手(432)、锥形盘(42)、球铰链套(47)、球铰链壳(48)、球铰链座(49)、液压伸缩丝杠(37)、第一电机(36)构成。上杆件(46)通过自身的底座与机械爪液压杆(44)相连接，液压杆(44)与锥形盘(42)相配合，而锥形盘(42)与电夹手(432)相配合。电夹手(432)定位在下杆件(50)顶部，电夹手盖(45)通过M8螺钉(431)固定在下杆件(50)上，将电夹手(43)固定。上杆件(46)通过球铰链机构和M8螺钉(431)，与下杆件(50)相连接。球铰链机构由球铰链座(49)、球铰链壳(48)、球铰链套(47)组成。当电夹手(432)处于松开状态，上杆件(46)和下杆件(50)通过球铰链机构相连接，属于球铰链高副，当电夹手(432)夹紧锥形盘(42)，则可以通过液压杆(44)来驱动下杆件(50)相对于上杆件(46)的平面转动，两者呈铰链低副。第一电机(36)与下杆件(50)通过M8螺钉(431)相连接，第一电机与伸缩丝杠互相固定，可带动伸缩丝杠转动，伸缩丝杠下通过M6螺钉，与球铰链机构相连。通过第一电机(36)驱动液压伸缩丝杠(37)进行转动，由于丝杠的作用转化为球铰链机构的平动，从而使得球铰链机构实现伸缩。在伸出状态时，下杆件(50)与底部外壳呈现球铰链高副连接，在缩回状态时，下杆件(50)与底部外壳通过特定外形相互固定，两者呈现相互固定的状态。其主要功能就是使得爪子上方的关节切换铰链高副和铰链低副、使得爪子下方的关节切换固定约束和铰链高副的状态，实现整体并联模式与串联模数的切换。

自适应调节关节机构由无级变速壳(64)、无级变速盖(66)、关节外壳(67)、M6螺钉(65)、关节底座(68)、第一行星轮组(54)、第一轴(61)、第二锥齿轮(60)、第二电机(59)、齿轮组(57)、第一锥齿轮(58)、液压卡盘(56)、固定盘(53)、第二行星轮组(62)、链条(52)、第一卡盘(51)、第二卡盘(55)、第三卡盘(63)组成。其中无极变速壳(64)通过M6螺钉(65)与无级变速盖(66)连接在一起，关节外壳(67)与关节底座(68)相连。第二行星轮组(62)与第一轴(61)相配合，第一轴(61)与第二锥齿轮(60)、液压卡盘(56)相互配合，第一行星轮组(54)则通过第一锥齿轮(58)与第二锥齿轮(60)啮合。同时自第一行星轮组(54)固定在固定盘(53)上，通过链条(52)与另一侧的固定盘传动，固定盘(53)固定在无级变速壳(64)上。当液压卡盘(56)缩回，带动第一轴(61)轴向运动，使得第一轴(61)自身的卡盘和液压卡盘(56)松开时，第二锥齿轮(60)与第一锥齿轮(58)相互啮合，第二电机(59)带动齿轮组(57)转动，带动第一行星轮组(54)转动，通过链条(52)以及固定盘带动第一卡盘(51)转动，同时通过第一锥齿轮(58)带动第二锥齿轮(60)转动，使得第一轴(61)转动。第二行星轮组(62)的底部设有第三卡盘(63)。实现量关节同时转动的目的。当液压卡盘带动第一轴(61)，使得第一轴(61)自身的卡盘与液压卡盘(56)卡死时，第一锥齿轮(58)与第二锥齿轮(60)不啮合，第一轴(61)固定，第二电机(59)转动只带动第一行星轮组(54)转动，从而使链条(52)通过固定盘带动第一卡盘(51)转动。实现单关节转动的目的。其主要功能就是实现连续两个关节的可控转动，在串联模式下改变三个爪的角度实现适应被抓取部件形状的目的，使得抓取更加平稳，在并联模式下控制辅助臂进行相应工作。

内嵌装配辅助臂(69)、换刀机构(70)、刀具自锁机构(71)为此装置的辅助机构，其结构如下：上连接盘(84)通过标准间件M20螺钉、螺母固定在中间上过渡盘盘(81)上，上过渡盘(81)通过标准件M15螺钉、螺母固定到换刀机构轨道盘(82)上，内盘(86)、外盘(83)分别通过M15螺钉、螺母固定到上过渡盘(81)上，道具隔离体通过外盘(83)卡槽卡在外盘(83)轨道上。刀具(88)卡在刀具自锁机构上。辅助臂部分，第一内嵌臂(72)与上连接盘(84)组成液压机构使第一内嵌臂插在上连接盘中心处，第一内嵌臂通过标准件M5螺丝固定第一电机(80)和第二内嵌臂(73)，第二内嵌臂(73)通过标准件M5螺丝固定第二电机(78)和第三内嵌臂(74)，第三内嵌臂通过标准件M5螺丝固定终端电机(77)和钻机外壳(76)，钻机外壳(76)通过标准件M5螺丝固定钻机顶端套(75)。内嵌辅助臂负责并联状态下利用刀具与其他配件对加工零件进行固定和调整，换刀机构负责刀具的调换，刀具自锁机构负责固定未在使用的刀具，并且配合刀具自锁机构进行换刀任务。

此外，本发明不局限于上述实施例，在本发明公开的技术基础上，凡是对其一些技术特征进行不需要创造性的替换和变形，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种嵌套式工业装配机械爪，其特征在于：由爪头自适应夹紧装置、自适应调节关节机构、球副转换爪体、内嵌装配辅助臂、换刀机构、刀具自锁机构组成；爪头自适应夹紧装置通过球铰链机构与球副转换爪体相连，球副转换爪体与自适应夹紧装置相配合，实现相对转动；自适应夹紧装置固定在刀具自锁机构上，内嵌装配辅助臂和换刀机构分别固定在自锁机构的中央与侧面；

爪头自适应夹紧装置由差速器部分、爪头传动系统和爪尖夹紧机构组成；差速器部分由传动轴(33)、主动齿轮(17)、从动齿轮(20)、上半轴齿轮、下半轴齿轮(21)、两个行星轮(23)、上下输出轴(24)、行星齿轮连杆(22)、齿轮架(19)及齿轮架上盖(16)组成；动力通过传动轴(33)传递给主动齿轮(17)，主动齿轮(17)与从动齿轮(20)啮合，齿轮架(19)通过M3螺钉(18)与从动齿轮(20)固定，行星轮(23)则通过行星齿轮连杆(22)与齿轮架(19)上面的楔形槽相配合，实现相对固定，一对行星轮(23)分别与一对上下半轴齿轮(21)相啮合，上下输出轴(24)则通过刚性连接与上下半轴齿轮(21)形成相对固定，并分别从齿轮架上盖(16)和从动齿轮(20)的预留孔中穿出，其中齿轮架上盖(16)与齿轮架(19)通过M3螺钉(18)进行固定；爪头传动系统由丝杠(25)，输出轴(24)和轴套GB/T18324-2001(26)组成；丝杠(25)通过螺纹与输出轴(24)相配合，轴套GB/T18324-2001(26)套在丝杠(25)外部，并插入滚轮支架(15)上面的圆形预留孔，实现将绕Z轴转动的上下半轴齿轮(21)和输出轴(24)转换成绕Y轴转动的爪尖运动；爪尖夹紧机构则主要由滚轮支架(15)、滑轮轴(13)、大滚轮(12)、爪尖轴杆(28)、硬体爪尖(30)、圆柱销CNS9351(14)与壳体(29)组成，爪尖轴杆(28)插在壳体(29)的预留孔上自由转动，两端与硬体爪尖(30)相插，大滚轮(12)通过预留孔与圆柱销CNS9351(14)和滑轮轴(13)相配合，并插在滚轮支架(15)的预留孔内，硬体爪尖(30)与大滚轮(12)相接触，实现由丝杠(25)的上下移动到爪尖夹取动作的转化；爪头YZ平面转向机构安装于爪尖夹紧机构上，爪头YZ平面转向机构由驱动电机(32)、传动轴(33)、离合器片(31)、爪头液压杆底座(35)、爪头液压杆顶座(34)和底部外壳(27)组成；驱动电机(32)通过楔形槽固定在底部外壳(27)内，与传动轴(33)刚性连接，将动力通过传动轴(33)输出到主动齿轮(17)继而输出给爪头自适应夹紧装置，离合器片(31)与爪头液压杆底座(35)刚性连接，壳体(29)与爪头液压杆顶座(34)刚性连接，在正常运转状态，爪头液压杆顶座(34)、爪头液压杆底座(35)伸长将离合器片(31)推至底部外壳(27)的预留齿上从而限制整个部件的转动，在转动状态离合器片(31)通过爪头液压杆顶座(34)、爪头液压杆底座(35)收回，与底部外壳(27)相分离，脱离固定角度的限制，由于爪头自适应夹紧装置中差速器部分、丝杠(25)的阻力作用，转动动力将控制整体部件旋转，从而实现爪头YZ平面转向。

2.根据权利要求1所述的一种嵌套式工业装配机械爪，其特征在于：球副转换爪体由下杆件(50)、M8螺钉(431)、上杆件(46)、电夹手盖(45)、液压杆(44)、电夹手(432)、锥形盘(42)、球铰链套(47)、球铰链壳(48)、球铰链座(49)、液压伸缩丝杠(37)、第一电机(36)组成；上杆件(46)通过自身的底座与液压杆(44)相连接，液压杆(44)与锥形盘(42)相配合，而锥形盘(42)与电夹手(432)相配合；电夹手(432)定位在下杆件(50)顶部，电夹手盖(45)通过M8螺钉(431)固定在下杆件(50)上，将电夹手(432)固定；上杆件(46)通过球铰链机构和M8螺钉(431)，与下杆件(50)相连接；球铰链机构由铰链套(47)、球铰链壳(48)、球铰链座(49)组成；当电夹手(432)处于松开状态，上杆件(46)和下杆件(50)通过球铰链机构相连接，是球铰链高副，当电夹手(432)夹紧液压杆、锥形盘(42)，则通过液压杆(44)来驱动下杆件(50)相对于上杆件(46)的平面转动，两者呈铰链低副；第一电机(36)与下杆件(50)通过M8螺钉(431)相连接，液压伸缩丝杠(37)上端与第一电机(36)相连，下端与球铰链机构通过M8螺钉(431)相连接；通过第一电机(36)驱动液压伸缩丝杠(37)进行转动，转化为球铰链机构的平动，从而使得球铰链机构实现伸缩。

3.根据权利要求2所述的一种嵌套式工业装配机械爪，其特征在于：自适应调节关节机构由无级变速壳(64)、无级变速盖(66)、关节外壳(67)、M6螺钉(65)、关节底座(68)、第一行星轮组(54)、第一轴(61)、第二锥齿轮(60)、第二电机(59)、齿轮组(57)、第一锥齿轮(58)、液压卡盘(56)、固定盘(53)、第二行星轮组(62)、链条(52)、第一卡盘(51)、第二卡盘(55)、第三卡盘(63)组成；其中无级变速盖(66)和无级变速壳(64)通过M6螺钉(65)连接在一起，关节外壳(67)与关节底座(68)相连；第二行星轮组(62)与第一轴(61)相配合，第一轴(61)与第二锥齿轮(60)和液压卡盘(56)相互配合，第一行星轮组(54)则通过第二锥齿轮(60)与第一锥齿轮(58)啮合；同时第一行星轮组(54)固定在固定盘(53)上，通过链条(52)与另一侧的固定盘(53)传动，固定盘(53)固定在关节外壳(67)上；当液压卡盘(56)带动第一轴(61)，使得第一轴(61)自身的卡盘和液压卡盘(56)松开时，第二锥齿轮(60)与第一锥齿轮(58)相互啮合第二电机(59)带动齿轮组(57)转动，带动第一行星轮组(54)转动，通过链条(52)带动固定盘(53)转动，同时通过第一锥齿轮(58)带动第二锥齿轮(60)转动，使得第一轴(61)转动；第二行星轮组(62)的底部设有第三卡盘(63)。