CN113771073B - 一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪 - Google Patents

Abstract

一种磁吸式多段柔性调节机械爪，包括固定底座、伺服电机、爪支架、丝杆、滑块、第一拉杆螺杆和抓手组件，抓手组件上设计了磁吸结构，通过圆形铁杆和圆形磁铁的吸引的位置和对数决定了抓手不同的开合角度，可以使抓手在多个角度范围内自适应可调节夹取角度，从而实现多段柔性调节抓手的效果，在批量处理体积大小略等，但有一定误差的轻质物体时，可以柔性实现夹取，对比弹簧式柔性，满足尺寸比标准件相差大时，夹力不会像弹簧力那样差距越大力越大，不会把大尺寸物体夹坏；在实现不同标准尺寸物体夹取时调整更方便和便利，磁吸式夹手具有正向柔性和反向柔性的双向柔性，调整方便快速，成本低，一次调整多次使用不需要增加控制电路。

Description

一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪

技术领域

本发明属于自动化组装设备技术领域，具体涉及一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪。

背景技术

随着科学技术的发展，分拣机械装置呈现多元化发展，在工厂、医疗等领域均发挥着重要作用，机械臂末端的机械爪夹取物体的大小也取决于抓手开合的角度大小，现有的大多数机械爪适用工况单一、通用性差，当机械爪需要夹取的物体大小或者形状发生改变时，就要去更换不同的机械爪以此去适应这种变换，但是当抓取的物体之间的体积差异大，形状和种类繁多时，采用以上更换方式会导致成本变高，而且在分拣过程中机械爪夹取力难以灵活调节，抓取过程中会对物体造成损伤，特别用于一些轻质物体的分拣时，这种损伤会造成大量物品的品质不良，为了机械爪在抓取过程中尽可能的减少对物体的伤害，提供一种柔性可调节机械爪，对自动化组装设备技术的发展具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪，无需频繁更换机械臂末端机械爪来调整抓手之间开合大小，在批量处理体积大小略等，但有一定误差的轻质物体时，可以柔性实现夹取，并且不会把物体夹坏，在实现不同标准尺寸物体夹取时调整更方便和便利，而且磁吸式夹手具有正向柔性和反向柔性的双向柔性，一次调整多次使用不需要增加额外的控制电路，调整方便快速，成本低，应用前景广泛。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪，包括固定底座、伺服电机、爪支架、丝杆、滑块、第一拉杆螺杆和抓手组件，所述伺服电机安装于所述固定底座内部，所述固定底座底端部开有固定槽用于固定爪支架，丝杆一端穿过所述固定底座底端中心孔后联接伺服电机进行驱动，另一端螺纹联接所述滑块中心开设的螺纹孔，使得所述滑块可在所述丝杆上下移动，所述抓手组件至少为四个，同一水平面等间距安装在所述爪支架的端部，包括第一外连杆、第二外连杆、第一内连杆、第二内连杆、抓手、拉杆、圆形磁铁、圆形铁杆、第一联接螺杆、第二拉杆螺杆、第三联接螺杆、第四联接螺杆和紧固螺母，所述第一外连杆包括连杆本体、联接爪支架用通孔和弧形槽，所述抓手上形成有螺杆联接用通孔和铁杆联接用通孔，所述第一外连杆和第二外连杆结构相同，所述第一内连杆和第二内连杆结构相同，所述第一外连杆、第二外连杆、第一内连杆、第二内连杆分别两两相对，一端分别通过第四联接螺杆和第三联接螺杆联接于所述爪支架端部，第一内连杆和第二内连杆另一端通过第一联接螺杆穿过所述螺杆联接用通孔安装于所述抓手两侧，所述拉杆一端与所述滑块通过所述第一拉杆螺杆相连，另一端与联接所述第一内连杆和第二内连杆中部的所述第二拉杆螺杆相连，所述圆形磁铁的数量为2n个，n为正整数，两两相对等间距安装于所述第一外连杆、第二外连杆的弧形槽内，所述圆形铁杆安装于所述铁杆联接用通孔内并凸出所述抓手两侧后，置于所述第一外连杆、第二外连杆的弧形槽内，且可在所述弧形槽内滑动，从而跟相应圆形磁铁吸引，形成所述抓手不同的开合角度，形成所述抓手不同的开合角度，所述第一联接螺杆、第二拉杆螺杆、第三联接螺杆、第四联接螺杆和第一拉杆螺杆两端分别使用所述紧固螺母固定。圆形磁铁的对数决定了抓手不同的开合角度，可以根据需要在弧形槽内安装，从而实现多段柔性调节抓手的效果，适用不同体积或者体积略有一些误差的轻质物质，且不会损坏物质。

作为本发明进一步改进，所述圆形磁铁上形成有安装凸起，所述弧形槽内有与所述安装凸起适配安装的凹槽。这样的安装方式使得圆形磁铁安装更稳固，整体机械爪稳定性越高。

作为本发明进一步改进，所述抓手内侧上下面形成有第一锯齿部和第二锯齿部，锯齿的防滑效果更好，从而防止抓取过程中物品掉落。

本发明的有益效果为：

通过调整圆形铁杆和圆形磁铁的吸附位置，来调整抓手夹取的多种角度，从而做到不用更换抓手就可以实现夹取不同大小和形状的物体，尤其适用于轻质物体，不容易损坏。本发明可以还可以通过调整或增加圆形磁铁的个数和分布位置，来进行多段柔性调整以适应抓取各尺寸大小的物体的需要，实用性强，应用范围广泛。

附图说明

图1 为本发明的磁吸式多段柔性调节机械爪;

图2 为图1中第一外连杆(第二外连杆)的结构示意图;

图3 为图1中抓手的结构示意图;

图4 为图1中局部A的放大示意图;

图5 为图4中第一外连杆(第二外连杆)与抓手拆开的结构示意图;

图6 为图2中圆形磁铁的结构示意图;

图7 为抓手的圆形铁杆两端与弧形槽内最下端一对圆形磁铁磁吸时的机械爪的开合的状态示意图;

图8 为抓手的圆形铁杆两端与弧形槽内最下端一对圆形磁铁磁吸时的机械爪的闭合的状态示意图;

图9 为抓手的圆形铁杆两端与弧形槽内中端一对圆形磁铁磁吸时的机械爪的开合的状态示意图;

图10 为抓手的圆形铁杆两端与弧形槽内中端一对圆形磁铁磁吸时的机械爪的闭合的状态示意图;

图11 为抓手的圆形铁杆两端与弧形槽内上端一对圆形磁铁磁吸时的机械爪的开合的状态示意图;

图12 为抓手的圆形铁杆两端与弧形槽内上端一对圆形磁铁磁吸时的机械爪的闭合的状态示意图;

附图标识列表：

1、固定底座;2、伺服电机;3、爪支架;4、第一外连杆;4-1、连杆本体;4-2、联接爪支架用通孔;4-3、弧形槽;10、第二外连杆;5、第二内连杆;14、第一内连杆;6、抓手;6-1、螺杆联接用通孔;6-2、铁杆联接用通孔; 6-3、第一锯齿部;6-4、第二锯齿部;7、拉杆;8、丝杆;9、滑块;11、圆形磁铁;11-1、安装凸起; 12、圆形铁杆;13、第一联接螺杆;17、第二拉杆螺杆;15、第三联接螺杆;16、第四联接螺杆;18、紧固螺母;19、第一拉杆螺杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1-6所示，本发明提供的一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪，包括固定底座1、伺服电机2、爪支架3、丝杆8、滑块9、第一拉杆螺杆19和抓手组件，所述伺服电机2安装于所述固定底座1内部，所述固定底座1底端部开有固定槽用于固定爪支架3，丝杆8一端穿过所述固定底座1底端中心孔后联接伺服电机2进行驱动，另一端螺纹联接所述滑块9中心开设的螺纹孔，使得所述滑块9可在所述丝杆8上下移动，所述抓手组件至少为四个，同一水平面等间距安装在所述爪支架3的端部，包括第一外连杆4、第二外连杆10、第一内连杆14、第二内连杆5、抓手6、拉杆7、圆形磁铁11、圆形铁杆12、第一联接螺杆13、第二拉杆螺杆17、第三联接螺杆15、第四联接螺杆16和紧固螺母18，所述第一外连杆4包括连杆本体4-1、联接爪支架用通孔4-2和弧形槽4-3，所述抓手6上形成有螺杆联接用通孔6-1和铁杆联接用通孔6-2，所述第一外连杆4和第二外连杆10结构相同，所述第一内连杆14和第二内连杆5结构相同，所述第一外连杆4、第二外连杆10、第一内连杆14、第二内连杆5分别两两相对，一端分别通过第四联接螺杆16和第三联接螺杆15联接于所述爪支架3端部，第一内连杆14和第二内连杆5另一端通过第一联接螺杆13穿过所述螺杆联接用通孔6-1安装于所述抓手6两侧，所述拉杆7一端与所述滑块9通过所述第一拉杆螺杆19相连，另一端与联接所述第一内连杆14和第二内连杆5中部的所述第二拉杆螺杆17相连，所述圆形磁铁11的数量为2n个，n为正整数，两两相对等间距安装于所述第一外连杆4、第二外连杆10的弧形槽4-3内，所述圆形铁杆12安装于所述铁杆联接用通孔6-2内并凸出所述抓手6两侧后，置于所述第一外连杆4、第二外连杆10的弧形槽4-3内，且可在所述弧形槽4-3内滑动，从而可以跟三对所述圆形磁铁11分别相吸引，形成所述抓手6不同的开合角度，所述第一联接螺杆13、第二拉杆螺杆17、第三联接螺杆15、第四联接螺杆16和第一拉杆螺杆19两端分别使用所述紧固螺母18固定。所述伺服电机2通电驱动所述丝杆8转动，从而带动所述滑块9沿丝杆8上下滑动，进而带动拉杆7控制抓手6的张合，从而抓取和放下物品。圆形磁铁11的对数决定了抓手6不同的开合角度，可以根据需要在弧形槽4-3内安装，从而实现多段柔性调节抓手6的效果，适用不同体积或者体积略有一些误差的轻质物质，且不会损坏物质。

所述圆形磁铁11上形成有安装凸起11-1，所述弧形槽4-3内有与所述安装凸起11-1适配安装的凹槽。这样的安装方式使得圆形磁铁安装更稳固，整体机械爪稳定性越高。

所述抓手6内侧上下面形成有第一锯齿部6-3和第二锯齿部6-4，锯齿的防滑效果更好，从而防止抓取过程中物品掉落。

如图7-12所示，公开了圆形磁铁11为六个，即三对时，本发明的磁吸式多段柔性调节机械爪的三个开合闭合的状态示意图。圆形磁铁11的数量可以根据需要调整，增加或者减少以适应抓取不同的物品需要。

本发明的有益效果为：

通过调整圆形铁杆12和圆形磁铁11的吸附位置，来调整抓手6夹取的多种角度，从而做到不用更换抓手6就可以实现夹取不同大小和形状的物体，尤其适用于轻质物体，不容易损坏。本发明可以还可以通过调整或增加圆形磁铁11的个数和分布位置，来进行多段柔性调整以适应抓取各尺寸大小的物体的需要，实用性强，应用范围广泛。

需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪，包括固定底座(1)、伺服电机(2)、爪支架(3)、丝杆(8)、滑块(9)、第一拉杆螺杆(19)和抓手组件，其特征在于，所述伺服电机(2)安装于所述固定底座(1)内部，所述固定底座(1)底端部开有固定槽用于固定爪支架(3)，丝杆(8)一端穿过所述固定底座(1)底端中心孔后联接伺服电机(2)进行驱动，另一端螺纹联接所述滑块(9)中心开设的螺纹孔，使得所述滑块(9)在所述丝杆(8)上下移动，所述抓手组件至少为四个，同一水平面等间距安装在所述爪支架(3)的端部，包括第一外连杆(4)、第二外连杆(10)、第一内连杆(14)、第二内连杆(5)、抓手(6)、拉杆(7)、圆形磁铁(11)、圆形铁杆(12)、第一联接螺杆(13)、第二拉杆螺杆(17)、第三联接螺杆(15)、第四联接螺杆(16)和紧固螺母(18)，所述第一外连杆(4)包括连杆本体(4-1)、联接爪支架用通孔(4-2)和弧形槽(4-3)，所述抓手(6)上形成有螺杆联接用通孔(6-1)和铁杆联接用通孔(6-2)，所述第一外连杆(4)和第二外连杆(10)结构相同，所述第一内连杆(14)和第二内连杆(5)结构相同，所述第一外连杆(4)、第二外连杆(10)、第一内连杆(14)、第二内连杆(5)分别两两相对，一端分别通过第四联接螺杆(16)和第三联接螺杆(15)联接于所述爪支架(3)端部，第一内连杆(14)和第二内连杆(5)另一端通过第一联接螺杆(13)穿过所述螺杆联接用通孔(6-1)安装于所述抓手(6)两侧，所述拉杆(7)一端与所述滑块(9)通过所述第一拉杆螺杆(19)相连，另一端与联接所述第一内连杆(14)和第二内连杆(5)中部的所述第二拉杆螺杆(17)相连，所述圆形磁铁(11)的数量为2n个，n为正整数，两两相对等间距安装于所述第一外连杆(4)、第二外连杆(10)的弧形槽(4-3)内，所述圆形铁杆(12)安装于所述铁杆联接用通孔(6-2)内并凸出所述抓手(6)两侧后，置于所述第一外连杆(4)、第二外连杆(10)的弧形槽(4-3)内，且在所述弧形槽(4-3)内滑动，从而跟相应圆形磁铁(11)吸引，形成所述抓手(6)不同的开合角度，所述第一联接螺杆(13)、第二拉杆螺杆(17)、第三联接螺杆(15)、第四联接螺杆(16)和第一拉杆螺杆(19)两端分别使用所述紧固螺母(18)固定。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪，其特征在于，所述圆形磁铁(11)上形成有安装凸起(11-1)，所述弧形槽(4-3)内有与所述安装凸起(11-1)适配安装的凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种磁吸式多段柔性调节末端夹爪，其特征在于，所述抓手(6)内侧上下面形成有第一锯齿部(6-3)和第二锯齿部(6-4)，从而防止抓取过程中物品掉落。

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