CN113510732A - 一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构及其拆卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构及其拆卸方法，快速拆卸机构由卡紧机构和连接机构组成，其中卡紧机构设置在机械手臂端，连接机构设置在夹持手爪端，卡紧机构包括动力件，由动力件控制运动的卡紧件，设置在连接件上外侧的第一弹性件，设置在连接件外侧的移动件，动力组件的上下运动控制卡紧件的闭合或打开，进而实现卡紧件对进入卡紧机构中的连接件，进行紧固卡紧或是松开使其脱离，设置在卡紧机构中的感应器感应连接件的运动位置，控制动力件自动进行运动，实现卡紧件对连接件的自动卡紧操作；本发明利用自动卡紧机构代替了目前采用的销钉或是螺钉的连接，进一步的提高对夹持手爪更换时的时间，大大提高工作效率节省拆卸时间。

Description

一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构及其拆卸方法

技术领域

本发明涉及机械手臂技术领域，具体涉及一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构及其拆卸方法。

背景技术

随着自动化的快速发展，机械夹爪由于其具有模仿人手的某些功能，应用中通过和机械臂配合，接收指令按照固定的程序进行精确的作业，以此来代替人工进行操作，因此在很多应用的场合受到越来越多的喜爱。

目前机械夹爪和机械臂的连接方式通常为：通过在机械夹爪上的法兰盘周向的打孔，然后用销钉或是螺栓与机械手臂端进行固定连接，以便于机械臂带动机械夹爪进行工作，但是长时间使用一个机械夹爪容易造成机械夹爪的损坏，在进行拆卸更换时，需要将每个销钉或是螺栓取出，然后更换好之后再一次的进行固定连接，难免会影响拆装的效率。

因此，目前需要一种能实现对机械夹爪进行快速的拆装，提高拆装效率的机构来解决以上存在的问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，并进一步提供一种基于上述工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构的拆卸方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，包括基础组件和夹持组件两部分。

其中，基础组件包括底座，一端固定设置在所述底座上面、且另一端根据预设程序进行轨迹运动的机械臂；

夹持组件包括夹持手爪，所述夹持手爪设置在远离所述底座、且与机械臂相连接、跟随机械臂的运动轨迹对工件进行作业，以及设置在所述夹持手爪与机械臂之间的拆卸机构，用于快速的对机械手爪和机械臂进行拆装。

在进一步的实施例中，所述拆卸机构包括连接机构，与所述连接机构配合的卡紧机构，所述连接机构设置在所述夹持手爪上，所述卡紧机构设置在所述机械臂上，且卡紧机构的底端设置有凸块，连接机构的上端设置有凹槽，使得卡紧机构和连接机构进行连接时，不会产生周向转动的问题，卡紧机构和连接机构的设计，实现了对所述夹持手爪和所述机械臂进行快速的卡紧和松开，进一步的拆卸时间，提高工作效率。

在进一步的实施例中，所述连接机构包括连接件，套接在所述连接件上的套接件，以及设置在所述连接件和所述套接件之间的第一弹性件，当连接件从卡紧机构中抽离时，所述第一弹性件用于带动所述连接件沿着所述套接件向下运动，实现所述连接件在所述卡紧机构中进行抽离，提高抽离的速度，节省拆卸的时间。

在进一步的实施例中，所述连接机构还包括移动件，所述移动件至少设置为2个，分别对称连接在所述连接件的两侧，当对夹持手爪进行安装时，扳动两侧的移动件使连接件向上移动，将其顶部固定在所述连接件中，实现所述移动件卡紧在所述卡紧机构中，避免安装困难的问题，进一步实现了安装的便捷性，提高安装的效率。

在进一步的实施例中，所述卡紧机构包括卡紧件，卡紧件设置为2个，以及用于对所述卡紧件进行定位、且与2个卡紧件进行转动连接的定位件，以及用于促使所述卡紧件进行转动、实现对所述连接件进行松紧的动力件，动力件从卡紧件的上端抽离时，通过定位件同轴连接的卡紧件进行相向运动，进而将进入到卡紧机构中的连接件进行固定卡紧，动力件向下运动使得卡紧件的上端分离时，卡紧件的底部也随之进行分离，进而卡紧在卡紧件中的连接件，在第一弹性件的作用下从卡紧件中抽离，实现夹持手爪便捷的从机械手臂上脱离和安装，节省时间成本，提高生产效率。

在进一步的实施例中，所述卡紧机构还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置在靠近所述连接件、且连接在卡紧件上，当动力件从卡紧件中抽离时，为了使得卡紧件牢固的卡紧在连接件上，第二弹性件的两端分别连接在2个卡紧件的一侧，快速的拉动2个卡紧件使其紧固的卡接在连接件中，实现卡接的稳定性，进一步的节省时间。

在进一步的实施例中，所述卡紧机构还包括感应器，所述感应器至少设置为2个，且对称设置在所述卡紧机构的两侧，用于感应所述连接件顶部位置、控制所述动力件从所述卡紧件中抽离，当需要进行安装夹持手爪时，连接件的顶部到达预设位置时，感应器感应连接件的到达位置，控制器进行控制气缸从卡紧件中抽离，在第二弹性件的拉力下迅速带动卡紧件卡紧连接件，实现对所述连接件的快速卡紧，使得卡紧精确更高，提高安装精度。

在进一步的实施例中，所述卡紧件上端的按压行程小于所述卡紧件底端的运动行程的预定范围，当动力件向下按压压紧件时，按压的行程只需要运动达到压紧件下端的运动所需要的行程二分之一至五分之一的距离，就可以实现压紧件底部的大距离张开，大大减少时间提高压紧件进行卡紧或是松开的效率。

在进一步的实施例中，为了防止底端在运动的过程中与卡紧机构的外壁底端发生碰撞，所述卡紧件底端形状与水平面成预设角度，当卡紧件在运动的过程中，可以很精确的卡在连接件中，避免卡紧件底端运动过程中与卡紧机构外壁的底端发生碰撞，进而起到防护的作用。

一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构的拆卸方法，包括以下步骤：

S1、夹持手爪拆卸时，控制器控制动力件向下运动，动力件的顶杆顶向卡紧件使得2个卡紧件进行分离，此时带动卡紧件的下端呈打开状态，在连接机构中的第一弹性件的作用下，使得连接件从卡紧机构中脱离，即可将夹持手爪从机械臂中快速取出。

S2、夹持手爪安装时，将连接机构与卡紧机构进行对其，向上推动移动件，带动与移动件连接的连接件向上运动，此时当连接件的上端到达预设的位置处，感应器感应到其位置后，控制器控制动力件向上进行运动，使得2个卡紧件相向进行运动，在第二弹性件的拉动下，进而使得下端的卡紧件将进入到卡紧机构中的连接件进行紧固卡紧，实现快速的卡紧安装。

S3、重复步骤S1至S2，直到系统停止工作。

有益效果：本发明涉及一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构及其拆卸方法，其中快速拆卸机构由卡紧机构和连接机构组成，其中卡紧机构设置在机械手臂端，连接机构设置在夹持手爪端，卡紧机构包括动力件，以及由动力件控制运动的卡紧件，连接机构包括连接件，以及套接在连接件上的套接件，设置在套接件外侧的第一弹性件，以及设置在连接件外侧的移动件，其中动力组件的上下运动控制卡紧件的闭合或打开，进而实现卡紧件对进入卡紧机构中的连接件，进行紧固卡紧或是松开使其脱离，以及设置在卡紧机构中的感应器感应连接件的运动位置，控制动力件自动进行运动，实现卡紧件对连接件的自动卡紧操作。本发明利用自动卡紧机构代替了目前采用的销钉或是螺钉的连接，进一步的提高对夹持手爪更换时的时间，大大提高工作效率节省拆卸时间。

附图说明

图1为本发明总体机构示意图；

图2为本发明连接机构和卡紧机构爆炸结构示意图；

图3为图1中B-B拆卸机构剖视示意图；

图4为本发明连接机构和卡紧机构内部连接示意图；

图5为本发明连接机构和卡紧机构外壁结构连接示意图；

图6为本发明卡紧件和连接件的连接结构示意图。

图中各附图标记为：夹持手爪1、拆卸机构2、连接机构外壁2a、凸起件21a、凹卡紧机构外壁2b、槽21b、卡紧件2c、圆弧槽状21c、卡紧件上端22c、第二弹簧2d、连接件2e、环形槽21e、套筒2f、移动件2g、第一弹簧2h、气缸3、机械臂4、感应器5、连接轴6。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为，传统的夹持手爪需要用销钉或是螺钉将其安装在机械手臂上，以便其能够稳定的进行生产操作，但是这种安装方式在夹持手爪损坏需要拆卸更换时，需要将每个销钉或是螺钉拆下来，更为费时费力，更换效率非常低。

为此，申请人设计一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构及其拆卸方法，由设置在机械手臂上的卡紧机构、以及设置在夹持手爪上的连接机构组成，利用控制器自动控制卡紧机构中的动力件进行上下运动，即可实现夹持手爪的快速拆卸和安装，进一步的提高更换效率，节省工作时间。

实施例一：

本发明涉及一种工业机器人夹持手爪1的快速拆卸机构2，在实际应用中，如图1至图6所示，包括基础组件和夹持组件两部分。其中基础组件包括底座，以及设置在底座上的机械臂4，夹持组件包括夹持手爪1，以及固定连接在夹持手爪1和机械臂4之间的拆卸机构2，拆卸机构2包括连接机构，与连接机构相互配合连接的卡紧机构，其中连接机构固定设置在夹持手爪1上，卡紧机构固定设置在机械手臂上，在本实施例中，连接机构包括连接件2e，连接件2e为T型，且连接件2e的上端设置有环形凹槽21b结构，套接在连接件2e上的套接件，套接件为套筒2f，套筒2f固定安装在连接机构上的顶端面上，套接在套筒2f外侧的第一弹性件，第一弹性件为第一弹簧2h，以及设置固定连接在连接件2e底端、对称安装的2个移动件2g，且移动件2g的长度大于连接机构外壁2a；卡紧机构包括卡紧件2c，卡紧件2c设置为2个，且2个卡紧件2c之间通过轴转动连接，其中处于连接轴6上端的卡紧件2c长度大于处于连接轴6下端的卡紧件2c长度，卡紧件2c下端与连接件2e卡紧处设置为与连接件2e的环形槽21b相匹配的圆弧槽21b状结构，且卡紧件2c的下端面设至为一定角度的斜面，防止其在运动的过程中与卡紧机构的外壁底端发生碰撞，其中连接2个卡紧件2c的轴贯穿卡紧机构的外壁，设置在机械手臂中、且位于卡紧件2c上端的动力件，动力件为气缸3，以及设置在2个卡紧件2c下端的第二弹性件，第二弹性件为第二弹簧2d，卡紧机构还包括对称设置在其外壁上的2个感应器5，感应器5为光继电器，位置是在连接件2e进入卡紧机构中、且卡紧件2c可以卡进连接件2e顶部的凹槽21b中的连接件2e的顶面位置处，其中卡紧件2c的下壁设置有凸起件21a，连接件2e的上壁设置有与卡紧件2c凸起件21a相匹配的凹槽21b。

在本实施例中，当需要对夹持手爪1进行拆卸时，点击移动终端设备中的控制键，由控制系统控制卡紧机构中的气缸3向下进行运动，此时气缸3的顶杆推动处于贴合状态的两个卡紧件2c的上端，使其进行分离，由于卡紧件2c之间通过轴转动连接，在上端进行分离时，同时卡紧件2c的下端也同时进行向相反的方向运动，由于卡紧件2c顶部的长度与连接轴6之间的垂直距离，大于卡紧件2c底部与连接轴6之间的垂直距离，因此卡紧件2c的上端只需要在气缸的按压下运动所需行程的五分之一的距离或是一半距离，此时的卡紧件下端部可以将连接件2e很牢固的卡紧，灵敏度高，就可以实现卡紧件2c下端的环形槽21e运动所需运动行程的整个行程距离，在卡紧件2c下端距离分开时，连接机构中的连接件2e顺利的从卡紧机构中抽离，实现夹持手爪1从机械手臂中快速的拆卸，为了适应多种重量工件的夹持，要求连接件2e轴的直径也会随之变大或是变小，当轴变大时卡紧件2c下面的分开距离也会随之进行增加，为了满足夹持件下面的运动空间，本实施例的卡紧机构的外壁也设计为梯形形状或是锥形形状。

通过上述技术方案，气缸3的运动使得2个卡紧件2c上端进行分离运动，进而实现卡紧件2c下端松开连接机构中的连接件2e，实现快速的对夹持手爪1进行拆卸，进一步的减少拆卸时间，提高工作效率。

当需要对夹持手爪1进行安装时，将连接件2e上壁上的凹槽21b卡在卡紧机构下壁上的凸起件21a中，扳动连接机构中连接件2e两端的移动件2g使其向上进行运动，当连接件2e的顶端进入卡紧机构腔中，且顶面与设置在卡紧机构外壁上设置的两个光继电器相平行时，光继电器将信号发送至控制系统，控制系统控制气缸3向上进行运动，其顶杆从卡紧件2c的上面脱离，使得卡紧件2c的上端紧密贴合，进而卡紧件2c的下端在第二弹簧2d的拉动下进行相向运动，进而使得卡紧件2c底端的圆弧槽21b状直接卡在连接件2e上端的环形凹槽21b中，为了满足安装上的夹持手爪1不会出现轴向转动的情况，也可以将连接件2e顶端的环形凹槽21b设置为扇形形状，卡紧件2c与之卡紧处设置为与扇形形状相匹配的扇形凹槽21b即可。

通过上述技术方案，解决了安装不精确的问题，实现了在短时间内可以快速的卡紧定位，且安装后的夹持手爪1不会出现转动，进一步的提高安装精度，提高工作效率。

在上述快速拆卸机构2的基础之上，本发明提出一种夹持手爪1的快速拆卸的拆卸方法，具体步骤如下：

首先，夹持手爪1拆卸时，控制器控制动力件向下运动，动力件的顶杆顶向卡紧件2c使得2个卡紧件2c进行分离，此时带动卡紧件2c的下端呈打开状态，在连接机构中的第一弹性件的作用下，使得连接件2e从卡紧机构中脱离，即可将夹持手爪1从机械臂4中快速取出。

接着，夹持手爪1安装时，将连接机构与卡紧机构进行对其，向上推动移动件2g，带动与移动件2g连接的连接件2e向上运动，此时当连接件2e的上端到达预设的位置处，感应器5感应到其位置后，控制器控制动力件向上进行运动，使得2个卡紧件2c相向进行运动，在第二弹性件的拉动下，进而使得下端的卡紧件2c将进入到卡紧机构中的连接件2e进行紧固卡紧，实现快速的卡紧安装。

最后，重复步骤S1至S2，直到系统停止工作。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，包括：

基础组件，包括底座，一端固定设置在所述底座上面、且另一端根据预设轨迹进行运动的机械臂；

夹持组件，包括设置在远离所述底座、且与机械臂相连接的夹持手爪，以及设置在所述夹持手爪与机械臂之间、用于对机械手爪和机械臂进行拆装的拆卸机构；

所述夹持手爪跟随机械臂的运动轨迹对工件进行作业。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述拆卸机构包括：

连接机构，所述连接机构设置在所述夹持手爪上，用于连接所述机械臂；

卡紧机构，所述卡紧机构设置在所述机械臂上，用于连接所述连接机构，实现所述夹持手爪和所述机械臂的卡紧和松开。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述连接机构包括：

连接件，所述连接件贯穿所述连接件和卡紧件，实现所述连接机构与所述卡紧机构的卡紧或松开；

套接件，所述套接件套接在所述连接件上，用于支撑所述连接件；

第一弹性件，所述第一弹性件设置在所述连接件和所述套接件之间，所述第一弹性件用于带动所述连接件沿着所述套接件方向运动，实现所述连接件在所述卡紧机构中进行连接或抽离。

4.根据权利要求3所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述连接机构还包括：

移动件，所述移动件至少设置为2个，分别对称连接在所述连接件的两侧，用于带动所述移动件进行轴向运动，实现所述移动件卡紧在所述卡紧机构中。

5.根据权利要求2所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述卡紧机构包括：

卡紧件，用于对所述连接件进行卡紧或是松开；

定位件，所述定位件与所述卡紧件转动连接，用于对所述卡紧件进行定位、促使所述卡紧件进行转动、实现对所述连接件进行松紧的动力件。

6.根据权利要求5所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述卡紧机构还包括：

第二弹性件，所述第二弹性件设置在靠近所述连接件、且连接在卡紧件上，用于拉动所述卡紧件对所述连接件进行卡紧。

7.根据权利要求5所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述卡紧机构还包括：

感应器，所述感应器至少设置为2个，且对称设置在所述卡紧机构的两侧，用于感应所述连接件顶部位置、控制所述动力件从所述卡紧件中抽离，实现对所述连接件进行卡紧。

8.根据权利要求6所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述卡紧件上端的按压行程小于所述卡紧件底端运动行程的预定范围。

9.根据权利要求8所述的一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构，其特征在于，所述卡紧件底端形状与水平面成预设角度，用于所述卡紧件底端运动过程中的碰撞形成防护。

10.一种工业机器人夹持手爪的快速拆卸机构的拆卸方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、夹持手爪拆卸时，动力件推动卡紧件向相反反向进行转动，然后在第一弹性件的推动下，连接件从卡紧件中脱离；

S2、夹持手爪安装时，推动移动件带动连接件向上运动，感应器感应移动件顶部的位置，控制动力件从卡紧件中抽离，第二弹性件拉动卡紧件相向方向运动，对连接件进行卡紧；

S3、重复步骤S1至S2，直到系统停止工作。

Images