CN116512305A - 一种不规则工件自适应夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不规则工件自适应夹取装置，包括机械臂上固定的壳体，所述壳体上固定有安装板，还包括：导向组件、封板、夹持驱动组件、第一传动组件和保险机构；所述安装板上通过导向组件滑动连接有夹爪，所述导向组件和夹爪均对称设置有两组；所述夹持驱动组件设置在壳体上，所述夹持驱动组件用于带动两个夹爪相向或反向移动。接触头在与物料接触后，接触头克服第一压簧的弹力并推动伸缩轴移动，多个接触头根据物料的轮廓不同程度推动导向滑块，在夹持面保持机构和保险机构的配合下固定导向滑块的位置，导向滑块通过伸缩轴固定接触头的位置，从而保证夹爪的夹持力不变，进而稳定的对物料进行夹持。

Description

一种不规则工件自适应夹取装置

技术领域

本发明属于机械手领域，尤其涉及一种不规则工件自适应夹取装置。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

在使用时，为了让工业机器人能够抓取不同形状的物料，长在工业机器人旁设立安装架，在安装架上放置不同类型的夹取结构，从而在夹取不同形状的物料时，让工业机器人快速更换夹取结构。

上述方法虽然能够满足夹取不同形状物料的需求，但是提前预制不同规格的夹取结构增大了使用成本，且工业机器人在更换夹取结构也影响了工作效率，因此有必要提出一种能够适用于多种形状物料夹取的调节式夹取结构。

针对上述问题，中国专利CN201520990238.3公开了一种新型自适应机械夹持手爪，由安装基座、支架、直线导轨、传动丝杠、驱动电机以及活动夹板组成，活动夹板上安装有阵列式浮动弹杆，活动夹板通过导轨滑块与直线导轨连接成为移动副，驱动电机通过传动丝杠将旋转运动转化为丝杠螺母的直线运动，丝杠螺母通过丝杠螺母座与活动夹板连接。利用夹板上阵列式浮动弹杆的自适应特性，实现抓取功能。

该现有技术中，通过阵列式浮动弹杆与被夹取工件接触并对阵列式浮动弹杆压迫，使得阵列式浮动弹杆回缩从而形成与被夹取工件外轮廓相适应的形状从而保证夹取的稳固。

然而在实际的使用中发现，该自适应机械夹持手爪在夹取较轻的工件时，确实能够做到稳定夹取。但由于阵列式浮动弹杆的位置无法锁定，在夹取质量较大的物体尤其是上大下小的倒置锥形物体时，在重力的作用下锥面会对阵列式浮动弹杆形成一个向后的推力，使得阵列式浮动弹杆回缩导致夹持不稳，容易发生掉落。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种不规则工件自适应夹取装置，其自适应夹取架构在确定形状后自动锁定避免夹取的时候发生位移。

本发明是这样实现的，一种不规则工件自适应夹取装置，包括机械臂上固定的壳体，所述壳体上固定有安装板，还包括：导向组件、封板、夹持驱动组件、第一传动组件和保险机构；所述安装板上通过导向组件滑动连接有夹爪，所述导向组件和夹爪均对称设置有两组；所述夹持驱动组件设置在壳体上，所述夹持驱动组件用于带动两个夹爪相向或反向移动；所述夹爪上设置有多个导向滑槽，多个所述导向滑槽内均滑动连接有导向滑块，多个所述导向滑块上均固定有伸缩轴，所述封板固定在夹爪上，所述伸缩轴贯穿封板，多个所述伸缩轴的末端均固定有接触头；多个所述伸缩轴上均套设置有第一压簧，所述第一压簧的两端分别与封板和接触头连接；多个所述导向滑槽内均设置有夹持面保持机构，所述夹持面保持机构用于限制导向滑块向远离物料的方向移动；所述第一传动组件设置在夹爪上，所述第一传动组件通过任意一个导向滑块运动到导向滑槽末端的方式同步启动多个夹持面保持机构工作；多个所述接触头上均设置有保险机构，所述保险机构通过接触头与物料接触的方式限制导向滑块向物料方向移动。

进一步的技术方案，所述夹持驱动组件包括夹爪气缸，所述夹爪气缸固定在壳体内，所述安装板上设置有用于避让夹爪气缸的贯穿槽，所述夹爪气缸的两个移动端分别与两个夹爪连接。

进一步的技术方案，所述导向组件包括导轨和滑块，所述导轨固定在安装板上，所述滑块固定在夹爪上，且所述滑块滑动连接在导轨上。

进一步的技术方案，所述夹持面保持机构包括第一棘齿条、第一啮合齿、弹性伸缩组件和第一传动组件，所述导向滑块上设置有第一避让槽，所述第一棘齿条固定在夹爪上，且所述第一棘齿条位于第一避让槽内，所述第一啮合齿通过弹性伸缩组件滑动连接在导向滑块上，所述第一传动组件通过导向滑块移动到导向滑槽末端的方式推动第一啮合齿与第一棘齿条啮合配合。

进一步的技术方案，所述弹性伸缩组件包括第一滑动槽、第一滑动块和第二压簧，所述导向滑块上设置有第一滑动槽，所述第一滑动块滑动连接在第一滑动槽内，所述第一啮合齿固定在第一滑动块上，所述第一啮合齿贯穿导向滑块，所述第二压簧设置在第一滑动槽内，所述第二压簧的两端分别与第一滑动槽末端和第一滑动块连接。

进一步的技术方案，所述第一传动组件包括第一斜推块、第三压簧、滑动板和压杆，所述导向滑块上固定有第一斜推块，所述夹爪上设置有第二滑动槽，所述滑动板滑动连接在第二滑动槽内，所述第三压簧设置在第二滑动槽内，且所述第三压簧的两端分别与滑动板和第二滑动槽的末端连接，所述滑动板上固定有多组第二斜推块和压杆，多组所述第二斜推块和压杆分别设置在多个导向滑槽内。

进一步的技术方案，所述保险机构包括第二棘齿条、移动活塞、第二啮合齿、第四压簧和第二传动组件，所述导向滑块上设置有第二避让槽，所述第二棘齿条固定在导向滑槽内，且所述第二棘齿条设置在第二避让槽内，所述导向滑块上设置有第三滑动槽，所述移动活塞滑动连接在第三滑动槽内，所述第二啮合齿固定在移动活塞上，所述第四压簧的两端分别与移动活塞和第三滑动槽内壁连接，所述第二传动组件设置在接触头上，所述第二传动组件通过接触头与物料接触的方式复克服第四压簧的弹力并推动移动活塞移动。

进一步的技术方案，所述第二传动组件包括气囊、凸块、弧形压板和连接管，所述接触头内设置有安装腔，所述气囊固定在安装腔内，所述凸块滑动连接在接触头上，所述弧形压板的末端固定在凸块上，且弧形压板位于安装腔内，所述连接管的两端分别与气囊和第三滑动槽连接。

进一步的技术方案，所述移动活塞的侧壁上固定有密封圈。

进一步的技术方案，所述接触头上设置有多组凸块和弧形压板。

本发明实施例提供的一种不规则工件自适应夹取装置，夹持驱动组件带动两个夹爪相向移动，夹爪带动接触头向物料方向移动，接触头在与物料接触后，接触头克服第一压簧的弹力并推动伸缩轴移动，伸缩轴带动导向滑块进入导向滑槽内，多个接触头根据物料的轮廓不同程度推动导向滑块，直至任意一个导向滑块运动到导向滑槽末端时，多个接触头末端构成的轮廓与物料外轮廓一致，第一传动组件通过任意一个导向滑块运动到导向滑槽末端的方式同步启动多个夹持面保持机构工作，夹持面保持机构限制导向滑块向远离物料的方向移动，保险机构通过接触头与物料接触的方式限制导向滑块向物料方向移动，进而在夹持面保持机构和保险机构的配合下固定导向滑块的位置，导向滑块通过伸缩轴固定接触头的位置，从而保证夹爪的夹持力不变，进而稳定的对物料进行夹持。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种不规则工件自适应夹取装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种不规则工件自适应夹取装置的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的图2中导向滑块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的图2中A的放大结构示意图；

图5为本发明实施例提供的图4中B的放大结构示意图；

图6为本发明实施例提供的图4中C的放大结构示意图；

图7为本发明实施例提供的图4中D的放大结构示意图。

附图中：机械臂101、壳体102、安装板103、夹爪104、导向滑槽105、导向滑块106、封板107、伸缩轴108、接触头109、第一压簧110、夹持驱动组件2、夹爪气缸201、导轨202、滑块203、夹持面保持机构3、第一避让槽301、第一棘齿条302、第一滑动槽303、第一滑动块304、第一啮合齿305、第二压簧306、第一传动组件4、第一斜推块401、第二滑动槽402、第三压簧403、滑动板404、第二斜推块405、压杆406、保险机构5、第二避让槽501、第二棘齿条502、第三滑动槽503、移动活塞504、第二啮合齿505、第四压簧506、密封圈507、第二传动组件6、安装腔601、气囊602、凸块603、弧形压板604、连接管605。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

实施例一

如图1-图4所示，为本发明一个实施例提供的一种不规则工件自适应夹取装置，包括机械臂101上固定的壳体102，所述壳体102上固定有安装板103，还包括：导向组件、封板107、夹持驱动组件2、第一传动组件4和保险机构5；所述安装板103上通过导向组件滑动连接有夹爪104，所述导向组件和夹爪104均对称设置有两组；所述夹持驱动组件2设置在壳体102上，所述夹持驱动组件2用于带动两个夹爪104相向或反向移动；所述夹爪104上设置有多个导向滑槽105，多个所述导向滑槽105内均滑动连接有导向滑块106，多个所述导向滑块106上均固定有伸缩轴108，所述封板107固定在夹爪104上，所述伸缩轴108贯穿封板107，多个所述伸缩轴108的末端均固定有接触头109；多个所述伸缩轴108上均套设置有第一压簧110，所述第一压簧110的两端分别与封板107和接触头109连接；多个所述导向滑槽105内均设置有夹持面保持机构3，所述夹持面保持机构3用于限制导向滑块106向远离物料的方向移动；所述第一传动组件4设置在夹爪104上，所述第一传动组件4通过任意一个导向滑块106运动到导向滑槽105末端的方式同步启动多个夹持面保持机构3工作；多个所述接触头109上均设置有保险机构5，所述保险机构5通过接触头109与物料接触的方式限制导向滑块106向物料方向移动。

在本发明实施例中，使用时，夹持驱动组件2带动两个夹爪104相向移动，夹爪104带动接触头109向物料方向移动，接触头109在与物料接触后，接触头109克服第一压簧110的弹力并推动伸缩轴108移动，伸缩轴108带动导向滑块106进入导向滑槽105内，多个接触头109根据物料的轮廓不同程度推动导向滑块106，直至任意一个导向滑块106运动到导向滑槽105末端时，多个接触头109末端构成的轮廓与物料外轮廓一致，第一传动组件4通过任意一个导向滑块106运动到导向滑槽105末端的方式同步启动多个夹持面保持机构3工作，夹持面保持机构3限制导向滑块106向远离物料的方向移动，保险机构5通过接触头109与物料接触的方式限制导向滑块106向物料方向移动，进而在夹持面保持机构3和保险机构5的配合下固定导向滑块106的位置，导向滑块106通过伸缩轴108固定接触头109的位置，从而保证夹爪104的夹持力不变，进而稳定的对物料进行夹持。

实施例二

如图1-图4所示，与实施例1不同的是，所述夹持驱动组件2包括夹爪气缸201，所述夹爪气缸201固定在壳体102内，所述安装板103上设置有用于避让夹爪气缸201的贯穿槽204，所述夹爪气缸201的两个移动端分别与两个夹爪104连接；所述导向组件包括导轨202和滑块203，所述导轨202固定在安装板103上，所述滑块203固定在夹爪104上，且所述滑块203滑动连接在导轨202上。

在本发明实施例中，使用时，夹爪气缸201通气时带动两个夹爪104相向移动，夹爪104带动接触头109向物料方向移动，接触头109在与物料接触后，接触头109克服第一压簧110的弹力并推动伸缩轴108移动，伸缩轴108带动导向滑块106进入导向滑槽105内，多个接触头109根据物料的轮廓不同程度推动导向滑块106，直至任意一个导向滑块106运动到导向滑槽105末端时，多个接触头109末端构成的轮廓与物料外轮廓一致，第一传动组件4通过任意一个导向滑块106运动到导向滑槽105末端的方式同步启动多个夹持面保持机构3工作，夹持面保持机构3限制导向滑块106向远离物料的方向移动，保险机构5通过接触头109与物料接触的方式限制导向滑块106向物料方向移动，进而在夹持面保持机构3和保险机构5的配合下固定导向滑块106的位置，导向滑块106通过伸缩轴108固定接触头109的位置，从而保证夹爪104的夹持力不变，进而稳定的对物料进行夹持。

实施例三

如图1-图5所示，与实施例一、二不同的是，所述夹持面保持机构3包括第一棘齿条302、第一啮合齿305、弹性伸缩组件和第一传动组件4，所述导向滑块106上设置有第一避让槽301，所述第一棘齿条302固定在夹爪104上，且所述第一棘齿条302位于第一避让槽301内，所述第一啮合齿305通过弹性伸缩组件滑动连接在导向滑块106上，所述第一传动组件4通过导向滑块106移动到导向滑槽105末端的方式推动第一啮合齿305与第一棘齿条302啮合配合；

所述弹性伸缩组件包括第一滑动槽303、第一滑动块304和第二压簧306，所述导向滑块106上设置有第一滑动槽303，所述第一滑动块304滑动连接在第一滑动槽303内，所述第一啮合齿305固定在第一滑动块304上，所述第一啮合齿305贯穿导向滑块106，所述第二压簧306设置在第一滑动槽303内，所述第二压簧306的两端分别与第一滑动槽303末端和第一滑动块304连接；

所述第一传动组件4包括第一斜推块401、第三压簧403、滑动板404和压杆406，所述导向滑块106上固定有第一斜推块401，所述夹爪104上设置有第二滑动槽402，所述滑动板404滑动连接在第二滑动槽402内，所述第三压簧403设置在第二滑动槽402内，且所述第三压簧403的两端分别与滑动板404和第二滑动槽402的末端连接，所述滑动板404上固定有多组第二斜推块405和压杆406，多组所述第二斜推块405和压杆406分别设置在多个导向滑槽105内。

在本发明实施例中，使用时，夹爪气缸201通气时带动两个夹爪104相向移动，夹爪104带动接触头109向物料方向移动，接触头109在与物料接触后，接触头109克服第一压簧110的弹力并推动伸缩轴108移动，伸缩轴108带动导向滑块106进入导向滑槽105内，多个接触头109根据物料的轮廓不同程度推动导向滑块106，直至任意一个导向滑块106运动到导向滑槽105末端时，多个接触头109末端构成的轮廓与物料外轮廓一致，导向滑块106运动到导向滑槽105末端时，导向滑块106带动第一斜推块401推动第二斜推块405，进而使第二斜推块405克服第三压簧403的弹力并带动滑动板404向下移动，滑动板404带动多个压杆406向下移动，压杆406向下按压第一滑动块304，第一滑动块304克服第二压簧306的弹力并带动第一啮合齿305与第一棘齿条302啮合，从而限制第一啮合齿305继续向导向滑槽105末端移动，进而限制导向滑块106继续向导向滑槽105末端移动，从而限制导向滑块106向远离物料的方向移动，保险机构5通过接触头109与物料接触的方式限制导向滑块106向物料方向移动，进而在夹持面保持机构3和保险机构5的配合下固定导向滑块106的位置，导向滑块106通过伸缩轴108固定接触头109的位置，从而保证夹爪104的夹持力不变，进而稳定的对物料进行夹持。

实施例四

如图1-图7所示，与实施例一、二、三不同的是，所述保险机构5包括第二棘齿条502、移动活塞504、第二啮合齿505、第四压簧506和第二传动组件6，所述导向滑块106上设置有第二避让槽501，所述第二棘齿条502固定在导向滑槽105内，且所述第二棘齿条502设置在第二避让槽501内，所述导向滑块106上设置有第三滑动槽503，所述移动活塞504滑动连接在第三滑动槽503内，所述第二啮合齿505固定在移动活塞504上，所述第四压簧506的两端分别与移动活塞504和第三滑动槽503内壁连接，所述第二传动组件6设置在接触头109上，所述第二传动组件6通过接触头109与物料接触的方式复克服第四压簧506的弹力并推动移动活塞504移动；

所述第二传动组件6包括气囊602、凸块603、弧形压板604和连接管605，所述接触头109内设置有安装腔601，所述气囊602固定在安装腔601内，所述凸块603滑动连接在接触头109上，所述弧形压板604的末端固定在凸块603上，且弧形压板604位于安装腔601内，所述连接管605的两端分别与气囊602和第三滑动槽503连接；

所述移动活塞504的侧壁上固定有密封圈507；所述接触头109上设置有多组凸块603和弧形压板604。

在本发明实施例中，使用时，夹爪气缸201通气时带动两个夹爪104相向移动，夹爪104带动接触头109向物料方向移动，接触头109在与物料接触后，接触头109克服第一压簧110的弹力并推动伸缩轴108移动，伸缩轴108带动导向滑块106进入导向滑槽105内，多个接触头109根据物料的轮廓不同程度推动导向滑块106，直至任意一个导向滑块106运动到导向滑槽105末端时，多个接触头109末端构成的轮廓与物料外轮廓一致，导向滑块106运动到导向滑槽105末端时，导向滑块106带动第一斜推块401推动第二斜推块405，进而使第二斜推块405克服第三压簧403的弹力并带动滑动板404向下移动，滑动板404带动多个压杆406向下移动，压杆406向下按压第一滑动块304，第一滑动块304克服第二压簧306的弹力并带动第一啮合齿305与第一棘齿条302啮合，从而限制第一啮合齿305继续向导向滑槽105末端移动，进而限制导向滑块106继续向导向滑槽105末端移动，从而限制导向滑块106向远离物料的方向移动，接触头109接触物料时，物料挤压凸块603，凸块603带动弧形压板604按压气囊602，将气囊602内气体经连接管605压入第三滑动槽503内，进而增大第三滑动槽503内气压，第三滑动槽503内高压克服第四压簧506的弹力并推动移动活塞504，移动活塞504带动第二啮合齿505与第二棘齿条502啮合，第二棘齿条502限制第二啮合齿505向物料方向移动，第二啮合齿505限制导向滑块106向物料方向移动，进而在夹持面保持机构3和保险机构5的配合下固定导向滑块106的位置，导向滑块106通过伸缩轴108固定接触头109的位置，从而保证夹爪104的夹持力不变，进而稳定的对物料进行夹持。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。。

Claims (10)

1.一种不规则工件自适应夹取装置，包括机械臂上固定的壳体，所述壳体上固定有安装板，其特征在于，还包括：

导向组件、封板、夹持驱动组件、第一传动组件和保险机构；

所述安装板上通过导向组件滑动连接有夹爪，所述导向组件和夹爪均对称设置有两组；

所述夹持驱动组件设置在壳体上，所述夹持驱动组件用于带动两个夹爪相向或反向移动；

所述夹爪上设置有多个导向滑槽，多个所述导向滑槽内均滑动连接有导向滑块，多个所述导向滑块上均固定有伸缩轴，所述封板固定在夹爪上，所述伸缩轴贯穿封板，多个所述伸缩轴的末端均固定有接触头；

多个所述伸缩轴上均套设置有第一压簧，所述第一压簧的两端分别与封板和接触头连接；

多个所述导向滑槽内均设置有夹持面保持机构，所述夹持面保持机构用于限制导向滑块向远离物料的方向移动；

所述第一传动组件设置在夹爪上，所述第一传动组件通过任意一个导向滑块运动到导向滑槽末端的方式同步启动多个夹持面保持机构工作；

多个所述接触头上均设置有保险机构，所述保险机构通过接触头与物料接触的方式限制导向滑块向物料方向移动。

2.根据权利要求1所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述夹持驱动组件包括夹爪气缸，所述夹爪气缸固定在壳体内，所述安装板上设置有用于避让夹爪气缸的贯穿槽，所述夹爪气缸的两个移动端分别与两个夹爪连接。

3.根据权利要求1所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述导向组件包括导轨和滑块，所述导轨固定在安装板上，所述滑块固定在夹爪上，且所述滑块滑动连接在导轨上。

4.根据权利要求1所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述夹持面保持机构包括第一棘齿条、第一啮合齿、弹性伸缩组件和第一传动组件，所述导向滑块上设置有第一避让槽，所述第一棘齿条固定在夹爪上，且所述第一棘齿条位于第一避让槽内，所述第一啮合齿通过弹性伸缩组件滑动连接在导向滑块上，所述第一传动组件通过导向滑块移动到导向滑槽末端的方式推动第一啮合齿与第一棘齿条啮合配合。

5.根据权利要求4所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述弹性伸缩组件包括第一滑动槽、第一滑动块和第二压簧，所述导向滑块上设置有第一滑动槽，所述第一滑动块滑动连接在第一滑动槽内，所述第一啮合齿固定在第一滑动块上，所述第一啮合齿贯穿导向滑块，所述第二压簧设置在第一滑动槽内，所述第二压簧的两端分别与第一滑动槽末端和第一滑动块连接。

6.根据权利要求5所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述第一传动组件包括第一斜推块、第三压簧、滑动板和压杆，所述导向滑块上固定有第一斜推块，所述夹爪上设置有第二滑动槽，所述滑动板滑动连接在第二滑动槽内，所述第三压簧设置在第二滑动槽内，且所述第三压簧的两端分别与滑动板和第二滑动槽的末端连接，所述滑动板上固定有多组第二斜推块和压杆，多组所述第二斜推块和压杆分别设置在多个导向滑槽内。

7.根据权利要求4所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述保险机构包括第二棘齿条、移动活塞、第二啮合齿、第四压簧和第二传动组件，所述导向滑块上设置有第二避让槽，所述第二棘齿条固定在导向滑槽内，且所述第二棘齿条设置在第二避让槽内，所述导向滑块上设置有第三滑动槽，所述移动活塞滑动连接在第三滑动槽内，所述第二啮合齿固定在移动活塞上，所述第四压簧的两端分别与移动活塞和第三滑动槽内壁连接，所述第二传动组件设置在接触头上，所述第二传动组件通过接触头与物料接触的方式复克服第四压簧的弹力并推动移动活塞移动。

8.根据权利要求7所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述第二传动组件包括气囊、凸块、弧形压板和连接管，所述接触头内设置有安装腔，所述气囊固定在安装腔内，所述凸块滑动连接在接触头上，所述弧形压板的末端固定在凸块上，且弧形压板位于安装腔内，所述连接管的两端分别与气囊和第三滑动槽连接。

9.根据权利要求8所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述移动活塞的侧壁上固定有密封圈。

10.根据权利要求8所述的不规则工件自适应夹取装置，其特征在于，所述接触头上设置有多组凸块和弧形压板。