CN116714013B - 一种夹取用机械手夹头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹取用机械手夹头，涉及机械手技术领域，包括按压夹取抓手构件、扩缝抓手构件、拨开抓手构件和托举抓手构件，按压夹取抓手构件包括按压板和第一夹板，扩缝抓手构件包括两个拨爪，拨开抓手构件包括两个拨板，托举抓手构件包括底板和推板。本发明设置的按压板能够按住长方体型物品的顶部一端，使得物品的一角与相邻物品错开，并从错开的区域使用拨爪将相邻物品拨开，扩大物品间的间隙，使用拨板插入扩大后的间隙中进一步分开两个物品，最后使用推板将底板上的新物品推送到两个物品之间，完成新物品的插放，解决了现有技术中的机械手不能将物品插放到两个物品中间的问题。

Description

一种夹取用机械手夹头

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种夹取用机械手夹头。

背景技术

一般来说，机械手包括爪臂、夹头以及用来连接爪臂和夹头的接头。机械手在机械设备中的主要作用是抓取放置工件或者将特定加工装置摆放到工作位置。

有许多场合需要机械手去抓取两个长方体型物品中间的长方体型物品或者将新的长方体型物品放到两个长方体型物品之间。如果中间的物品和相邻的物品紧贴较为紧密，则机械手难以将夹板精准插入物品之间的微小间隙。为了保证夹持的强度，夹板往往采用一定厚度的钢板，如1至2毫米厚度的钢板。当两个物品之间的间隙小于钢板的厚度时，夹板直接戳向间隙时，很容易戳伤物品，当夹板没有精确对准间隙而是偏离了一两毫米时，则会对物品造成更大戳伤。

发明内容

本发明提供一种夹取用机械手夹头，通过使长方体型物品进行错位，逐步拨开相邻的物品，实现长方体型物品的插放和取出，解决上述现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

一种夹取用机械手夹头，包括按压夹取抓手构件、扩缝抓手构件、拨开抓手构件和托举抓手构件，按压夹取抓手构件，所述按压夹取抓手构件包括按压板和第一夹板，所述按压板能够按压在第一物品顶部的一端并移动，使第一物品绕自身支撑点转动并翘起一角；所述按压板的一端固定有垂直于按压板的第二夹板，所述第一夹板位于按压板远离第二夹板的一端且能够配合第二夹板抵住第一物品翘起的一角。

扩缝抓手构件，所述扩缝抓手构件包括两个分别设置在第一夹板两侧的拨爪，所述拨爪能够伸到第一夹板远离第二夹板的一侧并将第一夹板所夹住的第一物品相邻的第二物品的顶部拨开，增加第一物品和第二物品顶部之间的距离。

拨开抓手构件，所述拨开抓手构件包括两个拨板，所述拨板能够伸入第一物品和第二物品之间的缝隙并将第二物品向远离第一物品的方向拨动。

托举抓手构件，所述托举抓手构件包括底板和推板，第一物品或第三物品能够放置在底板上，所述推板能够推动第三物品在底板上移动。

优选地，按压板的顶部固定有第一气缸，按压板靠近第一夹板的一侧开设有滑槽，滑槽内滑动安装有移动块，第一夹板上固定有铰接座，铰接座与移动块铰接，第一夹板靠近第一气缸的一端铰接有连接件，连接件与第一气缸的端部铰接。

优选地，按压板上铰接有滑板，滑板滑动安装在滑杆上，滑杆上设置有用于驱动滑板沿滑杆移动的第二气缸，滑杆远离滑板的一端固定在连接臂上。

优选地，拨爪设置在拨杆上，拨杆远离拨爪的一端设置在XYZ轴移动平台上。

优选地，拨开抓手构件还包括导杆和两个移动板，移动板滑动安装在导杆上，拨板通过铰接轴铰接在移动板上，移动板的一侧设置有驱动机构，驱动机构能够使拨板相对于移动板转动并能够使移动板沿着导杆移动。

优选地，驱动机构包括固定在移动板上的第三气缸，铰接轴的一端与拨板固定连接，铰接轴的另一端固定有第一连杆，第一连杆铰接有第二连杆，第二连杆远离第一连杆的一端铰接有第三连杆，移动板上固定有第一导向座，第三连杆活动插接在第一导向座上，第三连杆远离第二连杆的端部固定有第一连接板，第三气缸的输出端设置有驱动杆，驱动杆穿过第一连接板，第一连接板和第三气缸之间的驱动杆上套接有第一弹簧。

优选地，移动板上固定有第二导向座，第二导向座上滑动安装有第一齿条，移动板上转动安装有与第一齿条啮合的齿轮，导杆上固定有与齿轮啮合的第二齿条，移动板上固定有限位台，第一齿条靠近限位台的一端固定有第二连接板，第二连接板固定有与第二齿条平行的导向杆，导向杆穿过第二导向座，第二导向座和第二连接板之间的导向杆上套接有第二弹簧，驱动杆能够穿过限位台并推动第二连接板。

优选地，托举抓手构件还包括导轨和滑动安装在导轨上的滑座，滑座上安装有旋转台，旋转台上固定有固定件，旋转台能够使固定件在滑座上转动，底板固定在固定件上，固定件上安装有第四气缸，推板固定在第四气缸的输出端。

优选地，固定件上设置有两个防止第一物品或第三物品倾倒的侧挡板。

与现有技术对比，本发明的有益效果为：通过设置按压夹取抓手构件，按压板能够按住长方体型第一物品的顶部一端，使得第一物品的一角与相邻的第二物品错开，从而不需要从第一物品和相邻的第二物品间的缝隙直插，而是从错开的区域使用拨爪将相邻物品拨开，扩大第一物品和第二物品的间隙，然后再通过拨开抓手构件的拨板，轻松插入扩大后的间隙中将第一物品和第二物品分隔开一定空间，最后使用托举抓手构件的推板将底板上的第三物品推送到该空间内，完成第三物品的插放，第一夹板配合第二夹板夹住第一物品的顶部，然后控制按压板移动，即可将第一物品取出，解决了现有技术中的机械手夹头容易戳伤物品且不能将物品插放到两个物品中间的问题。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图。

图2为本发明的整体结构俯视图。

图3为本发明的整体结构主视图。

图4为本发明拨开抓手构件的立体图。

图5为本发明按压夹取抓手构件的立体图。

图6为图5中A处的局部放大图。

图7为本发明应用在档案盒夹取时的前侧立体图。

图8为本发明应用在档案盒夹取时的后侧立体图。

图中：1、按压夹取抓手构件，11、按压板，111、阻尼垫，112、滑槽，113、移动块，12、第一夹板，121、铰接座，13、第二夹板，14、第一气缸，141、连接件，15、滑板，16、滑杆，17、第二气缸，2、扩缝抓手构件，21、拨爪，22、拨杆，23、Z轴移动结构，24、X轴移动结构，25、Y轴移动结构，3、拨开抓手构件，31、拨板，32、导杆，33、移动板，34、铰接轴，341、第一连杆，342、第二连杆，343、第一导向座，344、第三连杆，345、第一连接板，35、第三气缸，351、驱动杆，352、第一弹簧，36、限位台，361、第二导向座，362、第一齿条，363、第二连接板，364、导向杆，365、第二弹簧，37、齿轮，38、第二齿条，39、支架，4、托举抓手构件，41、底板，42、推板，43、导轨，44、滑座，45、旋转台，46、固定件，47、第四气缸，48、侧挡板，5、连接臂，6、档案架，61、档案盒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

如图1至图8所示，本发明实施例提供的一种夹取用机械手夹头，包括按压夹取抓手构件1、扩缝抓手构件2、拨开抓手构件3和托举抓手构件4。

按压夹取抓手构件1的作用是将其中一个长方体型物品与其相邻物品错开。以下为了便于区分，将物品称为第一物品，与其紧邻的物品称为第二物品，准备插入第一物品和第二物品之间的物品称为第三物品。扩缝抓手构件2的作用是将第一物品与第二物品之间的顶部间隙扩大。拨开抓手构件3的作用是从扩大后的顶部间隙伸入拨板31并使用拨板31将第二物品推开一定距离。托举抓手构件4的作用是承载抓取后的第一物品或者将第三物品放入拨开抓手构件3扩大后的第一物品和第二物品之间的间隙中。在上述四个抓手构件的配合下，本发明可从并排紧密放置的多个长方体型物品中抓取单个物品或将物品插入其中，同时本发明的机构不会直戳物品，从而避免对物品造成损伤。当长方体型物品的一面是靠墙放置或者有类似背板之类的物体时，本发明也能够将物品取出。

按压夹取抓手构件1、扩缝抓手构件2、拨开抓手构件3和托举抓手构件4均与连接臂5直接或间接固定连接，连接臂5的运动能够带着这四个抓手构件运动。连接臂5可使用常规机械臂带动实现多个方向上的自由移动。连接臂5的移动结构，本发明并未做出改进，因此不再赘述。

以下对本发明的四个抓手构件进行具体阐述。

按压夹取抓手构件1包括按压板11、第一夹板12、第一气缸14、滑板15、滑杆16和第二气缸17。其中，滑杆16的一端固定在连接臂5上，滑板15的一端滑动套接在滑杆16上，第二气缸17固定安装在滑杆16上，并且第二气缸17的活动端与滑板15连接，这样第二气缸17可驱动滑板15在滑杆16上移动。按压板11铰接在滑板15远离第二气缸17的端部。按压板11靠近滑板15的一端固定有垂直于按压板11的第二夹板13。第一气缸14固定安装在按压板11上，第一气缸14的活动端铰接有连接件141，连接件141远离第一气缸14的一端与第一夹板12铰接。

同时，第一夹板12上还固定有铰接座121，按压板11上开设有滑槽112，滑槽112内安装有能够沿着滑槽112移动的移动块113，移动块113与铰接座121铰接。

使用时，可启动第二气缸17，控制按压板11前进，使得按压板11处于第一物品的正上方，驱使连接臂5下移，带动按压板11压在第一物品顶部一端。按压板11的底面上固定有阻尼垫111，能够加大按压板11和第一物品之间的摩擦力。接着第二气缸17控制按压板11往回移动一定距离，同时连接臂5继续通过按压板11向下施加压力。在按压板11的拖拽下，长方体型的第一物品绕自身底部的支撑点转动并翘起一角，此时使用第一气缸14，推动连接件141移动，连接件141则带着第一夹板12和移动块113也移动。当移动块113抵达滑槽112远离第一气缸14的位置时，第一气缸14继续推动，则连接件141会驱使第一夹板12以铰接座121的铰接轴34为中心转动，第一夹板12转动过程中能够配合第二夹板13将第一物品顶部夹住。

当按压夹取抓手将第一物品与第二物品错开之后，使用扩缝抓手构件2。

扩缝抓手构件2包括两个拨杆22和两个分别设置在第一夹板12两侧的拨爪21，两个拨爪21分别固定在两个拨杆22的端部。拨杆22远离拨爪21的一端设置在XYZ轴移动平台上。XYZ轴移动平台包括X轴移动结构24、Y轴移动结构25和Z轴移动结构23，可带动拨杆22在X轴方向、Y轴方向或Z轴方向上移动。在本实施例中，X轴向移动结构、Y轴移动结构25和Z轴移动结构23均使用滑块丝杠机构，通过电机驱动丝杠转动，驱使与丝杠螺纹配合的滑块沿着滑轨移动。

使用时，拨杆22带动拨爪21向第一物品翘起的一端移动。由于第一物品的一端翘起，其翘起端便与相邻第二物品分离，不再贴合。XYZ轴移动平台带动拨爪21移动到第一夹板12远离第二夹板13的一侧并使拨爪21下降到第二物品的上表面以下，接着带动拨爪21横移，让拨爪21将第二物品的顶部向远离被第一夹板12夹住的第一物品的一侧移动，扩大第一物品和第二物品顶部之间的距离。这之后再使用拨开抓手构件3从扩大后的缝隙伸入拨板31。两个拨爪21能够独立运动，从而选择是拨动单侧第二物品，还是拨动第一物品两侧的两个第二物品。

拨开抓手构件3包括导杆32、两个移动板33、两个拨板31和两个驱动机构，这两个拨板31能够伸入扩大后的第一物品和第二物品之间的缝隙并将第二物品向远离第一夹板12夹持的第一物品的方向拨动。两个拨板31能够同时或独立工作。

具体地，两个移动板33均滑动安装在导杆32上，两个驱动机构分别安装在两个移动板33上，两个拨板31分别通过两个铰接轴34铰接在两个移动板33上。驱动机构的作用是能够使拨板31相对于移动板33转动并能够使移动板33沿着导杆32移动。拨板31转动的目的是让拨板31能够从第一物品和第二物品顶部的间隙伸入并逐渐地转动到第二物品的中间部位，这样拨板31拨动第二物品移动时，第二物品不容易歪斜。移动板33沿着导杆32移动时便能够带动拨板31拨开第二物品。

为了实现上述目的，本实施例的驱动机构包括第三气缸35、第一导向座343、第二导向座361和限位台36，第三气缸35、第一导向座343、第二导向座361和限位台36均固定在移动板33上。铰接轴34的一端与拨板31固定连接，铰接轴34的另一端固定有第一连杆341，这样便可以通过让第一连杆341转动，带动拨板31的转动。第一连杆341上铰接第二连杆342，第二连杆342远离第一连杆341的一端铰接有活动插接在第一导向座343上的第三连杆344，这样驱动第三连杆344在第一导向座343上移动，便能够通过第二连杆342驱使第一连杆341转动，实现拨板31的转动。

第三连杆344的端部固定有垂直于第三连杆344的第一连接板345，第三气缸35的活动端固定有驱动杆351，驱动杆351穿过第一连接板345，第一连接板345和第三气缸35之间的驱动杆351上套接有第一弹簧352。当第三气缸35工作时，首先通过第一弹簧352推动第一连接板345，让第三连杆344能够沿着第一导向座343移动，进而使得拨板31转动。

驱动杆351穿过第一连接板345的部分设置有凸环，这样驱动杆351向上移动直到第一弹簧352复位之后便能够通过凸环将第一连接板345向上拉动。

如图4所示，当第一连接板345抵到限位台36上后，第三气缸35继续推动时，第一弹簧352被压缩，驱动杆351能够穿过限位台36上的通孔，继续向下移动。

为了控制移动板33沿着导杆32移动，在第二导向座361上滑动安装第一齿条362，同时在移动板33上转动安装与第一齿条362啮合的齿轮37，而导杆32上则固定有与齿轮37啮合的第二齿条38。当第一齿条362沿着第二导向座361移动时，便能够驱动齿轮37转动，齿轮37与第二齿条38啮合，齿轮37转动时，便会带着移动板33沿着导杆32移动了。

第一齿条362靠近限位台36的一端固定有第二连接板363，第二连接板363固定有导向杆364，导向杆364与第一齿条362平行，导向杆364穿过第二导向座361，在第二导向座361和第二连接板363之间的导向杆364上套接第二弹簧365。

当驱动杆351没有穿过限位台36时，第二连接板363会在第二弹簧365的作用下抵在限位台36上，维持第一齿条362、齿轮37和第二齿条38的位置关系。当驱动杆351穿过限位台36并向下按压第二连接板363时，第二弹簧365被压缩，第一齿条362驱动齿轮37转动，使得移动板33沿着导杆32移动，实现拨板31对物品的拨动。当驱动杆351向上移动时，第二弹簧365将第二连接板363向上顶，使得移动板33复位到之前在导杆32上的位置。

当拨板31将第二物品拨离第一物品的侧面足够空间后，便可以在第一物品和第二物品之间的空间放入第三物品或者将第一夹板12夹住的第一物品取出。此时便可以使用托举抓手构件4用来盛放被抓取的第一物品或者将第三物品从托举抓手构件4送入第一物品和第二物品之间的空间。

托举抓手构件4包括底板41、推板42、导轨43和滑动安装在导轨43上的滑座44。滑座44上安装有旋转台45，旋转台45上固定有固定件46。滑座44能够沿着导轨43移动，可使用气缸驱动滑座44在导轨43上的移动。旋转台45包括底座和台面，可使用电机驱动台面和底座相对转动。旋转台45能够使固定件46在滑座44上转动。底板41固定在固定件46上，固定件46上安装有第四气缸47，推板42固定在第四气缸47的输出端。

为了防止被托举的物品倾倒，固定件46上还设置有两个侧挡板48。两个侧挡板48分别位于被托举的物品两侧。第一物品或第三物品能够放置在底板41上，推板42能够在第四气缸47的作用下推动要放置的第三物品在底板41上移动，将第三物品放入拨开抓手构件3所撑开的空间内。

导杆32通过支架39与导轨43固定连接，导轨43与连接臂5固定连接，XYZ轴移动平台也设置在连接臂5上。

为更清楚的说明本发明方案的工作原理，以在档案管理方面的应用为例。

使用时：如图7和图8所示，按压板11压在档案盒61的顶部，并向档案架6的外部拖拽，使得档案盒61绕其底部一角发生转动，档案盒61和相邻的档案盒61之间错位。使用第一气缸14驱动第一夹板12配合第二夹板13将档案盒61的顶部夹住。

如果是取出档案盒61，则控制按压板11向远离档案架6的方向移动即可将档案盒61拉出，并将档案盒61放到底板41上。

如果是要在档案盒61和相邻的档案盒61中再加入一个新的档案盒61，则需要控制拨爪21，从错位的地方将相邻的档案盒61向远离转动的档案盒61的方向拨动，相邻的档案盒61的顶部受力，相邻的档案盒61向一侧倾斜，档案盒61和相邻的档案盒61的顶部不再贴合。拨板31转动，从竖直状态转动到水平状态，从档案盒61和相邻的档案盒61顶部的间隙中插入，并转动到相邻的档案盒61的一侧中部。拨板31将相邻的档案盒61向一侧拨开，直到空间足够放下新的档案盒61。使用推板42将底板41上的新的档案盒61推送入拨开的空间中，即可完成新的档案盒61的插入。

需要说明的是，本发明不局限于在档案管理上使用，也可用于其他长方体型物品的夹取和放置。

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和基本特征的情况下，能够以其他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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种夹取用机械手夹头，其特征在于，包括：

按压夹取抓手构件（1），所述按压夹取抓手构件（1）包括按压板（11）和第一夹板（12），所述按压板（11）能够按压在第一物品顶部的一端并移动，使第一物品绕自身支撑点转动并翘起一角；所述按压板（11）的一端固定有垂直于按压板（11）的第二夹板（13），所述第一夹板（12）位于按压板（11）远离第二夹板（13）的一端且能够配合第二夹板（13）抵住第一物品翘起的一角；

扩缝抓手构件（2），所述扩缝抓手构件（2）包括两个拨爪（21），所述拨爪（21）设置在拨杆（22）上，所述拨杆（22）远离拨爪（21）的一端设置在XYZ轴移动平台上，所述拨爪（21）能够伸到第一夹板（12）远离第二夹板（13）的一侧并将第一夹板（12）所夹住的第一物品相邻的第二物品的顶部拨开；

拨开抓手构件（3），所述拨开抓手构件（3）包括两个拨板（31），所述拨板（31）能够伸入第一物品和第二物品之间的缝隙并将第二物品向远离第一物品的方向拨动；

托举抓手构件（4），所述托举抓手构件（4）包括底板（41）和推板（42），第三物品能够放置在底板（41）上，所述推板（42）能够推动第三物品在底板（41）上移动，

所述拨开抓手构件（3）还包括导杆（32）和两个移动板（33），所述移动板（33）滑动安装在导杆（32）上，所述拨板（31）通过铰接轴（34）铰接在移动板（33）上，所述移动板（33）的一侧设置有驱动机构，所述驱动机构能够使拨板（31）相对于移动板（33）转动并能够使移动板（33）沿着导杆（32）移动，

所述驱动机构包括固定在移动板（33）上的第三气缸（35），所述铰接轴（34）的一端与拨板（31）固定连接，所述铰接轴（34）的另一端固定有第一连杆（341），所述第一连杆（341）远离铰接轴（34）的一端铰接有第二连杆（342），所述第二连杆（342）远离第一连杆（341）的一端铰接有第三连杆（344），所述移动板（33）上固定有第一导向座（343），所述第三连杆（344）活动插接在第一导向座（343）上，所述第三连杆（344）远离第二连杆（342）的端部固定有第一连接板（345），所述第三气缸（35）的输出端设置有驱动杆（351），所述驱动杆（351）穿过第一连接板（345），所述驱动杆（351）位于第一连接板（345）和第三气缸（35）之间的部分套接有第一弹簧（352），

所述移动板（33）上固定有第二导向座（361），所述第二导向座（361）上滑动安装有第一齿条（362），所述移动板（33）上转动安装有与第一齿条（362）啮合的齿轮（37），所述导杆（32）上固定有与齿轮（37）啮合的第二齿条（38），所述移动板（33）上固定有限位台（36），所述第一齿条（362）靠近限位台（36）的一端固定有第二连接板（363），所述第二连接板（363）固定有与第二齿条（38）平行的导向杆（364），所述导向杆（364）穿过第二导向座（361），所述导向杆（364）位于第二导向座（361）和第二连接板（363）之间的部分套接有第二弹簧（365），所述驱动杆（351）能够穿过限位台（36）并推动第二连接板（363）。

2.如权利要求1所述的一种夹取用机械手夹头，其特征在于，所述按压板（11）的顶部固定有第一气缸（14），所述按压板（11）靠近第一夹板（12）的一侧开设有滑槽（112），所述滑槽（112）内滑动安装有移动块（113），所述第一夹板（12）上固定有铰接座（121），所述铰接座（121）与移动块（113）铰接，所述第一夹板（12）靠近第一气缸（14）的一端铰接有连接件（141），所述连接件（141）与第一气缸（14）的端部铰接。

3.如权利要求2所述的一种夹取用机械手夹头，其特征在于，所述按压板（11）上铰接有滑板（15），所述滑板（15）滑动安装在滑杆（16）上，所述滑杆（16）上设置有用于驱动滑板（15）沿滑杆（16）移动的第二气缸（17），所述滑杆（16）远离滑板（15）的一端固定在连接臂（5）上。

4.如权利要求1所述的一种夹取用机械手夹头，其特征在于，所述托举抓手构件（4）还包括导轨（43）和滑动安装在导轨（43）上的滑座（44），所述滑座（44）上安装有旋转台（45），所述旋转台（45）上固定有固定件（46），所述旋转台（45）能够使固定件（46）在滑座（44）上转动，所述底板（41）固定在固定件（46）上，所述固定件（46）上安装有第四气缸（47），所述推板（42）固定在第四气缸（47）的输出端。

5.如权利要求4所述的一种夹取用机械手夹头，其特征在于，所述固定件（46）上设置有两个防止第三物品倾倒的侧挡板（48）。