CN115946144A - 机械臂末端夹具 - Google Patents

Abstract

本公开是关于机械臂末端夹具。该机械臂末端夹具，包括：机械臂末端夹具快换顶座和机械臂末端夹具快换底座；机械臂末端夹具快换顶座的一端与机械臂夹取目标固连；机械臂末端夹具快换底座的一端与机械臂本体固连；机械臂末端夹具快换顶座的另一端设置导向槽，机械臂末端夹具快换底座的另一端设置凸台，凸台与导向槽的形状匹配以实现子口配合。本公开通过导向槽和导向凸台的机械结构设计，保证机械臂末端夹具快换顶座和机械臂末端夹具快换底座之间定位准确，同时也保证机械臂末端夹具快换顶座和机械臂末端夹具快换底座之间连接可靠。

Description

机械臂末端夹具

技术领域

本公开涉及机械技术领域，尤其涉及机械臂末端夹具。

背景技术

随着机械臂在工业领域、消费服务领域应用越来越广，相应的末端夹具种类越来越多。对于执行多工序的机械臂应用场景，末端夹具需要不停的更换，目前的机械臂末端夹具在更换时需要气泵原理实现。但气泵系统结构复杂，需要单独配置气泵系统和管路，占用空间。

因此，如何简化机械臂末端夹具结构，以减少机械臂所占用的空间成为亟待解决的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供机械臂末端夹具。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种机械臂末端夹具，包括：

机械臂末端夹具快换顶座和机械臂末端夹具快换底座；

所述机械臂末端夹具快换顶座的一端与机械臂夹取目标固连；

所述机械臂末端夹具快换底座的一端与机械臂本体固连；

所述机械臂末端夹具快换顶座的另一端设置导向槽，所述机械臂末端夹具快换底座的另一端设置凸台，所述凸台与所述导向槽的形状匹配以实现子口配合。

在一个实施例中，

所述导向槽为楔形燕尾导向槽；

所述凸台为楔形燕尾凸台。

在一个实施例中，

所述机械臂末端夹具快换底座还设置弹簧销和拨杆；

所述凸台中设置用于固定所述弹簧销的腔体，所述弹簧销位于所述腔体内；所述弹簧销包括：销体和位于所述销体一端的弹簧，所述销体的一端位于所述凸台的台面外侧；

所述拨杆的一端位于所述机械臂末端夹具快换底座的外侧，所述拨杆的另一端与所述销体连接，且所述拨杆在拨动时可带动所述销体压缩所述弹簧以朝向所述凸台内侧运动；

所述机械臂末端夹具快换顶座的导向槽内设置与所述销体配合的销孔。

在一个实施例中，所述机械臂末端夹具快换顶座的一端与所述机械臂夹取目标通过螺钉锁紧方式固连在一起。

在一个实施例中，所述机械臂末端夹具快换顶座的一端设置连接板，所述连接板位于所述机械臂夹取目标的夹取部的一侧；

盖板位于所述夹取部的另一侧；

所述连接板与所述盖板通过螺钉锁紧方式固连在一起。

在一个实施例中，所述机械臂末端夹具快换底座的一端与所述机械臂本体通过螺钉锁紧方式固连在一起。

在一个实施例中，所述机械臂本体设置定位销，所述机械臂末端夹具快换底座的一端与所述定位销对应的位置设置定位孔，所述定位销插入所述定位孔内。

在一个实施例中，所述机械臂末端夹具快换顶座的材料为塑料。

在一个实施例中，所述机械臂末端夹具快换底座的材料为塑料。

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，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具快换顶座与机械臂夹取目标连接后的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具快换顶座与机械臂夹取目标连接后的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具快换底座与机械臂本体连接后的结构示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具快换底座的结构示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具的结构示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具的剖面图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

随着机械臂在工业领域、消费服务领域应用越来越广，相应的末端夹具种类越来越多。通常情况下，每一种末端夹具只能执行单一的或者同类别的业务。比如现在市面流行的末端夹具有二指夹爪、三指夹爪、灵巧手、吸盘、搅拌器等等。机械臂就像人的胳膊，末端夹具像人手，两者配合才能完成相应的任务。对于执行单一工序的机械臂应用场景，末端夹具通常不需要频繁更换，末端夹具和机械臂之间的连接一般是销定位加螺钉锁紧。对于执行多工序的机械臂应用场景，末端夹具需要不停的更换。在工业领域，机械臂更换末端夹具需要气泵原理或者电磁原理实现。在消费服务领域，机械臂通常是轻型协作式机械臂，机械臂末端允许最大负载较低，机械臂末端供电电流小。再加上消费服务领域对环境卫生、噪音、美观等方面要求严格，所以通过气泵原理或者电磁原理实现末端夹具快速更换已不可行。

通过上述的分析可知，无论是工业场景还是消费服务场景，机械臂与末端夹具的连接方式都存在一定的问题。

一、在通过气泵原理实现机械臂与末端夹具连接时，存在以下问题：

1、连接过程噪音大，对环境不利；

2、连接速度快，不易控制，容易产生误操作；

3、系统结构复杂，需要单独配置气泵系统和管路，占用空间；

4、系统设计复杂，硬件成本高；

二、通过电磁原理实现机械臂与末端夹具连接时，存在以下问题：

1、对机械臂末端电流要求高，难以在轻型协作机械臂上实现；

2、对周围环境和设备存在一定的电磁影响；

3、连接过程的速度不受控制，容易产生误操作。

三、通过电动夹爪夹取目标对象上的定位块实现连接

1、电动夹爪重量较重，降低机械臂末端的负载能力；

2、电动夹爪定位块结构，使得负载悬臂较长，降低机械臂末端的负载能力；

3、硬件设计成本较高，维护成本较高。

为了解决上述技术问题，本公开提供一种机械臂末端夹具。

图1是根据一示例性实施例示出的机械臂末端夹具的结构示意图，如图1所示，包括：

机械臂末端夹具快换顶座1和机械臂末端夹具快换底座2；

参见图2-3，机械臂末端夹具快换顶座1的一端与机械臂夹取目标3固连；

参见图1和图4，机械臂末端夹具快换底座2的一端与机械臂本体4固连；

参见图1-6，机械臂末端夹具快换顶座1的另一端设置导向槽11，机械臂末端夹具快换底座2的另一端设置凸台21，凸台21与导向槽11的形状匹配以实现子口配合。

示例的，导向槽11为楔形燕尾导向槽11；凸台21为楔形燕尾凸台21。

本方案中主要介绍的是机械臂末端夹具的快换结构，该快换结构有两部分组成：机械臂末端夹具快换顶座1和机械臂末端夹具快换底座2。其中，机械臂末端夹具快换顶座1的一端与机械臂夹取目标3固连，机械臂末端夹具快换底座2的一端与机械臂本体4固连，在机械臂末端夹具快换顶座1的另一端设计有导向槽11，在机械臂末端夹具快换底座2的另一端设计有凸台21，机械臂末端夹具快换顶座1和机械臂末端夹具快换底座2通过导向槽11和凸台21可以实现子口配合，以达到快速固定连接的目的。

参见图6，在将固定有机械臂夹取目标3的机械臂末端夹具快换顶座1与固定在机械臂本体4上的机械臂末端夹具快换底座2连接时，只需将凸台21滑入导向槽11即可。

本公开通过一种机械结构实现末端夹具和机械臂之间的快速连接，而导向槽11和导向凸台21的结构设计，保证机械臂末端夹具快换顶座1和机械臂末端夹具快换底座2之间定位准确，同时也保证机械臂末端夹具快换顶座1和机械臂末端夹具快换底座2之间连接可靠。

综上，本发明结构简单，通过机械结构实现末端夹具和机械臂快速连接拆卸；本发明系统简单，没有气泵和电磁装置，易于操作；本发明结构噪音小、外形美观、不涉及管路和大电流，比现有技术更适合消费服务领域；本发明成本低，易于推广应用。

在一个实施例中，参见图5-7，机械臂末端夹具快换底座2还设置弹簧销22和拨杆23；

凸台21中设置用于固定弹簧销22的腔体，弹簧销22位于所述腔体内；弹簧销22包括：销体221和位于销体221一端的弹簧222，销体221的一端位于凸台21的台面外侧；

拨杆23的一端位于机械臂末端夹具快换底座2的外侧，拨杆23的另一端与销体221连接，且拨杆23在拨动时可带动销体221压缩弹簧222以朝向凸台21内侧运动；

机械臂末端夹具快换顶座1的导向槽11内设置与销体221配合的销孔12。

其中，快换顶座1和快换底座2通过楔形燕尾导向槽11和凸台21可以实现快速固定连接，为防止两者沿楔形导向方向脱开，在末端快换底座2上设计有由弹簧销22和拨杆23组成的自锁销。当快换顶座1和快换底座2沿楔形燕尾槽方向连接在一起时，自锁销中的销体221在弹簧恢复力的作用下伸入销孔12，将快换顶座1和快换底座2锁在一起。在拆开快换顶座1和快换底座2后，沿着图5的箭头方向拨动拨杆23，将快换顶座1沿着楔形燕尾槽方向滑动，可以实现两者沿楔形导向方向脱开。通过楔形燕尾导向结构、自锁销结构可以实现末端夹具与机械臂之间快速连接和拆卸。

自锁销设计防止快换顶座1和快换底座2之间沿楔形方向脱落，同时方便用户操作。

在一个实施例中，机械臂末端夹具快换顶座1与机械臂夹取目标3可以通过螺钉锁紧方式固连在一起。具体的，参见图2-3：

机械臂末端夹具快换顶座1的一端设置连接板13，连接板13位于机械臂夹取目标3的夹取部的一侧；

盖板14位于夹取部的另一侧；

连接板13与盖板14通过螺钉锁紧方式固连在一起。

以机械臂夹取目标3为杯子为例，那么夹取部即为机械臂夹取杯子的部分，示例的，可以为杯子的把手。

在一个实施例中，机械臂末端夹具快换底座2的一端与机械臂本体4通过螺钉锁紧方式固连在一起。参见图4，机械臂本体4设置定位销，机械臂末端夹具快换底座2的一端与定位销对应的位置设置定位孔，定位销插入定位孔内。

其中，末端快换底座2与机械臂本体4通过销钉定位、螺钉锁紧的方式固连在一起

在一个实施例中，机械臂末端夹具快换顶座1的材料为塑料，机械臂末端夹具快换底座2的材料为塑料。

本方案结构材质为塑料，重量轻，对机械臂负载能力影响较小。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种机械臂末端夹具，其特征在于，包括：

机械臂末端夹具快换顶座和机械臂末端夹具快换底座；

所述机械臂末端夹具快换顶座的一端与机械臂夹取目标固连；

所述机械臂末端夹具快换底座的一端与机械臂本体固连；

所述机械臂末端夹具快换顶座的另一端设置导向槽，所述机械臂末端夹具快换底座的另一端设置凸台，所述凸台与所述导向槽的形状匹配以实现子口配合。

2.根据权利要求1所述的机械臂末端夹具，其特征在于，

所述导向槽为楔形燕尾导向槽；

所述凸台为楔形燕尾凸台。

3.根据权利要求1所述的机械臂末端夹具，其特征在于，

所述机械臂末端夹具快换底座还设置弹簧销和拨杆；

所述凸台中设置用于固定所述弹簧销的腔体，所述弹簧销位于所述腔体内；所述弹簧销包括：销体和位于所述销体一端的弹簧，所述销体的一端位于所述凸台的台面外侧；

所述拨杆的一端位于所述机械臂末端夹具快换底座的外侧，所述拨杆的另一端与所述销体连接，且所述拨杆在拨动时可带动所述销体压缩所述弹簧以朝向所述凸台内侧运动；

所述机械臂末端夹具快换顶座的导向槽内设置与所述销体配合的销孔。

4.根据权利要求1所述的机械臂末端夹具，其特征在于，所述机械臂末端夹具快换顶座的一端与所述机械臂夹取目标通过螺钉锁紧方式固连在一起。

5.根据权利要求4所述的机械臂末端夹具，其特征在于，所述机械臂末端夹具快换顶座的一端设置连接板，所述连接板位于所述机械臂夹取目标的夹取部的一侧；

盖板位于所述夹取部的另一侧；

所述连接板与所述盖板通过螺钉锁紧方式固连在一起。

6.根据权利要求1所述的机械臂末端夹具，其特征在于，所述机械臂末端夹具快换底座的一端与所述机械臂本体通过螺钉锁紧方式固连在一起。

7.根据权利要求6所述的机械臂末端夹具，其特征在于，所述机械臂本体设置定位销，所述机械臂末端夹具快换底座的一端与所述定位销对应的位置设置定位孔，所述定位销插入所述定位孔内。

8.根据权利要求1所述的机械臂末端夹具，其特征在于，所述机械臂末端夹具快换顶座的材料为塑料。

9.根据权利要求1所述的机械臂末端夹具，其特征在于，所述机械臂末端夹具快换底座的材料为塑料。

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