CN117428808A - 一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置 - Google Patents

Abstract

本发明中公开了一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，涉及智能制造机器人技术领域；具体包括执行支架，所述执行支架的顶部设置有与机器人机械臂连接的安装座，且执行支架的顶部安装有对称分布的负压电磁阀，所述执行支架的底部安装有多个连接座，多个所述连接座的外侧安装有框型结构的安装座，且安装座的底部设置有剖面呈水滴状结构的密封腔。本发明中托板机构将柔性板材的底部固定，将柔性板材牢牢的夹持于环形抓取吸盘、主抓取吸盘和托板机构之间，将柔性板材的周边区域牢牢固定，有效避免柔性板材在运动时出现抖动和弯折现象，保持多层结构的柔性板材抓取、一端过程中的稳定性。

Description

一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置

技术领域

本发明涉及智能制造机器人技术领域，尤其涉及一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置。

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，相比于传统的工业设备，工业机器人有众多的优势，比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，使得它们可以在高危环境下进行作业。

上下料工业机器人中主要利用机械末端执行器抓取工件，对于板材类工件的抓取移动，主要利用吸盘内产的负压产生的吸力来吸住并移动工件，吸盘就是用的软橡胶或者是塑料制成的皮碗中形成的负压来吸住工件。此种，机器人末端执行器适用于吸取大而薄、刚性差的金属或木质板材、纸张、玻璃和弧形壳体等作业零件，传统的吸盘抓取执行结构，主要采用增加吸盘的数量和分布提高抓取牢固性，但是，对于具有多层结构柔性板材部件的抓取往往忽略边缘区域，在升降或移动时，板材表面受到空气阻力影响，会出现弯折、抖动的现象，影响柔性板材的抓取稳固性，且容易造成板材多层之间的错位分离。

有鉴于此，本发明提供一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置。

本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，包括执行支架，所述执行支架的顶部设置有与机器人机械臂连接的安装座，且执行支架的顶部安装有对称分布的负压电磁阀，所述执行支架的底部安装有多个连接座，多个所述连接座的外侧安装有框型结构的安装座，且安装座的底部设置有剖面呈水滴状结构的密封腔，所述密封腔的底部安装有环形抓取吸盘，所述密封腔的内部设置有可上下移动的连接件，且连接件的顶部延伸至安装座顶部连接有抬升支架，所述连接座的顶部安装有带动抬升支架升降运动的电动推杆，且连接件的底部与环形抓取吸盘的底壁连接，所述安装座的两侧均安装有一排步进马达，且步进马达的输出轴端部安装有推进机构，每排所述推进机构的端部之间安装有托板机构，所述连接座的底部中央安装有多个主抓取吸盘，且多个主抓取吸盘均与负压电磁阀抽吸端连接。

本发明中优选地，所述主抓取吸盘包括两个安装于连接座底部的阻尼弹簧杆，和安装于两个阻尼弹簧杆底部之间的平衡支架，所述平衡支架的底部安装有真空吸盘，且真空吸盘的顶部与负压电磁阀之间安装有真空管。

本发明中优选地，所述推进机构包括L型结构的推进支架，且推进支架的端部安装有斜向设置的导向环，所述导向环的内部安装有推进滑杆，且推进滑杆的表面设置有矩形导槽，矩形导槽的内部安装有与导向环固定连接的推进电动伸缩杆。

本发明中优选地，所述托板机构包括上托板和下支撑板，且上托板和下支撑板之间设置有弹性连接件。

本发明中优选地，所述弹性连接件包括两个L型结构的连接杆，且两个连接杆之间设置有多个弧槽，弧槽的内部设置有两个弧形结构的弹性片。

本发明中优选地，所述抬升支架的中部设置有环形空腔，且环形空腔的顶部与负压电磁阀之间通过软管连接，所述连接件中部设置有连接环形空腔与环形抓取吸盘之间的空气流道。

本发明中优选地，所述环形抓取吸盘的中部设置有与连接件连接的形变拉杆，且形变拉杆的两侧均设置有弹性膜部，弹性膜部的表面分布与密布的条形微孔。

本发明中优选地，所述连接件包括位于密封腔内部的U型弹片，且U型弹片的顶部设置有连接抬升支架的管体，所述U型弹片的两侧内壁设置有密封膜瓣，且U型弹片的底端设置有横向分布的透气孔。

与现有技术相比，本发明提供了一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，具备以下有益效果：

本发明中，在执行装置的两侧位置通过步进马达安装有推进机构和托板机构，在未作业时两侧的托板机构处于竖直收纳状态，并在执行装置中设置有环形抓取吸盘，环形抓取吸盘安装于框型结构的安装座下方，并通过电动推杆、抬升支架和连接件向上抬升环形抓取吸盘使其下方中部区域发生形变，在环形抓取吸盘与柔性板材的边缘接触时形成负压吸力，并配合位于中部的主抓取吸盘，将柔性板材的中部和周边区域均抓取固定，当柔性板材被抓取并抬起时，步进马达带动推进机构和托板机构运动，当托板机构运动至柔性板材下方并处于水平状态时，推进机构带动托板机构做上升运动，直至托板机构将柔性板材的底部固定，将柔性板材牢牢的夹持于环形抓取吸盘、主抓取吸盘和托板机构之间，将柔性板材的周边区域牢牢固定，有效避免柔性板材在运动时出现抖动和弯折现象，保持多层结构的柔性板材抓取、一端过程中的稳定性。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的仰视结构示意图；

图3为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的局部侧视结构示意图；

图4为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的环形抓取吸盘剖视结构示意图；

图5为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的A部分放大结构示意图；

图6为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的密封腔结构示意图；

图7为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的连接件分布结构示意图；

图8为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的连接件结构示意图；

图9为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的托板机构收起结构示意图；

图10为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的推进机构结构示意图；

图11为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的托板机构结构示意图；

图12为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的B部分放大结构示意图；

图13为本发明提出的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置的主抓取吸盘结构示意图。

图中：1执行支架、2安装座、3连接座、4主抓取吸盘、41平衡支架、42真空吸盘、43阻尼弹簧杆、44真空管、5推进机构、51推进支架、52导向环、53推进滑杆、54推进电动伸缩杆、6步进马达、7连接件、71 U型弹片、72管体、73密封膜瓣、74透气孔、8托板机构、81下支撑板、82上托板、83连接杆、84弹性片、9抬升支架、10安装座、11环形抓取吸盘、12电动推杆、13负压电磁阀、14密封腔、15形变拉杆、16弹性膜部。

实施方式

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

参照图1-13，一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，包括执行支架1，执行支架1的顶部设置有与机器人机械臂连接的安装座2，且执行支架1的顶部安装有对称分布的负压电磁阀13，执行支架1的底部安装有多个连接座3，多个连接座3的外侧安装有框型结构的安装座10，且安装座10的底部设置有剖面呈水滴状结构的密封腔14，密封腔14的底部安装有环形抓取吸盘11，密封腔14的内部设置有可上下移动的连接件7，且连接件7的顶部延伸至安装座10顶部连接有抬升支架9，连接座3的顶部安装有带动抬升支架9升降运动的电动推杆12，且连接件7的底部与环形抓取吸盘11的底壁连接，安装座10的两侧均安装有一排步进马达6，且步进马达6的输出轴端部安装有推进机构5，每排推进机构5的端部之间安装有托板机构8，连接座3的底部中央安装有多个主抓取吸盘4，且多个主抓取吸盘4均与负压电磁阀13抽吸端连接。

本发明中，在执行装置的两侧位置通过步进马达6安装有推进机构5和托板机构8，在未作业时两侧的托板机构8处于竖直收纳状态，并在执行装置中设置有环形抓取吸盘11，环形抓取吸盘11安装于框型结构的安装座10下方，并通过电动推杆12、抬升支架9和连接件7向上抬升环形抓取吸盘11使其下方中部区域发生形变，在环形抓取吸盘11与柔性板材的边缘接触时形成负压吸力，并配合位于中部的主抓取吸盘4，将柔性板材的中部和周边区域均抓取固定，当柔性板材被抓取并抬起时，步进马达6带动推进机构5和托板机构8运动，当托板机构8运动至柔性板材下方并处于水平状态时，推进机构5带动托板机构8做上升运动，直至托板机构8将柔性板材的底部固定，将柔性板材牢牢的夹持于环形抓取吸盘11、主抓取吸盘4和托板机构8之间，将柔性板材的周边区域牢牢固定，有效避免柔性板材在运动时出现抖动和弯折现象，保持多层结构的柔性板材抓取、一端过程中的稳定性。

作为本发明中再进一步的方案，主抓取吸盘4包括两个安装于连接座3底部的阻尼弹簧杆43，和安装于两个阻尼弹簧杆43底部之间的平衡支架41，平衡支架41的底部安装有真空吸盘42，且真空吸盘42的顶部与负压电磁阀13之间安装有真空管44，本发明中，阻尼弹簧杆43的弹簧系数根据柔性板材重量设置，抓取执行装置依靠环形抓取吸盘11、主抓取吸盘4将柔性板材抓取抬升时，在重力作用下柔性板材的中部对位于中部的真空吸盘42施加压力，此时，阻尼弹簧杆43向下伸展微小间距，使得柔性板材抓取抬升时中部呈微微凸起状态，对于叠摞的柔性板材抓取抬离时，柔性板材周围先分离，有效消除柔性板材之间的真空吸力，对于叠摞的板材快速分离抓取，或者在对柔性板材叠摞时，中部先接触，柔性板材放置时将空气从中部凸起向边缘驱赶，避免柔性板材叠摞时产生空气包现象。

作为本发明中再进一步的方案，推进机构5包括L型结构的推进支架51，且推进支架51的端部安装有斜向设置的导向环52，导向环52的内部安装有推进滑杆53，且推进滑杆53的表面设置有矩形导槽，矩形导槽的内部安装有与导向环52固定连接的推进电动伸缩杆54，本发明中，当托板机构8处于水平状态时，推进机构5中的推进电动伸缩杆54带动推进滑杆53斜向上升运动，进而带动托板机构8倾斜上升，直到托板机构8顶部表面与柔性板材底部表面齐平，向中部托举柔性板材的底部，消除柔性板材在重力作用下的微形变，进一步提高柔性板材抓取移动过程中的稳定性。

作为本发明中再进一步的方案，托板机构8包括上托板82和下支撑板81，且上托板82和下支撑板81之间设置有弹性连接件，本发明中，托板机构8由弹性连接件连接的上托板82、下支撑板81构成，上托板82在弹性连接件的支撑下与下支撑板81之间可以产生水平面平移运动，当托板机构8上方的上托板82与柔性板材底面接触后在摩擦力作用下停止运动，之后，下方的下支撑板81持续运动挤压弹性连接件，直至下支撑板81与上托板82之间形成稳固的卡合，进而将柔性板材底部托举，且在托举动作过程中，通过弹性连接件对上托板82推挤，弥补柔性板材中部因为重力产生的微形变，且避免对柔性板材底部形成摩擦运动，避免对柔性板材底部造成划痕。

作为本发明中再进一步的方案，弹性连接件包括两个L型结构的连接杆83，且两个连接杆83之间设置有多个弧槽，弧槽的内部设置有两个弧形结构的弹性片84，本发明中，上托板82和下支撑板81之间依靠位于连接杆83间隙中的弹性片84形成水平方向浮动连接，在上托板82和下支撑板81之间施加压力时，弹性片84形变进而收缩在弧槽中，使得两个连接杆83之间相互咬合固定。

作为本发明中再进一步的方案，抬升支架9的中部设置有环形空腔，且环形空腔的顶部与负压电磁阀13之间通过软管连接，连接件7中部设置有连接环形空腔与环形抓取吸盘11之间的空气流道，本发明中，连接件7将环形抓取吸盘11中部向上抬起，在环形抓取吸盘11与柔性板材表面形成负压空腔后，利用抬升支架9的环形空腔与连接件7中部的空气流道，使得环形抓取吸盘11与主抓取吸盘4构成同步的负压环境，增强抓取执行装置对柔性板材表面的负压抓取效果，并均衡抓取部位的压力分布，提高柔性板材抓取移动过程中的稳定性。

作为本发明中再进一步的方案，环形抓取吸盘11的中部设置有与连接件7连接的形变拉杆15，且形变拉杆15的两侧均设置有弹性膜部16，弹性膜部16的表面分布与密布的条形微孔，本发明中，弹性膜部16在未产生拉扯形变时，条形微孔处于密闭状态，此时，环形抓取吸盘11对于柔性板材形成初步负压吸力定位，而位于中部的主抓取吸盘4完成稳定的抓取受力，环形抓取吸盘11与柔性板材周边连接形成滑动补偿，消除柔性板材中部受力产生的微形变，连接件7在电动推杆12、抬升支架9的作用下向上运动，当连接件7运动至行程的三分之一时，条形微孔随弹性膜部16形变张开，环形抓取吸盘11内部形成与主抓取吸盘4同步的负压环境，环形抓取吸盘11对柔性板材表面形成二次抓取受力，进一步提高对柔性板材抓取的稳定性。

作为本发明中再进一步的方案，连接件7包括位于密封腔14内部的U型弹片71，且U型弹片71的顶部设置有连接抬升支架9的管体72，U型弹片71的两侧内壁设置有密封膜瓣73，且U型弹片71的底端设置有横向分布的透气孔74，本发明中，连接件7通过U型弹片71、管体72连接抬升支架9和形变拉杆15，在U型弹片71位于最低端时，两侧的密封膜瓣73处于密封腔14窄端挤压形成密闭状态，当U型弹片71向上运动时，密封膜瓣73被弹性扩展张开，快速将环形抓取吸盘11中的负压环境与抬升支架9中均衡，使得环形抓取吸盘11两次抓取过程与主抓取吸盘4抓取过程之间形成时间差，消除柔性板材上表面被抓取时产生的挤压应力，提高对柔性板材表面的保护效果。

在使用时，环形抓取吸盘11与柔性板材的边缘接触时形成负压吸力，并配合位于中部的主抓取吸盘4，将柔性板材的中部和周边区域均抓取固定，当柔性板材被抓取并抬起时，步进马达6带动推进机构5和托板机构8运动，当托板机构8运动至柔性板材下方并处于水平状态时，推进机构5带动托板机构8做上升运动，直至托板机构8将柔性板材的底部固定，将柔性板材牢牢的夹持于环形抓取吸盘11、主抓取吸盘4和托板机构8之间，将柔性板材的周边区域牢牢固定，有效避免柔性板材在运动时出现抖动和弯折现象。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，包括执行支架（1），所述执行支架（1）的顶部设置有与机器人机械臂连接的安装座（2），且执行支架（1）的顶部安装有对称分布的负压电磁阀（13），所述执行支架（1）的底部安装有多个连接座（3），其特征在于，多个所述连接座（3）的外侧安装有框型结构的安装座（10），且安装座（10）的底部设置有剖面呈水滴状结构的密封腔（14），所述密封腔（14）的底部安装有环形抓取吸盘（11），所述密封腔（14）的内部设置有可上下移动的连接件（7），且连接件（7）的顶部延伸至安装座（10）顶部连接有抬升支架（9），所述连接座（3）的顶部安装有带动抬升支架（9）升降运动的电动推杆（12），且连接件（7）的底部与环形抓取吸盘（11）的底壁连接，所述安装座（10）的两侧均安装有一排步进马达（6），且步进马达（6）的输出轴端部安装有推进机构（5），每排所述推进机构（5）的端部之间安装有托板机构（8），所述连接座（3）的底部中央安装有多个主抓取吸盘（4），且多个主抓取吸盘（4）均与负压电磁阀（13）抽吸端连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，其特征在于，所述主抓取吸盘（4）包括两个安装于连接座（3）底部的阻尼弹簧杆（43），和安装于两个阻尼弹簧杆（43）底部之间的平衡支架（41），所述平衡支架（41）的底部安装有真空吸盘（42），且真空吸盘（42）的顶部与负压电磁阀（13）之间安装有真空管（44）。

3.根据权利要求2所述的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，其特征在于，所述推进机构（5）包括L型结构的推进支架（51），且推进支架（51）的端部安装有斜向设置的导向环（52），所述导向环（52）的内部安装有推进滑杆（53），且推进滑杆（53）的表面设置有矩形导槽，矩形导槽的内部安装有与导向环（52）固定连接的推进电动伸缩杆（54）。

4.根据权利要求3所述的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，其特征在于，所述托板机构（8）包括上托板（82）和下支撑板（81），且上托板（82）和下支撑板（81）之间设置有弹性连接件。

5.根据权利要求4所述的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，其特征在于，所述弹性连接件包括两个L型结构的连接杆（83），且两个连接杆（83）之间设置有多个弧槽，弧槽的内部设置有两个弧形结构的弹性片（84）。

6.根据权利要求1所述的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，其特征在于，所述抬升支架（9）的中部设置有环形空腔，且环形空腔的顶部与负压电磁阀（13）之间通过软管连接，所述连接件（7）中部设置有连接环形空腔与环形抓取吸盘（11）之间的空气流道。

7.根据权利要求6所述的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，其特征在于，所述环形抓取吸盘（11）的中部设置有与连接件（7）连接的形变拉杆（15），且形变拉杆（15）的两侧均设置有弹性膜部（16），弹性膜部（16）的表面分布与密布的条形微孔。

8.根据权利要求7所述的一种智能制造机器人用柔性板材抓取执行装置，其特征在于，所述连接件（7）包括位于密封腔（14）内部的U型弹片（71），且U型弹片（71）的顶部设置有连接抬升支架（9）的管体（72），所述U型弹片（71）的两侧内壁设置有密封膜瓣（73），且U型弹片（71）的底端设置有横向分布的透气孔（74）。