CN114290359A - 一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，安装在轻载桁架机器人的z轴模组上，包括抓手组件，所述z轴模组和抓手组件之间设置有旋转组件和Y轴行程补偿组件，相邻组件之间固定连接。本发明公开的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构以实现Y轴行程的补偿，增大抓手机构的抓取范围。

Description

一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构

技术领域

本发明涉及自动化工厂物流领域，尤其涉及一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构。

背景技术

机器人抓手是现阶段自动化工厂物流运输的重要实现方式。经常出现在与桁架机器人或六轴机器人配合使用的工况中，尤其是在桁架机器人的运输方式中最为常见。常规桁架机器人有单立柱桁架以及双立柱龙门式桁架。

单立柱桁架主要针对没有Y轴行程需求的工况，但是在实际使用情况中，根据产品的具体尺寸形状以及桁架与机床的布局有可能需要机器人在Y轴能够有一定的运行量，但一般运行量不会很大，如果因为这一部分运行的需求而改为双立柱龙门式桁架不仅会使负载冗余并且会使成本和工期上升很多。

发明内容

本发明提供一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，以实现Y轴行程的补偿，增大抓手机构的抓取范围。

一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，安装在轻载桁架机器人的z轴模组上，包括抓手组件，所述z轴模组和抓手组件之间设置有旋转组件和Y轴行程补偿组件，相邻组件之间固定连接。

进一步地，所述Y轴行程补偿组件包括水平设置的连接座和导轨以及传动结构，所述传动结构能够驱使导轨相对于连接座运动。

进一步地，所述传动结构包括和导轨平行的齿条、和齿条啮合的齿轮以及驱动齿轮转动的动力件，所述齿条和导轨相对位置固定。

进一步地，所述抓手组件包括水平设置的抓手底座、两个相对设置的夹爪以及驱动两个夹爪相互靠近或远离的调节结构，两个所述夹爪的运动方向和导轨相对于连接座的运动方向垂直。

进一步地，所述调节结构包括两个相对设置的气缸，所述气缸的活塞杆和对应侧的夹爪固定连接。

进一步地，述调节结构还包括直线导轨，所述直线导轨固设于抓手底座上，所述夹爪上固设有导向滑块，所述导向滑块和直线导轨滑动连接。

进一步地，所述夹爪的下端固设有定位销；

和/或所述夹爪的下端固设有防掉落挡块。

进一步地，所述夹爪上设置有RFID读写模块；

和/或所述夹爪上设置有光电对射开关。

进一步地，所述旋转组件包括竖向设置的旋转轴和驱动旋转轴转动的驱动件。

本发明一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，利用Y轴行程补偿组件驱使抓手机构整体进行Y轴方向的移动，适应机器人工作过程中Y轴方向运行量的需求，同时利用旋转组件驱使抓手机构整体进行旋转，旋转范围为±180°，通过旋转组件和Y轴行程补偿组件的相互配合，实现行程的翻倍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的抓手机构的整体结构示意图；

图2为本发明公开的抓手机构中Y轴行程补偿组件的整体结构示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为本发明公开的抓手机构中抓手组件的整体结构示意图；

图5为图4的仰视图。

图中：1、旋转组件；11、旋转轴；12、驱动件；2、Y轴行程补偿组件；21、连接座；211、导向槽；22、导轨；23、传动结构；231、滑座；232、齿条；233、齿轮；234、动力件；3、抓手组件；31、抓手底座；32、夹爪；33、调节结构；331、气缸；332、直线导轨；4、润滑轮；5、导向滑块；6、定位销；7、防掉落挡块；8、光电对射开关；9、RFID读写模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1-5，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作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。

参照图1，一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，安装在轻载桁架机器人的z轴模组上，该抓手机构包括从上至下依次设置的旋转组件1、Y轴行程补偿组件2、抓手组件3，相邻组件之间固定连接。

参照图1，旋转组件1固定安装在z轴模组上，旋转组件1包括竖向设置的旋转轴11和驱动旋转轴11转动的驱动件12，驱动件12由伺服电机和RV减速机构成，伺服电机的输出轴成竖向设置，旋转轴11通过RV减速机和伺服电机同轴转动，RV减速机用，RV减速机内部本身集成了导向和承载的轴承部件，利用该特性，该组件不需要额外设计导向部件及连接接口，设计较为紧凑。

结合图1和图2，Y轴行程补偿组件2包括水平设置的连接座21和导轨22以及传动结构23，传动结构23能够驱使导轨22相对于连接座21运动。连接座21为矩形，旋转轴11固设于连接座21上表面的中心处，旋转轴11和连接座21上表面垂直，当旋转轴11转动时可以带动其下的连接座21转动。

结合图1和图2，导轨22水平设置于连接座21的下方，且导轨22为两个，两个导轨22分别设置于连接座21长度方向的两侧，导轨22的长度方向和连接座21的长度方向垂直。连接座21的下表面对应开设有供导轨22穿过的导向槽211，通过导轨22和导向槽211的相互配合，使得导轨22仅能够沿导向槽211的长度方向移动。

结合图2和图3，传动结构23包括水平设置的滑座231、齿条232、齿轮233以及动力件234，滑座231水平设置于连接座21的正下方，导轨22和滑座231固定连接，使得滑座231和连接座21通过导轨22连接在一起。

结合图2和图3，动力件234固定安装在连接座21上，动力件234由伺服电机和行星齿轮233减速机构成，伺服电机的输出轴为竖向设置，齿轮233成水平设置，伺服电机通过行星齿轮233减速机驱动齿轮233转动。

结合图2和图3，齿条232固设于滑座231上，且齿条232和导轨22平行，齿条232的长度等于导轨22的长度。齿轮233和齿条232啮合，当齿轮233转动时，由于齿轮233和齿条232啮合，使得齿轮233和齿条232之间产生相对运动的趋势，又由于齿轮233在连接座21的作用下相对位置固定，进而驱使齿条232运动，实现驱使导轨22相对于连接座21运动。

结合图2和图3，动力件234的下方还设置有润滑轮4，润滑轮4和齿轮233并排设置，润滑轮4和齿轮233啮合，在驱动齿轮233转动的同时向润滑轮4注入润滑油，进而实现对齿轮233的润滑。Y轴行程补偿组件2主要由动力件234提供动力，传动结构23将旋转运动转化为直线运动，导轨22负责导向以及承载，完成Y轴行程的补偿功能。

结合图1和图4，抓手组件3包括抓手底座31、两个相对设置的夹爪32以及驱动两个夹爪32相互靠近或远离的调节结构33，两个夹爪32的运动方向和导轨22相对于连接座21的运动方向垂直。

结合图1和图4，抓手底座31水平设置于滑座231的下方，抓手底座31和滑座231固定连接，抓手底座31设置为矩形，抓手底座31的长度方向和滑座231的长度方向垂直。

结合图4和图5，调节结构33设置于抓手底座31的上表面，调节结构33包括两个相对设置的气缸331，两个气缸331活塞杆的轴线重合，两个气缸331之间预留有间隔，使得气缸331活塞杆完全伸出时，两个气缸331的活塞杆互不干涉。抓手底座31的中部开设有条形孔，夹爪32的上端贯穿于条形孔后和气缸331活塞杆固定连接，当气缸331活塞杆伸出或收缩时，夹爪32能够同步实现相互靠近或远离的动作。抓手底座31的下表面设置有直线导轨332，直线导轨332可以为一个，也可以为两个，当直线导轨332为两个时，两个直线导轨332分别设置于抓手底座31长度方向的两端，且直线导轨332的长度不小于夹爪32的运动距离。

结合图4和图5，两个直线导轨332为一组，抓手底座31的下方设置有两组直线导轨332，两组直线导轨332沿抓手的宽度方向间隔设置，夹爪32的上端固设有导向滑块5，导向滑块5的数量和直线导轨332的数量相等，且导向滑块5和直线导轨332滑动配合，导向滑块5仅能够沿直线导轨332的长度方向移动。通过气缸331与夹爪32连接可实现夹爪32的打开与抱紧，依靠直线导轨332进行导向。夹爪32到位依靠缓冲块实现限位，到位开关负责反馈到位信号行程闭环控制。

结合图4和图5，两个夹爪32分别设置于抓手底座31长度方向的两侧。两个夹爪32均为板状，夹爪32板面和抓手底座31的下表面垂直。夹爪32为竖向设置，夹爪32上还是设置有定位销6，定位销6设置于防掉落挡块7的上方，且定位销6和夹爪32固定连接，当托盘置于防掉落挡块7的上表面时，定位销6能够插入托盘侧面，实现对托盘的固定，提高抓手对托盘的夹持稳定性。

结合图4和图5，两个夹爪32的下端均焊接有防掉落挡块7，防掉落挡块7为水平设置，当夹爪32抓取盛放物料的托盘时，防掉落挡块7的上表面和托盘下表面接触，通过设置防掉落挡块7可以有效保证被抓零件不会脱落以免造成对设备和零件的机械损伤。当上述定位销6失效时，防掉落挡块7可以挡住托盘，防止以外脱落导致托盘及零件的损坏。

结合图4和图5，防掉落挡块7的上表面设置有RFID读写模块9，RFID读写模块9位于防掉落挡块7和夹爪32的连接处，且RFID读写模块9的设置不妨碍托盘和防掉落挡块7的连接，RFID读写模块9的设置可以对搬运托盘的信息内容进行读写和识别，便于自动化无人管理。

结合图4和图5，两个夹爪32上均设置有光电对射开关8，其中一个光电对射开关8负责检测是否抓取托盘，另一个光电对射开关8负责检测托盘上是否有料。

本申请实施例实施原理：驱动件12直接驱动抓手组件3和Y轴行程补偿组件2围绕旋转轴11进行旋转，旋转范围为±180°，与此同时，传动结构23可以驱动滑座231连同抓手组件3沿Y轴方向运动。驱动气缸331，在气缸331的作用下驱动两个夹爪32的开合从而实现抓手组件3的抓取与释放功能。利用旋转组件1可以使两个夹爪32的使用更加灵活，在Y轴行程补偿组件2上通过180°的旋转实现行程的翻倍。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，安装在轻载桁架机器人的z轴模组上，其特征在于，包括抓手组件(3)，所述z轴模组和抓手组件(3)之间设置有旋转组件(1)和Y轴行程补偿组件(2)，相邻组件之间固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述Y轴行程补偿组件(2)包括水平设置的连接座(21)和导轨(22)以及传动结构(23)，所述传动结构(23)能够驱使导轨(22)相对于连接座(21)运动。

3.根据权利要求2所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述传动结构(23)包括和导轨(22)平行的齿条(232)、和齿条(232)啮合的齿轮(233)以及驱动齿轮(233)转动的动力件(234)，所述齿条(232)和导轨(22)相对位置固定。

4.根据权利要求2所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述抓手组件(3)包括水平设置的抓手底座(31)、两个相对设置的夹爪(32)以及驱动两个夹爪(32)相互靠近或远离的调节结构(33)，两个所述夹爪(32)的运动方向和导轨(22)相对于连接座(21)的运动方向垂直。

5.根据权利要求4所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述调节结构(33)包括两个相对设置的气缸(331)，所述气缸(331)的活塞杆和对应侧的夹爪(32)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述调节结构(33)还包括直线导轨(332)，所述直线导轨(332)固设于抓手底座(31)上，所述夹爪(32)上固设有导向滑块(5)，所述导向滑块(5)和直线导轨(332)滑动连接。

7.根据权利要求4所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述夹爪(32)的下端固设有定位销(6)；

和/或所述夹爪(32)的下端固设有防掉落挡块(7)。

8.根据权利要求4所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述夹爪(32)上设置有RFID读写模块(9)；

和/或所述夹爪(32)上设置有光电对射开关(8)。

9.根据权利要求1所述的一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构，其特征在于，所述旋转组件(1)包括竖向设置的旋转轴(11)和驱动旋转轴(11)转动的驱动件(12)。

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