CN115674235A - 夹爪及带有该夹爪的夹取装置、移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化设备技术领域，具体公开了一种夹爪及带有该夹爪的夹取装置、移动机器人。其中夹爪包括：夹臂，所述夹臂用于与所述夹取装置中的驱动机构相连接；夹爪指头，所述夹爪指头可浮动地连接于所述夹臂，所述夹爪指头具有夹取面，通过所述驱动机构驱动所述夹臂运动，以带动所述夹爪指头夹取或释放待夹取物。本发明中通过将夹爪指头可浮动地连接于夹臂，当夹爪指头夹取面与托盘有轻微的不平行时，夹爪指头可调整夹取方向成功夹取托盘，使托盘在夹取和转运过程中不会掉落。

Description

夹爪及带有该夹爪的夹取装置、移动机器人

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，具体而言，涉及一种夹爪及带有该夹爪的夹取装置、移动机器人。

背景技术

在自动化实验中，有许多标准托盘需要搬运，这就需要一个能够稳定夹取各类托盘的夹爪指头，但现有的夹爪指头在抓取托盘时容易滑落。此外，当夹爪指头与托盘有轻微的不平行时又容易夹取失败，使托盘有夹不起或中途掉落的风险。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种夹爪，旨在解决夹取托盘时容易滑落的问题。本发明还提供了一种夹取装置及移动机器人。

一个方面，本发明提出了一种夹爪，应用于夹取装置，该夹爪包括：夹臂，所述夹臂用于与所述夹取装置中的驱动机构相连接；夹爪指头，所述夹爪指头可浮动地连接于所述夹臂，所述夹爪指头具有夹取面，通过所述驱动机构驱动所述夹臂运动，以带动所述夹爪指头夹取或释放待夹取物。

进一步地，在上述夹爪中还包括：弹性垫，设于所述夹爪指头的夹取面，用于在所述夹爪指头夹取所述待夹取物时与所述待夹取物弹性抵接。

进一步地，在上述夹爪中，所述弹性垫用于与所述待夹取物相贴合的面设有防滑部；所述弹性垫为发泡硅胶垫。

进一步地，在上述夹爪中，所述夹爪指头包括：第一连接部，所述第一连接部与所述夹臂可旋转地浮动连接；第二连接部，所述第二连接部与所述第一连接部相连接，所述夹取面位于所述第二连接部背离所述夹臂的一面。

进一步地，在上述夹爪中还包括：弹性件，所述弹性件置于所述夹臂与所述夹爪指头之间，所述弹性件的一端与所述夹臂相连接，另一端与所述夹爪指头相抵接。

进一步地，在上述夹爪中，所述弹性件为至少两个，且均匀分布于所述夹臂；所述弹性件为弹簧。

进一步地，在上述夹爪中，所述第一连接部通过台阶螺钉与所述夹臂相连接，以使所述第一连接部能够以所述台阶螺钉为旋转支点相对所述夹臂旋转。

进一步地，在上述夹爪中还包括：润滑垫片，垫设于所述夹臂和所述夹爪指头之间。

进一步地，在上述夹爪中，所述台阶螺钉设置于所述第一连接部的中间位置；所述润滑垫片通过所述台阶螺钉固定于所述夹臂和所述第一连接部之间。

进一步地，在上述夹爪中，所述第一连接部相对所述夹臂可旋转的最大角度范围为1-2度；所述第一连接部与所述第二连接部垂直设置。

进一步地，在上述夹爪中，所述夹臂包括：第三连接部，所述第三连接部的第一端用于与所述驱动机构相连接；第四连接部，所述第四连接部的第一端与所述第三连接部的第二端相连接，所述第四连接部的第二端为自由端，所述夹爪指头与所述第四连接部相连接。

进一步地，在上述夹爪中，所述第四连接部的第二端与所述夹爪指头的最前端平齐；或者，所述第四连接部的第二端长于所述夹爪指头的最前端。

本发明中通过将夹爪指头可浮动地连接于夹臂，当夹爪指头夹取面与托盘有轻微的不平行时，夹爪指头可调整夹取方向成功夹取托盘，使托盘在夹取和转运过程中不会掉落。

另一方面，本发明还提出了一种夹取装置，该夹取装置包括：驱动机构；两个上述任一种夹爪，两个所述夹爪中的夹臂分别与所述驱动机构相连接，两个所述夹爪中的夹爪指头的夹取面相对设置，两个所述夹爪指头在所述驱动机构的驱动下相互靠近或远离。

进一步地，在上述夹取装置中，所述驱动机构形成有两个可相对滑动的连接件，两个所述夹臂分别与两个所述连接件相连接；两个所述连接件的相对滑动方向与两个所述夹爪指头的相对运动方向相同。

进一步地，在上述夹取装置中还包括：快换连接件，所述快换连接件与所述驱动机构相连接，用于所述驱动机构与外围设备的快换连接。

进一步地，在上述夹取装置中，所述连接件与所述夹臂为可转动连接；所述夹爪指头的延伸方向与所述驱动机构的朝向相互垂直或相互平行。

又一方面，本发明还提出了一种移动机器人，包括移动机构和上述任一种夹取装置，所述移动机构与所述夹取装置连接，所述移动机构能够带动所述夹取装置移动。

由于夹爪具有上述效果，所以具有该夹爪的夹取装置和移动机器人也具有相应的技术效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本发明实施例中提供的夹爪的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的夹取装置的立体结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的夹取装置的主视图；

图4为本发明实施例中提供的夹取装置的左视图；

图5为本发明实施例中提供的夹取装置的右视图；

图6为本发明实施例中提供的夹取装置的俯视图；

图7为本发明实施例中提供的夹取装置的仰视图；

图8为本发明实施例中提供的夹取装置的局部示意图；

图9为本发明实施例中提供的夹取装置的又一立体结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

参见图1和图2，依据本发明一个实施例的夹爪包括夹臂100、夹爪指头200。其中，夹臂100用于与夹取装置中的驱动机构600(例如电爪)相连接，夹取装置可用于夹取托盘(如试管托盘、Tip头托盘等)、支架等物品。在一种具体实现中，夹臂100可为长条形结构，截面可为长方形、正方向、多边形等形状，夹臂100的第一端(图1所示的上端)与驱动机构600相连接。

夹爪指头200连接于夹臂100，夹爪指头200具有夹取面210，与夹取面210相对应的区域为夹取区域，驱动机构600可驱动夹臂100沿着靠近或远离夹取区域的方向运动。在一种具体实现中，夹爪指头200连接于夹臂100的第二端(图1中所示的下端)，夹臂100的运动方向可与夹取面200相垂直，当然，也可呈一定角度。

继续参见图1，在一些实施例中，夹臂100包括：第三连接部110和第四连接部120，第三连接部110的第一端(图1中所示的后端)用于与驱动机构600相连接，第三连接部110的第二端(图1中所示的前端)与第四连接部120的第一端(图1中所示的后端)相连接，第四连接部120的第二端(图1中所示的前端)为自由端，夹爪指头200与第四连接部120相连接。在一种具体实现中，第三连接部110和第四连接部120一体成型。

优选地，第四连接部120的第二端与夹爪指头200的最前端平齐，或者，第四连接部120的第二端伸出于夹爪指头200的最前端，即略长于夹爪指头200的最前端，以保证浮动夹爪指头200的稳定性。

可以理解的是，第三连接部110和第四连接部120可以呈一定的角度连接(如图2所示)，两者也可以呈一条直线，这里不作限定。

在本实施例中，夹爪指头200可浮动地连接于夹臂100，以使夹爪指头200的夹取面210相对于夹臂100具有浮动空间。

在相关技术中，夹爪指头200的夹取面相对于夹臂100位置固定，在夹取托盘时，当夹爪指头200的夹取面210与托盘有轻微的不平行便会夹取失败，即使夹取成功，在托盘的转运过程中，也容易导致夹爪指头200的夹取面210与托盘有轻微的不平行，进而导致托盘掉落。

本实施例中通过将夹爪指头200可浮动地连接于夹臂100，当夹爪指头200夹取面210与托盘有轻微的不平行时，夹爪指头200可调整夹取方向成功夹取托盘，使托盘在夹取和转运过程中不会掉落。

在一些实施例中，还包括弹性垫300，设于夹爪指头200的夹取面210，用于在夹爪指头200夹取待夹取物时与待夹取物弹性抵接。具体地，弹性垫300可以为发泡硅胶垫、橡胶垫等。

本实施例中，发泡硅胶垫的厚度为1mm，当然，在另一些实施例中，发泡硅胶垫也可为其他厚度，例如2mm等，本实施例对发泡硅胶垫的具体厚度不做任何限定。

在一个实施例中，弹性垫300黏贴在夹取面210上，具体可通过例如3M胶等进行黏贴。在另一个实施例中，夹爪指头200开设有嵌设槽，例如燕尾槽等，弹性垫300部分嵌设在该燕尾槽内。

参见图2，可以理解，本实施例中的夹爪应两个配合使用，两个夹爪指头200的夹取面210之间的区域为夹取区域，两个夹爪可相对靠近或者远离。当待夹取物例如托盘等置于夹取区域内时，驱动机构600驱动夹臂100向夹取区域的方向运动，此时，两个夹爪指头200的夹取面210相靠近，使弹性垫300与待夹取物相贴合，并对待夹取物施加夹持压力，进而对待夹取物进行夹取。当驱动机构600驱动夹臂100向远离夹取区域的方向运动，此时，两个夹爪指头200的夹取面210相远离，弹性垫300与待夹取物相脱离，以放下待夹取物。

本实施例在夹爪指头200上设置了弹性垫300，与相关技术相比，在相同的夹持压力下，本实施例中的弹性垫300与待夹取物之间的摩擦力大幅提升，有效的防止了待夹取物例如托盘等滑落的风险。此外，由于弹性垫300材质柔软，抓取托盘时不会磨损托盘。

在一些实施例中，弹性垫300用于与待夹取物相贴合的面凸设有防滑部，以进一步增加弹性垫300和待夹取物之间的摩擦力。在一种具体实现中，弹性垫300为发泡硅胶垫，防滑部为凸设在弹性垫300表面的条纹状结构，例如直线型条纹、波浪纹等，也可为点状、圆状、椭圆状及不规则形状等。

在一个实施例中，夹爪指头200为片状，夹爪指头2通过台阶螺钉400与夹臂100相连接。

参见图1，在另一个实施例中，夹爪指头200包括：第一连接部230和第二连接部240。其中，第一连接部230和第二连接部240均为片状且相连接以形成弯折结构，第一连接部230与夹臂100可旋转地浮动连接。第二连接部240与第一连接部230相连接，与第二连接部240相对应的区域为夹取区域，夹取面位于所述第二连接部背离所述夹臂的一面。具体地，第一连接部230和第二连接部240一体成型。

在一种具体实现中，第一连接部230通过台阶螺钉400与夹臂100相连接，第一连接部230与第二连接部240可垂直设置。夹爪指头200与夹臂100可旋转地最大角度范围为1-2度，具体的，第一连接部230与夹臂100可旋转地最大角度范围为1-2度，当然，也可根据实际情况确定为其他角度，本实施例对其不做任何限定。

需要说明的是，在本实施例中，第一连接部230以台阶螺钉400为旋转中心相对夹臂100进行旋转，并且，还可以台阶螺钉400为支点，沿着靠近或远离夹臂100的方向进行浮动。

当第一连接部230沿着台阶螺钉400相对夹臂100进行旋转时，第一连接部230带动第二连接部240沿着图1所示A向摆动，进而调节夹取面210与托盘在A方向上的平行度。

可以看出，本实施例中夹爪指头200与夹臂100之间的连接为可旋转地浮动连接，当夹爪指头200与托盘有轻微的不平行两端有一定偏差时，夹爪指头200可以自动矫正位置，保持与托盘平行，有效的防止托盘夹不起或中途掉落的风险。

继续参见图8，在一些实施例中还包括弹性件500，弹性件500置于夹臂100与夹爪指头200之间且对应夹取面210设置，弹性件500的一端与夹臂100相连接，另一端为自由端，自由端与夹爪指头200的第二连接部相抵接。在一种具体实现中，弹性件500可为弹簧、弹性片、弹性柱、橡胶块等。弹性件500至少为两个，至少两个弹性件500在图1中所示的A向均匀布置。

参见图2，可以理解，本实施例中的夹爪需要两个配合使用，本实施例中设置的弹性件500主要起到弹性支撑作用，在抓取或未抓取托盘时，使两个夹爪指头200的夹取面210保持平行。

在一些实施例中，第一连接部230通过台阶螺钉400与夹臂100相连接，以使第一连接部230以台阶螺钉为旋转支点相对夹臂100旋转。

进一步地，在一些实施例中，还包括润滑垫片410，垫设于夹臂100和夹爪指头200之间，具体是垫设于夹臂100和夹爪指头200的第一连接部230之间。具体地，该润滑垫片410可以为金属垫片，例如黄铜垫片等，也可以为非金属垫片，例如PPS垫片等。台阶螺钉设410置于第一连接部230的中间位置，润滑垫片410通过台阶螺钉400固定于夹臂100和第一连接部230之间。

本实施例中，润滑垫片410可在夹爪指头200旋转时能够自润滑，保持夹爪指头200的旋转顺畅。

参见图2至图9，本发明实施例中还提供了一种夹取装置，该夹取装置包括：驱动机构600和两个上述任一种夹爪，两个夹爪中的夹臂100分别与驱动机构600相连接，并且，两个夹爪的夹爪指头的夹取面210相对设置，两个夹爪指头200在驱动机构600的驱动下相互靠近或远离。两个夹取面210之间的区域为夹取区域。驱动机构600控制夹臂100的打开与闭合，即闭合时向靠近夹取区域的方向运动，打开时向远离夹取区域的方向运动，驱动机构600是夹臂100运动的动力来源。具体地，驱动机构600为电爪等。

由于夹爪具有上述效果，所以具有该夹爪的夹取装置也具有相应的技术效果。

在一些实施例中，驱动机构600形成有两个可相对滑动的连接件610，两个夹臂100分别与两个连接件610相连接。两个连接件610的相对滑动方向与两个夹爪指头200的相对运动方向相同。

在本实施例中，驱动机构600和连接件610的其中之一设置有滑道，其中之另一设置有导轨，导轨与滑道相配合形成滑动连接。

可以理解，驱动机构600设置有控制机构，通过控制机构控制连接件610相对于驱动机构600进行滑动，也就是说，控制机构可控制两个连接件610相对滑动，两个连接件610又带动夹臂100进而带动夹爪指头200进行相对运动，以对置于两个夹取面210之间的待夹取物进行夹取。

参见图1，在一些实施例中还包括：快换连接件700，快换连接件700与驱动机构600相连接，用于驱动机构600与外围设备的快换连接。在一种具体实现中，快换连接件700为快换母头，快换母头的一端可以通过快换连接板连接驱动机构600，另一端可与外围设备上的快换公头自动连接和分离。其中，外围设备可以为可移动的设备，如机械臂。

在一些实施例中，快换母头和驱动机构600之间也通过快换连接件相连接，以便于驱动机构600的快速连接和分离。

参见图2至图9，连接件610与夹臂100为可转动连接，夹爪指头200的延伸方向与驱动机构600的朝向相互垂直或相互平行。

参见图2至8，在一些实施例中，夹爪指头200的延伸方向与驱动机构600的朝向相互垂直，可以看出，本实施例中，驱动机构600沿竖向设置，夹臂100沿水平方向设置。

参见图9，在另一些实施例中，夹爪指头200的延伸方向与驱动机构600的朝向相互平行，可以看出，本实施例中，驱动机构600和夹臂100均沿水平方向设置。可以根据待夹取物所处空间大小来选择相适配的设置方向，例如，当空间较大时可以采用驱动机构和夹爪垂直设置的夹取装置，当空间较小时可以采用驱动机构和夹爪水平设置的夹取装置。

本发明实施例中，当需要取托盘时，将夹取装置移动到托盘的位置，通过驱动机构600内的电机带动两边夹爪指头200朝着中间运动。由于夹爪指头200与托盘接触处贴有弹性垫300，在相同的夹持压力下摩檫力大幅提升，有效的防止托盘滑落的风险。另外，夹爪指头200与夹臂100的连接为浮动连接，当夹爪指头200与托盘有轻微的不平行两端偏差在0.5mm以内时，夹臂100可以自动矫正位置，保持夹爪指头的夹取面210与托盘平行，有效的防止托盘夹不起或中途掉落的风险。当夹紧力达到设定值后夹爪指头200保持该夹紧力，并且断电后仍然能保持自锁，所以即使在夹起过程中突然断电托盘也不会掉落。根据使用场景的不同托盘夹爪指头可以水平装配，如图9所示，也可以竖直放置，如图2所示。

本实施例还提出了一种移动机器人，包括移动机构和上述任一种夹取装置，移动机构与夹取装置连接，移动机构能够带动夹取装置移动。具体地，移动机构可以为机械臂，如六轴机械臂，机械臂通过快换与夹取装置连接，能够满足自动化实验要求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种夹爪，应用于夹取装置，其特征在于，包括：

夹臂，所述夹臂用于与所述夹取装置中的驱动机构相连接；

夹爪指头，所述夹爪指头可浮动地连接于所述夹臂，所述夹爪指头具有夹取面，通过所述驱动机构驱动所述夹臂运动，以带动所述夹爪指头夹取或释放待夹取物。

2.根据权利要求1所述的夹爪，其特征在于，还包括：

弹性垫，设于所述夹爪指头的夹取面，用于在所述夹爪指头夹取所述待夹取物时与所述待夹取物弹性抵接。

3.根据权利要求2所述的夹爪，其特征在于，

所述弹性垫用于与所述待夹取物相贴合的面设有防滑部；

所述弹性垫为发泡硅胶垫。

4.根据权利要求1所述的夹爪，其特征在于，所述夹爪指头包括：

第一连接部，所述第一连接部与所述夹臂可旋转地浮动连接；

第二连接部，所述第二连接部与所述第一连接部相连接，所述夹取面位于所述第二连接部背离所述夹臂的一面。

5.根据权利要求1所述的夹爪，其特征在于，还包括：

弹性件，所述弹性件置于所述夹臂与所述夹爪指头之间，所述弹性件的一端与所述夹臂相连接，另一端与所述夹爪指头相抵接。

6.根据权利要求5所述的夹爪，其特征在于，所述弹性件为至少两个，且均匀分布于所述夹臂；

所述弹性件为弹簧。

7.根据权利要求4所述的夹爪，其特征在于，

所述第一连接部通过台阶螺钉与所述夹臂相连接，以使所述第一连接部能够以所述台阶螺钉为旋转支点相对所述夹臂旋转。

8.根据权利要求7所述的夹爪，其特征在于，还包括：

润滑垫片，垫设于所述夹臂和所述夹爪指头之间。

9.根据权利要求8所述的夹爪，其特征在于，所述台阶螺钉设置于所述第一连接部的中间位置；

所述润滑垫片通过所述台阶螺钉固定于所述夹臂和所述第一连接部之间。

10.根据权利要求4所述的夹爪，其特征在于，

所述第一连接部相对所述夹臂可旋转的最大角度范围为1-2度；

所述第一连接部与所述第二连接部垂直设置。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的夹爪，其特征在于，所述夹臂包括：

第三连接部，所述第三连接部的第一端用于与所述驱动机构相连接；

第四连接部，所述第四连接部的第一端与所述第三连接部的第二端相连接，所述第四连接部的第二端为自由端，所述夹爪指头与所述第四连接部相连接。

12.根据权利要求11所述的夹爪，其特征在于，所述第四连接部的第二端与所述夹爪指头的最前端平齐；或者，

所述第四连接部的第二端伸出于所述夹爪指头的最前端。

13.一种夹取装置，其特征在于，包括：

驱动机构；

两个如权利要求1至12中任一项所述的夹爪，两个所述夹爪中的夹臂分别与所述驱动机构相连接，两个所述夹爪中的夹爪指头的夹取面相对设置，两个所述夹爪指头在所述驱动机构的驱动下相互靠近或远离。

14.根据权利要求13所述的夹取装置，其特征在于，

所述驱动机构形成有两个可相对滑动的连接件，两个所述夹臂分别与两个所述连接件相连接；

两个所述连接件的相对滑动方向与两个所述夹爪指头的相对运动方向相同。

15.根据权利要求13所述的夹取装置，其特征在于，还包括：

快换连接件，所述快换连接件与所述驱动机构相连接，用于所述驱动机构与外围设备的快换连接。

16.根据权利要求14所述的夹取装置，其特征在于，所述连接件与所述夹臂为可转动连接；

所述夹爪指头的延伸方向与所述驱动机构的朝向相互垂直或相互平行。

17.一种移动机器人，其特征在于，包括移动机构和如权利要求13至16任一项所述的夹取装置，所述移动机构与所述夹取装置连接，所述移动机构能够带动所述夹取装置移动。

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