CN115847468B

CN115847468B - 一种工业机器人夹持装置

Info

Publication number: CN115847468B
Application number: CN202310135997.0A
Authority: CN
Inventors: 赵宏宇
Original assignee: Changchun Vocational Institute of Technology
Current assignee: Changchun Vocational Institute of Technology
Priority date: 2023-02-20
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2043-02-20
Also published as: CN115847468A

Abstract

本发明公开了一种工业机器人夹持装置，涉及工业机器人技术领域，包括安装框，安装框的上端面固连有驱动电机，安装框的上端面固定连接有防护壳，驱动电机位于防护壳的内部，驱动电机的输出轴贯穿安装框内腔顶，且驱动电机的输出轴固连有输出轴套，该工业机器人夹持装置，能够有效的避免驱动电机持续给力造成夹具对易损物体表面的夹持力度过大，产生凹陷的情况，降低物体损坏的几率，并且改变了传统通过检测模块来防止夹持力度过载的现象，避免检测模块受到碎屑灰尘影响导致检测失灵，确保了夹持物体不会因夹持装置持续给力受到破损的情况，可以在夹持的同时产生吸力将物体进行吸附，加大了夹持的稳定性，避免因物体在移动时出现下坠受损的现象。

Description

一种工业机器人夹持装置

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体为一种工业机器人夹持装置。

背景技术

目前，随着工业自动化的不断发展与应用，在工业生产中，工业机器人的应用越来越多，工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，工业机器人的夹持装置被广泛运用在在工厂车间等，即需要搬送运输或者是加工各种零件的地方；

现有的工业机器人夹持装置需要通过驱动电机持续给力将加工的物体进行夹持，在持续给力的过程中会出现夹持力度过载的现象，而传统的夹持装置是通过检测模块来检测夹持物体的力度，但夹具若在夹持塑料物品进行切削打磨时，切削产生的碎屑会四处乱溅黏附到检测模块上，使得检测模块失灵导致夹持力度得不到有效控制，会让塑料器具的表面产生凹型或破损的情况，另外在夹持光滑的物体时，夹持装置的内部通常设置有防滑垫，但防滑垫在长时间使用后防滑垫表面的防滑层会出现磨损，或者沾染大量灰尘，从而降低了防滑效果，容易在工业机器人夹持装置移动物体时出现物体打滑下坠的现象，进而出现了夹持不稳导致夹持加工工作的中断。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种工业机器人夹持装置，解决了现有的工业机器人夹持装置需要通过驱动电机持续给力将加工的物体进行夹持，在持续给力的过程中会出现夹持力度过载的现象，而传统的夹持装置是通过检测模块来检测夹持物体的力度，但夹具若在夹持塑料物品进行切削打磨时，切削产生的碎屑会四处乱溅黏附到检测模块上，使得检测模块失灵导致夹持力度得不到有效控制，会让塑料器具的表面产生凹型或破损的情况，另外在夹持光滑的物体时，夹持装置的内部通常设置有防滑垫，但防滑垫在长时间使用后防滑垫表面的防滑层会出现磨损，或者沾染大量灰尘，从而降低了防滑效果，容易在工业机器人夹持装置移动物体时出现物体打滑下坠的现象，进而出现了夹持不稳导致夹持加工工作的中断的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种工业机器人夹持装置，包括安装框，所述安装框的上端面固定连接有驱动电机，所述安装框的上端面固定连接有防护壳，所述驱动电机位于防护壳的内部，所述驱动电机的输出轴贯穿安装框内腔顶，且驱动电机的输出轴固定连接有输出轴套；

所述安装框的内腔底转动连接有多角凸轮，所述多角凸轮的上端面固定连接有六棱柱套，所述安装框的内腔底通过滑槽对称滑动连接有滑杆，所述滑杆的上端面均匀等距固定连接有圆柱，所述输出轴套的内腔壁通过滑槽配合滑块滑动连接有滑柱，所述滑块贯穿滑槽的一端固定连接有锥形柱，所述输出轴套的内腔顶固定连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧的下端与滑柱固定连接，所述滑柱靠近多角凸轮的一面固定连接有六棱柱，两个所述滑杆的下端面通过滑槽均滑动连接有活动块，所述活动块贯穿安装框底部的一端固定连接有夹持板，所述夹持板的上端面对称转动连接有转动轴，所述滑杆的上端面固定连接有支撑杆，所述支撑杆靠近输出轴套的一端转动连接有转轮。

优选的，所述安装框靠近夹持板的一面固定连接有限位绳，所述限位绳贯穿夹持板内腔的一端固定连接有活塞板。

优选的，所述夹持板的内腔顶对称固定连接有限位弹簧，所述限位弹簧的下端与活塞板固定连接，所述夹持板的内腔壁均匀等距连通有不少于四个吸附管，所述夹持板的外表面均匀连通有不少于四个出气管。

优选的，所述出气管的一端与安装框的内腔相连通，所述吸附管的内腔壁固定连接有第一锥形套，所述吸附管的内腔壁均固定连接有第一弹簧伸缩杆，所述第一弹簧伸缩杆靠近第一锥形套的一端均固定连接有锥形塞。

优选的，所述出气管的内腔壁均固定连接有第二锥形套，所述出气管的内腔壁均固定连接有安装块，所述安装块靠近第二锥形套的一侧固定连接有第二弹簧伸缩杆，所述第二弹簧伸缩杆远离安装块的一端固定连接有密封球。

优选的，所述安装框的下端面对称固定连接有小齿条，所述夹持板的侧壁贯穿转动连接有转轴，所述转轴的一端固定连接有小齿轮。

优选的，所述小齿轮与小齿条相啮合，所述转轴的一端固定连接有第一连杆，所述第一连杆远离转轴的一端转动连接有第二连杆，所述夹持板的一面通过滑槽滑动连接有清理杆，所述滑杆通过活动杆与安装框内腔壁的滑槽滑动连接。

优选的，所述第二连杆的下端与清理杆转动连接，所述活动杆贯穿安装框外壁的一端固定连接有斜槽框，所述夹持板的一面连通有泄气管。

优选的，所述泄气管的内腔壁贯穿滑动连接有密封板，所述密封板的一端贯穿转动连接有滑轴，所述滑轴的一端与斜槽框滑动连接。

（三）有益效果

本发明所提供的工业机器人夹持装置，具备以下有益效果：

1、在滑杆移动短距离后带动活动块以及夹持板相互靠近，便可将需要加工的塑料物品进行夹持，当到达设定的夹持力度后，滑杆上的两个支撑杆以及转轮会持续相互靠近，使得转轮挤压锥形柱，锥形柱受到挤压会在输出轴套的外壁滑动，进而同步带动滑柱在输出轴套的内腔向上滑动，拉动六棱柱从六棱柱套中脱离，使得输出轴套自转，便不会持续带动多角凸轮转动使两个滑杆带动夹板持续给力夹持，能够有效的避免驱动电机持续给力造成夹具对易损物体表面的夹持力度过大，产生凹陷的情况，降低物体损坏的几率，并且改变了传统通过检测模块来防止夹持力度过载的现象，避免检测模块受到碎屑灰尘影响导致检测失灵，确保了夹持物体不会因夹持装置持续给力受到破损的情况；

2、在传统夹持装置中因设置防滑垫易出现磨损或黏附灰尘，导致后续防滑效果下降，无法在夹持装置移动物体时起到防滑作用，本发明通过吸附管配合活塞板的作用可在夹持的同时产生吸力将物体进行吸附，加大了夹持的稳定性，有效地防止了物体在移动时出现下坠受损的现象；

3、当不需要夹持吸附易损物体时，密封板会首先打开泄气管内的漏孔，可以破坏夹持板内腔产生的真空，使得吸附管失去吸力，从而不会持续对塑料物品进行吸附，有利于两个夹持板能够顺利分开，避免在分开时持续产生吸力导致塑料物品持续吸附，导致夹持装置无法打开的情况；

4、在两个夹持板滑动远离复位成初始状态时，小齿轮会与小齿条相啮合，使得小齿轮带动转轴发生转动，便会带动第一连杆向下转动顶动第二连杆同步向下转动打开，进而带动清理杆顺着夹持板一面的滑槽向下滑动，能够让清理杆对夹持板夹持面的和污渍进行刮除清理，避免夹持装置夹持带有污渍的物体，导致污渍黏附在夹持板内壁，造成难以清理需要更换夹持装置夹持板的现象，降低了后续清洁加工后的物体或者夹具的劳动强度，确保了夹具的洁净。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明图1中A区域放大结构示意图；

图3为本发明驱动电机与输出轴套安装结构示意图；

图4为本发明图3中B区域放大结构示意图；

图5为本发明夹持板局部剖切结构示意图；

图6为本发明图5中C区域放大结构示意图；

图7为本发明图5中D区域放大结构示意图；

图8为本发明限位绳与活塞板安装结构示意图；

图9为本发明图8中E区域放大结构示意图；

图10为本发明后视整体安装结构示意图；

图11为本发明图10中F区域放大结构示意图。

图中：1、安装框；2、驱动电机；3、防护壳；

41、输出轴套；42、多角凸轮；43、六棱柱套；44、滑杆；45、圆柱；46、滑柱；47、支撑弹簧；48、六棱柱；49、锥形柱；410、活动块；411、夹持板；412、支撑杆；413、转轮；414、滑块；

51、转动轴；52、限位绳；53、活塞板；54、限位弹簧；55、吸附管；56、出气管；57、第一锥形套；58、锥形塞；59、第一弹簧伸缩杆；510、活动杆；511、第二锥形套；512、安装块；513、第二弹簧伸缩杆；514、密封球；515、小齿条；516、小齿轮；517、转轴；518、第一连杆；519、第二连杆；520、清理杆；521、斜槽框；522、密封板；523、泄气管；524、滑轴。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1至图6和图8和图9，一种工业机器人夹持装置，包括安装框1，安装框1的上端面固定连接有驱动电机2，安装框1的上端面固定连接有防护壳3，驱动电机2位于防护壳3的内部，所述驱动电机2的输出轴贯穿安装框1内腔顶，且驱动电机2的输出轴固定连接有输出轴套41；

安装框1的内腔底转动连接有多角凸轮42，多角凸轮42的上端面固定连接有六棱柱套43，安装框1的内腔底通过滑槽对称滑动连接有滑杆44，滑杆44的上端面均匀等距固定连接有圆柱45，输出轴套41的内腔壁通过滑槽配合滑块414滑动连接有滑柱46，滑块414贯穿滑槽的一端固定连接有锥形柱49，输出轴套41的内腔顶固定连接有支撑弹簧47，支撑弹簧47的下端与滑柱46固定连接，滑柱46靠近多角凸轮42的一面固定连接有六棱柱48，两个滑杆44的下端面通过滑槽均滑动连接有活动块410，活动块410贯穿安装框1底部的一端固定连接有夹持板411，夹持板411的上端面对称转动连接有转动轴51，滑杆44的上端面固定连接有支撑杆412，支撑杆412靠近输出轴套41的一端转动连接有转轮413，活动块410与滑杆44下端面的滑槽滑动连接，其滑槽是用于在滑杆44初始移动时不会立刻带动夹持板411靠近，而是先关闭泄气管523再带动夹持板411靠近夹持。

实施例二

请参阅图1至图3和图5和图7至图11，安装框1靠近夹持板411的一面固定连接有限位绳52，限位绳52贯穿夹持板411内腔的一端固定连接有活塞板53，限位绳52位于两个转动轴51之间；

夹持板411的内腔顶对称固定连接有限位弹簧54，限位弹簧54的下端与活塞板53固定连接，夹持板411的内腔壁均匀等距连通有不少于四个吸附管55，夹持板411的外表面均匀连通有不少于四个出气管56，出气管56与安装框1连通可以在排气时对安装框1的内腔进行吹气，将安装框1内部的碎屑灰尘吹送至安装框1下部的凹槽落出；

出气管56的一端与安装框1的内腔相连通，吸附管55的内腔壁固定连接有第一锥形套57，吸附管55的内腔壁均固定连接有第一弹簧伸缩杆59，第一弹簧伸缩杆59靠近第一锥形套57的一端均固定连接有锥形塞58，第一锥形套57、第一弹簧伸缩杆59与锥形塞58组成了一个单向阀机构，且吸附管55为L型形状；

出气管56的内腔壁均固定连接有第二锥形套511，出气管56的内腔壁均固定连接有安装块512，安装块512靠近第二锥形套511的一侧固定连接有第二弹簧伸缩杆513，第二弹簧伸缩杆513远离安装块512的一端固定连接有密封球514，密封球514初始状态下与第二锥形套511相卡合，使得出气管56为关闭状态。

实施例三

请参阅图1至图3和图5和图7至图11，安装框1的下端面对称固定连接有小齿条515，夹持板411的侧壁贯穿转动连接有转轴517，转轴517的一端固定连接有小齿轮516，活动杆510作为驱动泄气管523进行泄气的驱动源，可以在滑杆44反向移动复位成初始状态前及时打开泄气管523；

小齿轮516与小齿条515相啮合，转轴517的一端固定连接有第一连杆518，第一连杆518远离转轴517的一端转动连接有第二连杆519，夹持板411的一面通过滑槽滑动连接有清理杆520，滑杆44通过活动杆510与安装框1内腔壁的滑槽滑动连接，清理杆520在两个夹持板411相互靠近时，小齿轮516再次啮合小齿条515，便会带动第一连杆518与第二连杆519发生转动收缩，让清理杆520位于夹持板411的上部，则不会影响夹持板411夹持物体；

第二连杆519的下端与清理杆520转动连接，活动杆510贯穿安装框1外壁的一端固定连接有斜槽框521，夹持板411的一面连通有泄气管523，泄气管523用作在不需要夹持时，能够先排出夹持板411内的气体使吸附管55不再吸附物体；

泄气管523的内腔壁贯穿滑动连接有密封板522，密封板522的一端贯穿转动连接有滑轴524，滑轴524的一端与斜槽框521滑动连接，泄气管523的内腔壁开设有漏孔，密封板522初始状态下没有将漏孔进行堵塞。

以下为上述实施例一至实施例三的全部工作过程：

首先将整个安装框1与工业机器人进行安装，之后将驱动电机2与工业机器人的系统电性连接，在需要夹持易损物体进行切削加工时，开启驱动电机2带动输出轴套41转动，由于初始状态六棱柱48插接在六棱柱套43内，便会同步带动多角凸轮42转动，多角凸轮42转动时其外壁的凸角会拨动圆柱45带动滑杆44移动，使得两个滑杆44相互滑动靠近，滑杆44移动时其下部的槽壁会抵触到活动块410，会在滑杆44移动短距离后带动活动块410以及夹持板411相互靠近，便可将需要加工的易损物体进行夹持，实际设置中可以根据所需的夹持物体的大小来安装两个支撑杆412以及转轮413的位置，当到达设定的夹持大小后，滑杆44上的两个支撑杆412以及转轮413会持续相互靠近，使得转轮413挤压锥形柱49，锥形柱49受到挤压会在输出轴套41的外壁滑动，进而同步带动滑柱46在输出轴套41的内腔向上滑动，拉动六棱柱48从六棱柱套43中脱离，使得输出轴套41自转，便不会持续带动多角凸轮42转动使两个滑杆44带动夹持板411持续给力夹持，能够有效的避免驱动电机2持续给力造成夹具对易损物体表面的夹持力度过大，产生凹陷的情况，降低物体损坏的几率，并且改变了传统通过检测模块来防止夹持力度过载的现象，避免检测模块受到碎屑灰尘影响导致检测失灵，确保了夹持物体不会因夹持装置持续给力受到破损的情况；

进一步的，在两个滑杆44相互靠近时，会首先带动活动杆510以及斜槽框521向中部靠近，此时由于活动块410在滑杆44下部的滑槽内滑动，因此在滑槽滑动的过程中不会带动夹持板411移动，斜槽框521移动会通过斜槽挤压滑轴524顶动密封板522向下移动，使得密封板522向下堵塞泄气管523内腔的漏孔，之后随着滑杆44持续移动其下部与活动块410滑动连接的滑槽会抵触到活动块410，进而带动活动块410以及夹持板411相互靠近，此时限位绳52的长度有限，不会随着夹持板411移动，使得限位绳52拉动活塞板53向上移动，活塞板53向上抽气时产生的气体会吸附锥形塞58压缩第一弹簧伸缩杆59，便会让第一锥形套57的漏孔打开产生吸力，且吸力产生时同样会吸附密封球514持续靠近第二锥形套511，不会让出气管56打开，形成了单向阀的效果，让夹持板411的内腔形成真空，可以将夹持的物体进行吸附，避免了传统因设置防滑垫出现磨损或黏附灰尘，导致后续防滑效果下降，无法在夹持装置移动物体时起到防滑作用，通过吸附管55配合活塞板53的作用可在夹持的同时产生吸力将物体进行吸附，加大了夹持的稳定性，有效地防止了物体在移动时出现下坠受损的现象；

进一步的，当驱动电机2停止转动准备反转时，输出轴套41内的支撑弹簧47复位回弹顶动滑柱46、六棱柱48以及锥形柱49下降，此时锥形柱49下降会抵触转轮413带动滑杆44向两侧短距离滑动，由于滑杆44下部滑槽的作用便不会立即带动活动块410以及夹持板411移动，在支撑弹簧47复位回弹顶动六棱柱48向下时，首先六棱柱48会与六棱柱套43的上表面相贴合，之后随着驱动电机2开始反转，便会让六棱柱48偏转并与六棱柱套43的槽相吻合，这时支撑弹簧47持续顶动滑柱46与六棱柱48向下移动，使六棱柱48与六棱柱套43相卡合从而带动六棱柱套43以及多角凸轮42转动，便会让多角凸轮42反向转动顶动圆柱45以及滑杆44向两侧移动，由于此时活动块410还处于滑杆44下的滑槽内，因此不会带动活动块410以及夹持板411移动，这时滑杆44会带动斜槽框521的斜槽重新挤压滑轴524使密封板522向上移动，便会打开泄气管523内的漏孔，可以破坏夹持板411内腔产生的真空，使得吸附管55失去吸力，从而不会持续对物体进行吸附，有利于两个夹持板411能够顺利分开，避免在分开时持续产生吸力导致物体被持续吸附导致夹持装置无法打开的情况；

并且在驱动电机2正转带动滑杆44与夹持板411靠近夹持物体后，转轮413顶动锥形柱49向上并拉动滑柱46和六棱柱48同步向上，此时六棱柱48不与六棱柱套43卡合，若夹持板411出现位移带动滑杆44向两侧移动时，支撑弹簧47会复位顶动滑柱46与六棱柱48下降，使六棱柱48再次与六棱柱套43卡合带动多角凸轮42转动，便可让多角凸轮42重新拨动圆柱45使滑杆44与夹持板411相互靠近对物体进行有效的夹持，因此在驱动电机2持续正转的情况下，夹持板411不会出现松动的情况，会保持恒定的夹持力；

更进一步的，在两个夹持板411滑动远离复位成初始状态时，小齿轮516会与小齿条515相啮合，使得小齿轮516带动转轴517发生转动，便会带动第一连杆518向下转动顶动第二连杆519同步向下转动打开，进而带动清理杆520顺着夹持板411一面的滑槽向下滑动，能够让清理杆520对夹持板411夹持面的碎屑和污渍进行刮除清理，避免夹持装置夹持带有污渍的物体，导致污渍黏附在夹持板411内壁，造成难以清理需要更换夹持装置夹持板411的现象，降低了后续清洁加工后的物体或者夹具的劳动强度，确保了夹具的洁净。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种工业机器人夹持装置，包括安装框（1），其特征在于：所述安装框（1）的上端面固定连接有驱动电机（2），所述安装框（1）的上端面固定连接有防护壳（3），所述驱动电机（2）位于防护壳（3）的内部；

所述驱动电机（2）的输出轴贯穿安装框（1）内腔顶，且驱动电机（2）的输出轴固定连接有输出轴套（41），所述安装框（1）的内腔底转动连接有多角凸轮（42），所述多角凸轮（42）的上端面固定连接有六棱柱套（43），所述安装框（1）的内腔底通过滑槽对称滑动连接有滑杆（44），所述滑杆（44）的上端面均匀等距固定连接有圆柱（45），所述输出轴套（41）的内腔壁通过滑槽配合滑块（414）滑动连接有滑柱（46），所述滑块（414）贯穿滑槽的一端固定连接有锥形柱（49），所述输出轴套（41）的内腔顶固定连接有支撑弹簧（47），所述支撑弹簧（47）的下端与滑柱（46）固定连接，所述滑柱（46）靠近多角凸轮（42）的一面固定连接有六棱柱（48），两个所述滑杆（44）的下端面通过滑槽均滑动连接有活动块（410），所述活动块（410）贯穿安装框（1）底部的一端固定连接有夹持板（411），所述夹持板（411）的上端面对称转动连接有转动轴（51），所述滑杆（44）的上端面固定连接有支撑杆（412），所述支撑杆（412）靠近输出轴套（41）的一端转动连接有转轮（413）。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述安装框（1）靠近夹持板（411）的一面固定连接有限位绳（52），所述限位绳（52）贯穿夹持板（411）内腔的一端固定连接有活塞板（53）。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述夹持板（411）的内腔顶对称固定连接有限位弹簧（54），所述限位弹簧（54）的下端与活塞板（53）固定连接，所述夹持板（411）的内腔壁均匀等距连通有不少于四个吸附管（55），所述夹持板（411）的外表面均匀连通有不少于四个出气管（56）。

4.根据权利要求3所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述出气管（56）的一端与安装框（1）的内腔相连通，所述吸附管（55）的内腔壁固定连接有第一锥形套（57），所述吸附管（55）的内腔壁均固定连接有第一弹簧伸缩杆（59），所述第一弹簧伸缩杆（59）靠近第一锥形套（57）的一端均固定连接有锥形塞（58）。

5.根据权利要求4所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述出气管（56）的内腔壁均固定连接有第二锥形套（511），所述出气管（56）的内腔壁均固定连接有安装块（512），所述安装块（512）靠近第二锥形套（511）的一侧固定连接有第二弹簧伸缩杆（513），所述第二弹簧伸缩杆（513）远离安装块（512）的一端固定连接有密封球（514）。

6.根据权利要求1所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述安装框（1）的下端面对称固定连接有小齿条（515），所述夹持板（411）的侧壁贯穿转动连接有转轴（517），所述转轴（517）的一端固定连接有小齿轮（516）。

7.根据权利要求6所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述小齿轮（516）与小齿条（515）相啮合，所述转轴（517）的一端固定连接有第一连杆（518），所述第一连杆（518）远离转轴（517）的一端转动连接有第二连杆（519），所述夹持板（411）的一面通过滑槽滑动连接有清理杆（520），所述滑杆（44）通过活动杆（510）与安装框（1）内腔壁的滑槽滑动连接。

8.根据权利要求7所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述第二连杆（519）的下端与清理杆（520）转动连接，所述活动杆（510）贯穿安装框（1）外壁的一端固定连接有斜槽框（521），所述夹持板（411）的一面连通有泄气管（523）。

9.根据权利要求8所述的一种工业机器人夹持装置，其特征在于：所述泄气管（523）的内腔壁贯穿滑动连接有密封板（522），所述密封板（522）的一端贯穿转动连接有滑轴（524），所述滑轴（524）的一端与斜槽框（521）滑动连接。