CN113211485A - 基于吸附结构的高端智能装备用机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械臂，具体地说，涉及基于吸附结构的高端智能装备用机械臂。包括转动机构和连接在转动机构顶端的抓取机构，抓取机构至少包括吸附装置和转动块，该基于吸附结构的高端智能装备用机械臂中，设置的吸附装置，通过抓盘外表面的四个吸附爪中的吸盘，便于吸附在物件表面对物件进行抓取，通过吸附爪的转动，可改变吸附爪的抓取范围，该装置通过吸盘与物件接触，不会对物件的表面造成形变，减少了对物件的损伤，设置的转动块中的气囊与吸盘接通，气囊变形导致其内部空气由吸盘的开口处排出，气囊内部气压小于外部的大气压，则可带动吸盘紧紧贴附在物件表面，进一步提升了稳定性。

Description

基于吸附结构的高端智能装备用机械臂

技术领域

本发明涉及一种机械臂，具体地说，一种涉及基于吸附结构的高端智能装备用机械臂。

背景技术

随着智能时代的到来，一些智能机器人的应用也越来也广泛，对于智能机器人的运输一般用到机械臂，机械臂由视觉传感器、机械臂系统及主控计算机组成，其中机械臂系统又包括模块化机械臂和灵巧手两部分，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；

现有的智能机械臂一般为爪状，通过机械传动，使机械爪对物件进行抓取，由于抓取的力度无法控制，容易对物件表面造成损伤，因此需要一种具有吸附机构的高端智能装备用机械臂。

发明内容

本发明的目的在于提供基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，包括转动机构和连接在转动机构顶端的抓取机构，所述抓取机构至少包括：

吸附装置，所述吸附装置至少包括抓盘，所述抓盘外表面设有吸附爪，所述吸附爪底端设有转动头，所述转动头与所述抓盘转动连接，所述吸附爪顶端设有安装头，所述安装头的外表面连接有用于吸附在物体表面的吸盘，所述吸附爪设有四个，且分别位于所述抓盘的四角处，便于提升抓取物件时的稳定性，所述转动头外表面设有齿轮片，位于左侧的两个所述吸附爪底端的所述齿轮片之间啮合，位于右侧的两个所述吸附爪底端的所述齿轮片之间啮合，通过吸附爪之间的连接，便于将吸附爪进行转动，从而改变吸附爪的抓取范围，用于应对不同长度的物件；

本发明中吸附装置在具体使用时，首先，通过驱动装置带动位于左侧上方的吸附爪以其底端转动头的圆心处为轴转动，带动位于右侧下方的吸附爪以其底端的转动头的圆心处为轴转动，则可带动位于左侧下方的吸附爪和位于右侧上方的吸附爪转动，通过四个吸附爪转动，可改变四个吸附爪之间的间距，然后，将四个吸盘分别贴服在物件表面，通过按压排出吸盘内部的空气，吸盘由于有一定向外的弹力将其内部的空气体积扩大使吸盘内部气压小于外部的大气压，则可紧紧贴附在物件表面，最后对物件进行运输即可。

转动块，所述转动块后端设有抓取臂，所述抓取臂固定于所述抓盘表面中心处，所述抓取臂表面固定有为橡胶材质的气囊，所述安装头前端固定连接有连接管，所述连接管与所述吸盘接通，所述连接管前端固定有进出气口，所述气囊后表面外侧固定连接有软管，所述软管与所述进出气口接通，便于提升吸盘的吸附能力，进一步提升抓取物件的稳定性。

本发明中气囊在具体使用时，首先，通过按压气囊使其变形，气囊变形导致其内部空气通过软管和连接管由吸盘的开口处排出，然后将吸盘贴附在物件上，由于气囊有一定向外的弹力将其内部的空气体积扩大使气囊内部气压小于外部的大气压，则可带动吸盘紧紧贴附在物件表面，进一步提升了稳定性。

作为本技术方案的进一步改进，所述抓盘内部开设有齿轮腔，所述齿轮腔内部中心处转动连接有中转齿轮，位于左上角的所述转动头和位于右下角的所述转动头的前表面均设有转动柱，所述转动柱贯穿所述抓盘延伸至所述齿轮腔内部，且固定连接有驱动齿轮，两个所述驱动齿轮与所述中转齿轮啮合，通过中转齿轮的转动，可带动两个驱动齿轮同时转动，起到了同时改变左右两侧吸附爪间距的作用。

作为本技术方案的进一步改进，所述中转齿轮一端的转动轴贯穿所述抓盘延伸至所述抓取臂内部，所述抓取臂后端内部开设有驱动槽，所述驱动槽内部安装有电机，所述电机的输出端贯穿所述抓取臂与所述中转齿轮的转动轴固定，通过电机工作，便于带动中转齿轮进行转动。

作为本技术方案的进一步改进，所述吸附装置还包括贴合盘，所述抓盘后表面设有四个固定杆，四个所述固定杆分别位于四个所述吸附爪之间的中心处，所述贴合盘与所述吸附爪之间固定，便于吸附爪进行保护，同时由于其表面光滑，便于与物件接触时不损坏物件。

作为本技术方案的进一步改进，所述贴合盘前表面设有四个转动销，四个所述转动销分别位于四个所述固定杆之间的中心处，所述转动销与所述转动头转动连接，通过转动头与转动销的转动，便于提升吸附爪转动时的稳定性。

作为本技术方案的进一步改进，所述连接管后端底部固定连接有滑杆，所述抓盘前表面外侧开设有滑槽，所述滑杆滑动与所述滑槽内部，由于吸附爪转动时会带动连接管转动，通过滑杆与滑槽之间的连接，可避免连接管转动时发生晃动。

作为本技术方案的进一步改进，所述连接管后端固定安装有转动轮，所述转动轮滚动与所述滑槽内部，便于提升连接管滑动的顺滑性。

作为本技术方案的进一步改进，所述抓取臂表面位于所述气囊的后侧固定连接有稳固盘，所述稳固盘内部开设有空心槽，所述空心槽开设有四个，四个所述连接管的一端分别位于四个所述空心槽内部，便于进一步增加连接管转动时的稳定性。

作为本技术方案的进一步改进，所述转动块上表面固定安装有风泵，所述气囊通过上表面前端设有的连接头固定连接有通气管，所述通气管与所述风泵的风口固定连接，通过风泵工作可向气囊内部抽气和进气，便于控制吸盘的抓取工作。

作为本技术方案的进一步改进，所述转动机构至少包括底座，所述底座上表面转动连接有转动座，所述转动座一侧转动连接有转动臂，所述转动臂的顶端与所述转动块转动连接，便于带动抓取机构进行角度调节，有利于对物件的抓取运输工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该基于吸附结构的高端智能装备用机械臂中，设置的吸附装置，通过抓盘外表面的四个吸附爪中的吸盘，便于吸附在物件表面对物件进行抓取，通过吸附爪的转动，可改变吸附爪的抓取范围，用于应对不同长度的物件，该装置通过吸盘与物件接触，不会对物件的表面造成形变，减少了对物件的损伤。

2、该基于吸附结构的高端智能装备用机械臂中，设置的转动块中的气囊与吸盘接通，通过按压气囊使其变形，气囊变形导致其内部空气由吸盘的开口处排出，由于气囊有一定向外的弹力将其内部的空气体积扩大使气囊内部气压小于外部的大气压，则可带动吸盘紧紧贴附在物件表面，进一步提升了稳定性。

附图说明

图1为实施例1的整体结构示意图；

图2为实施例1的转动机构结构示意图；

图3为实施例1的抓取机构结构示意图；

图4为实施例1的吸附装置结构示意图；

图5为实施例1的抓盘结构示意图；

图6为实施例1的贴合盘结构示意图；

图7为实施例1的吸附爪结构示意图；

图8为实施例1的连接管结构示意图；

图9为实施例1的转动块结构示意图；

图10为实施例1的抓取臂结构示意图；

图11为实施例1的气囊结构示意图；

图12为实施例1的稳固盘结构示意图。

图中各个标号意义为：

100、转动机构；110、底座；120、转动座；130、转动臂；

200、抓取机构；

210、吸附装置；

211、抓盘；2110、齿轮腔；2111、中转齿轮；2112、滑槽；2113、固定杆；

212、贴合盘；2121、转动销；

213、吸附爪；2130、转动头；2131、安装头；2132、吸盘；2133、齿轮片；2134、转动柱；2135、驱动齿轮；

214、连接管；2141、进出气口；2142、滑杆

220、转动块；2201、抓取臂；2202、驱动槽；2203、电机；

221、气囊；2211、软管；2212、连接头；2213、通气管；

222、稳固盘；2220、空心槽；

223、风泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

请参阅图1-图12所示，本实施例提供了基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，包括转动机构100和连接在转动机构100顶端的抓取机构200，抓取机构200至少包括：

吸附装置210，吸附装置210至少包括抓盘211，抓盘211外表面设有吸附爪213，吸附爪213底端设有转动头2130，转动头2130与抓盘211转动连接，吸附爪213顶端设有安装头2131，安装头2131的外表面连接有用于吸附在物体表面的吸盘2132，吸附爪213设有四个，且分别位于抓盘211的四角处，便于提升抓取物件时的稳定性，转动头2130外表面设有齿轮片2133，位于左侧的两个吸附爪213底端的齿轮片2133之间啮合，位于右侧的两个吸附爪213底端的齿轮片2133之间啮合，通过吸附爪213之间的连接，便于将吸附爪213进行转动，从而改变吸附爪213的抓取范围，用于应对不同长度的物件；

本实施例中吸附装置210在具体使用时，首先，通过驱动装置带动位于左侧上方的吸附爪213以其底端转动头2130的圆心处为轴转动，带动位于右侧下方的吸附爪213以其底端的转动头2130的圆心处为轴转动，则可带动位于左侧下方的吸附爪213和位于右侧上方的吸附爪213转动，通过四个吸附爪213转动，可改变四个吸附爪213之间的间距，然后，将四个吸盘2132分别贴服在物件表面，通过按压排出吸盘2132内部的空气，吸盘2132由于有一定向外的弹力将其内部的空气体积扩大使吸盘2132内部气压小于外部的大气压，则可紧紧贴附在物件表面，最后对物件进行运输即可。

转动块220，转动块220后端设有抓取臂2201，抓取臂2201固定于抓盘211表面中心处，抓取臂2201表面固定有为橡胶材质的气囊221，安装头2131前端固定连接有连接管214，连接管214与吸盘2132接通，连接管214前端固定有进出气口2141，气囊221后表面外侧固定连接有软管2211，软管2211与进出气口2141接通，便于提升吸盘2132的吸附能力，进一步提升抓取物件的稳定性。

本实施例气囊221在具体使用时，首先，通过按压气囊221使其变形，气囊221变形导致其内部空气通过软管2211和连接管214由吸盘2132的开口处排出，然后将吸盘2132贴附在物件上，由于气囊221有一定向外的弹力将其内部的空气体积扩大使气囊221内部气压小于外部的大气压，则可带动吸盘2132紧紧贴附在物件表面，进一步提升了稳定性。

为了带动左右两侧的吸附爪213同时转动，抓盘211内部开设有齿轮腔2110，齿轮腔2110内部中心处转动连接有中转齿轮2111，位于左上角的转动头2130和位于右下角的转动头2130的前表面均设有转动柱2134，转动柱2134贯穿抓盘211延伸至齿轮腔2110内部，且固定连接有驱动齿轮2135，两个驱动齿轮2135与中转齿轮2111啮合，通过中转齿轮2111的转动，可带动两个驱动齿轮2135同时转动，起到了同时改变左右两侧吸附爪213间距的作用。

进一步的，中转齿轮2111一端的转动轴贯穿抓盘211延伸至抓取臂2201内部，抓取臂2201后端内部开设有驱动槽2202，驱动槽2202内部安装有电机2203，电机2203的输出端贯穿抓取臂2201与中转齿轮2111的转动轴固定，通过电机2203工作，便于带动中转齿轮2111进行转动。

为了对吸附爪213进行保护，吸附装置210还包括贴合盘212，抓盘211后表面设有四个固定杆2113，四个固定杆2113分别位于四个吸附爪213之间的中心处，贴合盘212与吸附爪213之间固定，便于吸附爪213进行保护，同时由于其表面光滑，便于与物件接触时不损坏物件。

为了提升吸附爪213转动时的稳定性，贴合盘212前表面设有四个转动销2121，四个转动销2121分别位于四个固定杆2113之间的中心处，转动销2121与转动头2130转动连接，通过转动头2130与转动销2121的转动，便于提升吸附爪213转动时的稳定性。

为了避免连接管214转动时发生晃动，连接管214后端底部固定连接有滑杆2142，抓盘211前表面外侧开设有滑槽2112，滑杆2142滑动与滑槽2112内部，由于吸附爪213转动时会带动连接管214转动，通过滑杆2142与滑槽2112之间的连接，可避免连接管214转动时发生晃动。

进一步的，连接管214后端固定安装有转动轮，转动轮滚动与滑槽2112内部，便于提升连接管214滑动的顺滑性。

具体的，抓取臂2201表面位于气囊221的后侧固定连接有稳固盘222，稳固盘222内部开设有空心槽2220，空心槽2220开设有四个，四个连接管214的一端分别位于四个空心槽2220内部，便于进一步增加连接管214转动时的稳定性。

为了控制吸盘2132的贴附工作，转动块220上表面固定安装有风泵223，气囊221通过上表面前端设有的连接头2212固定连接有通气管2213，通气管2213与风泵223的风口固定连接，通过风泵223工作可向气囊221内部抽气和进气，便于控制吸盘2132的抓取工作。

为了控制抓取机构200进行角度调节，转动机构100至少包括底座110，底座110上表面转动连接有转动座120，转动座120一侧转动连接有转动臂130，转动臂130的顶端与转动块220转动连接，便于带动抓取机构200进行角度调节，有利于对物件的抓取运输工作。

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述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进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 (10)

1.基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：包括转动机构(100)和连接在转动机构(100)顶端的抓取机构(200)，所述抓取机构(200)至少包括：

吸附装置(210)，所述吸附装置(210)至少包括抓盘(211)，所述抓盘(211)外表面设有吸附爪(213)，所述吸附爪(213)底端设有转动头(2130)，所述转动头(2130)与所述抓盘(211)转动连接，所述吸附爪(213)顶端设有安装头(2131)，所述安装头(2131)的外表面连接有用于吸附在物体表面的吸盘(2132)，所述吸附爪(213)设有四个，且分别位于所述抓盘(211)的四角处，所述转动头(2130)外表面设有齿轮片(2133)，位于左侧的两个所述吸附爪(213)底端的所述齿轮片(2133)之间啮合，位于右侧的两个所述吸附爪(213)底端的所述齿轮片(2133)之间啮合；

转动块(220)，所述转动块(220)后端设有抓取臂(2201)，所述抓取臂(2201)固定于所述抓盘(211)表面中心处，所述抓取臂(2201)表面固定有为橡胶材质的气囊(221)，所述安装头(2131)前端固定连接有连接管(214)，所述连接管(214)与所述吸盘(2132)接通，所述连接管(214)前端固定有进出气口(2141)，所述气囊(221)后表面外侧固定连接有软管(2211)，所述软管(2211)与所述进出气口(2141)接通。

2.根据权利要求1所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述抓盘(211)内部开设有齿轮腔(2110)，所述齿轮腔(2110)内部中心处转动连接有中转齿轮(2111)，位于左上角的所述转动头(2130)和位于右下角的所述转动头(2130)的前表面均设有转动柱(2134)，所述转动柱(2134)贯穿所述抓盘(211)延伸至所述齿轮腔(2110)内部，且固定连接有驱动齿轮(2135)，两个所述驱动齿轮(2135)与所述中转齿轮(2111)啮合。

3.根据权利要求2所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述中转齿轮(2111)一端的转动轴贯穿所述抓盘(211)延伸至所述抓取臂(2201)内部，所述抓取臂(2201)后端内部开设有驱动槽(2202)，所述驱动槽(2202)内部安装有电机(2203)，所述电机(2203)的输出端贯穿所述抓取臂(2201)与所述中转齿轮(2111)的转动轴固定。

4.根据权利要求1所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述吸附装置(210)还包括贴合盘(212)，所述抓盘(211)后表面设有四个固定杆(2113)，四个所述固定杆(2113)分别位于四个所述吸附爪(213)之间的中心处，所述贴合盘(212)与所述吸附爪(213)之间固定。

5.根据权利要求4所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述贴合盘(212)前表面设有四个转动销(2121)，四个所述转动销(2121)分别位于四个所述固定杆(2113)之间的中心处，所述转动销(2121)与所述转动头(2130)转动连接。

6.根据权利要求1所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述连接管(214)后端底部固定连接有滑杆(2142)，所述抓盘(211)前表面外侧开设有滑槽(2112)，所述滑杆(2142)滑动与所述滑槽(2112)内部。

7.根据权利要求6所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述连接管(214)后端固定安装有转动轮，所述转动轮滚动与所述滑槽(2112)内部。

8.根据权利要求6所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述抓取臂(2201)表面位于所述气囊(221)的后侧固定连接有稳固盘(222)，所述稳固盘(222)内部开设有空心槽(2220)，所述空心槽(2220)开设有四个，四个所述连接管(214)的一端分别位于四个所述空心槽(2220)内部。

9.根据权利要求1所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述转动块(220)上表面固定安装有风泵(223)，所述气囊(221)通过上表面前端设有的连接头(2212)固定连接有通气管(2213)，所述通气管(2213)与所述风泵(223)的风口固定连接。

10.根据权利要求1所述的基于吸附结构的高端智能装备用机械臂，其特征在于：所述转动机构(100)至少包括底座(110)，所述底座(110)上表面转动连接有转动座(120)，所述转动座(120)一侧转动连接有转动臂(130)，所述转动臂(130)的顶端与所述转动块(220)转动连接。

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