CN114474110A - 一种机械手柔性夹持结构及其在快换装置中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手柔性夹持结构，包括两个固定板、位于两个所述固定板之间且在所述固定板垂直方向往复运动的两个弹簧限位块、位于两个所述弹簧限位块之间且在所述弹簧限位块垂直方向往复运动的柔性底座和安装在所述柔性底座上的操作块。上述机械手柔性夹持结构可有效避免机械手夹钳操作时的位置偏差导致机械手和工件之间产生过大偏载力，可有效以减少由于位置偏差造成的偏载力，避免工件损伤。

Description

一种机械手柔性夹持结构及其在快换装置中的应用

技术领域

本发明涉及自动化工装技术领域，特别是涉及一种机械手柔性夹持结构及其在快换装置中的应用。

背景技术

机械手是自动化工装中较为常见的设备，可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。

机械手是由程序控制其移动路径和移动幅度，其位置精度有限，难免出现位置偏差。对于位置精度要求较高的抓取工作，位置偏差会导致工件不能精准对接或者直接损坏工件。因此，需开发一种柔性夹持结构，以减少由于位置偏差造成的偏载力，避免工件损伤。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中机械手位置偏差造成工件损伤的技术缺陷，而提供一种机械手柔性夹持结构。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种机械手柔性夹持结构，包括相对固定于框架上的两个固定板、位于两个所述固定板之间的两组Y向柔性连接件、位于两组所述Y向柔性连接件之间的X向柔性连接件和供机械手夹持的操作块，在所述X向柔性连接件和所述Y向柔性连接件的连接作用下，所述操作块和所述框架构成柔性连接。

在上述技术方案中，每一组所述Y向柔性连接件包括一个弹簧限位块和两个第一弹簧，所述弹簧限位块的两端分别通过一个第一弹簧与所述固定板的端部内侧弹性连接。

在上述技术方案中，所述X向柔性连接件包括柔性底座和两个第二弹簧，所述柔性底座的相对两侧面分别通过第二弹簧与一个所述弹簧限位块的内侧面弹性连接；所述操作块固定于所述柔性底座上。

在上述技术方案中，所述操作块包括供机械手夹持的圆柱形夹持部和固定在所述圆柱形夹持部顶端的防下滑圆盘。

在上述技术方案中，还包括用于固定待夹持物件的框架，两个所述固定板固定在所述框架的上方。

在上述技术方案中，还包括导向组件，所述导向组件包括固定安装在所述框架上的轴向导向套和固定安装在目标位置上的轴向定位外套；所述轴向定位外套顶端开口，所述轴向导向套向下插入所述轴向定位外套以实现轴向定位。

在上述技术方案中，所述轴向导向套外侧壁上设置有周向定位销，所述轴向定位外套上开设有供所述周向定位销插入的周向定位槽，所述周向定位销插入所述周向定位槽以实现周向定位。

在上述技术方案中，所述轴向导向套的外径和由上至下阶梯变小。

在上述技术方案中，所述轴向定位外套的内径由上至下阶梯变小。

在上述技术方案中，所述周向定位槽为顶部扩口的漏斗形槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的机械手柔性夹持结构，可有效避免机械手夹钳操作时的位置偏差导致机械手和工件之间产生过大偏载力，可有效以减少由于位置偏差造成的偏载力，避免工件损伤。

2.本发明提供的电机快换装置，包括快换模块和固定模块。电机的更换由传统的人工拆除螺栓、电缆的方式转换为拨动航插模块和提走电机快换模块两步简单的操作，能够很好的满足机械手操作的动作要求。

附图说明

图1所示为实施例1中机械手柔性夹持结构的结构示意图；

图2所示为实施例2中机械手柔性夹持结构的结构示意图；

图3所示为实施例3中机械手柔性夹持结构的结构示意图；

图4为实施例3中电机快换装置的总体结构示意图；

图5为电机快换装置的剖面图；

图6为航插插头组件的结构组成；

图7固定模块的结构组成。

图中：1-固定板，2-弹簧限位块，3-柔性底座，4-操作块，4-1-圆柱形夹持部，4-2-防下滑圆盘，5-第一弹簧，6-第二弹簧，7-框架，8-轴向导向套，9-轴向定位外套，10-周向定位销，11-周向定位槽，12-电机，13-联轴器，14-齿轮轴，15-上外齿轮，16-内齿圈，17- 压缩弹簧，18-操作板，19-滑块，20-导轨，21-航插插头，25-下外齿轮，28-航插插座，29- 减速机，30-减速机输入轴，36-夹持板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种机械手柔性夹持结构，如图1所示，包括相对固定于框架上的两个固定板1、位于两个所述固定板1之间的两组Y向柔性连接件、位于两组所述Y向柔性连接件之间的X向柔性连接件和供机械手夹持的操作块4，在所述X向柔性连接件和所述Y向柔性连接件的连接作用下，所述操作块4和所述框架构成柔性连接。

每一组所述Y向柔性连接件包括一个弹簧限位块2和两个第一弹簧5，所述弹簧限位块2 的两端分别通过一个第一弹簧5与所述固定板1的端部内侧弹性连接。

所述X向柔性连接件包括柔性底座3和两个第二弹簧6，所述柔性底座3的相对两侧面分别通过第二弹簧6与一个所述弹簧限位块2的内侧面弹性连接；所述操作块4固定于所述柔性底座3上。

上述机械手柔性夹持结构可有效避免机械手夹钳操作时的位置偏差导致机械手和工件之间产生过大偏载力，可有效以减少由于位置偏差造成的偏载力，避免工件损伤。

具体来说，每一所述弹簧限位块2的两端分别通过一个第一弹簧5与所述固定板1的端部内侧弹性连接；所述柔性底座3的相对两侧面分别通过第二弹簧6与一个所述弹簧限位块 2的内侧面弹性连接。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上介绍另一种形式的机械手柔性夹持结构

如图2所示，所述弹簧限位块2和所述柔性底座3均为双层结构，上层的长度大于下层的长度，所述第一弹簧5安装在所述弹簧限位块2的下层；所述第二弹簧6安装在所述弹簧限位块2和所述柔性底座3的上层。上述设计可以有效扩大其柔性活动范围，适用于固定板1安装位置较小时的情况。

作为优选，所述操作块4包括供机械手夹持的圆柱形夹持部4-1和固定在所述圆柱形夹持部4-1顶端的防下滑圆盘4-2。

实施例3

如图3所示，还包括用于固定待夹持物件的框架7，两个所述固定板1固定在所述框架7 的上方。

还包括导向组件，所述导向组件包括固定安装在所述框架7上的轴向导向套8和固定安装在目标位置上的轴向定位外套9；所述轴向定位外套9顶端开口，所述轴向导向套8向下插入所述轴向定位外套9以实现轴向定位。

所述轴向导向套8外侧壁上设置有周向定位销10，所述轴向定位外套9上开设有供所述周向定位销10插入的周向定位槽11，所述周向定位销10插入所述周向定位槽11以实现周向定位。

作为优选，所述轴向导向套8的外径和所述轴向定位外套9的内径均由上至下阶梯变小。所述周向定位槽10为顶部扩口的漏斗形槽。此结构可以使轴向导向套8插入轴向定位外套9 以及周向定位销10插入周向定位槽11过程中，实现逐步调整最终精准定位，更适用于机械手安装。

实施例4

一种摄像头快换装置，如图3所示，包括实施例3所述的机械手柔性夹持结构和固定在所述框架7内的摄像头。

摄像头安装所需的航插母头位于轴向导向套8内，航插公头位于轴向定位外套9的内部。

当轴向导向套8插入轴向定位外套9实现轴向定位，且周向定位销10插入周向定位槽 11实现周向定位后，航插母头与航插公头对接，实现摄像头的快速安装。拆除时，通过机械手向上提拉，使航插母头与航插公头分离，实现快速拆除。

实施例5

一种电机快换装置，如图4所示，包括快换模块、固定模块以及辅助所述快换模块与所述固定模块对接的导向组件；

其中，所述快换模块包括用于安装电机12的框架7、固定安装在所述框架7上方的实施例1所述的机械手柔性夹持结构、与所述电机12的输出轴相连接的机械对接组件和安装在所述框架7侧面的航插插头组件；

所述机械对接组件如图5所示，包括通过联轴器13与所述电机12的输出轴相连的齿轮轴14、安装在所述齿轮轴14下端的上外齿轮15和通过安装组件上下浮动套接于所述上外齿轮15外且与所述上外齿轮15啮合的内齿圈16；所述安装组件包括套装在所述齿轮轴14上的压缩弹簧17和安装在所述内齿圈16上端内壁的卡圈；所述压缩弹簧17位于所述联轴器13与所述内齿圈16之间；所述卡圈的内径小于所述上外齿轮15的外径以防止所述内齿圈16脱落；

所述航插插头组件如图6所示，包括用于按压或提起的操作板18、夹持板36和夹持在所述操作板18与夹持板36之间的两个航插插头21，所述操作板18和所述夹持板36通过螺栓连接，所述夹持板36通过滑动组件滑动安装在所述框架7的侧面。所述滑动组件包括竖直安装在所述框架4侧面上的导轨20和安装在所述夹持板36侧面上的滑块19，所述滑块19 沿所述导轨20上下滑动。

所述固定模块如图7所示，包括通过第二安装板37固定安装在所述减速机29上的航插插座28和安装在减速机输入轴30上的下外齿轮25；当所述内齿圈16向下浮动时，同时与所述上外齿轮15和下外齿轮25啮合以实现机械对接；所述航插插头组件中的航插插头21向下与所述航插插座28对接后实现电连接。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种机械手柔性夹持结构，其特征在于，包括相对固定于框架(7)上的两个固定板(1)、位于两个所述固定板(1)之间的两组Y向柔性连接件、位于两组所述Y向柔性连接件之间的X向柔性连接件和供机械手夹持的操作块(4)，在所述X向柔性连接件和所述Y向柔性连接件的连接作用下，所述操作块(4)和所述框架构成柔性连接。

2.如权利要求1所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，每一组所述Y向柔性连接件包括一个弹簧限位块(2)和两个第一弹簧(5)，所述弹簧限位块(2)的两端分别通过一个第一弹簧(5)与所述固定板(1)的端部内侧弹性连接。

3.如权利要求2所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，所述X向柔性连接件包括柔性底座(3)和两个第二弹簧(6)，所述柔性底座(3)的相对两侧面分别通过第二弹簧(6)与一个所述弹簧限位块(2)的内侧面弹性连接；所述操作块(4)固定于所述柔性底座(3)上。

4.如权利要求3所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，所述操作块(4)包括供机械手夹持的圆柱形夹持部(4-1)和固定在所述圆柱形夹持部(4-1)顶端的防下滑圆盘(4-2)。

5.如权利要求1所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，还包括用于固定待夹持物件的框架(7)，两个所述固定板(1)固定在所述框架(7)的上方。

6.如权利要求5所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，还包括导向组件，所述导向组件包括固定安装在所述框架(7)上的轴向导向套(8)和固定安装在目标位置上的轴向定位外套(9)；所述轴向定位外套(9)顶端开口，所述轴向导向套(8)向下插入所述轴向定位外套(9)以实现轴向定位。

7.如权利要求6所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，所述轴向导向套(8)外侧壁上设置有周向定位销(10)，所述轴向定位外套(9)上开设有供所述周向定位销(10)插入的周向定位槽(11)，所述周向定位销(10)插入所述周向定位槽(11)以实现周向定位。

8.如权利要求7所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，所述轴向导向套(8)的外径和由上至下阶梯变小。

9.如权利要求8所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，所述轴向定位外套(9)的内径由上至下阶梯变小。

10.如权利要求9所述的机械手柔性夹持结构，其特征在于，所述周向定位槽(10)为顶部扩口的漏斗形槽。

11.如权利要求1-10所述的机械手柔性夹持结构在快换装置中的应用。

12.一种摄像头快换装置，其特征在于，包括权利要求10所述的机械手柔性夹持结构和固定在所述框架(7)内的摄像头。

13.一种电机快换装置，其特征在于，包括权利要求10所述的机械手柔性夹持结构和固定在所述框架(7)内的电机。

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