CN114589726B - 一种负压吸附式抓取结构及工业机器人 - Google Patents
一种负压吸附式抓取结构及工业机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于工业机器人领域，提供了一种负压吸附式抓取结构，包括抓取壳体，抓取壳体的内侧开设有安装腔，安装腔中部设有中心环，中心环通过连接组件与负压泵连接，中心环的外侧逐级套设有多个外接环，且中心环外侧的外接环能够逐级跟随中心环同向移动；中心环与多个外接环靠近负压吸附孔的一侧空间为负压腔，且负压泵通过连接组件对负压腔进行负压抽吸，进而使得负压吸附孔产生负压对物料进行负压吸附；安装腔远离负压吸附孔的一端还安装固定有伸缩构件，伸缩构件的伸缩芯轴与中心环连接，伸缩构件用于带动中心环相对负压吸附孔移动。本发明可进行吸附孔有效数量的适应性调节，且吸附可靠性高，应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于工业机器人领域，尤其涉及一种负压吸附式抓取结构及工业机器人。
背景技术
负压吸附式机械手一般采用吸盘进行吸附工件，吸附工件时，吸盘向下移动压在工件上，在负压作用下达到吸附工件的目的。
采用此种方式，存在以下不足：
1）无法进行吸盘有效数量的适应性调节，存在应用局限性；
2）仅通过吸盘自身的负压作用吸附工件，工作可靠性差，局限性大。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种负压吸附式抓取结构及工业机器人，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负压吸附式抓取结构及工业机器人，旨在解决现有方式无法进行吸盘有效数量的适应性调节，且仅通过吸盘自身的负压作用吸附工件，工作可靠性差，局限性大的问题。
本发明是这样实现的，一种负压吸附式抓取结构，包括抓取壳体和负压泵，所述负压泵安装固定于抓取壳体上，抓取壳体的端部开设有若干负压吸附孔，还包括：外接环和中心环，所述抓取壳体的内侧开设有安装腔，安装腔中部设有中心环，中心环通过连接组件与所述负压泵连接，所述中心环的外侧逐级套设有多个外接环，且中心环外侧的外接环能够逐级跟随中心环同向移动；所述中心环与多个外接环靠近负压吸附孔的一侧空间为负压腔，且所述负压泵通过连接组件对负压腔进行负压抽吸，进而使得负压吸附孔产生负压对物料进行负压吸附；伸缩构件，所述安装腔远离负压吸附孔的一端还安装固定有伸缩构件，伸缩构件的伸缩芯轴与中心环连接，所述伸缩构件用于带动中心环相对负压吸附孔移动，且当所述伸缩构件驱动中心环向靠近负压吸附孔的方向移动时，中心环外侧安装的外接环从外到内逐级对负压吸附孔抵靠密封，直到中心环也对负压吸附孔抵靠密封时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级减少；当所述伸缩构件驱动中心环向远离负压吸附孔的方向移动时，中心环首先与负压吸附孔分离，而后中心环外侧安装的外接环从内到外逐级与负压吸附孔分离，直到最外侧的外接环也与负压吸附孔分离时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级增多。
进一步的技术方案，所述连接组件包括有负压管、伸缩管、安装座和负压头，所述安装座密封安装固定于中心环远离负压吸附孔的一端部，安装座的中部安装固定有负压头，负压头远离负压吸附孔的一端通过伸缩管与抓取壳体上安装固定的负压管连接，负压管远离伸缩管的一端与负压泵连接，所述负压管依次通过伸缩管和负压头与负压腔连通。
进一步的技术方案，所述抓取壳体端部开设的负压吸附孔与外接环和中心环环环对应；所述抓取壳体端部中间至少设有一个与中心环内腔连通的负压吸附孔；所述中心环和多个外接环的高度均相同，且中心环和多个外接环的截面面积均相同。
进一步的技术方案，所述中心环的外壁与相邻的外接环的内壁密封滑动连接，相邻的两个外接环之间密封滑动连接，最外侧的外接环的外壁还与安装腔的侧面腔壁密封滑动连接。
进一步的技术方案，所述伸缩构件周向均匀分布设有多个，中心环远离负压吸附孔的一端对应开设有用于伸缩构件的伸缩芯轴滑动穿过的芯轴孔，中心环的内侧对应芯轴孔开设有缓冲腔，缓冲腔内配合滑动设有防脱块，伸缩构件的伸缩芯轴端部与防脱块固定连接，所述缓冲腔内还设有用于对防脱块弹性支撑的二号弹簧。
进一步的技术方案，所述外接环的内壁上还周向分布开设有多个联动槽，联动槽内配合滑动设有联动块，相邻的两个外接环之间的联动块对应与其内侧的外接环外壁固定连接，最内侧的外接环的联动槽内设置的联动块与中心环外壁固定连接。
进一步的技术方案，所述外接环远离负压吸附孔的一端还周向分布安装有多个弹性组件，所述弹性组件包括有外筒、内杆和一号弹簧，所述内杆固定于外接环上，内杆上配合滑动设有外筒，外筒和外接环之间的内杆上还套设有一号弹簧，所述外筒远离外接环的一端固定于安装腔远离负压吸附孔的一端部。
进一步的技术方案，当所述伸缩构件驱动中心环向靠近负压吸附孔的方向移动时，通过弹性组件的弹力作用，使得中心环外侧安装的外接环从外到内逐级对负压吸附孔抵靠密封，直到中心环也对负压吸附孔抵靠密封时伸缩构件停止动作，且联动块位于联动槽靠近负压吸附孔的一端，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级减少；当所述伸缩构件驱动中心环向远离负压吸附孔的方向移动时，中心环首先与负压吸附孔分离，通过联动块抵靠在联动槽远离负压吸附孔的一端对外接环拉动，克服弹性组件的弹力使得中心环外侧安装的外接环从内到外逐级与负压吸附孔分离，直到最外侧的外接环也与负压吸附孔分离时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级增多。
进一步的技术方案，所述外接环和中心环靠近负压吸附孔的一端以及负压吸附孔远离负压腔的一端均设有一层密封层，密封层采用防滑弹性材料制成。
本发明的另一目的在于，一种工业机器人，包括有可行走基座和六轴机械手臂，所述可行走基座上安装有六轴机械手臂，六轴机械手臂远离所述可行走基座的一端安装有所述的负压吸附式抓取结构。
本发明提供的一种负压吸附式抓取结构，通过在安装腔内安装外接环和中心环，以及限定中心环外侧的外接环能够逐级跟随中心环同向移动，便于通过伸缩构件进行联动动作，即：
当伸缩构件驱动中心环向靠近负压吸附孔的方向移动时，中心环外侧安装的外接环从外到内逐级对负压吸附孔抵靠密封，直到中心环也对负压吸附孔抵靠密封时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级减少。
当伸缩构件驱动中心环向远离负压吸附孔的方向移动时，中心环首先与负压吸附孔分离，而后中心环外侧安装的外接环从内到外逐级与负压吸附孔分离，直到最外侧的外接环也与负压吸附孔分离时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级增多。
通过此种限定方式，便于根据物料的大小和自身限制控制负压吸附孔的有效吸附数量，提升对物料吸附的可靠性以及负压泵对负压吸附孔的作用效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的负压吸附式抓取结构的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的负压吸附式抓取结构的主视剖视结构示意图；
图3为图2中将有效负压吸附孔数量降到最少的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的负压吸附式抓取结构中外接环和中心环部分的立体结构示意图；
图5为图2中A部分的放大结构示意图。
图中：1-抓取壳体，2-负压管，3-负压泵，4-负压吸附孔，5-外筒，6-内杆，7-一号弹簧，8-外接环，9-中心环，10-伸缩构件，11-伸缩管，12-负压头，13-安装座，14-安装腔，15-芯轴孔，16-联动槽，17-联动块，18-密封层，19-二号弹簧，20-防脱块，21-缓冲腔，22-负压腔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1-图3所示，为本发明一个实施例提供的一种负压吸附式抓取结构，包括抓取壳体1和负压泵3，所述负压泵3安装固定于抓取壳体1上，抓取壳体1的端部开设有若干负压吸附孔4，也可根据需要在负压吸附孔4上对应安装吸盘（未示出），提升工作效果及适应性，不作限定；还包括：
外接环8和中心环9，所述抓取壳体1的内侧开设有安装腔14，安装腔14中部设有中心环9，中心环9通过连接组件与所述负压泵3连接，所述中心环9的外侧逐级套设有多个外接环8，且中心环9外侧的外接环8能够逐级跟随中心环9同向移动；所述中心环9与多个外接环8靠近负压吸附孔4的一侧空间为负压腔22，且所述负压泵3通过连接组件对负压腔22进行负压抽吸，进而使得负压吸附孔4产生负压对物料进行负压吸附；
伸缩构件10，所述安装腔14远离负压吸附孔4的一端还安装固定有伸缩构件10，伸缩构件10的伸缩芯轴与中心环9连接，所述伸缩构件10用于带动中心环9相对负压吸附孔4移动，且当所述伸缩构件10驱动中心环9向靠近负压吸附孔4的方向移动时，中心环9外侧安装的外接环8从外到内逐级对负压吸附孔4抵靠密封，直到中心环9也对负压吸附孔4抵靠密封时伸缩构件10停止动作，使得负压吸附孔4和负压腔22连通的数量逐级减少；当所述伸缩构件10驱动中心环9向远离负压吸附孔4的方向移动时，中心环9首先与负压吸附孔4分离，而后中心环9外侧安装的外接环8从内到外逐级与负压吸附孔4分离，直到最外侧的外接环8也与负压吸附孔4分离时伸缩构件10停止动作，使得负压吸附孔4和负压腔22连通的数量逐级增多。
在本发明实施例中，通过在安装腔14内安装外接环8和中心环9，以及限定中心环9外侧的外接环8能够逐级跟随中心环9同向移动，便于通过伸缩构件10进行联动动作，即当伸缩构件10驱动中心环9向靠近负压吸附孔4的方向移动时，中心环9外侧安装的外接环8从外到内逐级对负压吸附孔4抵靠密封，直到中心环9也对负压吸附孔4抵靠密封时伸缩构件10停止动作，使得负压吸附孔4和负压腔22连通的数量逐级减少；当伸缩构件10驱动中心环9向远离负压吸附孔4的方向移动时，中心环9首先与负压吸附孔4分离，而后中心环9外侧安装的外接环8从内到外逐级与负压吸附孔4分离，直到最外侧的外接环8也与负压吸附孔4分离时伸缩构件10停止动作，使得负压吸附孔4和负压腔22连通的数量逐级增多；通过此种限定方式，便于根据物料的大小和自身限制（如一些部位不宜进行负压吸附等）控制负压吸附孔4的有效吸附数量，提升对物料吸附的可靠性以及负压泵3对负压吸附孔4的作用效果。
如图1-图3所示，作为本发明的一种优选实施例，对于抓取壳体1、外接环8和中心环9的结构不作限定，优选抓取壳体1为圆柱形结构，外接环8和中心环9为圆环状结构，提升应用效果。
所述连接组件包括有负压管2、伸缩管11、安装座13和负压头12，所述安装座13密封安装固定于中心环9远离负压吸附孔4的一端部，安装座13的中部安装固定有负压头12，负压头12远离负压吸附孔4的一端通过伸缩管11与抓取壳体1上安装固定的负压管2连接，负压管2远离伸缩管11的一端与负压泵3连接，所述负压管2依次通过伸缩管11和负压头12与负压腔22连通。
进一步的，所述伸缩管11优选采用可伸缩波纹管，这样通过伸缩管11能够适应中心环9的移动。
如图1-图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述抓取壳体1端部开设的负压吸附孔4与外接环8和中心环9环环对应，提升应用效果，抓取壳体1端部中间至少设有一个与中心环9内腔连通的负压吸附孔4，这样保证至少有一个孔能够进行负压吸附（如图3所示）。
所述中心环9的外壁与相邻的外接环8的内壁密封滑动连接，相邻的两个外接环8之间密封滑动连接，最外侧的外接环8的外壁还与安装腔14的侧面腔壁密封滑动连接，通过限定密封滑动，提升负压吸附物料的可靠性。进一步的，所述中心环9和多个外接环8的高度均相同，且中心环9和多个外接环8的截面面积均相同，提升应用的可靠性。
如图2、图4和图5所示，所述伸缩构件10周向均匀分布设有多个，中心环9远离负压吸附孔4的一端对应开设有用于伸缩构件10的伸缩芯轴滑动穿过的芯轴孔15，中心环9的内侧对应芯轴孔15开设有缓冲腔21，缓冲腔21内配合滑动设有防脱块20，伸缩构件10的伸缩芯轴端部与防脱块20固定连接，所述缓冲腔21内还设有用于对防脱块20弹性支撑的二号弹簧19。
如图5所示，所述外接环8的内壁上还周向分布开设有多个联动槽16，联动槽16内配合滑动设有联动块17，相邻的两个外接环8之间的联动块17对应与其内侧的外接环8外壁固定连接，最内侧的外接环8的联动槽16内设置的联动块17与中心环9外壁固定连接。
所述外接环8远离负压吸附孔4的一端还周向分布安装有多个弹性组件，所述弹性组件包括有外筒5、内杆6和一号弹簧7，所述内杆6固定于外接环8上，内杆6上配合滑动设有外筒5，外筒5和外接环8之间的内杆6上还套设有一号弹簧7，所述外筒5远离外接环8的一端固定于安装腔14远离负压吸附孔4的一端部。
进一步的，当所述伸缩构件10驱动中心环9向靠近负压吸附孔4的方向移动时，通过弹性组件的弹力作用，使得中心环9外侧安装的外接环8从外到内逐级对负压吸附孔4抵靠密封，直到中心环9也对负压吸附孔4抵靠密封时伸缩构件10停止动作，且联动块17位于联动槽16靠近负压吸附孔4的一端，使得负压吸附孔4和负压腔22连通的数量逐级减少；当所述伸缩构件10驱动中心环9向远离负压吸附孔4的方向移动时，中心环9首先与负压吸附孔4分离，通过联动块17抵靠在联动槽16远离负压吸附孔4的一端对外接环8拉动，克服弹性组件的弹力使得中心环9外侧安装的外接环8从内到外逐级与负压吸附孔4分离，直到最外侧的外接环8也与负压吸附孔4分离时伸缩构件10停止动作，使得负压吸附孔4和负压腔22连通的数量逐级增多。
进一步的，所述外接环8和中心环9靠近负压吸附孔4的一端以及负压吸附孔4远离负压腔22的一端均设有一层密封层18，密封层18优选采用防滑弹性材料制成，提升密封连接的可靠性，以及通过负压吸附孔4负压吸附物料的可靠性和稳定性。
在本发明实施例中，通过联动块17和密封层18的限定，以及弹性组件的设置，可提升外接环8和中心环9联动动作的可靠性；通过防脱块20和二号弹簧19的限定，可提升伸缩构件10对中心环9驱动的可靠性，具有一定的缓冲效果，进而提升整体的负压吸附调控效率和效果。
如图1-图5所示，作为本发明的一种优选实施例，对于负压泵3的型号不作限定，根据需要选用即可；伸缩构件10优选采用液压伸缩缸或电动伸缩缸等；各部件的电路连接不作具体限定，在实际应用时可灵活设置。涉及到的电路、电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无须赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
如图1-图5所示，本发明的一个实施例还提供了一种工业机器人，包括有可行走基座和六轴机械手臂，所述可行走基座上安装有六轴机械手臂，六轴机械手臂远离所述可行走基座的一端安装有上述实施例中记载的负压吸附式抓取结构，通过工业机器人可进行大范围的物料负压吸附，应用便捷可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种负压吸附式抓取结构，包括抓取壳体和负压泵，所述负压泵安装固定于抓取壳体上，抓取壳体的端部开设有若干负压吸附孔，其特征在于，还包括：
外接环和中心环，所述抓取壳体的内侧开设有安装腔，安装腔中部设有中心环，中心环通过连接组件与所述负压泵连接，所述中心环的外侧逐级套设有多个外接环，且中心环外侧的外接环能够逐级跟随中心环同向移动；所述中心环与多个外接环靠近负压吸附孔的一侧空间为负压腔，且所述负压泵通过连接组件对负压腔进行负压抽吸，进而使得负压吸附孔产生负压对物料进行负压吸附；
伸缩构件，所述安装腔远离负压吸附孔的一端还安装固定有伸缩构件，伸缩构件的伸缩芯轴与中心环连接，所述伸缩构件用于带动中心环相对负压吸附孔移动；
且当所述伸缩构件驱动中心环向靠近负压吸附孔的方向移动时，中心环外侧安装的外接环从外到内逐级对负压吸附孔抵靠密封，直到中心环也对负压吸附孔抵靠密封时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级减少；
当所述伸缩构件驱动中心环向远离负压吸附孔的方向移动时，中心环首先与负压吸附孔分离，而后中心环外侧安装的外接环从内到外逐级与负压吸附孔分离，直到最外侧的外接环也与负压吸附孔分离时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级增多。
2.根据权利要求1所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，所述连接组件包括有负压管、伸缩管、安装座和负压头；
所述安装座密封安装固定于中心环远离负压吸附孔的一端部，安装座的中部安装固定有负压头，负压头远离负压吸附孔的一端通过伸缩管与抓取壳体上安装固定的负压管连接，负压管远离伸缩管的一端与负压泵连接；
所述负压管依次通过伸缩管和负压头与负压腔连通。
3.根据权利要求1或2所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，所述抓取壳体端部开设的负压吸附孔与外接环和中心环环环对应；
所述抓取壳体端部中间至少设有一个与中心环内腔连通的负压吸附孔；
所述中心环和多个外接环的高度均相同，且中心环和多个外接环的截面面积均相同。
4.根据权利要求3所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，所述中心环的外壁与相邻的外接环的内壁密封滑动连接；
相邻的两个所述外接环之间密封滑动连接；
最外侧的所述外接环的外壁还与安装腔的侧面腔壁密封滑动连接。
5.根据权利要求4所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，所述伸缩构件周向均匀分布设有多个，中心环远离负压吸附孔的一端对应开设有用于伸缩构件的伸缩芯轴滑动穿过的芯轴孔；
所述中心环的内侧对应芯轴孔开设有缓冲腔，缓冲腔内配合滑动设有防脱块，伸缩构件的伸缩芯轴端部与防脱块固定连接；
所述缓冲腔内还设有用于对防脱块弹性支撑的二号弹簧。
6.根据权利要求4所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，所述外接环的内壁上还周向分布开设有多个联动槽，联动槽内配合滑动设有联动块；
相邻的两个所述外接环之间的联动块对应与其内侧的外接环外壁固定连接；
最内侧的所述外接环的联动槽内设置的联动块与中心环外壁固定连接。
7.根据权利要求6所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，所述外接环远离负压吸附孔的一端还周向分布安装有多个弹性组件，所述弹性组件包括有外筒、内杆和一号弹簧；
所述内杆固定于外接环上，内杆上配合滑动设有外筒，外筒和外接环之间的内杆上还套设有一号弹簧，所述外筒远离外接环的一端固定于安装腔远离负压吸附孔的一端部。
8.根据权利要求7所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，当所述伸缩构件驱动中心环向靠近负压吸附孔的方向移动时，通过弹性组件的弹力作用，使得中心环外侧安装的外接环从外到内逐级对负压吸附孔抵靠密封，直到中心环也对负压吸附孔抵靠密封时伸缩构件停止动作，且联动块位于联动槽靠近负压吸附孔的一端，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级减少；
当所述伸缩构件驱动中心环向远离负压吸附孔的方向移动时，中心环首先与负压吸附孔分离，通过联动块抵靠在联动槽远离负压吸附孔的一端对外接环拉动，克服弹性组件的弹力使得中心环外侧安装的外接环从内到外逐级与负压吸附孔分离，直到最外侧的外接环也与负压吸附孔分离时伸缩构件停止动作，使得负压吸附孔和负压腔连通的数量逐级增多。
9.根据权利要求8所述的负压吸附式抓取结构，其特征在于，所述外接环和中心环靠近负压吸附孔的一端以及负压吸附孔远离负压腔的一端均设有一层密封层，密封层采用防滑弹性材料制成。
10.一种工业机器人，包括有可行走基座和六轴机械手臂，其特征在于，所述可行走基座上安装有六轴机械手臂，六轴机械手臂远离所述可行走基座的一端安装有如权利要求1-9任一项所述的负压吸附式抓取结构。
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2022
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