CN116330335A - 一种机器人手装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机器人手装置，包括机械臂和与所述机械臂端部连接的侧置固定架，还包括与所述侧置固定架连接的前置安装架，所述前置安装架和侧置固定架之间夹持安装有内固定架，所述侧置固定架的内侧设置有导滑片和滑杆，所述导滑片固定连接于侧置固定架且滑杆与侧置固定架活动卡合，所述滑杆上沿轴向方向等距铰接有若干弹性杆，所述前置安装架和侧置固定架之间等距设置有与弹性杆数量相等的卡爪，所述卡爪的一端设置有与弹性杆端部相铰接的撑杆且撑杆与弹性杆构成连杆机构，所述撑杆受设置于前置安装架和内固定架上的限位机构约束不能上下位移；本发明相比一般传统的机械手，可以灵活改变形态，实现较为稳定的夹持。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种机器人手装置。
背景技术
机器人手也被称为机械手，是一种工业生产中非常常见的机器，其形态并非是固定的，而是可以随着待生产产品的形态可被设计成与之契合的形态，其作用主要是可以起到运输或夹持产品和工件，一般的机械手其与工件接触的夹持件均为不可调整的平面或者卡齿等，在夹持不规则的产品或工件时不能形成良好的接触，因此缺乏一定的通用性而要设计与该型工件相契合的形态的夹具，较为浪费工时和成本，故而本申请提出一种通用性机械手，其可以相对稳定的夹持一些不甚规则的工件或产品用以克服上述缺陷。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种机器人手装置，以解决上述技术问题。
技术方案
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
一种机器人手装置，包括机械臂和与所述机械臂端部连接的侧置固定架，还包括与所述侧置固定架连接的前置安装架，所述前置安装架和侧置固定架之间夹持安装有内固定架，所述侧置固定架的内侧设置有导滑片和滑杆，所述导滑片固定连接于侧置固定架且滑杆与侧置固定架活动卡合，所述滑杆上沿轴向方向等距铰接有若干弹性杆，所述前置安装架和侧置固定架之间等距设置有与弹性杆数量相等的卡爪，所述卡爪的一端设置有与弹性杆端部相铰接的撑杆且撑杆与弹性杆构成连杆机构，所述撑杆受设置于前置安装架和内固定架上的限位机构约束不能上下位移，所述侧置固定架上还固定安装有输出端与滑杆连接的气缸一。
进一步地，所述滑杆的外周侧对称位置均开设有上下贯通的矩形槽，所述导滑片呈L性固定在侧置固定架的内侧且其一侧卡入滑杆的矩形槽中并能沿着所述矩形槽上下相对竖直移动。
进一步地，所述内固定架的内侧滑移安装有滑动架，所述滑动架包括若干分布在其中部将其表面分成等分的横梁，所述滑动架内部两侧固接有两根导杆，每相邻的两根所述横梁之间均设置有上顶板和下顶板，所述下顶板固定连接于内固定架上，所述上顶板活动套设于导杆外部，所述上顶板和位于其上方的横梁之间弹性支撑有弹簧二，所述弹簧二套设于导杆上。
进一步地，所述上顶板和下顶板的相向面中部均开设有大小相等的半圆槽，上顶板和下顶板贴合后两者的半圆槽构成一个供撑杆穿过的圆形槽。
进一步地，所述限位机构包括有上顶板和固定安装于前置安装架之间的支块构成的，所述支块垫在撑杆外周面的下方，所述上顶板卡在撑杆外周面的上方，所述支块和上顶板的竖直投影不重合。
进一步地，所述侧置固定架的内侧安装有气缸二，所述气缸二的输出端与滑动架固接并驱动滑动架沿内固定架竖直方向上下滑移。
进一步地，所述弹性杆包括有内杆、弹簧一和外杆，所述内杆的一端和弹簧一套设于外杆的内部且内杆通过弹簧一与外杆弹性连接，所述内杆的另一端铰接于滑杆，所述外杆的端部铰接于撑杆。
进一步地，所述前置安装架上设置有弹性块且所述弹性块与卡爪呈现交错设置。
进一步地，所述弹性块的外端开设有一号槽，所述弹性块的中部开设有二号槽。
有益效果：
本发明通过初步夹持后，气缸一可以向下推移带动滑杆向下滑移，从而驱动弹性杆和撑杆构成的连杆机构令撑杆向前滑移，从而推动其上的若干卡爪可以充分的与工件表面接触，灵活的按照不同工件的表面形状改变自身的伸缩状态，可以相对通用的与工件接触，相比一般传统的机械手，可以灵活改变形态，实现较为稳定的夹持；
通过滑动架受到驱动力向下对撑杆施加压力，令撑杆和卡爪以支块为支点发生向上偏转，向上翘起的卡爪端部可以顶住工件的坡面与其接触，从而达到进一步限位的效果，充分与工件的表面紧密抵持，增大夹持力和夹持稳定性，也可以根据实际情况选择不进行如上抵持，灵活调整，实现了功能的多样性；
通过内杆和外杆为可以相互伸缩的关系，因而其可以起到吸收卡爪位移的作用，防止对工件的表面产生过渡抵持，并且设置上顶板和弹簧二的配合也可以达到同理效果，提高机械手自身工作的稳定性，防止损伤工件和自身。
附图说明
图1为本发明一种机器人手装置结构示意图；
图2为本发明一种机器人手装置俯视图；
图3为本发明一种机器人手装置图2的A部分放大示意图；
图4为本发明一种机器人手装置滑动架上的结构示意图；
图5为本发明一种机器人手装置敲击件的三维结构图；
图6为本发明一种机器人手装置剖面结构示意图；
图7为本发明一种机器人手装置图6的B部分放大示意图；
图8为本发明一种机器人手装置弹性杆的拆解示意图。
附图标记如下：
图中：1、机械臂；2、前置安装架；21、支块；22、弹性块；221、一号槽；222、二号槽；3、侧置固定架；31、导滑片；4、弹性杆；41、内杆；42、弹簧一；43、外杆；5、卡爪；51、撑杆；6、内固定架；61、滑动架；611、导杆；612、横梁；613、上顶板；614、下顶板；615、弹簧二；7、气缸一；8、滑杆；9、气缸二。
具体实施方式
下面结合附图1-8和实施例对本发明进一步说明：
如图1-4所示，一种机器人手装置，包括机械臂1和与机械臂1端部连接的侧置固定架3，还包括与侧置固定架3连接的前置安装架2，前置安装架2和侧置固定架3之间夹持安装有内固定架6，侧置固定架3的内侧设置有导滑片31和滑杆8，导滑片31固定连接于侧置固定架3且滑杆8与侧置固定架3活动卡合，滑杆8上沿轴向方向等距铰接有若干弹性杆4，前置安装架2和侧置固定架3之间等距设置有与弹性杆4数量相等的卡爪5，卡爪5的一端设置有与弹性杆4端部相铰接的撑杆51且撑杆51与弹性杆4构成连杆机构，撑杆51受设置于前置安装架2和内固定架6上的限位机构约束不能上下位移，侧置固定架3上还固定安装有输出端与滑杆8连接的气缸一7；
工件在与机械手接触后，由于机械手夹持工件的两侧或者其他固定位置，不能保证与机械手基础的表面为平整状态，因此机械手上设置有若干可以伸缩的卡爪5，通过初步夹持后，气缸一7开始工作向下推移带动滑杆8向下滑移，从而驱动弹性杆4和撑杆51构成的连杆机构令撑杆51向前滑移，从而推动其上的若干卡爪5可以充分的与工件表面接触，灵活的按照不同工件的表面形状改变自身的伸缩状态，可以相对通用的与工件接触，做到灵活夹持，稳定夹持。
进一步的，滑杆8的外周侧对称位置均开设有上下贯通的矩形槽，导滑片31呈L性固定在侧置固定架3的内侧且其一侧卡入滑杆8的矩形槽中并能沿着矩形槽上下相对竖直移动；
如图3所示，通过两侧导滑片31限位令滑杆8可以保持竖直向下运动，矩形槽中可以增加橡胶条和润滑油等物，提高滑移的稳定性。
进一步的，内固定架6的内侧滑移安装有滑动架61，滑动架61包括若干分布在其中部将其表面分成等分的横梁612，滑动架61内部两侧固接有两根导杆611，每相邻的两根横梁612之间均设置有上顶板613和下顶板614，下顶板614固定连接于内固定架6上，上顶板613活动套设于导杆611外部，上顶板613和位于其上方的横梁612之间弹性支撑有弹簧二615，弹簧二615套设于导杆611上；
如图4所示，横梁612将整个滑动架61按照卡爪5的数量将其划分成为若干等分，导杆611穿过各个横梁612延伸至顶底两个部分并稳定不动作为导杆，上顶板613设置为可以沿着导杆611活动的模块，而下顶板614则稳定不动抵持在撑杆51的下方，当滑动架61受到驱动力向下整体位移时，上顶板613可以对撑杆51施加向下的压力，迫使撑杆51以支块21为支点发生偏转，带动卡爪5整体向上翘起，其可以一方面可以对工件形成逆齿，防止其脱落，另外可以对两侧表面不平整存在斜坡的零部件进行进一步夹持，向上翘起的卡爪5端部可以顶住工件的坡面与其接触，从而达到进一步限位的效果，而上顶板613可活动是因为部分卡爪5已经与工件充分接触，由于挤压力这部分卡爪5无法偏转，而滑动架61是为整体滑移，因此上顶板613在不能压迫撑杆51偏转时其可以通过压缩弹簧二615通过其自身相对滑动架61的上移来补偿滑动架61的向下位移，提高机构的容错率和工作的稳定性。
进一步的，上顶板613和下顶板614的相向面中部均开设有大小相等的半圆槽，上顶板613和下顶板614贴合后两者的半圆槽构成一个供撑杆51穿过的圆形槽；
如图5所示，形成的圆形槽孔径正好与撑杆51的直径是相适配的，这可以在撑杆51水平直线运动是起到的一个初步的限位效果，防止偏转，同时可以最大限度的与撑杆51的周面接触，令其在后续的翻转过程中不会出现沿水平方向的便宜，保持其仅在竖直方向翻转且可以工作稳定。
进一步的，限位机构包括有上顶板613和固定安装于前置安装架2之间的支块21构成的，支块21垫在撑杆51外周面的下方，上顶板613卡在撑杆51外周面的上方，支块21和上顶板613的竖直投影不重合；
上顶板613和支块21分别充当撑杆51的上下限位，防止弹性杆4推动其动作时其会产生翻转，由于受到上顶板613和支块21的上下限位，故而撑杆51与弹性杆4构成的机构动作是仅能沿着水平方向运动，另外，下顶板614同时也可以对撑杆51起到向上支撑的作用，其也为撑杆51的下限，辅助对撑杆51进行限位。
进一步的，侧置固定架3的内侧安装有气缸二9，气缸二9的输出端与滑动架61固接并驱动滑动架61沿内固定架6竖直方向上下滑移；
气缸二9驱动滑动架61下移，通过上顶板613将下方的撑杆51向下压迫令其一撑杆51为支点向上翘起。
进一步的，弹性杆4包括有内杆41、弹簧一42和外杆43，内杆41的一端和弹簧一42套设于外杆43的内部且内杆41通过弹簧一42与外杆43弹性连接，内杆41的另一端铰接于滑杆8，外杆43的端部铰接于撑杆51；
如图8所示，其中的内杆41和外杆43为可以相互伸缩的关系，并且受到弹簧一42的约束，其可以起到吸收卡爪5位移的作用，例如当零部件与卡爪5在夹持的初始阶段就有充分接触，因此弹性杆4便不能再推动其向零部件方向位移，而又由于若干弹性杆4的运动状态是同步的，故而连接着不能朝零部件位移的卡爪5的弹性杆4可以通过其自身结构发生收缩来将这部分位移吸收掉，且能增大这部分卡爪5对零部件的抓紧力。
进一步的，前置安装架2上设置有弹性块22且弹性块22与卡爪5呈现交错设置；
如图6和7所示，弹性块22用于填充相邻卡爪5之间的缝隙，增大机械手与零部件之间的接触面积，并且其可以起到对卡爪5有一定的支撑作用。
进一步的，弹性块22的外端开设有一号槽221，弹性块22的中部开设有二号槽222；
如图6和7所示，一号槽221和二号槽222分别开设在弹性块22的端部和中部，这样设置的目的是为了令弹性块22更易发生弹性形变，例如在卡爪5向上发生转动，那么位于弹性块22上下两侧的卡爪5均会发生转动，位于弹性块22上方的卡爪5的尾端偏转会对弹性块22靠近内侧段的上表面进行向下挤压，位于弹性块22下方的卡爪5偏转其前端会对弹性块22的外端底部向上挤压，因此镂空此而出可显著减小卡爪5偏转阻力，且一号槽221显然还可以起到对零部件棱边进行卡合的作用。
工作原理：首先，工件在与机械手接触后，由于机械手夹持工件的两侧或者其他固定位置，不能保证与机械手基础的表面为平整状态，因此机械手上设置有若干可以伸缩的卡爪5，通过初步夹持后，气缸一7开始工作向下推移带动滑杆8向下滑移，从而驱动弹性杆4和撑杆51构成的连杆机构令撑杆51向前滑移，从而推动其上的若干卡爪5可以充分的与工件表面接触，灵活的按照不同工件的表面形状改变自身的伸缩状态，可以相对通用的与工件接触，做到灵活夹持，稳定夹持；
而横梁612将整个滑动架61按照卡爪5的数量将其划分成为若干等分，导杆611穿过各个横梁612延伸至顶底两个部分并稳定不动作为导杆，上顶板613设置为可以沿着导杆611活动的模块，而下顶板614则稳定不动抵持在撑杆51的下方，当滑动架61受到驱动力向下整体位移时，上顶板613可以对撑杆51施加向下的压力，迫使撑杆51以支块21为支点发生偏转，带动卡爪5整体向上翘起，其可以一方面可以对工件形成逆齿，防止其脱落，另外可以对两侧表面不平整存在斜坡的零部件进行进一步夹持，向上翘起的卡爪5端部可以顶住工件的坡面与其接触，从而达到进一步限位的效果，而上顶板613可活动是因为部分卡爪5已经与工件充分接触，由于挤压力这部分卡爪5无法偏转，而滑动架61是为整体滑移，因此上顶板613在不能压迫撑杆51偏转时其可以通过压缩弹簧二615通过其自身相对滑动架61的上移来补偿滑动架61的向下位移，提高机构的容错率和工作的稳定性。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种机器人手装置，包括机械臂(1)和与所述机械臂(1)端部连接的侧置固定架(3)，其特征在于，还包括与所述侧置固定架(3)连接的前置安装架(2)，所述前置安装架(2)和侧置固定架(3)之间夹持安装有内固定架(6)，所述侧置固定架(3)的内侧设置有导滑片(31)和滑杆(8)，所述导滑片(31)固定连接于侧置固定架(3)且滑杆(8)与侧置固定架(3)活动卡合，所述滑杆(8)上沿轴向方向等距铰接有若干弹性杆(4)，所述前置安装架(2)和侧置固定架(3)之间等距设置有与弹性杆(4)数量相等的卡爪(5)，所述卡爪(5)的一端设置有与弹性杆(4)端部相铰接的撑杆(51)且撑杆(51)与弹性杆(4)构成连杆机构，所述撑杆(51)受设置于前置安装架(2)和内固定架(6)上的限位机构约束不能上下位移，所述侧置固定架(3)上还固定安装有输出端与滑杆(8)连接的气缸一(7)。
2.如权利要求1所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述滑杆(8)的外周侧对称位置均开设有上下贯通的矩形槽，所述导滑片(31)呈L性固定在侧置固定架(3)的内侧且其一侧卡入滑杆(8)的矩形槽中并能沿着所述矩形槽上下相对竖直移动。
3.如权利要求1所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述内固定架(6)的内侧滑移安装有滑动架(61)，所述滑动架(61)包括若干分布在其中部将其表面分成等分的横梁(612)，所述滑动架(61)内部两侧固接有两根导杆(611)，每相邻的两根所述横梁(612)之间均设置有上顶板(613)和下顶板(614)，所述下顶板(614)固定连接于内固定架(6)上，所述上顶板(613)活动套设于导杆(611)外部，所述上顶板(613)和位于其上方的横梁(612)之间弹性支撑有弹簧二(615)，所述弹簧二(615)套设于导杆(611)上。
4.如权利要求3所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述上顶板(613)和下顶板(614)的相向面中部均开设有大小相等的半圆槽，上顶板(613)和下顶板(614)贴合后两者的半圆槽构成一个供撑杆(51)穿过的圆形槽。
5.如权利要求4所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述限位机构包括有上顶板(613)和固定安装于前置安装架(2)之间的支块(21)构成的，所述支块(21)垫在撑杆(51)外周面的下方，所述上顶板(613)卡在撑杆(51)外周面的上方，所述支块(21)和上顶板(613)的竖直投影不重合。
6.如权利要求1所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述侧置固定架(3)的内侧安装有气缸二(9)，所述气缸二(9)的输出端与滑动架(61)固接并驱动滑动架(61)沿内固定架(6)竖直方向上下滑移。
7.如权利要求1所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述弹性杆(4)包括有内杆(41)、弹簧一(42)和外杆(43)，所述内杆(41)的一端和弹簧一(42)套设于外杆(43)的内部且内杆(41)通过弹簧一(42)与外杆(43)弹性连接，所述内杆(41)的另一端铰接于滑杆(8)，所述外杆(43)的端部铰接于撑杆(51)。
8.如权利要求1所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述前置安装架(2)上设置有弹性块(22)且所述弹性块(22)与卡爪(5)呈现交错设置。
9.如权利要求8所述的一种机器人手装置，其特征在于：所述弹性块(22)的外端开设有一号槽(221)，所述弹性块(22)的中部开设有二号槽(222)。
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