CN112756931B - 夹爪组件和机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供夹爪组件和机器人。该夹爪组件用于夹持线圈并且包括：线圈本体夹持部，其构造为使线圈本体固定就位；针夹持部，其构造为使针相对于线圈本体固定就位；其中，针夹持部包括至少基座、第一手指部和第二手指部，第一手指部和第二手指部分别构造为适于布置到针的外侧和内侧处；并且其中，线圈本体夹持部相对于基座固定。本申请的夹爪组件和机器人具有结构简单、易于制造、安装方便等优点，能够改善线圈的装配准确性和可靠性。

Description

夹爪组件和机器人

技术领域

本申请涉及线圈安装工具领域。更具体而言，本申请涉及一种夹爪组件，其旨在提供线圈的自动抓取和装配功能。本申请还涉及一种包括上述夹爪组件的机器人。

背景技术

已知的是，车辆控制单元可包括一个或多个线圈。图1中示出了现有的线圈的一个实施例。图示的线圈200包括线圈 210以及附接到线圈本体210上的针220。线圈210可包括金属部件，并且针220可由金属来制成。一种典型的线圈200包括两个金属针220，并且针220可构造为软性的。线圈本体210构造为大致圆柱形的，并且包括设置在轴线上的通孔211。线圈200通常需要装配到更大的外壳中相应的位置上，并且将金属针220与对应的孔对齐。在一种已知的车辆控制单元中，孔的最小尺寸为0.86mm，而处于自由状态的金属针220的位置公差可达到±1.15mm。

由于孔的尺寸较小，金属针难以在同时与孔对准的状态下装配。因此，线圈200的安装通常由操作工来手工地完成。

因此，存在对于新的线圈装配解决方案的持续需求。所期望的是新的解决方案能够提供改善的装配性。

发明内容

本申请一方面的目的在于提供一种夹爪组件，其旨在对线圈进行抓取和定位。本申请另一方面的目的在于提供一种包括上述夹爪组件的机器人。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种夹爪组件，其用于夹持线圈并且包括：

线圈本体夹持部，其构造为使线圈本体固定就位；

针夹持部，其构造为使针相对于线圈本体固定就位；

其中，针夹持部包括至少基座、第一手指部和第二手指部，第一手指部和第二手指部分别构造为适于布置到针的外侧和内侧处；并且

其中，线圈本体夹持部相对于基座固定。

在上述夹爪组件中，可选地，线圈本体夹持部包括电磁体和导向杆；其中，导向杆构造为与线圈本体中的通孔相匹配。

在上述夹爪组件中，可选地，针夹持部还包括执行机构，执行机构构造为选择性地驱动第一手指部和第二手指部。

在上述夹爪组件中，可选地，基座上还设置有用于对第一手指部和第二手指部的行程进行限制的限位器。

在上述夹爪组件中，可选地，第一手指部和第二手指部构造为布置在线圈本体夹持部周围，并且第一手指部上设置有弹簧机构，弹簧机构构造为使第一手指部的行程放大。

在上述夹爪组件中，可选地，线圈本体夹持部和针夹持部附接到浮动机构上。

在上述夹爪组件中，可选地，浮动机构构造为提供轴向方向上的缓冲行程。

在上述夹爪组件中，可选地，线圈本体夹持部包括标准气动夹爪。

在上述夹爪组件中，可选地，还包括相机和相机调节机构。

一种机器人，其包括上述夹爪组件。

本申请的夹爪组件和机器人具有结构简单、易于制造、使用方便等优点，能够改善线圈的装配准确性和可靠性。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是线圈的立体视图。

图2根据本申请的夹爪组件的一个实施例的主视图。

图3是图2中所示实施例的左视图。

图4是图2中所示实施例抓取图1中所示的线圈时的主视图。

图5是图4中所示实施例的左视图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本申请的保护范围。

首先需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的。这些方位用语是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

图2根据本申请的夹爪组件的一个实施例的主视图，并且图3是图2中所示实施例的左视图。根据本申请的一个实施例，夹爪组件100包括：浮动机构110、针夹持部和线圈本体夹持部。针夹持部包括执行机构120、基座125、第一手指部121和第二手指部122。线圈本体夹持部包括电磁体130和导向杆131。

浮动机构110构造为提供轴向方向上的缓冲行程，以便为整个夹爪组件100提供轴向方向(又称为Z方向或垂直方向)上的保护。如果在夹爪组件100的操作过程中发生碰撞的话，浮动机构110所提供的缓冲行程将保护线圈200和夹爪组件100。此外，浮动机构110还可提供碰撞反馈信号。

本文中所称的轴向方向指的是图2中大致水平方向。本领域技术人员容易理解的是，各个图中示出的部件可以根据实际需要具备不同的定向。例如，图2中的整个组件可设置在大致水平方向上，并且在操作的过程中，图2中的整个组件的定向可根据实际需要发生变化。此外，本文中所称的远端指的是图2中靠近左侧的一端。类似地，本文中所称的近端指的是图2中靠近右侧的一端。

针夹持部的执行机构120可附接到浮动机构110的一端，并且执行机构120用于驱动第一手指部121和第二手指部122。在第一手指部121和第二手指部122与执行机构120之间设置有基座125。基座125一方面为第一手指部121和第二手指部122提供限位，另一方面还为线圈本体夹持部提供安装位置。在一个实施例中，基座125提供为用于线圈本体夹持部的安装板。

执行机构120可采用气动的方式来致动。因此，执行机构120可联接到未示出的工厂高压气源上。气源的接口可为设置在机械臂或机器人上对应的接口。

在图示的实施例中，第一手指部121和第二手指部122围绕基座125的周边布置。第二手指部122布置为邻近第一手指部121，而执行机构120能够带动第一手指部121和第二手指部122，使得它们移动为更接近彼此或移动为远离彼此。在图示的实施例中，第一手指部121和第二手指部122构造为在图中的垂直方向上选择性地移动。

第一手指部121和第二手指部122带有相对细长的远端，并且它们的远端构造为与线圈200上的针220相匹配。

在一个实施例中，第一手指部121可包括弹簧机构。弹簧机构的作用在于将第一手指部121的行程放大，有利于第一手指部121与针220的表面实现完全脱离。

电磁体130装设在基座125上，并且可装设在第一手指部121和第二手指部122之间。电磁体130构造为选择性地通电来提供磁力，以便吸附线圈200的线圈本体210。因此，电磁体130可附接到未示出的电源上，例如附接到24V直流电源上。电源接口可为设置在机械臂或机器人上的对应的接口。在本申请的一个实施例中，电磁体130可构造为大致圆柱形的。

导向杆131大致设置在轴向方向上，并且从电磁体130的远端突起。导向杆131构造为与线圈200的线圈本体210中的通孔211相匹配，以便将线圈本体210对中地定位。导向杆131可具有阶梯形状或局部的锥形形状，以便于进行线圈本体210的定位。

在图示的实施例中，夹爪组件100上还设置有相机140和相机调节机构141。相机调节机构141用于安装相机140，并且构造为能够调整相机140的位置和角度。在图示的实施例中，相机140安装为远离夹爪组件100的轴线，并且相机140的定向大致与轴向形成一定的角度。例如，相机140的角度和位置设定为能够观察到第一手指部121、第二手指部122和线圈200。尽管未示出，但容易理解的是，相机140可带有通信控制板或驱动板，以便将拍摄到的图像或视频传递至未示出的控制器。控制器将对这些图像或视频进行分析和处理，以便于进一步的控制操作。在一个实施例中，相机140通过TCP/IP等通信协议来与控制器进行通信。

图4是图2中所示实施例抓取图1中所示的线圈时的主视图，并且图5是图4中所示实施例的左视图。在图4和图5的实施例中，线圈200已经被固定就位。线圈200的线圈本体210由电磁体130吸附，且导向杆131插入通孔211中，使得线圈本体210相对于夹爪组件100的轴线共中心地定位。因此，导向杆131变为不可见。第一手指部121和第二手指部122分别定位在针210的外侧和内侧处。具体而言，两个针210大致相对于彼此成预定角度地布置，并且在它们靠近彼此位置处在两个针210之间形成大致三角形的区域。大致三角形的区域构成了针210的内侧。第一手指部121的远端设置在两个针210的外侧处，并且第二手指部122的远端插入到大致三角形的区域中，即设置在两个针210的内侧处。

在使用中，首先将根据本申请的夹爪组件100移动到存储有若干个线圈200的料盘处，并且定位为使得第一手指部121的远端大致对准某个线圈200的针210的外侧，第二手指部122的远端大致对准针210之间的三角形区域(内侧)，导向杆131大致对准线圈200的通孔211。然后，使电磁体130通电，电磁体130产生的磁力将吸取线圈200，并且线圈200由导向杆131定向，使得线圈200大致定位在夹爪组件100的轴向方向上。再然后，执行机构120开始致动，使第一手指部121和第二手指部122靠近彼此移动，以便将针210夹持在第一手指部121和第二手指部122之间。至此，线圈200由夹爪组件100牢固地夹取。

在线圈200由夹爪组件100牢固地夹取之后，夹爪组件100携带线圈200运动并且可选地可以经过一系列的检测或加工操作。在最终准备安装线圈200时，夹爪组件100将线圈200移动到车辆控制单元上对应的安装孔上方，并使得针210大致与用于针210的安装孔对齐。在一个实施例中，针210的至少一部分可延伸到用于针210的安装孔之内。然后，执行机构120带动第一手指部121和第二手指部122松开，使得针210与第一手指部121和第二手指部122分离。此外，使电磁体130断电以解除磁体的产生。线圈200将在重力的作用下落入安装位置中，并且针210将对应地进入安装孔，从而完成装配。

本申请还涉及一种机械臂、机械手或机器人。上文描述的夹爪组件100可装设在该机器人上。机器人可以是工业生产线上已知型号的通用机器人，也可以是根据具体需要特别设计和制造的机器人。

通过采用本申请的夹爪组件和机器人，能够实现线圈的自动装配，从而减少了人工操作的需要。因此，车辆控制单元的装配效率得到了提高，并且降低了出错的可能性。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种夹爪组件，其用于夹持线圈，其特征在于，所述夹爪组件包括：

线圈本体夹持部，其构造为使线圈本体(210)固定就位；

针夹持部，其构造为使针(220)相对于所述线圈本体(210)固定就位；

其中，所述针夹持部包括至少基座(125)、第一手指部(121)和第二手指部(122)，所述第一手指部(121)和所述第二手指部(122)分别构造为适于布置到所述针(220)的外侧和内侧处；并且

其中，所述线圈本体夹持部相对于所述基座(125)固定。

2.根据权利要求1所述的夹爪组件，其特征在于，所述线圈本体夹持部包括电磁体(130)和导向杆(131)；其中，所述导向杆(131)构造为与所述线圈本体(210)中的通孔(211)相匹配。

3.根据权利要求1所述的夹爪组件，其特征在于，所述针夹持部还包括执行机构(120)，所述执行机构(120)构造为选择性地驱动所述第一手指部(121)和所述第二手指部(122)。

4.根据权利要求3所述的夹爪组件，其特征在于，所述基座(125)上还设置有用于对所述第一手指部(121)和所述第二手指部(122)的行程进行限制的限位器。

5.根据权利要求1所述的夹爪组件，其特征在于，所述第一手指部(121)和所述第二手指部(122)构造为布置在所述线圈本体夹持部周围，并且所述第一手指部(121)上设置有弹簧机构，所述弹簧机构构造为使所述第一手指部(121)的行程放大。

6.根据权利要求1所述的夹爪组件，其特征在于，所述线圈本体夹持部和所述针夹持部附接到浮动机构(110)上。

7.根据权利要求6所述的夹爪组件，其特征在于，所述浮动机构(110)构造为提供轴向方向上的缓冲行程。

8.根据权利要求1所述的夹爪组件，其特征在于，所述线圈本体夹持部包括标准气动夹爪。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的夹爪组件，其特征在于，还包括相机(140)和相机调节机构(141)。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括根据权利要求1-9中任一项所述的夹爪组件。

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