CN113618758A - 一种防夹偏的机器人夹持机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防夹偏的机器人夹持机构及其使用方法，涉及机器人领域，包括支撑块,支撑块的底部固定安装有支撑板，支撑板内部滑动安装有两个梯形块，两个梯形块相互靠近的一侧滑动安装有滑动板，两个梯形块的底部均固定安装有夹持块，滑动板的下方通过连接柱铰接有固定板，固定板的下表面滑动安装有两个对称设置的定位块，滑动板上表面偏移中心的位置固定安装有齿条块，支撑块内部转动安装有齿轮盘，本发明通过上述装置的配合使用，能够自动完成对物品的夹持，且无需过多的液压装置来对夹持块提供作用力，并且当与物品夹持位置较差时，夹持块不会对物品进行夹持，有效避免在转运过程由于夹持效果差，物品从夹持块中脱离的问题发生。

Description

一种防夹偏的机器人夹持机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体为一种防夹偏的机器人夹持机构及其使用方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的不断发展，机器人逐渐能够替代人们做一些简单的搬运和码垛的工作，其中，最为出名的就是码垛机器人，通过计算机程序和机械的组合来对物品进行夹持搬运，然而，在现有技术中，仍存在部分机器人在夹持过程中，由于夹持位置出现偏差，夹持头未能牢牢夹紧物品，导致待夹持的物品在转运的过程中突然掉落，存在一定的安全隐患，因此需要一种防夹偏的机器人夹持机构，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防夹偏的机器人夹持机构及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的部分机器人在夹持时，由于夹持的位置出现偏差，导致夹持头不能牢牢夹紧物品，导致物品掉落的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防夹偏的机器人夹持机构，包括与机械臂相连接的支撑块,支撑块的底部固定安装有支撑板，支撑板内部滑动安装有两个对称设置的梯形块，两个梯形块相互靠近的一侧设置为倾斜且内部滑动安装有滑动板，两个梯形块的底部均固定安装有夹持块，滑动板的下方通过连接柱铰接有固定板，固定板的下表面滑动安装有两个对称设置的定位块，方便确定待夹取物品的中心，当待夹取物品未能与固定板底壁贴合时，夹持块不会对物品进行夹持，从而保证人体安全。

在进一步的实施例中，两个梯形块相互靠近的一侧均开设有凹槽，凹槽内部设置有对滑动板起到限位作用的限位槽，滑动板两侧转动安装有与限位槽相匹配的限位块，保证滑动板始终与梯形块连接在一起。

在进一步的实施例中，滑动板上表面偏移中心的位置固定安装有齿条块，支撑块内部转动安装有齿轮盘，齿条块远离滑动板的一端延伸至支撑块内部且与齿轮盘啮合，支撑块的内部铰接有对齿轮盘起到限位作用的限位卡块，限位卡块位于齿轮盘远离支撑块的一侧，当夹持块运动时，限位卡块和齿轮盘的共同作用下，保证齿条块不会下滑，继而保证夹持块不会发生松动。

在进一步的实施例中，支撑块内部开设有用于安装限位卡块的转动槽，限位卡块外壁铰接有伸缩杆，伸缩杆的远离限位卡块的一端铰接有液压杆，液压杆与支撑块的外壁固定连接，方便放置已夹持的物品。

在进一步的实施例中，连接柱包括第一固定柱，第一固定柱的一端与滑动板的底部固定连接，第一固定柱的另一端通过螺纹连接有转动筒，转动筒的内部螺纹连接有第二固定柱，第二固定柱远离转动筒的一端与固定板铰接，方便调节固定板与支撑板底部之间的间距，从而方便对体积较小的物品进行夹持。

在进一步的实施例中，支撑块的两侧滑动安装有卡接块，支撑块的内部转动安装有转动盘，转动盘的上表面开设有对称设置的弧形轨道，卡接块的底部转动安装有与弧形轨道相匹配的转动柱，转动盘转动带动卡接块运动，方便支撑块的安装与拆卸。

在进一步的实施例中，转动盘外壁固定安装有固定块，支撑块的内部开设有用于固定块转动的弧形槽，固定块远离转动盘的一端铰接有转动卡块，弧形槽的上方开设有与转动卡块相匹配的卡槽，对转动盘限位，保证机械臂在状态时，支撑块不会分离。

在进一步的实施例中，固定板的内部转动安装有螺纹杆，螺纹杆的外壁螺纹连接有两个对称设置的支杆，支杆的底部与定位块固定连接，螺纹杆外壁开设有对称且方向相反的螺纹，方便调节定位块之间的间距，能够对不同尺寸的物品进行定位。

一种防夹偏的机器人夹持机构及其使用方法，具体包括如下步骤：

T1、通过机械臂带动支撑块运动，当定位块位于待夹取物品的正上方时，带动支撑块下滑，此时固定板下表面与待夹取物品相贴合；

T2、机械臂继续带动支撑块下滑，受待夹取物品支撑力的作用下，带动连接柱上滑，此时滑动板也会上滑，进而带动两个梯形块沿相互靠近的一侧滑动；

T3、随着梯形块的滑动，带动夹持块滑动并完成对待夹取物品的夹持功能，并且在滑动板上滑运动过程中，会带动齿条块滑动，进而使得齿轮盘发生转动，在限位卡块的作用下，齿轮盘只能单向转动，进而使得夹持块在夹持运输中不会出现松动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中记载了一种防夹偏的机器人夹持机构及其使用方法，通过定位块来对待夹取物品进行定位，当待夹取物品刚好位于两个定位块之间时，机械臂带动支撑块下滑，此时夹取物品对固定板提供一个向上的支撑力，且在连接柱的作用下，固定板带动滑动板上滑，从而令两个夹持块沿相互靠近的一侧滑动完成夹持功能，当待夹取物品只与其中一个定位块发生接触时，会导致固定板发生转动，从而不会带动夹持块对物品进行夹持，进而避免夹持时物品突然发生掉落，解决背景技术中所提出的部分机器人在夹持时，由于夹持的位置出现偏差，导致夹持头不能牢牢夹紧物品，导致物品掉落的问题。

当两个夹持块沿相互靠近的一侧滑动时，此时，齿条块上滑并带动齿轮盘转动，由于设置有限位卡块，使得齿轮盘只能单向转动，进而保证夹持块在对物品完成夹持时，不会发生松动，进一步保障人体安全。

通过液压杆驱动来带动伸缩杆发生偏转，进而使得限位卡块不再对齿轮盘限位，受重力作用下，两个夹持块沿相互远离的方向滑动，完成对待夹取物品的放置功能。

通过人工转动固定块，使得转动盘发生偏转，进而在弧形轨道和转动柱的共同作用下，来驱动卡接块的滑动，从而能够快速从机械臂上安装或拆卸支撑块，达到便于检修更换和安装的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大图；

图3为本发明的剖视图；

图4为本发明图3中B处放大图；

图5为本发明转动盘与转动柱连接处的俯视剖视图；

图6为本发明转动盘与固定块连接处的俯视剖视图；

图7为本发明定位块与固定板连接处的侧视剖视图。

图中：1、支撑块；11、卡接块；111、转动柱；12、弧形槽；121、卡槽；13、齿轮盘；2、支撑板；21、梯形块；211、限位槽；22、夹持块；3、连接柱；31、第一固定柱；32、转动筒；33、第二固定柱；4、固定板；41、定位块；42、螺纹杆；5、转动盘；51、弧形轨道；52、固定块；521、转动卡块；6、滑动板；61、限位块；62、齿条块；7、限位卡块；71、伸缩杆。

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。

实施例1

请参阅图1、图3和图7，本实施例提供了一种防夹偏的机器人夹持机构，包括与机械臂相连接的支撑块1,通过机械臂来带动支撑块1上升或下降。

支撑块1的底部固定安装有支撑板2，支撑板2内部滑动安装有两个对称设置的梯形块21，两个梯形块21的底部均固定安装有夹持块22，通过梯形块21滑动来带动夹持块22运动，以此来快速对物品进行夹持。

两个梯形块21之间滑动安装有滑动板6，通过滑动板6沿竖直方向滑动，来带动两个梯形块21沿相反方向滑动，从而实现对物品的夹持和松开的功能。

两个梯形块21与滑动板6相接触的一侧设置为倾斜，进而保证滑动板6在沿竖直方向运动时，能够带动梯形块21滑动。

滑动板6的下方通过连接柱3铰接有固定板4，将固定板4和滑动板6连接成一个整体，当固定板4沿竖直方向运动时，能够带动滑动板6滑动。

固定板4的下表面滑动安装有两个定位块41，两个定位块41对称设置在固定板4的底部，通过待夹持物品是否与定位块41相接触来判断待夹持物品重心的位置。

在本实施例中，通过机械臂带动支撑块1下降，当待夹持物品与其中一个定位块41相接触时，此时固定板4会发生偏转，从而不会带动滑动板6上滑，进而不会驱动夹持块22来对待夹持物品进行夹持。

当待夹持物品位于两个定位块41之间时，由于受待夹持物品的支撑力的影响，固定板4会上滑，进而带动滑动板6滑动，通过滑动板6沿竖直方向滑动，带动两个梯形块21沿相互靠近的方向滑动，进而使得夹持块22对物品进行夹持，有效避免因夹持位置差，而发生待夹持物品在转运过程中出现掉落的问题。

为了保证滑动板6能够同时控制两个梯形块21的滑动，两个梯形块21相互靠近的一侧开设有用于安装滑动板6的凹槽，凹槽内部设置有限位槽211，滑动板6两侧转动安装有与限位槽211相匹配的限位块61，在限位块61和限位槽211的配合使用下，将滑动板6与梯形块21连接成一个整体，进而保证滑动板6的滑动能驱动两个梯形块21同步运动。

为了能够对较小物品也能够进行夹持，连接柱3包括第一固定柱31和第二固定柱33，第一固定柱31远离第二固定柱33的一端与滑动板6的底部固定连接，第二固定柱33远离第一固定柱31的一端与固定板4铰接，第一固定柱31和第二固定柱33相互靠近的一端均通过螺纹连接有同一个转动筒32。

通过转动筒32转动，来使得连接柱3的长度发生改变，进而也改变了固定板4与支撑板2之间的垂直距离，从而当夹持物品过小时，可通过增大固定板4上滑的距离来增大夹持块22滑动的距离，进而能够夹持较小的物品，适用范围更广。

为了方便调节定位块41之间的间距，避免因待夹持物品体积过大与定位块41发生触碰，导致无法定位且无法夹持的问题发生，固定板4的内部转动安装有螺纹杆42，螺纹杆42的外壁螺纹连接有两个对称设置的支杆，支杆的底部与定位块41固定连接，螺纹杆42外壁开设有对称且方向相反的螺纹，通过螺纹杆42转动，来改变两个定位块41之间间距。

其中，定位块41设置为阶梯型结构，且外壁设置为圆弧形，通过两个定位块41相互靠近的一侧来对正方体型或长方体型的物品进行定位，再通过两个定位块41相互远离的一侧来对套筒状物品进行定位，适用范围更广。

实施例2

请参阅图3-4，在实施例1的基础上做了进一步改进：为了保证夹持块22夹持的稳定性，避免在转运过程中，因夹持块22松动导致待夹持物品发生掉落，滑动板6上表面偏移中心的位置固定安装有齿条块62，支撑块1内部转动安装有齿轮盘13，齿条块62远离滑动板6的一端延伸至支撑块1内部且与齿轮盘13啮合，通过滑动板6上滑，带动夹持块22水平滑动的同时也带动齿条块62向上滑动，进而使得齿轮盘13发生转动。

支撑块1的内部通过转轴转动安装有对齿轮盘13起到限位作用的限位卡块7，转轴外壁套接有复位弹簧，保证限位卡块7对齿轮盘13的限位效果。

限位卡块7位于齿轮盘13远离支撑块1的一侧，通过齿轮盘13和限位卡块7的配合使用，来使得齿轮盘13只能单向转动，令齿条块62不能沿竖直向下的方向运动，进而使得夹持块22在完成夹持功能后不会出现松动，保证了夹持的稳定性。

对比现有技术中，需要多个液压装置来保证夹持的稳定性，而本发明只需通过齿轮盘13、齿条块62和限位卡块7和夹持块22之间的联动效果即可保证夹持块22夹持的稳定性。

为了方便将夹持的物品进行放置，支撑块1内部开设有用于安装限位卡块7的转动槽，留有限位卡块7与齿轮盘13相脱离的空间。

支撑块1的外壁固定连接有液压杆，液压杆的一端铰接有伸缩杆71，伸缩杆71的远离液压杆的一端与限位卡块7外壁铰接，对限位卡块7进行支撑，保证限位卡块7受齿轮盘13转动力影响时有一定偏转的空间，且可以通过伸缩杆71的偏转来使得限位卡块7不再对齿轮盘13限位。

通过液压杆驱动伸缩杆71发生偏转，当伸缩杆71伸长至最长状态后，会带动限位卡块7偏转，即可使得限位卡块7不再对齿轮盘13限位，在受物品重力作用下，齿条块62下滑，使得夹持块22不再对物品进行夹持，达到放置已夹持物品的目的。

实施例3

请参阅图1-3和图5-6，在实施例2的基础上做了进一步改进：为了方便对夹持机构进行维修更换和安装，支撑块1的两侧滑动安装有卡接块11，卡接块11的底部转动安装有转动柱111，支撑块1的内部转动安装有转动盘5，转动盘5的上表面开设有与转动柱111相匹配的弧形轨道51，弧形轨道51和转动柱111的配合使用，当转动盘5转动时，转动柱111受弧形轨道51挤压力影响会发生水平滑动，进而带动卡接块11的滑动，从而达到方便安装支撑块1的目的。

为了保证机械臂在正常工作时，支撑块1不会发生掉落，转动盘5外壁固定安装有固定块52，支撑块1的内部开设有用于固定块52转动的弧形槽12，方便人工通过拉动固定块52来驱动转动盘5。

固定块52远离转动盘5的一端铰接有转动卡块521，弧形槽12的上方开设有与转动卡块521相匹配的卡槽121，转动卡块521和卡槽121的配合使用，对固定块52限位，使得固定块52不能沿任意方向转动，进而保证转动盘5不会发生偏转，从而保证支撑块1与机械臂之间连接的稳定性。

对比现有技术中，夹持机构一般与机械臂之间通过焊接连接而成，拆卸起来较为困难，而本发明只需通过转动的方式即可完成对夹持机构的拆卸和安装，操作起来较为简单。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种防夹偏的机器人夹持机构，包括与机械臂相连接的支撑块（1）,所述支撑块（1）的底部固定安装有支撑板（2），其特征在于：所述支撑板（2）内部滑动安装有两个对称设置的梯形块（21），两个所述梯形块（21）相互靠近的一侧设置为倾斜且内部滑动安装有滑动板（6），两个所述梯形块（21）的底部均固定安装有夹持块（22），所述滑动板（6）的下方通过连接柱（3）铰接有固定板（4），所述固定板（4）的下表面滑动安装有两个对称设置的定位块（41）。

2.根据权利要求1所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于：两个所述梯形块（21）相互靠近的一侧均开设有凹槽，所述凹槽内部设置有对滑动板（6）起到限位作用的限位槽（211），所述滑动板（6）两侧转动安装有与限位槽（211）相匹配的限位块（61）。

3.根据权利要求2所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于：所述滑动板（6）上表面偏移中心的位置固定安装有齿条块（62），所述支撑块（1）内部转动安装有齿轮盘（13），所述齿条块（62）远离滑动板（6）的一端延伸至支撑块（1）内部且与齿轮盘（13）啮合，所述支撑块（1）的内部铰接有对齿轮盘（13）起到限位作用的限位卡块（7），所述限位卡块（7）位于齿轮盘（13）远离支撑块（1）的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于：所述支撑块（1）内部开设有用于安装限位卡块（7）的转动槽，所述限位卡块（7）外壁铰接有伸缩杆（71），所述伸缩杆（71）的远离限位卡块（7）的一端铰接有液压杆，所述液压杆与支撑块（1）的外壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于：所述连接柱（3）包括第一固定柱（31），所述第一固定柱（31）的一端与滑动板（6）的底部固定连接，所述第一固定柱（31）的另一端通过螺纹连接有转动筒（32），所述转动筒（32）的内部螺纹连接有第二固定柱（33），所述第二固定柱（33）远离转动筒（32）的一端与固定板（4）铰接。

6.根据权利要求5所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于：所述支撑块（1）的两侧滑动安装有卡接块（11），所述支撑块（1）的内部转动安装有转动盘（5），所述转动盘（5）的上表面开设有对称设置的弧形轨道（51），所述卡接块（11）的底部转动安装有与弧形轨道（51）相匹配的转动柱（111）。

7.根据权利要求6所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于：所述转动盘（5）外壁固定安装有固定块（52），所述支撑块（1）的内部开设有用于固定块（52）转动的弧形槽（12），所述固定块（52）远离转动盘（5）的一端铰接有转动卡块（521），所述弧形槽（12）的上方开设有与转动卡块（521）相匹配的卡槽（121）。

8.根据权利要求7所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于：所述固定板（4）的内部转动安装有螺纹杆（42），所述螺纹杆（42）的外壁螺纹连接有两个对称设置的支杆，所述支杆的底部与定位块（41）固定连接，所述螺纹杆（42）外壁开设有对称且方向相反的螺纹。

9.一种防夹偏的机器人夹持机构的使用方法，采用权利要求8所述的一种防夹偏的机器人夹持机构，其特征在于，包括如下步骤：

T1、通过机械臂带动支撑块（1）运动，当定位块（41）位于待夹取物品的正上方时，带动支撑块（1）下滑，此时固定板（4）下表面与待夹取物品相贴合；

T2、机械臂继续带动支撑块（1）下滑，受待夹取物品支撑力的作用下，带动连接柱（3）上滑，此时滑动板（6）也会上滑，进而带动两个梯形块（21）沿相互靠近的一侧滑动；

T3、随着梯形块（21）的滑动，带动夹持块（22）滑动并完成对待夹取物品的夹持功能，并且在滑动板（6）上滑运动过程中，会带动齿条块（62）滑动，进而使得齿轮盘（13）发生转动，在限位卡块（7）的作用下，齿轮盘（13）只能单向转动，进而使得夹持块（22）在夹持运输中不会出现松动。

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