CN1503713A - 镊子支架 - Google Patents

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��건��
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Abstract

本发明涉及用于镊子的攫握器，它包括用于安装在机器人臂上的壳体(1)，该壳体一方面包括镊子(3)的固定及定位装置(6－14)，及另一方面包括使该镊子的分支致动的装置。该致动装置包括一个使作用在所述镊子的分支上的推钮(21)致动的动力机构(4，17)。

Description

镊子支架
背景技术
愈来愈多的装卸操作、定位操作、以及所有一般的手动操作趋向于自动化及机器人化。在许多应用中，如钟表业、医疗、科研等应用中手工操作需借助镊子来实现。为了能使借助镊子的这些手动操作自动化或机器人化，将如同设置工具支架的许多工具那样，应该设置镊子支架，以允许在机器人与一个或多个镊子之间建立机械连接及允许由机器人操作这些镊子。
发明内容
本发明的目的是实现一种攫握器或镊子支架，它用于安装在机器人移动机构上并可接收一对镊瓣，及致动它们用于在由镊子操作前攫握、定位、传送及保持物体。实际上这种攫握器由机器人与一对镊瓣之间的机械接口构成，它允许当前借助镊子手动进行的各种操作可以自动化及机器人化。
本发明还旨在一种攫握器或镊子支架，它用于安装在机器人移动机构上并适合接收一对镊瓣及致动它们，但不同于权利要求中所列举的特征。
附图说明
附图概要地及以例子方式表示出根据本发明的镊子支架的实施形式。
图1是该镊子支架的一个透视图；
图2是该镊子支架的一个纵向截面图；
图3以沿图2中线A-A的剖面形式表示镊子支架中一个镊子的固定装置；
图4是镊子致动装置的工作原理图；
图5及5a表示被镊子支架抓住前接收镊子的储存架；
图6表示设计用于镊子支架的一个镊子。
具体实施方式
作为本发明对象的攫握器或镊子支架用于安装在一个机器人的臂上及用于根据被握物体接收不同的镊子，及使镊子致动用于攫握及摆放所述物体。
该攫握器包括一个框架或壳体1，该壳体包括固定在机器人臂上的装置及包括镊子3的固定或定位装置2、以及使该镊子致动的装置，该致动装置包括控制一个钳子5运动的电动机4，该钳子作用在镊子的各分支上。
在图示的例子中，镊子的固定或定位装置2由一个借助螺丝7固定在壳体1的底部8上的部件6组成。部件6具有一个平行于壳体1的纵轴方向设置的及向着壳体1的前端开口方向张开的缝隙9。该缝隙9的尺寸，即长度、宽度及厚度适配于固定在该攫握器前的镊子3的后部的尺寸。
该固定装置还包括穿透部件6的一分支11的两个透孔10，及在这些孔中受一叠片弹簧13作用地放置着滚珠12，而该叠片弹簧借助一个螺丝14固定在部件6上。当在该固定装置中无镊子时，这些滚珠12在弹簧13的作用下靠压在部件6的另一分支的内表面上。
待固定到攫握器中的镊子在其将各镊瓣连接成整体的后部上包括两个孔，它们的中心距相应于部件6的分支11的两透孔10的中心距。
当镊子用其后部导入固定装置中时，滚珠12被向后推及然后落入到镊子的孔中及将镊子保持在其工作位置上。与镊子的孔相互配合的滚珠12可极佳地将镊子定位在攫握器中及用一个力保持镊子，该力足够使镊子执行各个预定操作。
所述及所示的固定装置仅是多种可能性中的一种。该固定装置不需要任何外部作用，但显然，这些定位机构，即滚珠12及镊子上相应的孔可以是不同的，只要能允许精确定位及可更换镊子。这些相应的定位机构可在不偏离本发明范围内用所有其它公知的方式实现。
同样，我们可以考虑由外部作用控制的固定及定位装置，镊子后部在部件6中的夹持可以由到达该镊子定位行程的终点来控制。
该固定及定位装置的主要特征是相对攫握器将镊子精确地定位在其工作位置上及该固定是可逆的，即该镊子可被更换。
攫握器还包括一个定位在上述固定及定位装置中的镊子3的致动装置。该致动装置包括一个电动机4，它被放置在壳体1后部的且固定在呈U形截面的支承15上，后者被放置在壳体1中。电动机4的轴16穿过支承15的一个侧翼及通过一个联轴器16连接到一个轴17的后端，该轴17的后端借助支承15的另一侧翼中的滚珠轴承18可以转动。平行于壳体1的纵轴向着固定装置延伸的轴17的部分与一个螺母19形成丝扣连接及相互配合，该螺母形成包括两个臂20a，20b的一个钳子的后部，这两个臂在壳体1内部从固定装置的一端延伸到另一端，并且各使轴终止而伸到壳体1外面的推钮21a，21b上，每个推钮靠压在定位在固定装置中的镊子的各一分支上。
于是，当启动电动机4在一个方向或另一方向上转动时将使钳子向前或向后移动，该移动在推钮21a，21b的作用下使镊子的各分支接近或通过其本身的弹性作用各分支离开，镊子的这些分支总是与所述推钮21a，21b保持接触。
当然所述的致动装置的实施形式是一个非限制性的例子。在其它的实施形式中，电动机4的轴与推钮21a，21b之间的运动连接可以是不同的，如钳子可由铰接的杆取代等。同样，电动机4可由液压泵或电磁铁取代。
重要的是，动力机构：例如步进型的电动机、液压泵或电磁铁使推钮致动，后者引起镊子分支的闭合运动并用作当镊子张开时镊子分支停靠在其上的止挡。
动力机构4的控制可根据由机器人执行的前置程序电子地或使用计算机地实现。但不管该动力机构的控制方式如何，该动力机构应该跟随镊子的夹紧力，以免超过由镊子分支之间的物体的夹紧力预先确定的值。
电动机对镊子夹紧力的跟随可借助固定在夹持钳的臂20a，20b内表面上的四个应变片22来实现。这些应变片22连接成惠斯顿电桥，以便当这些臂20a，20b响应它们对镊子分支的靠压向外弯曲时输出一个正的测量电压。该电压将随着镊子的闭合及继而由它施加给一个物体的夹紧力而增大。该正的测量电压值与一个相应于所需夹紧力的参考电压值的比较将可以输出一个控制电动机4停止的信号。
为了释放物体及张开镊子，将使该电动机在相反方向上转动，并引起钳子在壳中后退，镊子张开，及当镊子完全张开时这些臂20a，20b不再弯曲，测量电压将等于零，并通过与另一参考电压值的比较引起电动机4的停止。
为了以最佳的方式使用这种镊子攫握器，被固定在机器人臂上的该攫握器应该能自动地在一个镊子存储装置或储存架中来选择一个预定的镊子，及在用后再将其放回到储存架中。
可以设计出多种的存储装置或储存架，其中的一种将作为例子描述于下。
图5及5a所示的存储装置包括一个带有两个面对着的基块23，24的基座。这里第一基块23由两个彼此平行并相对固定它们的基块23的表面平行的销25构成的固定保持机构。第二基块24包括同样由两个彼此平行并相对固定它们的基块24的表面平行的销26构成的移动保持机构。这些销26被固定在两个边撑27之间，这些边撑被固定在一个芯体28上，该芯体则可滑动地安装在基块24的一个镗孔29中。该芯体28受到一个靠压在用螺丝固定在基块24中的塞板31上的弹簧30的作用。芯体28在前部位置上靠压在镗孔29的一个台肩上。
该存储装置或存储架指定用于保持图中所示类型的镊子。该镊子包括两个整体固定在它们的一个端部上的分支32。该端部包括两个透孔33，它们允许该镊子由两个滚珠12固定在攫握器的固定装置中。
在镊子分支32的中间部分上，每个分支包括开设在它们相对的边上的半圆形凹口34。每个分支32的每边设有两个凹口34，这两个凹口的中心距离相应于存储架的销25及26的中心距离。
为了将镊子放置在存储架上，使镊子定位在与支承销25，26的基块23，24的表面平行的一个平面中，然后将镊子尖端导入所述销25，26之间，直到凹口34面对着销时为止。接着使镊子转动四分之一圈，销25，26将配合在凹口34中。芯体28先后退而后向前，以便将销26压在镊子分支的边上。
这时镊子可被带有攫握器的机器人抓获。攫握器这样地被引导，以使得镊子的后部被插入到固定装置中，并且滚珠12与镊子的孔33相互配合。镊子以及攫握器被转动四分之一圈，销25，26将释放凹口34，镊子可被取出存储架。
应当指出，当镊子的凹口34配合在存储架的销25，26上时，攫握器的回抽由于超过滚珠12的压力将引起镊子与固定装置分离。
装有一个攫握器的机器人将可以在存储架中选择一个所需的镊子，以便进行给定操作而后再将其放回。
图示的实施形式仅是一个具体的实施例子，在不脱离本发明保护范围的可对其作出改变。
在一个变型中，镊子可包括两个不对称的两个分支。一个分支是既平且厚，而且实际上不可变形的；而另一分支是既薄且有柔性，而且可弹性变形的。
在本发明中保持不变的是，镊子包括固定用的构型或装置，它与固定装置中的相应部分相互配合，这允许镊子可拆卸地被固定在攫握器的预定位置上。
此外，镊子还可包括用于与存储架或存储装置相应构型相配合的构型，镊子可被存储在该存储架中以等待连接到攫握器中。

Claims (10)

1、用于镊子的攫握器，其特征在于：它包括一个用于安装在机器人臂上的壳体(1)，该壳体一方面包括镊子(3)的固定及定位装置(6-14)，及另一方面包括使该镊子的分支致动的装置，该致动装置包括一个使作用在所述镊子的分支上的推钮(21)致动的动力机构(4，17)。
2、根据权利要求1的攫握器，其特征在于：壳体(1)在其一个端部上是敞开的，以便使一个镊子(3)导入到固定及定位装置(6-14)中。
3、根据权利要求1或2的攫握器，其特征在于：固定及定位装置(6-14)包括相对壳体(1)定位镊子后部的装置(9)及暂时固定装置(10，12，13)，后者与镊子上的相应装置(33)相互配合，以便用预定的力将镊子保持在固定装置中。
4、根据以上权利要求中一项的攫握器，其特征在于：当镊子被固定及定位在固定及定位装置中时，镊子基本上沿着攫握器的纵向轴延伸。
5、根据以上权利要求中一项的攫握器，其特征在于：镊子在攫握器中的连接及分离通过这些元件的轴向相对运动来实现。
6、根据以上权利要求中一项的攫握器，其特征在于：推钮(21)由一个钳子的两个臂(20)的自由端部构成，这些臂(20)被固定在一个螺母(19)上，后者与一个由旋转电动机(4)驱动的螺杆(17)相啮合。
7、根据以上权利要求中一项的攫握器，其特征在于：它包括一个动力机构(4)的控制电路，该控制电路接收一个检测推钮(21)施加在镊子(3)上的力的测量电路的指令。
8、用于以可拆卸方式固定在权利要求1中的攫握器上的镊子，其特征在于：该镊子的后部包括用于与攫握器的固定及定位装置的相应部分相互配合的连接构型。
9、根据权利要求8的镊子，其特征在于：它包括一个刚性的厚分支及一个可弹性变形的第二分支。
10、根据权利要求8或9的镊子，其特征在于：它包括与存放镊子的存储装置的相应构型相互配合的固定构型。
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