CN202910869U

CN202910869U - 机器人手爪

Info

Publication number: CN202910869U
Application number: CN 201220556794
Authority: CN
Inventors: 崔志锋; 王宏博; 曹伟燎; 付光启; 牛永松; 邓崇发; 左庆科
Original assignee: Dongfeng Honda Engine Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Honda Engine Co Ltd
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2022-10-26

Abstract

本实用新型公开了一种机器人手爪，包括执行机构和检测机构，所述检测机构设置在所述执行机构上，所述检测机构包括浮动销、检测块和感应开关，所述浮动销垂直穿过所述执行机构与被抓工件接触的面；所述检测块设置于所述浮动销上，所述感应开关与所述检测块相配合。所述检测机构通过浮动销不同情况下的不同状态，使检测块接触相应的感应开关，做出提示，能够检测机器人手爪有无握持工件、是否正确定位夹紧工件以及工位工序是否有漏加工，使机器人手爪精确定位的同时，规避了因为工位工序漏加工造成的设备撞机和断刀的情况；所述机器人手爪采用大夹紧力气爪，结构简单、易维护、稳定性高，采用6061-T6铝合金做主体材料，质量减轻。

Description

机器人手爪

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人手爪。

背景技术

在汽车生产行业，机器人手爪因其自动化程度较高、效率高，在生产线上起着重要作用。

机器人手爪一般用于完成机器人的夹持与抓取任务，机器人手爪正由笨拙发展到灵巧，性能优良的机器人手爪可以实现可靠、快速和精确地抓取。用于抓取汽车缸盖的传统机器人手爪，能将生产线上的缸盖抓取到预定位置，不需要人工搬运及放置，能提高工作效率以及准确程度。

但是，传统的机器人手爪没有检测机构，不能检测机器人手爪上有无工件、工件是否正确夹紧以及工件上工位工序是否漏加工。

实用新型内容

基于此，有必要针对不能检测机器人手爪上有无工件、工件是否正确夹紧以及工件上工位工序是否漏加工的问题提供一种机器人手爪。

一种机器人手爪，包括执行机构，其特征在于，所述机器人手爪还包括检测机构，所述检测机构设置在所述执行机构上，所述检测机构包括浮动销、检测块和感应开关，所述浮动销垂直穿过所述执行机构与被抓工件接触的面；所述检测块设置于所述浮动销上，所述感应开关与所述检测块相配合。当所述浮动销因未抓取工件而置于常态或因抓取工件受到挤压时，设置在所述浮动销上的检测块会接触到相应的感应开关，根据不同情况做出不同的指示，可根据不同的指示判断机器人手爪有无握持工件、握持的工件是否正确定位夹紧以及工件上工位工序是否有漏加工。

在其中一个实施例中，所述检测机构还包括导套，所述导套固定在所述浮动销与所述执行机构接触处，且所述浮动销穿过所述导套。所述导套套在浮动销上，导套起到为浮动销导向的作用，使浮动销沿预定的方向运动。

在其中一个实施例中，所述检测机构还包括弹性部件和压盖，所述压盖固定在所述执行机构上、且其两端均开设有孔，所述浮动销穿过所述压盖两端的孔，所述弹性部件设置在压盖内部、且在所述浮动销轴向伸缩。所述弹性部件设置在所述浮动销外周，弹性部件主要起到在浮动销轴向的缓冲和复位作用；所述压盖为所述弹性部件提供受力面。

在其中一个实施例中，所述检测机构还包括感应开关支架，所述感应开关支架与所述执行机构固定。所述感应开关支架与执行机构固定，一方面能更好的固定感应开关；另一方面对感应开关的位置没有特定的要求，只需与检测块配合即可，所以，可以将其设置在最优位置。

在其中一个实施例中，所述浮动销上设置有压缩部件，所述弹性部件一端与所述压缩部件接触，另一端与所述压盖顶端接触。当浮动销检测受到挤压而运动时，所述压缩部件会挤压弹性部件，使弹性部件改变状态。

在其中一个实施例中，所述弹性部件为压缩弹簧。压缩弹簧在没有受到外力时为其常态，当检测机构检测到抓取工件位置不对或未加工时，浮动销会受到向上的挤压而运动，此时，压缩弹簧被压缩，在起到缓冲作用的同时储存能量，在提示操作有误、重新抓取工件时，储存的能量用于将所述浮动销复位，便于浮动销重新检测。

在其中一个实施例中，所述执行机构上设置有定位机构，所述定位机构包括定位板和定位块，所述定位板设置于执行机构与工件接触面侧，所述定位块设置于所述定位板上。所述定位机构用来控制所抓取工件的自由度，使得被抓工件不会在抓好之后再移动，方便放置时位置准确，而且需要至少三个定位块定位一个平面，保证工件不会上下移动和上下旋转；定位块设置于所述执行机构与工件的接触面，使执行机构在抓取工件的同时定位工件，有利于提高效率。

在其中一个实施例中，所述执行机构采用夹紧力气爪，包括气缸、气爪、夹爪、调整垫块、夹紧垫块和防掉突台，所述气爪和气缸均设置在所述执行机构内部；所述夹爪设置在所述执行机构与工件接触面侧，所述夹爪能横向运动；所述夹爪内侧依次设置有调整垫块、夹紧垫块和防掉突台。采用夹紧力气爪，在抓取工件时能产生很大的力，对握持工件时执行机构的摩擦系数要求较低，也不易磨损；在执行机构上设置调整垫块，方便调试；夹紧垫块方便调整垫块的夹紧；防掉突台可防止在机器人手爪意外断气时抓件掉落；所述夹爪能横向运动，使夹爪能根据抓件的宽度调节自身的宽度。

在其中一个实施例中，所述气爪为气压和弹簧双层夹紧的气爪。气压和弹簧双层夹紧的气爪，可防止在搬运缸盖时因气爪意外断气，导致机器人手爪上的工件脱落的情况发生。

在其中一个实施例中，所述机器人手爪主体的材料为6061-T6铝合金。所述6061-T6铝合金具有强度高、重量轻、抗腐蚀性氧化性强、可使用性好等优点，既满足机器人手爪的强度要求，也减轻了机器人手爪的整体重量，减小了重量对机器人使用寿命的影响，在选用机器人时还可以考虑选用负载更小的机器人，以节约成本。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型机器人手爪，在执行机构上设置有检测机构，通过浮动销不同情况下的不同状态，使检测块接触相应的感应开关，做出提示，能够检测机器人手爪有无握持工件、握持的工件是否正确定位夹紧以及工件上工位工序是否有漏加工，使机器人手爪能精确定位，同时，规避了因为工件上工位工序漏加工造成的设备撞机和断刀的情况；所述机器人手爪采用大夹紧力气爪，结构简单、易维护、稳定性高；所述机器人手爪采用6061-T6铝合金做主体材料，比传统机器人手爪质量轻，减小了重量对机器人使用寿命的影响。

附图说明

图1为本实用新型机器人手爪结构示意图；

图2为本实用新型机器人手爪结构示意图；

图3为本实用新型机器人手爪结构示意图；

图4为本实用新型机器人手爪结构示意图；

图5为本实用新型机器人手爪实施例一检测结构示意图；

图6为本实用新型机器人手爪实施例二检测结构示意图；

图7为本实用新型机器人手爪实施例三检测结构示意图；

图8为本实用新型机器人手爪实施例四检测结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种机器人手爪，包括检测机构10、定位机构11、执行机构12、手爪本体13和换爪机构14。所述换爪机构14控制不同的机器人手爪之间的转换，抓取不同型号的工件，提高工作效率。所述手爪本体13与所述换爪机构14之间通过螺栓连接，且所述执行机构12、定位机构11和检测机构10均设置在所述手爪本体13上，所述手爪本体13起到中间连接和支撑的作用。所述执行机构12执行抓取工件的动作。所述检测机构10通过浮动销100在不同的情况下不同的浮动位置检测机器人手爪有无握持工件、握持的工件是否正确定位夹紧以及工件上工位工序是否有漏加工。所述定位机构11用于在抓取工件的同时控制工件的自由度，不让其随意转动，所述大夹紧力气爪由设置在执行机构12中的气缸和弹簧同时控制，气缸能使大夹紧力气爪产生大夹紧力，结构简单、易维护、稳定性高。

换爪机构14是机器人与手爪本体13的连接装置，主要包括机器人连接法兰、机器人侧接头和手爪本体侧接头，通过机器人侧接头与手爪本体侧接头的锁紧连接和松开脱离，以实现机器人与不同工件的机器人手爪的切换。

如图2所示，所述执行机构12上设置有定位机构11，所述定位机构11包括定位板110和至少三个定位块111。所述定位板110设置在所述执行机构12与工件的接触侧，所述定位板110上设置有供浮动销100穿过的通孔、供定位板110与执行机构12固定的通孔以及定位块111。所述浮动销100在起到检测作用的同时，还起到定位的作用；所述定位块111至少3个，定位一个面，约束被抓工件上下移动和上下转动；所述浮动销100至少2个，定位缸盖上的两个销孔，约束平面上前后、左右的移动和平面内的转动，共约束6个自由度。

如图3和图5所示，所述执行机构12上设置有检测机构10，所述检测机构10包括浮动销100、检测块101、感应开关102、指示灯103、导套104、压盖105、弹性部件106和感应开关支架107。所述浮动销100穿过定位板110上的通孔，在所述浮动销100通过的定位板110上的通孔处设置有导套104，能引导所述浮动销100向预定的位置运动，所述导套104外周设置有台肩1040，所述台肩1040与定位板110接触，所述台肩1040方便将所述导套104与定位板110固定。在所述不与工件接触侧的浮动销100外周设置有压盖105，所述压盖105可为设置在其中的弹性部件106提供受力面，所述压盖105与执行机构12接触的一端设置有台肩1050，所述台肩1050方便固定压盖105；在所述压盖105的另一端设置有可通过浮动销100的孔、且所述浮动销100穿过所述孔；所述压盖105内壁与浮动销100外壁之间有间隙，在所述间隙中设置有弹性部件106，所述弹性部件106起到在浮动销100轴向缓冲和复位的作用。

所述检测机构10通过浮动销100与工件接触后位置的不同，使设置在其上的相应检测块101和相应感应开关102接触，相应的指示灯103亮，显示不同的结果，可检测机器人手爪有无握持工件、握持的工件是否正确定位夹紧以及工件上工位工序是否有漏加工，或者，通过其他的方式提示结果，如声音提示。

在其中一个实施例中，在所述浮动销100的旁边设置有感应开关支架107，可任意设置感应开关支架107的位置，于是，可以在更好的固定感应开关102的同时将感应开关102设置在最优位置。

在其中一个实施例中，所述弹性部件106为压缩弹簧。压缩弹簧在没有受到外力时为其常态，当检测机构10检测到机器人手爪抓取了工件或未加工时，浮动销100会受到向上的挤压而运动，此时，压缩弹簧被压缩，在起到缓冲作用的同时储存能量，在重新抓取工件时，储存的能量用于将所述浮动销100复位，便于浮动销100重新检测。

在其中一个实施例中，所述浮动销100在所述压盖105中空内部的直径小于与导套104接触部分的直径、在所述压盖105内的浮动销100上设置凸缘或在浮动销100上设置弹簧挡圈。浮动销100受到挤压运动时，直径较大部分的浮动销100、凸缘或弹簧挡圈会挤压设置在其上的弹性部件106，为弹簧的缓冲、储能、复位等一系列作用做准备。

其中，所述检测块101与感应开关102可以有多种对应关系。如图5所示，在实施例一中，所述浮动销100上设置有用于检测是否抓取工件的第一检测块1010、用于检测工件是否正确定位夹紧的第二检测块1011和用于检测工件是否漏加工的第三检测块1012，在所述第一检测块1010、第二检测块1011和第三检测块1012上均设置有指示灯103，分别为第一指示灯1030、第二指示灯1031和第三指示灯1032，在所述感应开关支架107上设置有一个感应开关102。当所述机器人手爪没有抓取工件时，所述浮动销100置于常态，此时，所述浮动销100未受挤压，位于最下端位置，所述感应开关102与所述第一检测块1010接触，所述第一检测块1010上的第一指示灯1030亮；当所述机器人抓取了工件且抓取正确时，所述浮动销100受到正常挤压，所述感应开关102与所述第二检测块1011接触，所述第二检测块1011上的第二指示灯1031亮；当所述机器人手爪抓取了工件但是工件漏加工时，所述浮动销100受到最大挤压，所述感应开关102与所述第三检测块1012接触，所述第三检测块1012上的第三指示灯1032亮；当机器人手爪抓取了工件但是没有正确夹紧时，所述浮动销100受到的挤压介于正常挤压和最大挤压之间，此时，所述浮动销100上的检测块101均不与感应开关102接触，指示灯103均不亮。同时，感应开关通过信号线把信号传输给控制系统终端cpu。

如图6所示，实施例二中，所述感应开关支架107上设置有用于感应是否抓取工件的第一感应开关1020、用于感应工件是否正确定位夹紧的第二感应开关1021和用于感应工件是否漏加工的第三感应开关1022，在所述第一感应开关1020、第二感应开关1021和第三感应开关1022上均设置有指示灯103，分别为第四指示灯1033、第五指示灯1034和第六指示灯1035，在所述浮动销100上设置有一个检测块101。当所述机器人手爪没有抓取工件时，所述浮动销100置于常态，此时，所述浮动销100未受挤压，位于最下端位置，所述第一感应开关1020与所述检测块101接触，所述第一感应开关1020上的第四指示灯1033亮；当所述机器人抓取了工件且抓取正确时，所述浮动销100受到正常挤压，所述第二感应开关1021与所述检测块101接触，所述第二感应开关1021上的第五指示灯1034亮；当所述机器人手爪抓取了工件但是工件漏加工时，所述浮动销100受到最大挤压，所述第三感应开关1022与所述检测块101接触，所述第三感应开关1022上的第六指示灯1035亮；机器人手爪抓取了工件但是没有正确夹紧时，所述浮动销100受到的挤压介于正常挤压和最大挤压之间，此时，所述感应开关支架107上的感应开关102均不与检测块101接触，指示灯103均不亮。同时，感应开关通过信号线把信号传输给控制系统终端cpu。

如图7所示，实施例三中，所述浮动销100上设置有用于检测是否抓取工件的第一检测块1010、用于检测工件是否正确定位夹紧的第二检测块1011和用于检测工件是否漏加工的第三检测块1012；所述感应开关支架107上设置有用于感应是否抓取工件的第一感应开关1020、用于感应工件是否正确定位夹紧的第二感应开关1021和用于感应工件是否漏加工的第三感应开关1022；在所述检测块101上或所述感应开关102上设置指示灯103。根据浮动销100受到的不同挤压，使对应的检测块101和感应开关102接触，通过指示灯103来判断工件的情况。同时，感应开关通过信号线把信号传输给控制系统终端cpu。

如图8所示，实施例四中，所述浮动销100包括第一浮动销1000和第二浮动销1001，所述第一浮动销1000检测工件是否漏加工，所述第二浮动销1001检测机器人手爪是否抓取了工件和是否抓取正确。所述第一浮动销1000上设置有第三检测块1012，在相应的感应开关支架107上设置第三检测块1012对应的第三感应开关1022；所述第二浮动销1001上设置有第一检测块1010和第二检测块1011，在相应的感应开关支架107上设置有对应的第一感应开关1020和第二感应开关1021，通过浮动销100的不同位置使设置在其上的检测块101与相应的感应开关102接触，通过设置在所述检测块101或感应开关102上的指示灯103来判断工件的情况。同时，感应开关通过信号线把信号传输给控制系统终端cpu。

如图4所示，所述执行机构12采用大夹紧力气爪，包括气爪120、夹爪121、调整垫块122、夹紧垫块123和防掉突台124，所述气爪120设置在所述执行机构12内部，通过气缸125来控制；所述夹爪121设置在所述执行机构12与工件接触面侧，所述执行机构12包括至少两个夹爪121、且所述夹爪121能横向移动，当所述夹爪121横向移动时，夹爪121之间的宽度变大，方便机器人手爪检测和定位；所述夹爪121内侧依次设置有调整垫块122、夹紧垫块123和防掉突台124，所述调整垫块122方便调试夹爪121相对于工件的位置和状态；夹紧垫块123方便调整垫块122的夹紧；防掉突台124可防止在机器人手爪意外断气时抓件掉落。

在其中一个实施例中，所述执行机构12的夹爪121能旋转、且以所述执行机构12与夹爪121的接触部分为旋转轴。

所述气爪120为气压和弹簧双层夹紧的气爪120，所述气压由设置在执行机构12中的气缸125提供，采用双层夹紧的方式，在气缸125突然断气时，可以由弹簧暂时提供一定的夹紧力，保持工件的安全抓取；所述工件主要为缸盖。

其中，所述执行机构12通过大夹紧力气爪夹紧和松开来实现缸盖的抓放，所述大夹紧力气爪的握持力依靠大夹紧力气爪夹紧缸盖的进排气面时，夹紧垫块123与缸盖接触面产生的摩擦力。大夹紧力气爪的夹紧力约为6250N，所述夹紧垫块123的材料为黄铜，缸盖与夹紧垫块123相互间有润滑时的摩擦系数约为0.02，单侧夹紧垫块123可以产生的摩擦力约为125N，两侧摩擦力共250N，而最重的缸盖约12kg，考虑到机器人的最大加速度为0.2倍重力加速度，重力和最大加速度对缸盖产生的最大作用力为119N，安全系数为2.1，所以大夹紧力气爪产生的摩擦力可以把缸盖握持住。所述大夹紧力气爪结构简单易维护，稳定性高。

所述夹紧垫块123的材料还可以是其他材料，只要是材料的摩擦系数满足能握持住缸盖即可。

所述机器人手爪主体的材料为6061-T6铝合金，这一型号的铝合金有强度高、重量轻、抗腐蚀性氧化性强、可使用性好等优点，既满足机器人手爪的强度要求，也减轻了机器人手爪的整体重量，减小了重量对机器人使用寿命的影响，在选用机器人时还可以考虑选用负载更小的机器人，以节约成本。

所述机器人手爪包括两个执行机构12，所述手爪本体13的两个连接方向相互垂直，所述执行机构12设在所述手爪本体13上。或者所述执行机构12的个数可以为两个以上。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种机器人手爪，包括执行机构，其特征在于，所述机器人手爪还包括检测机构，所述检测机构设置在所述执行机构上，所述检测机构包括浮动销、检测块和感应开关，所述浮动销垂直穿过所述执行机构与被抓工件接触的面；所述检测块设置于所述浮动销上，所述感应开关与所述检测块相配合。

2.根据权利要求1所述的机器人手爪，其特征在于，所述检测机构还包括导套，所述导套固定在所述浮动销与所述执行机构的接触处，且所述浮动销穿过所述导套。

3.根据权利要求1所述的机器人手爪，其特征在于，所述检测机构还包括弹性部件和压盖，所述压盖固定在所述执行机构上、且其两端均开设有孔，所述浮动销穿过所述压盖两端的孔，所述弹性部件设置在压盖内部、且在所述浮动销轴向伸缩。

4.根据权利要求1所述的机器人手爪，其特征在于，所述检测机构还包括感应开关支架，所述感应开关支架与所述执行机构固定。

5.根据权利要求3所述的机器人手爪，其特征在于，所述浮动销上设置有压缩部件，所述弹性部件一端与所述压缩部件接触，另一端与所述压盖顶端接触。

6.根据权利要求3所述的机器人手爪，其特征在于，所述弹性部件为压缩弹簧。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的机器人手爪，其特征在于，所述执行机构上设置有定位机构，所述定位机构包括定位板和定位块，所述定位板设置于执行机构与工件接触面侧，所述定位块设置于所述定位板上。

8.根据权利要求7所述的机器人手爪，其特征在于，所述执行机构采用夹紧力气爪，包括气缸、气爪、夹爪、调整垫块、夹紧垫块和防掉突台，所述气爪和气缸均设置在所述执行机构内部；所述夹爪设置在所述执行机构与工件接触面侧，所述夹爪能横向运动；所述夹爪内侧依次设置有调整垫块、夹紧垫块和防掉突台。

9.根据权利要求8所述的机器人手爪，其特征在于，所述气爪为气压和弹簧双层夹紧的气爪。

10.根据权利要求8所述的机器人手爪，其特征在于，所述机器人手爪主体的材料为6061-T6铝合金。