CN112643695B

CN112643695B - 一种可调卡爪数的机械爪

Info

Publication number: CN112643695B
Application number: CN202011425320.3A
Authority: CN
Inventors: 刘瑞; 徐林
Original assignee: Anhui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering
Current assignee: Dragon Totem Technology Hefei Co ltd; Hefei Wisdom Dragon Machinery Design Co ltd
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2040-12-09
Also published as: CN112643695A

Abstract

本发明公开了一种可调卡爪数的机械爪，包括，机械臂端部，包括端壳，所述端壳内部设置有空腔，所述端壳内部中间设置有支撑轴，所述支撑轴与所述端壳同轴心设置；切换组件，包括第一弧形块、第二弧形块和第三弧形块，所述第一弧形块设置于所述支撑轴和端壳之间，连接所述支撑轴和端壳；所述端壳内壁与所述第一弧形块位置对应处设置有侧环槽，所述第二弧形块、第三弧形块外侧面嵌于所述侧环槽中；第四弧形块，所述第四弧形块设置于所述空腔中；卡合组件，包括置换件和卡爪，所述卡爪与切换组件轴连接，所述置换件与所述端壳端部连接，所述置换件上设置有驱动件连接所述卡爪；本发明的机械爪可调节卡爪的个数，以适应所抓物品的形状。

Description

一种可调卡爪数的机械爪

技术领域

本发明涉及机械装置技术领域，尤其是一种可调卡爪数的机械爪。

背景技术

机械爪是指高精度，高速点胶机器手，机械爪是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配,安全防爆等领域得到广泛应用。

机械爪通常用来抓取物品，尤其在自动生产流水线中起导不可获取的作用，而在生产线抓取物品时，有些物品形状会导致机械爪当前爪数难以抓取，比如正方体的物品，三爪的机械爪难以抓取，因此需要设计一款便于更换爪数的机械爪，以适应生产线上物品的抓取需求。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是现有机器人手臂的卡爪数不方便随着抓取物品形状的变化进行适当转换的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种可调卡爪数的机械爪，包括，

机械臂端部，包括端壳，所述端壳内部设置有空腔，所述端壳内部中间设置有支撑轴，所述支撑轴与所述端壳同轴心设置；

切换组件，包括第一弧形块、第二弧形块和第三弧形块，所述第一弧形块设置于所述支撑轴和端壳之间，连接所述支撑轴和端壳；

所述端壳内壁与所述第一弧形块位置对应处设置有侧环槽，所述第二弧形块、第三弧形块外侧面嵌于所述侧环槽中；

第四弧形块，所述第四弧形块设置于所述空腔中；

卡合组件，包括置换件和卡爪，所述卡爪与切换组件轴连接，所述置换件与所述端壳端部连接，所述置换件上设置有驱动件连接所述卡爪。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述卡爪包括连接段和夹持段，所述连接段和夹持段成钝角连接，所述连接段端部设置有套孔。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述第一弧形块、第二弧形块、第三弧形块和第四弧形块均设置有锁扣组件，所述锁扣组件包括中置槽，以及对称设置于所述中置槽两侧的第一顶槽和第二顶槽，所述第一顶槽通过第一圆孔与所述中置槽相通，所述第二顶槽通过第二圆孔与所述中置槽相通。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述锁扣组件还包括第一插轴和第二插轴，所述第一插轴设置于所述第一圆孔中，所述第一插轴端部通过第一压簧连接所述第一顶槽端面；

所述第二插轴设置于所述第二圆孔中，所述第二插轴端部通过第二压簧连接所述第一顶槽端面；

所述第一插轴和第二插轴端面接触。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述第一插轴一端还设置有第一触动块，所述第一触动块设置于所述第一顶槽中；

所述第二插轴一端还设置有第二触动块，所述第二触动块设置于所述第二顶槽中。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述连接段端部设置于所述中置槽中，所述第一插轴和第二插轴设置于端部处于所述套孔中。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述第二弧形块外侧面设置有第一外接板，所述第三弧形块外侧面设置有第二外接板，所述第一外接板和第二外接板设置于所述侧环槽中。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述第一弧形块内设置有第一曲槽和第一限位槽，所述第一曲槽连通所述第一限位槽和外部。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：还包括自调件，包括扇板、设置于所述扇板侧面的曲轴，和设置于所述曲轴端部的端板；

所述曲轴与所述第一曲槽尺寸配合，所述端板与所述第一限位槽尺寸配合；

所述扇板外侧面还设置有第三外接板，所述第三外接板设置于所述侧环槽中。

作为本发明所述可调卡爪数的机械爪的一种优选方案，其中：所述曲轴设置于所述第一曲槽中，所述端板设置于所述第一限位槽中，所述端板端部设置有弹簧，连接所述第一限位槽内底部。

本发明的有益效果：本发明的机械爪可调节卡爪的个数，以适应所抓物品的形状。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提供的一种实施例所述的可调卡爪数的机械爪中三爪时的整体结构示意图；

图2为本发明提供的一种实施例所述的可调卡爪数的机械爪中三爪时的局部爆炸结构示意图；

图3为本发明提供的一种实施例所述的可调卡爪数的机械爪中三爪时的整体爆炸结构示意图；

图4为本发明提供的一种实施例所述的可调卡爪数的机械爪中四爪时的整体结构示意图；

图5为本发明提供的一种实施例所述的可调卡爪数的机械爪中四爪时的局部爆炸结构示意图；

图6为本发明提供的一种实施例所述的可调卡爪数的机械爪中展示第一圆孔和第二圆孔的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1~6，本实施例提供了一种可调卡爪数的机械爪，包括，

机械臂端部100，包括端壳101，端壳101内部设置有空腔106，端壳101内部中间设置有支撑轴103，支撑轴103与端壳101同轴心设置；

切换组件200，包括第一弧形块102、第二弧形块201和第三弧形块202，第一弧形块102设置于支撑轴103和端壳101之间，连接支撑轴103和端壳101；

端壳101内壁与第一弧形块102位置对应处设置有侧环槽104，第二弧形块201、第三弧形块202外侧面嵌于侧环槽104中；

第四弧形块300，第四弧形块300设置于空腔106中；

卡合组件500，包括置换件501和卡爪502，卡爪502与切换组件200轴连接，置换件501与端壳101端部连接，置换件501上设置有驱动件503连接卡爪502。

卡爪502包括连接段502a和夹持段502b，连接段502a和夹持段502b成钝角连接，连接段502a端部设置有套孔502c。

第一弧形块102、第二弧形块201、第三弧形块202和第四弧形块300均设置有锁扣组件600，锁扣组件600包括中置槽601，以及对称设置于中置槽601两侧的第一顶槽602和第二顶槽603，第一顶槽602通过第一圆孔604与中置槽601相通，第二顶槽603通过第二圆孔605与中置槽601相通。

锁扣组件600还包括第一插轴606和第二插轴607，第一插轴606设置于第一圆孔604中，第一插轴606端部通过第一压簧606a连接第一顶槽602端面；

第二插轴607设置于第二圆孔605中，第二插轴607端部通过第二压簧607a连接第一顶槽602端面；

第一插轴606和第二插轴607端面接触。

第一插轴606一端还设置有第一触动块606b，第一触动块606b设置于第一顶槽602中；

第二插轴607一端还设置有第二触动块607b，第二触动块607b设置于第二顶槽603中。

连接段502a端部设置于中置槽601中，第一插轴606和第二插轴607设置于端部处于套孔502c中。

第二弧形块201外侧面设置有第一外接板201a，第三弧形块202外侧面设置有第二外接板202a，第一外接板201a和第二外接板202a设置于侧环槽104中。

第一弧形块102内设置有第一曲槽102a和第一限位槽102b，第一曲槽102a连通第一限位槽102b和外部。

还包括自调件400，包括扇板401、设置于扇板401侧面的曲轴402，和设置于曲轴402端部的端板403；

曲轴402与第一曲槽102a尺寸配合，端板403与第一限位槽102b尺寸配合；

扇板401外侧面还设置有第三外接板405，第三外接板405设置于侧环槽104中。

曲轴402设置于第一曲槽102a中，端板403设置于第一限位槽102b中，端板403端部设置有弹簧404，连接第一限位槽102b内底部。

第二嵌板302穿过第二竖槽101a，第二嵌板302端部设置有防滑块303。

应说明得是，端壳101为圆管结构，支撑轴103同轴心设置于端壳101内，支撑轴103和端壳101之间形成空腔106，第一弧形块102、第二弧形块201和第三弧形块202和第四弧形块300均处于该空腔106中。

且第一弧形块102、第二弧形块201和第三弧形块202和第四弧形块300的内侧面均与支撑轴103贴合，第一弧形块102、第二弧形块201和第三弧形块202和第四弧形块300的外侧面均与端壳101的内侧壁贴合。

第一弧形块102内设置有第一曲槽102a和第一限位槽102b，第一曲槽102a连通第一限位槽102b和外部；

第二弧形块201内设置有第二曲槽201b和第二限位槽201c，第二曲槽201b连通第二限位槽201c和外部；

第三弧形块202内设置有第三曲槽202b和第三限位槽202c，第三曲槽202b连通第三限位槽202c和外部。

第一曲槽102a和第一限位槽102b沿同一圆周方向设置，第一曲槽102a和第一限位槽102b在第一弧形块102中均成对设置，设置于第一弧形块102两侧；

第二曲槽201b和第二限位槽201c沿同一圆周方向设置，第二曲槽201b和第二限位槽201c在第二弧形块201中均成对设置，设置于第二弧形块201两侧；

第三曲槽202b和第三限位槽202c沿同一圆周方向设置，第三曲槽202b和第三限位槽202c在第三弧形块202中均成对设置，设置于第三弧形块202两侧；

整体上，第二弧形块201和第三弧形块202的结构、尺寸均相同。

第一曲槽102a、第二曲槽201b和第三曲槽202b尺寸结构相同，第三限位槽202c、第二限位槽201c和第一限位槽102b尺寸结构相同，

支撑轴103上沿轴向设置有第一竖槽103a，第四弧形块300内侧面上沿轴向设置有第一嵌板301，第一嵌板301设置于第一竖槽103a中；

壳体101上设置有第二竖槽101a，第二竖槽101a与侧环槽104相通，第四弧形块300外侧面设置有第二嵌板302，第二嵌板302设置于第二竖槽101a中。

第一嵌板301与第一竖槽103a相配合，第一嵌板301可在第一竖槽103a内滑动。

第二嵌板302与第二竖槽101a相配合，第二嵌板302可在第二竖槽101a内滑动。

较佳的，第一竖槽103a和第二竖槽101a位置对应，也即第一竖槽103a和第二竖槽101a从俯视图看，在径向方向重合。

曲轴402和端板403的轴向方向，为与第一曲槽102a和第一限位槽102b同一半径圆的圆周方向；曲轴402设置于第一曲槽102a中，端板403设置于第一限位槽102b中，因此自调件400可沿第一曲槽102a的轴向方向移动。

扇板401的内侧面与支撑轴103贴合，外侧面与壳体101的内侧壁贴合。

同样的，曲轴402还设置于第二曲槽201b中，端板403设置于第二限位槽201c中，端板403端部设置有弹簧404，连接第二限位槽201c内底部；

曲轴402还设置于第三曲槽202b中，端板403设置于第三限位槽202c中，端板403端部设置有弹簧404，连接第三限位槽202c内底部；

在本实施例中，本装置中，第一弧形块102的位置固定不动，第二弧形块201和第三弧形块202可通过第一外接板201a和第二外接板202a在侧环槽104中的嵌入结构，实现其沿侧环槽104，也即绕支撑轴103圆周向转动。

扇板401通过设置于其外侧面的第三外接板405，嵌入侧环槽104中，实现其沿侧环槽104，也即绕支撑轴103圆周向转动。

应说明的是，扇板401外侧面设置有防滑凸起的部分，便于从壳体101外侧，控制扇板401绕支撑轴103转动。

本发明的有益之处在于其可以通过变化，实现对卡合组件500中卡爪502的数量进行快捷切换，如本实施例中可将卡爪502在三个卡爪和四个卡爪之间进行切换，图1展示的是三个卡爪502的结构示意图，图4展示了4个卡爪502的结构示意图，通过对置换件501进行适应性变换，对卡爪502的数量进行转换，以使机械臂可以适应物体形状，便于抓取，比如抓取一个正方形物品，三个卡爪502的状态难以抓取，转换成四个卡爪便于抓取的情况。

具体的，三卡爪柱向四卡爪的转换过程如下，处于三卡爪时，参照图1，第一弧形块102处于固定位置，第二弧形块201和第三弧形块202处于与侧环槽104对应位置，且可圆周向绕支撑轴103转动，第四弧形块300不处于侧环槽104对应位置，第四弧形块300上得第一嵌板301设置于第一竖槽103a中，第二嵌板302设置于第二竖槽101a中，此时第四弧形块300可沿支撑轴103轴向移动。

此时向相反方向拨动第一弧形块102一侧的扇板401，和第三弧形块202一侧的扇板401，即图2中的扇板401（1）和扇板401（2），使第二弧形块201和第三弧形块202旋转移动向第一弧形块102靠拢，扇板伸出的曲轴402部分被压缩进第一弧形块102、第二弧形块201和第三弧形块202内，使空腔106中空缺出一个可以容纳第四弧形块300的位置，此时将第四弧形块300移动至该空缺位置，形成具有四个卡爪502的卡合组件。

应说明的是，置换件501套设在端壳101端部，以卡合且可拆卸更换的连接结构来凝结，如卡扣方式的连接等；三爪状态时，置换件501上设置有三个驱动件503，一一对应来凝结三个卡爪502。四爪状态时，对应的，将置换件501换为具有四个驱动件503的，一一对应将驱动件503与四个卡爪502连接。

应说明的是，驱动件503可为推杆电机或者液压伸缩缸，驱动件503端部与卡爪502中间部位连接，且连接方式可为易于更换的卡合式结构，另一种，驱动件503也可与卡爪502为不可拆卸，仅可相对转动，在更换置换件501时，仅将卡爪502端部与锁扣组件600进行拆卸更换即可。

拆卸卡爪502与锁扣组件600的结构过程为，向两边分开推动第一触动块606b和第二触动块607b，使第一触动块606b在第一顶槽602中移动，第二触动块607b在第二顶槽603中移动，将第一插轴606从套孔502c中抽出，收进第一圆孔604中，并将第一压簧606a进一步压缩，也将第二插轴607从套孔502c中抽出，收进第二圆孔605中，并将第二压簧607a进一步压缩；此时将卡爪502从中置槽601中取出；

装配时，先向两边分开推动第一触动块606b和第二触动块607b，再将新的卡爪502端部置于中置槽601中，使套孔502c位置与第一插轴606和第二插轴607位置对应，撤去对第一触动块606b和第二触动块607b的力，在第一压簧606a和第二压簧607a的作用下，第一插轴606和第二插轴607向中间靠陇接触，并插入套孔502c中。

以第一弧形块102为例，曲轴402设置于第一曲槽102a中，端板403设置于第一限位槽102b中，端板403端部设置有弹簧404，连接第一限位槽102b内底部，将扇板401向第一弧形块101方向推，端板403即在第一限位槽102b中移动，同时压缩弹簧。

较佳的，第一弧形块101角度为小于90°的结构，更进一步的，第一弧形块101加上两个扇板401后共同组成90°角，或者为小于90°角。

第四弧形块300扇形角度为90°，第一嵌板301和第二嵌板302位于其扇形角中心线的位置。

本发明的优益之处在于能使四个或三个卡爪502可均匀分布，对被抓取物品均匀受力。

具体的，以四个卡爪转为三个为例，将第四弧形块300沿轴向退出后，在弹簧404的作用下，曲轴402被向外推，直至各个扇板401接触，若第二弧形块201和第三弧形块202 与第一弧形块102所处位置不是均匀分布于整个圆周，由于弹簧404的劲度系数均相同，弹簧404将会使整体处于平衡，推动第二弧形块201和第三弧形块202 移动。使第二弧形块201和第三弧形块202 与第一弧形块102均匀分布，也即其上的三个卡爪可均匀分布，与第二弧形块201和第三弧形块202 与第一弧形块102对应连接。

Claims

1.一种可调卡爪数的机械爪，其特征在于：包括，

机械臂端部（100），包括端壳（101），所述端壳（101）内部设置有空腔（106），所述端壳（101）内部中间设置有支撑轴（103），所述支撑轴（103）与所述端壳（101）同轴心设置；

切换组件（200），包括第一弧形块（102）、第二弧形块（201）和第三弧形块（202），所述第一弧形块（102）设置于所述支撑轴（103）和端壳（101）之间，连接所述支撑轴（103）和端壳（101）；

所述端壳（101）内壁与所述第一弧形块（102）位置对应处设置有侧环槽（104），所述第二弧形块（201）、第三弧形块（202）外侧面嵌于所述侧环槽（104）中；

第四弧形块（300），所述第四弧形块（300）设置于所述空腔（106）中；

卡合组件（500），包括置换件（501）和卡爪（502），所述卡爪（502）与切换组件（200）轴连接，所述置换件（501）与所述端壳（101）端部连接，所述置换件（501）上设置有驱动件（503）连接所述卡爪（502）；

所述卡爪（502）包括连接段（502a）和夹持段（502b），所述连接段（502a）和夹持段（502b）成钝角连接，所述连接段（502a）端部设置有套孔（502c）；

所述第一弧形块（102）、第二弧形块（201）、第三弧形块（202）和第四弧形块（300）均设置有锁扣组件（600），所述锁扣组件（600）包括中置槽（601），以及对称设置于所述中置槽（601）两侧的第一顶槽（602）和第二顶槽（603），所述第一顶槽（602）通过第一圆孔（604）与所述中置槽（601）相通，所述第二顶槽（603）通过第二圆孔（605）与所述中置槽（601）相通；

所述锁扣组件（600）还包括第一插轴（606）和第二插轴（607），所述第一插轴（606）设置于所述第一圆孔（604）中，所述第一插轴（606）端部通过第一压簧（606a）连接所述第一顶槽（602）端面；

所述第二插轴（607）设置于所述第二圆孔（605）中，所述第二插轴（607）端部通过第二压簧（607a）连接所述第一顶槽（602）端面；

所述第一插轴（606）和第二插轴（607）端面接触；

所述第一插轴（606）一端还设置有第一触动块（606b），所述第一触动块（606b）设置于所述第一顶槽（602）中；

所述第二插轴（607）一端还设置有第二触动块（607b），所述第二触动块（607b）设置于所述第二顶槽（603）中；

所述连接段（502a）端部设置于所述中置槽（601）中，所述第一插轴（606）和第二插轴（607）设置于端部处于所述套孔（502c）中；

所述第二弧形块（201）外侧面设置有第一外接板（201a），所述第三弧形块（202）外侧面设置有第二外接板（202a），所述第一外接板（201a）和第二外接板（202a）设置于所述侧环槽（104）中；

所述第一弧形块（102）内设置有第一曲槽（102a）和第一限位槽（102b），所述第一曲槽（102a）连通所述第一限位槽（102b）和外部；还包括自调件（400），包括扇板（401）、设置于所述扇板（401）侧面的曲轴（402）和设置于所述曲轴（402）端部的端板（403）；

所述曲轴（402）与所述第一曲槽（102a）尺寸配合，所述端板（403）与所述第一限位槽（102b）尺寸配合；

所述扇板（401）外侧面还设置有第三外接板（405），所述第三外接板（405）设置于所述侧环槽（104）中；

所述曲轴（402）设置于所述第一曲槽（102a）中，所述端板（403）设置于所述第一限位槽（102b）中，所述端板（403）端部设置有弹簧（404），连接所述第一限位槽（102b）内底部。