CN115783764B - 一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构，包括连接头、固定板和多工位抓取装置，通过连接头与任意六轴机械臂输出端连接，连接头顶部与固定板固定连接，固定板前端设有若干组用于抓取电池盒的多工位抓取装置。六轴机械臂通过连接头和固定板将多工位抓取装置移动至电池盒上方，然后通过气动手指带动夹爪固定板一和夹爪固定板二将电池盒夹紧后，六轴机械臂带动电池盒移动到所需区域。如此，能够将更多的电池盒有序地进行移动，通过在固定板前端设置若干个多工位抓取装置可以实现三或四个电池盒同步上料、翻转和移动，提高了抓取和搬运电池盒的工作效率。

Description

一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构

技术领域

本发明涉及机械臂附属装置技术领域，具体为一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构。

背景技术

电池盒在清洗前，需要将待清洗的电池盒传送至相应的工位上，传统采用的人工方式由于多种不便和技术发展的原因已经渐渐被淘汰了，在规模化生产企业中，普遍采用机器人进行搬运转移工作，然而，在运用机器人对电池盒进行抓取、搬运时，单次仅能抓取和搬运一个电池盒，极大的影响工作效率，为此，我们提供了一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构，包括连接头、固定板和多工位抓取装置，通过连接头与任意六轴机械臂输出端连接，连接头顶部与固定板固定连接，固定板前端设有若干组用于抓取电池盒的多工位抓取装置。

优选的，多工位抓取装置通过螺栓与固定板顶部固定连接。

优选的，多工位抓取装置包括：夹爪气缸固定板、气动调速阀、气动手指和夹手组件，夹爪气缸固定板固定连接于固定板顶部，夹爪气缸固定板前端底部固定连接有气动调速阀和气动手指，气动手指底部设有夹手组件。

优选的，夹手组件包括：夹爪固定板一、夹爪固定板二、夹爪一、夹爪二和橡胶垫，气动手指输出端对称固定连接有夹爪固定板一和夹爪固定板二，夹爪固定板一底部固定连接有夹爪一，夹爪固定板二底部固定连接有夹爪二，夹爪一和夹爪二相互靠近的一侧均设有用于增大摩擦力的橡胶垫。

优选的，在连接头内环且与六轴机械臂连接处设有连接紧固装置，紧固装置包括：环形支架、紧固抱臂组件和辅助锁紧组件，环形支架外壁与连接头内环壁固定连接，紧固抱臂组件和辅助锁紧组件均安装于环形支架上，连接头通过紧固抱臂组件与六轴机械臂输出端连接，并在调节好连接头的角度后通过辅助锁紧组件将该连接头与六轴机械臂输出端紧固。

优选的，环形支架包括：弧形固定板、弧形滑轨和弧形槽，两组弧形滑轨对称固定连接于弧形固定板两侧，且在弧形固定板内设有若干滚珠，弧形滑轨为空心结构，且在其前端壁上开设有弧形槽。

优选的，紧固抱臂组件包括：弧形连接板一、气缸安装箱、第一连接板、顶紧块、抱臂、紧固臂、压力气囊、弧形连接板二和把手；

位于弧形滑轨左侧的弧形连接板一前后两侧对称固定连接有两组抱臂，且抱臂的形状与弧形滑轨内的空心滑轨形状配合并且在弧形连接板一的带动下能够沿着相应的弧形滑轨周向移动；

位于弧形滑轨右侧的弧形连接板二前后两侧对称固定连接有两组紧固臂，且紧固臂的形状与弧形滑轨内的空心滑轨形状配合并且在弧形连接板二的带动下能够沿着相应的弧形滑轨周向移动；

两组把手对称设于弧形槽内，且把手沿着弧形槽内壁做周向移动，位于弧形滑轨左侧的把手，且该把手伸入弧形槽内的一端与弧形连接板一固定连接，位于弧形滑轨右侧的把手，且该把手伸入弧形槽内的一端与弧形连接板二固定连接；

两组气缸安装箱对称固定连接于弧形连接板一和弧形连接板二外圈壁，且气缸安装箱内设有驱动气缸，驱动气缸输出轴与第一连接板固定连接，第一连接板前端固定连接有顶紧块，且顶紧块可以收回到气缸安装箱内。

围绕抱臂和紧固臂内圈上设有若干压力气囊，且在抱臂端部设有若干连接齿，通过抱臂上的若干连接齿可以与辅助锁紧组件配合连接。

优选的，辅助锁紧组件包括：防尘箱、矩形中空支架、驱动电机、凸轮、制动齿；

防尘箱与紧固臂外壁固定连接，且防尘箱与紧固臂的空腔贯通，矩形中空支架、驱动电机、凸轮均设于防尘箱内，矩形中空支架与防尘箱内壁上下滑动连接，矩形中空支架靠近连接齿的一端设有若干制动齿，抱臂上设置的若干连接齿与制动齿相啮合，驱动电机固定连接于防尘箱内壁后端，且驱动电机输出轴上固定套接有凸轮；

驱动电机通过凸轮带动矩形中空支架向上移动从而与抱臂上设置的若干连接齿相啮合。

优选的，夹爪一和夹爪二内均为空腔结构，且该空腔内设有相同的产品保护装置，产品保护装置包括：安装箱体、缓冲弹簧一、安装腔一、空槽、气泵、第一连杆、连接弹簧、缓冲环、保护层、缓冲组件层、支撑气囊、限位滑块、限位滑槽；

安装箱体固定连接于夹爪一内的空腔中，安装箱体内设有两组安装腔一和空槽，且两组安装腔一以空槽中轴线对称设置；

安装腔一内设有缓冲弹簧一，第一连杆靠近安装腔一的一端滑动贯穿安装箱体并伸入安装腔一中，第一连杆伸入安装腔一的一端与缓冲弹簧一固定连接，第一连杆远离安装腔一的一端与保护层固定连接；

第一连杆外壁等间距套接有若干缓冲环，缓冲环内壁固定连接有限位滑块，第一连杆外壁开设有限位滑槽，缓冲环通过限位滑块在第一连杆外壁开设的限位滑槽内滑动连接；

相邻设置的缓冲环之间通过连接弹簧固定连接，气泵安装于空槽内，且气泵通过气管与支撑气囊连通；

保护层远离第一连杆的端面上设有缓冲组件层。

优选的，缓冲组件层包括：安装板、抗压组件和橡胶块，安装板与保护层固定连接，安装板上等间距设有若干抗压组件，相连两组抗压组件之间固定连接有橡胶块；

抗压组件包括：矩形凹槽一、第二连杆、弹力球、安装套、矩形凹槽二；

安装套靠近安装板的一端与安装板固定连接，安装套内壁上等间距设有若干矩形凹槽二，第二连杆外壁上设有若干与环形凹槽二相匹配的矩形凹槽一，且矩形凹槽一和环形凹槽二之间安装有弹力球，第二连杆与安装套内壁滑动连接。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明多工位抓取装置结构示意图；

图3为本发明中连接头与六轴机械臂安装示意图；

图4为本发明中连接紧固装置安装位置示意图；

图5为本发明中连接紧固装置结构示意图；

图6为本发明中辅助锁紧组件结构示意图；

图7为本发明中产品保护装置结构示意图；

图8为本发明中缓冲环结构示意图；

图9为本发明中缓冲组件层结构示意图。

图10为本发明中抗压组件结构示意图。

图中：1、连接头；2、固定板；3、多工位抓取装置；4、夹爪气缸固定板；5、气动调速阀；6、气动手指；7、夹爪固定板一；8、夹爪固定板二；9、夹爪一；10、夹爪二；11、橡胶垫；12、连接紧固装置；13、弧形固定板；14、弧形滑轨；15、弧形槽；16、弧形连接板一；17、气缸安装箱；18、第一连接板；19、顶紧块；20、抱臂；201、连接齿；21、紧固臂；22、压力气囊；23、弧形连接板二；24、把手；25、防尘箱；26、矩形中空支架；27、驱动电机；28、凸轮；29、制动齿；30、安装箱体；301、压力传感器；31、缓冲弹簧一；32、安装腔一；33、空槽；34、气泵；35、第一连杆；36、连接弹簧；37、缓冲环；38、保护层；39、缓冲组件层；40、支撑气囊；41、限位滑块；42、限位滑槽；43、安装板；44、抗压组件；45、橡胶块；46、矩形凹槽一；47、第二连杆；48、弹力球；49、安装套；50、矩形凹槽二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-2，本发明提供了一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构，包括连接头1、固定板2和多工位抓取装置3，通过连接头1与任意六轴机械臂输出端连接，连接头1顶部与固定板2固定连接，固定板2前端设有若干组用于抓取电池盒的多工位抓取装置3。

优选的，多工位抓取装置3通过螺栓与固定板2顶部固定连接。

优选的，多工位抓取装置3包括：夹爪气缸固定板4、气动调速阀5、气动手指6和夹手组件，夹爪气缸固定板4固定连接于固定板2顶部，夹爪气缸固定板4前端底部固定连接有气动调速阀5和气动手指6，气动手指6底部设有夹手组件。

优选的，夹手组件包括：夹爪固定板一7、夹爪固定板二8、夹爪一9、夹爪二10和橡胶垫11，气动手指6输出端对称固定连接有夹爪固定板一7和夹爪固定板二8，夹爪固定板一7底部固定连接有夹爪一9，夹爪固定板二8底部固定连接有夹爪二10，夹爪一9和夹爪二10相互靠近的一侧均设有用于增大摩擦力的橡胶垫11。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：六轴机械臂通过连接头1和固定板2将多工位抓取装置3移动至电池盒上方，然后通过气动手指6带动夹爪固定板一7和夹爪固定板二8向着相互远离的方向张开，随后六轴机械臂带动多工位抓取装置3下降使得电池盒位于夹爪固定板一7和夹爪固定板二8之间，此时，气动手指6带动夹爪固定板一7和夹爪固定板二8相互靠近的方向移动并将电池盒夹紧后，六轴机械臂带动电池盒移动到所需区域。如此，能够将更多的电池盒有序地进行移动，通过在固定板2前端设置若干个多工位抓取装置3可以实现三或四个电池盒同步上料、翻转和移动，提高了抓取和搬运电池盒的工作效率。

实施例2

在实施例1的基础上，请参阅图3-6，在连接头1内环且与六轴机械臂连接处设有连接紧固装置12，紧固装置12包括：环形支架、紧固抱臂组件和辅助锁紧组件，环形支架外壁与连接头1内环壁固定连接，紧固抱臂组件和辅助锁紧组件均安装于环形支架上，连接头1通过紧固抱臂组件与六轴机械臂输出端连接，并在调节好连接头1的角度后通过辅助锁紧组件将该连接头1与六轴机械臂输出端紧固。

优选的，环形支架包括：弧形固定板13、弧形滑轨14和弧形槽15，两组弧形滑轨14对称固定连接于弧形固定板13两侧，且在弧形固定板13内设有若干滚珠，弧形滑轨14为空心结构，且在其前端壁上开设有弧形槽15。

优选的，紧固抱臂组件包括：弧形连接板一16、气缸安装箱17、第一连接板18、顶紧块19、抱臂20、紧固臂21、压力气囊22、弧形连接板二23和把手24；

位于弧形滑轨14左侧的弧形连接板一16前后两侧对称固定连接有两组抱臂20，且抱臂20的形状与弧形滑轨14内的空心滑轨形状配合并且在弧形连接板一16的带动下能够沿着相应的弧形滑轨14周向移动；

位于弧形滑轨14右侧的弧形连接板二23前后两侧对称固定连接有两组紧固臂21，且紧固臂21的形状与弧形滑轨14内的空心滑轨形状配合并且在弧形连接板二23的带动下能够沿着相应的弧形滑轨14周向移动；

两组把手24对称设于弧形槽15内，且把手24沿着弧形槽15内壁做周向移动，位于弧形滑轨14左侧的把手24，且该把手24伸入弧形槽15内的一端与弧形连接板一16固定连接，位于弧形滑轨14右侧的把手24，且该把手24伸入弧形槽15内的一端与弧形连接板二23固定连接；

两组气缸安装箱17对称固定连接于弧形连接板一16和弧形连接板二23外圈壁，且气缸安装箱17内设有驱动气缸，驱动气缸输出轴与第一连接板18固定连接，第一连接板18前端固定连接有顶紧块19，且顶紧块19可以收回到气缸安装箱17内。

围绕抱臂20和紧固臂21内圈上设有若干压力气囊22，且在抱臂20端部设有若干连接齿201，通过抱臂20上的若干连接齿201可以与辅助锁紧组件配合连接。

优选的，辅助锁紧组件包括：防尘箱25、矩形中空支架26、驱动电机27、凸轮28、制动齿29；

防尘箱25与紧固臂21外壁固定连接，且防尘箱25与紧固臂21的空腔贯通，矩形中空支架26、驱动电机27、凸轮28均设于防尘箱25内，矩形中空支架26与防尘箱25内壁上下滑动连接，矩形中空支架26靠近连接齿201的一端设有若干制动齿29，抱臂20上设置的若干连接齿201与制动齿29相啮合，驱动电机27固定连接于防尘箱25内壁后端，且驱动电机27输出轴上固定套接有凸轮28；

驱动电机27通过凸轮28带动矩形中空支架26向上移动从而与抱臂20上设置的若干连接齿201相啮合。

优选的，弧形固定板13为空腔结构，且在弧形固定板13内设有气泵、气罐和导管，压力气囊22沿着抱臂20和弧形连接板二21内侧布置，压力气囊22通过导管与气泵和气罐相连。

上述技术方案的工作原理及其有益效果为：为了方便对多工位抓取装置3进行维护和清洗以及便于该多工位抓取机构适应不同的机械臂，在将多工位抓取装置3安装到六轴机械臂的输出端时，首先将连接头1套接在六轴机械臂连接处（可以将该连接处视为一根直杆，连接头1套接在该直杆外壁），然后，使用人员通过将与弧形连接板一16固定连接的把手24沿着弧形槽15移动，从而使得抱臂20沿环形支架的弧形滑轨14内做周向运动，此时，抱臂20进入紧固臂21的内腔中（如图6所示），驱动电机27启动并带动凸轮28转动180°，此时凸轮28将矩形中空支架26顶起后并使得矩形中空支架26顶部设置的制动齿29与抱臂20上设置的连接齿201啮合，然后压力气囊22充气膨胀向六轴机械臂连接处施加径向力，气缸安装箱17内的驱动气缸启动，通过第一连接板18带动顶紧块19向外移动并顶住六轴机械臂连接处内侧壁以此来施加轴向力，此时，由于连接齿201和制动齿29完全啮合，使得抱臂20不能够沿弧形滑轨14运动，而保证连接头1固定于六轴机械臂连接处并不会发生晃动。

在需要拆卸该多工位抓取机构时，只需通过驱动电机27启动带动凸轮28回转，从而使得连接齿201和制动齿29脱离啮合，此时抱臂20能够沿弧形滑轨14运动，从而完成解锁。

其中，若干滚珠安装于弧形固定板13内侧镂空处，通过若干滚珠的设置可以降低抱臂20在移动时的行程阻力，而压力气囊22充气膨胀后贴紧连接头1与六轴机械臂连接处的外表面，用以防止六轴机械臂连接处表面损坏并能够增大摩擦力。

通过该装置的设置能够保证对接固定时的快速性、精确性，并且方便多工位抓取装置3进行维护和清洗以及便于该多工位抓取机构适应不同的机械臂。

实施例3

在实施例1-2任意一项的基础上，请参阅图4、图7-10，夹爪一9和夹爪二10内均为空腔结构，且该空腔内设有相同的产品保护装置，产品保护装置包括：安装箱体30、缓冲弹簧一31、安装腔一32、空槽33、气泵34、第一连杆35、连接弹簧36、缓冲环37、保护层38、缓冲组件层39、支撑气囊40、限位滑块41、限位滑槽42；

安装箱体30固定连接于夹爪一9内的空腔中，安装箱体30内设有两组安装腔一32和空槽33，且两组安装腔一32以空槽33中轴线对称设置；

安装腔一32内设有缓冲弹簧一31，第一连杆35靠近安装腔一32的一端滑动贯穿安装箱体30并伸入安装腔一32中，第一连杆35伸入安装腔一32的一端与缓冲弹簧一31固定连接，第一连杆35远离安装腔一32的一端与保护层38固定连接；

第一连杆35外壁等间距套接有若干缓冲环37，缓冲环37内壁固定连接有限位滑块41，第一连杆35外壁开设有限位滑槽42，缓冲环37通过限位滑块41在第一连杆35外壁开设的限位滑槽42内滑动连接；

相邻设置的缓冲环37之间通过连接弹簧36固定连接，气泵34安装于空槽33内，且气泵34通过气管与支撑气囊40连通；

保护层38远离第一连杆35的端面上设有缓冲组件层39。

优选的，缓冲组件层39包括：安装板43、抗压组件44和橡胶块45，安装板43与保护层38固定连接，安装板43上等间距设有若干抗压组件44，相连两组抗压组件44之间固定连接有橡胶块45；

抗压组件44包括：矩形凹槽一46、第二连杆47、弹力球48、安装套49、矩形凹槽二50；

安装套49靠近安装板43的一端与安装板43固定连接，安装套49内壁上等间距设有若干矩形凹槽二50，第二连杆47外壁上设有若干与环形凹槽二50相匹配的矩形凹槽一46，且矩形凹槽一46和环形凹槽二50之间安装有弹力球48，第二连杆47与安装套49内壁滑动连接。

优选的，靠近保护层38的缓冲环37上设有压力传感器301，且压力传感器301与气泵34电连接。

上述方案的工作原理及其有益效果为：为了防止气动手指6在长时间工作后，气动力输出不均匀从而在驱动夹爪一9和夹爪二10夹取电池盒时使得电池盒外壁发生形变，当气动手指6气动力在正常范围内时，夹爪一9和夹爪二10正常夹取电池盒，该产品保护装置不工作，当夹爪一9和夹爪二10的夹持力超过电池盒所能承受的外力时，在夹爪一9和夹爪二10夹取电池盒时，电池盒外壁首先接触的是缓冲组件层39，缓冲组件层39上设置的抗压组件44和橡胶块45对该夹持力进行分散缓冲，安装套49内设置的第二连杆47向内滑动，并在滑动的同时使得弹力球48在矩形凹槽一46和矩形凹槽二50之间相互挤压，以此来增强抗压强度，提高具有弹性的缓冲力，当该夹持力经过缓冲组件层39传递给保护层38上时，由于保护层38内有若干个微型充气气囊，所以该力会被再一次削弱，当该挤压力过大时，该力会进一步同时传递给到第一连杆35，在该力的推动下第一连杆35将缓冲弹簧一31压缩，缓冲弹簧一31被缩短行程从而使得第一连杆35进入安装腔一32，同时第一连杆35外壁套接的缓冲环37在限位滑块41和限位滑槽42的配合下，多个缓冲环37之间的连接弹簧36被压缩，此时，多个缓冲环37之间的间距减小且叠加，从而增加缓冲抗压的强度，在缓冲环37被压缩叠加时，其中靠近保护层38的缓冲环37上设置的压力传感器301触碰到保护层38，此时压力传感器301发生信号给气泵34，气泵34对支撑气囊40充气并膨胀，从而使得支撑气囊40顶住保护层38并吸收挤压力。

通过抗压组件44和橡胶块45进行初步卸力缓冲，再通过第一连杆35与缓冲弹簧一31配合以及多个缓冲环37之间通过连接弹簧36配合来提高对挤压力进行吸收，同时在遇到超过限定的挤压力时还会触发支撑气囊40能提高整体的进一步弹性，提高了安全保障。

实施例4

在实施例1-3任意一项的基础上，还包括：

若干个力传感器，若干力传感器均匀的设置在夹爪一9和夹爪二10与电池盒外壁的接触面上，用于检测夹爪一9和夹爪二10夹持电池盒时，夹爪一9和夹爪二10与电池盒外壁之间的挤压力；

计数器，计数器设置在气动手指6上，用于检测夹爪一9和夹爪二10的夹持次数（即气动手指6输出端的开合次数）；

报警器：报警器设置在固定板2的外表面处；

控制器：控制器与力传感器、计数器、报警器电性连接；

控制器基于力传感器、计数器，控制报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：根据公式(1)和力传感器、计数器的检测值，计算出该多工位抓取装置3第i次夹持电池盒时，夹爪一9和夹爪二10的承压状态指数：

（1）

其中，

为该多工位抓取装置3第i次夹持电池盒时，夹爪一9和夹爪二10的承压状态指数，/>

为该多工位抓取装置3第i次夹持电池盒时，若干力传感器检测的最大检测值，/>

为该多工位抓取装置3第i次夹持电池盒时，若干力传感器检测的最小检测值，/>

为夹爪一9和夹爪二10预设的的屈服强度极限值，/>

为夹爪一9和夹爪二10材料的泊松比，

为夹爪一9与电池盒的接触面积，/>

为夹爪一9与电池盒之间的摩擦系数，/>

为夹爪一9的表面粗糙度，/>

为电池盒的表面粗糙度,

步骤2：基于计数器的检测值，通过公式（2）来计算该抓取机构的报警评估值，若该抓取机构的报警评估值不在预设报警评估阈值时，控制器控制报警器报警：

（2）

其中，

为该抓取机构的报警评估值，M为计数器的检测值，/>

为修正系数（取值为大于0小于1，为考虑夹爪一9和夹爪二10使用环境的因素设置），/>

为预设的夹爪一9和夹爪二10的最大承压状态指数，/>

为自然常数，取值为2.72，K为夹爪一9和夹爪二10当前的损伤系数（取值为大于0小于1，为考虑夹爪一9和夹爪二10结构安装过程中的因素设置）。

步骤3：控制器将该抓取机构的报警评估值与预设的报警评估阈值（0.9-1.0）进行比较，当该抓取机构的报警评估值不在预设的报警评估阈值（0.9-1.0）时，控制器控制报警器发出报警提示。

上述方案的工作原理及其有益效果为：其中，

表示夹爪一9和夹爪二10在夹持不同产品质量时，根据其自身材料特性以及尺寸的限制下，所得到的夹爪一9和夹爪二10的承压状态指数，/>

示夹爪一9和夹爪二10在多次抓取产品的过程中，其预设的承压状态指数的最大值和公式（1）中计算出的实际值的差对于夹爪一9和夹爪二10其本身状态的影响下所得到的基础的安全强度指数，然后通过/>

对基础的安全强度指数做修正得到该抓取机构的报警评估值。

当夹爪一9和夹爪二10经过多次受力时，利用力传感器、计数器检测检测夹爪一9和夹爪二10工作过程中所承受的压力，控制器利用公式（1）得到夹爪一9和夹爪二10的承压状态指数和公式（2）计算出该抓取机构的报警评估值，若该抓取机构的报警评估值不在预设报警评估阈值时，控制器控制报警器发出报警提示，提醒操作者应检测夹爪一9和夹爪二10的强度，防止夹爪一9和夹爪二10发生断裂或者损坏，提高了装置的安全性和可靠性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

多工位抓取机构包括连接头（1）、固定板（2）和多工位抓取装置（3），通过连接头（1）与任意六轴机械臂输出端连接，连接头（1）顶部与固定板（2）固定连接，固定板（2）前端设有若干组用于抓取电池盒的多工位抓取装置（3）；

多工位抓取装置（3）通过螺栓与固定板（2）顶部固定连接，多工位抓取装置（3）包括：夹爪气缸固定板（4）、气动调速阀（5）、气动手指（6）和夹手组件，夹爪气缸固定板（4）固定连接于固定板（2）顶部，夹爪气缸固定板（4）前端底部固定连接有气动调速阀（5）和气动手指（6），气动手指（6）底部设有夹手组件；

夹手组件包括：夹爪固定板一（7）、夹爪固定板二（8）、夹爪一（9）、夹爪二（10）和橡胶垫（11），气动手指（6）输出端对称固定连接有夹爪固定板一（7）和夹爪固定板二（8），夹爪固定板一（7）底部固定连接有夹爪一（9），夹爪固定板二（8）底部固定连接有夹爪二（10），夹爪一（9）和夹爪二（10）相互靠近的一侧均设有用于增大摩擦力的橡胶垫（11）；

还包括：若干个力传感器，若干力传感器均匀的设置在夹爪一（9）和夹爪二（10）与电池盒外壁的接触面上，用于检测夹爪一（9）和夹爪二（10）夹持电池盒时，夹爪一（9）和夹爪二（10）与电池盒外壁之间的挤压力；

计数器，计数器设置在气动手指（6）上，用于检测夹爪一（9）和夹爪二（10）的夹持次数；

报警器：报警器设置在固定板（2）的外表面处；

控制器：控制器与力传感器、计数器、报警器电性连接；

控制器基于力传感器、计数器，控制报警器工作，该多工位抓取机构的使用方法包括以下步骤：

步骤1：根据公式(1)和力传感器、计数器的检测值，计算出该多工位抓取装置（3）第i次夹持电池盒时，夹爪一（9）和夹爪二（10）的承压状态指数：

（1）

其中，

为该多工位抓取装置（3）第i次夹持电池盒时，夹爪一（9）和夹爪二（10）的承压状态指数，/>

为该多工位抓取装置（3）第i次夹持电池盒时，若干力传感器检测的最大检测值，/>

为该多工位抓取装置（3）第i次夹持电池盒时，若干力传感器检测的最小检测值，/>

为夹爪一（9）和夹爪二（10）预设的的屈服强度极限值，/>

为夹爪一（9）和夹爪二（10）材料的泊松比，/>

为夹爪一（9）与电池盒的接触面积，/>

为夹爪一（9）与电池盒之间的摩擦系数，/>

为夹爪一（9）的表面粗糙度，/>

为电池盒的表面粗糙度,

步骤2：基于计数器的检测值，通过公式（2）来计算该多工位抓取装置（3）的报警评估值，若该多工位抓取装置（3）的报警评估值不在预设报警评估阈值时，控制器控制报警器报警：

（2）

其中，

为该多工位抓取装置（3）的报警评估值，M为计数器的检测值，/>

为修正系数，取值为大于0小于1，为考虑夹爪一（9）和夹爪二（10）使用环境的因素设置，/>

为预设的夹爪一（9）和夹爪二（10）的最大承压状态指数，/>

为自然常数，取值为2.72，K为夹爪一（9）和夹爪二（10）当前的损伤系数，取值为大于0小于1，为考虑夹爪一（9）和夹爪二（10）结构安装过程中的因素设置；

步骤3：控制器将该多工位抓取装置（3）的报警评估值与预设的报警评估阈值进行比较，当该多工位抓取装置（3）的报警评估值不在预设的报警评估阈值时，控制器控制报警器发出报警提示。

2.根据权利要求1所述的一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

在连接头（1）内环且与六轴机械臂连接处设有连接紧固装置（12），紧固装置（12）包括：环形支架、紧固抱臂组件和辅助锁紧组件，环形支架外壁与连接头（1）内环壁固定连接，紧固抱臂组件和辅助锁紧组件均安装于环形支架上，连接头（1）通过紧固抱臂组件与六轴机械臂输出端连接，并在调节好连接头（1）的角度后通过辅助锁紧组件将该连接头（1）与六轴机械臂输出端紧固；

环形支架包括：弧形固定板（13）、弧形滑轨（14）和弧形槽（15），两组弧形滑轨（14）对称固定连接于弧形固定板（13）两侧，且在弧形固定板（13）内设有若干滚珠，弧形滑轨（14）为空心结构，且在其前端壁上开设有弧形槽（15）。

3.根据权利要求2所述的一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

紧固抱臂组件包括：弧形连接板一（16）、气缸安装箱（17）、第一连接板（18）、顶紧块（19）、抱臂（20）、紧固臂（21）、压力气囊（22）、弧形连接板二（23）和把手（24），位于弧形滑轨（14）左侧的弧形连接板一（16）前后两侧对称固定连接有两组抱臂（20），且抱臂（20）的形状与弧形滑轨（14）内的空心滑轨形状配合并且在弧形连接板一（16）的带动下能够沿着相应的弧形滑轨（14）周向移动，位于弧形滑轨（14）右侧的弧形连接板二（23）前后两侧对称固定连接有两组紧固臂（21），且紧固臂（21）的形状与弧形滑轨（14）内的空心滑轨形状配合并且在弧形连接板二（23）的带动下能够沿着相应的弧形滑轨（14）周向移动。

4.根据权利要求3所述的一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

两组把手（24）对称设于弧形槽（15）内，且把手（24）沿着弧形槽（15）内壁做周向移动，位于弧形滑轨（14）左侧的把手（24），且该把手（24）伸入弧形槽（15）内的一端与弧形连接板一（16）固定连接，位于弧形滑轨（14）右侧的把手（24），且该把手（24）伸入弧形槽（15）内的一端与弧形连接板二（23）固定连接，两组气缸安装箱（17）对称固定连接于弧形连接板一（16）和弧形连接板二（23）外圈壁，且气缸安装箱（17）内设有驱动气缸，驱动气缸输出轴与第一连接板（18）固定连接，第一连接板（18）前端固定连接有顶紧块（19），且顶紧块（19）能够收回到气缸安装箱（17）内，围绕抱臂（20）和紧固臂（21）内圈上设有若干压力气囊（22），且在抱臂（20）端部设有若干连接齿（201），通过抱臂（20）上的若干连接齿（201）与辅助锁紧组件配合连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

辅助锁紧组件包括：防尘箱（25）、矩形中空支架（26）、驱动电机（27）、凸轮（28）、制动齿（29），防尘箱（25）与紧固臂（21）外壁固定连接，且防尘箱（25）与紧固臂（21）的空腔贯通，矩形中空支架（26）、驱动电机（27）、凸轮（28）均设于防尘箱（25）内，矩形中空支架（26）与防尘箱（25）内壁上下滑动连接，矩形中空支架（26）靠近连接齿（201）的一端设有若干制动齿（29），抱臂（20）上设置的若干连接齿（201）与制动齿（29）相啮合，驱动电机（27）固定连接于防尘箱（25）内壁后端，且驱动电机（27）输出轴上固定套接有凸轮（28），驱动电机（27）通过凸轮（28）带动矩形中空支架（26）向上移动从而与抱臂（20）上设置的若干连接齿（201）相啮合。

6.根据权利要求3所述的一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

夹爪一（9）和夹爪二（10）内均为空腔结构，且该空腔内设有相同的产品保护装置，产品保护装置包括：安装箱体（30）、缓冲弹簧一（31）、安装腔一（32）、空槽（33）、气泵（34）、第一连杆（35）、连接弹簧（36）、缓冲环（37）、保护层（38）、缓冲组件层（39）、支撑气囊（40）、限位滑块（41）、限位滑槽（42），安装箱体（30）固定连接于夹爪一（9）内的空腔中，安装箱体（30）内设有两组安装腔一（32）和空槽（33），且两组安装腔一（32）以空槽（33）中轴线对称设置，安装腔一（32）内设有缓冲弹簧一（31），第一连杆（35）靠近安装腔一（32）的一端滑动贯穿安装箱体（30）并伸入安装腔一（32）中，第一连杆（35）伸入安装腔一（32）的一端与缓冲弹簧一（31）固定连接，第一连杆（35）远离安装腔一（32）的一端与保护层（38）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

第一连杆（35）外壁等间距套接有若干缓冲环（37），缓冲环（37）内壁固定连接有限位滑块（41），第一连杆（35）外壁开设有限位滑槽（42），缓冲环（37）通过限位滑块（41）在第一连杆（35）外壁开设的限位滑槽（42）内滑动连接；

相邻设置的缓冲环（37）之间通过连接弹簧（36）固定连接，气泵（34）安装于空槽（33）内，且气泵（34）通过气管与支撑气囊（40）连通；

保护层（38）远离第一连杆（35）的端面上设有缓冲组件层（39）。

8.根据权利要求7所述的一种用于电池盒搬运的多工位抓取机构的使用方法，其特征在于：

缓冲组件层（39）包括：安装板（43）、抗压组件（44）和橡胶块（45），安装板（43）与保护层（38）固定连接，安装板（43）上等间距设有若干抗压组件（44），相连两组抗压组件（44）之间固定连接有橡胶块（45）；

抗压组件（44）包括：矩形凹槽一（46）、第二连杆（47）、弹力球（48）、安装套（49）、矩形凹槽二（50），安装套（49）靠近安装板（43）的一端与安装板（43）固定连接，安装套（49）内壁上等间距设有若干矩形凹槽二（50），第二连杆（47）外壁上设有若干与环形凹槽二（50）相匹配的矩形凹槽一（46），且矩形凹槽一（46）和环形凹槽二（50）之间安装有弹力球（48），第二连杆（47）与安装套（49）内壁滑动连接。

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