CN203158811U

CN203158811U - 抓取装置

Info

Publication number: CN203158811U
Application number: CN 201320125754
Authority: CN
Inventors: 王建疆; 高一平; 张越山
Original assignee: ABB T&D Technology AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-03-19

Abstract

本实用新型提供一种抓取装置，其包括：抓取装置框架；与所述抓取装置框架连接并且沿抓取装置开合方向的直线运动副；第一钩爪；第二钩爪；和与所述抓取装置框架连接的真空杯，其在抓取装置开合方向上位于第一钩爪和第二钩爪中间并且位于所述直线运动副的一侧；其中：所述直线运动副约束第一钩爪和第二钩爪沿所述抓取装置开合方向相对运动。基于上述结构，当真空杯吸取柔性材料包装的液态产品时，第一钩爪和第二钩爪沿抓取装置开合方向闭合以便约束柔性材料包装的液态产品相对于真空杯的位置。

Description

抓取装置

技术领域

本实用新型涉及抓取装置，更具体地说，涉及真空型抓取装置。

背景技术

目前，采用柔性材料包装液态产品获得广泛地应用；例如，采用塑料包装液态奶。当使用现有的真空型抓取装置抓取由柔性材料包装的液态产品时，因为包装材料的柔性以及其内容物为液态，所以液态产品的重心有沿运动方向继续运动从而产生重心沿运动方向偏移；这导致柔性材料包装液态产品与真空杯脱离或其偏离预定位置的可能性。例如，在奶包装箱过程中，掉包和在装箱时产品甩出箱子之外的几率增加。

此外，由于在抓取装置通过真空杯拾取柔性材料包装的液态产品过程中其呈现水滴（或葫芦）形，重心在大端；运动时大端的惯性大，在装箱和减速时，大端的重心有继续运动的动能，从而使真空杯的吸附面漏气和钩爪的约束失效。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种抓取装置，其包括：抓取装置框架；与所述抓取装置框架连接并且沿抓取装置开合方向的直线运动副；第一钩爪；第二钩爪；和与所述抓取装置框架连接的真空杯，其在抓取装置开合方向上位于第一钩爪和第二钩爪中间并且位于所述直线运动副的一侧；其中：所述直线运动副约束第一钩爪和第二钩爪沿所述抓取装置开合方向相对运动。

基于上述结构，当真空杯吸取柔性材料包装的液态产品时，第一钩爪和第二钩爪沿抓取装置开合方向闭合以便约束柔性材料包装的液态产品相对于真空杯的位置，由此约束了液态产品的重心有沿运动方向继续运动从而产生重心沿运动方向偏移，并且降低了柔性材料包装的液态产品与真空杯脱离或其偏离预定位置的几率。通过第一钩爪和第二钩爪和真空杯的共同作用，实现抓取和释放柔性材料包装的液态产品。

附图说明

图1A和1B分别示出根据本实用新型的一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；

图1C出根据图1A和1B所示抓取装置的夹持状态的主视图；

图2A和2B分别示出根据本实用新型的另一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；

图2C出根据图2A和2B所示抓取装置的夹持状态的主视图；

图3A和3B分别示出根据本实用新型的另一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；

图3C出根据图3A和3B所示抓取装置的夹持状态的主视图；

图4A和4B分别示出根据本实用新型的另一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；

图4C示出图4A和4B所示抓取装置延剖面B的后视图；和

图4D和4E分别示出根据图4A和4B所示抓取装置的夹持状态的主视图和立体图。

具体实施方式

图1A和1B分别示出根据本实用新型的一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；图1C出根据图1A和1B所示抓取装置的夹持状态的主视图。如图1A、1B和1C所示，抓取装置1包括：抓取装置框架10、与抓取装置框架10连接并且沿抓取装置开合方向A的直线运动副11、第一钩爪12、第二钩爪13和与抓取装置框架10连接的真空杯14；其中：真空杯14在抓取装置开合方向A上位于第一钩爪12和第二钩爪13中间并且位于直线运动副11的一侧，从而保证真空杯14和直线运动副11没有相互干涉；直线运动副11约束第一钩爪12和第二钩爪13沿抓取装置开合方向A相对运动；例如，直线运动副11包括第一滑块110和第二滑块111；第一滑块110和第二滑块111可以在外力的驱动下沿直线运动副11的方向相对运动。第一滑块110与第一钩爪12固定连接并且可以带动第一钩爪12沿抓取装置开合方向A运动；第二滑块111与第二钩爪13固定连接并且可以带动第二钩爪13沿抓取装置开合方向A运动。

第一滑块110和第二滑块臂111分别和第一钩爪12和第二钩爪13的连接可以通过固定连接或轴连接，其中在轴连接下，除了第一钩爪12和第二钩爪13分别随第一滑块110和第二滑块111可以相对运动之外，第一钩爪12和第二钩爪13还可以绕轴旋转。将在下文中说明涉及轴连接的结构。

图2A和2B分别示出根据本实用新型的另一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；图2C出根据图2A和2B所示抓取装置的夹持状态的主视图。出于简明的考虑，图2A、2B和2C与图1A、1B和1C相同的技术特征不再赘述。如图2A、2B和2C所示的抓取装置2，其中第一滑块110还包括：第一滑块臂20和第一挡块21，并且第二滑块111还包括：第二滑块臂22和第二挡块23。第一滑块臂20从第一滑块110伸向第一钩爪12并且与第一钩爪12通过第一连接轴a连接，其可以带动第一钩爪12沿夹具开合方向A运动；第二滑块臂21从第二滑块111伸向第二钩爪13并且与第二钩爪13通过第二连接轴b连接，其可以带动第二钩爪13沿夹具开合方向A运动；其中第一连接轴a和第二连接轴b分别垂直于抓取装置开合方向A。第一钩爪12和第二钩爪13可以分别绕第一连接轴a和第二连接轴b相对于第一滑块110和第二滑块111旋转。抓取装置2还包括连接第一滑块110的第一滑块臂20的一端和第一钩爪12的（可向第一钩爪12施加绕第一连接轴a向内旋转的第一力矩）第一弹性元件24和连接第二滑块111的第二滑块臂22的一端和第二钩爪13的第二弹性元件25（可向第二钩爪13施加绕第二连接轴b向内旋转的第二力矩），例如第一弹性元件24和第二弹性元件25可以为弹簧。第一挡块21和第一滑块臂20的另一端固定连接，第二挡块22和第二滑块臂21的另一端固定连接，第一挡块21可约束第一力矩所引起的第一钩爪12绕第一连接轴a向内旋转，第二挡块22可约束第二力矩所引起的第二钩爪13绕第二连接轴b向内旋转。

基于上述结构，当真空杯吸取柔性材料包装的液态产品时，第一钩爪和第二钩爪沿抓取装置开合方向闭合以便约束柔性材料包装的液态产品相对于真空杯的位置，由此约束了液态产品的重心有沿运动方向继续运动从而产生重心沿运动方向偏移，并且降低了柔性材料包装的液态产品与真空杯脱离或其偏离预定位置的几率；通过第一钩爪和第二钩爪和真空杯的共同作用，实现抓取和释放柔性材料包装的液态产品。在钩抓的抱持力调整方面，对弹性元件的调整可以设定适合不同液态产品对抱持力的要求，使钩抓在抱持运动过程中不同位置要求的姿态符合产品在开始抓取、运动过程中和放包时的特性要求。

图3A和3B分别示出根据本实用新型的另一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；图3C出根据图3A和3B所示抓取装置的夹持状态的主视图。出于简明的考虑，图3A、3B和3C与图1A、1B和1C相同的技术特征不再赘述。如图3A、3B和3C所示的抓取装置3，其中第一滑块110还包括：第一滑块臂30和第一突起31，并且第二滑块111还包括：第二滑块臂32和第二突起33。第一滑块臂30从第一滑块110伸向第一钩爪12并且与第一钩爪12通过第一连接轴a连接，其可以带动第一钩爪12沿夹具开合方向A运动；第二滑块臂31从第二滑块111伸向第二钩爪13并且与第二钩爪13通过第二连接轴b连接，其可以带动第二钩爪13沿夹具开合方向A运动；其中第一连接轴a和第二连接轴b分别垂直于抓取装置开合方向A。第一钩爪12和第二钩爪13可以分别绕第一连接轴a和第二连接轴b相对于第一滑块110和第二滑块111旋转。抓取装置2还包括连接第一滑块臂30的第一突起31和第一钩爪12的第一弹性元件34（可向第一钩爪12施加绕第一连接轴a向外旋转的第一力矩）和连接第二滑块臂32的第二突起32和第二钩爪13的第二弹性元件35（可向第二钩爪13施加绕第二连接轴b向外旋转的第二力矩）。抓取装置3还包括第一导向块36和第二导向块37，其分别与抓取装置框架10固定连接，并且在抓取装置3闭合时可分别向第一钩爪12和第二钩爪13施加平衡第一力矩和第二力矩的第三力矩和第四力矩来约束第一钩爪12和第二钩爪13向抓取装置内旋转第一角度α和第二角度β；例如如图所示，第一导向块36和第二导向块37对于第一钩爪12和第二钩爪13的约束可以通过与第一钩爪12的第一挡块120和第二钩爪13和第二挡块130的约束实现。在抓取装置闭合的过程中，分别与第一滑块和第二滑块连接的第一钩爪和第二钩爪由于分别受到第一导向块和第二导向块的导向约束，可以向抓取装置内旋转第一角度和第二角度，从而其可对柔性材料包装的液态产品施加抱持力；反之，在抓取装置打开的过程中，分别与第一滑块和第二滑块连接的第一钩爪和第二钩爪由于分别受到第一导向块和第二导向块的导向约束，使第一钩爪和第二钩爪反向旋转第一角度和第二角度，以便释放产品；钩爪的夹持柔性可以通过弹簧快速调整。

基于上述结构，由于第一钩爪和第二钩爪向抓取装置内旋转第一角度和第二角度，其可对柔性材料包装的液态产品施加抱持力；在钩抓的抱持力调整方面，对弹性元件的调整可以设定适合不同液态产品对抱持力的要求；钩抓在抱持运动过程中的钩爪抱持角度变化,使钩抓在抱持运动过程中不同位置要求的姿态符合产品在开始抓取、运动过程中和放包时的特性要求。

图4A和4B分别示出根据本实用新型的另一个实施例的抓取装置的张开状态主视图和侧视图；图4C示出图4A和4B所示抓取装置延剖面B的后视图。图4D和4E分别示出根据图4A和4B所示抓取装置的夹持状态的主视图和立体图。出于简明的考虑，图4A、4B和4C与图1A、1B和1C相同的技术特征不再赘述。如图4A、4B和4C所示的抓取装置4，其中第一滑块110还包括：第一滑块臂40和第一突起41，并且第二滑块111还包括：第二滑块臂42和第二突起43。第一滑块臂40从第一滑块110伸向第一钩爪12并且与第一钩爪12通过第一连接轴a连接，其可以带动第一钩爪12沿夹具开合方向A运动；第二滑块臂41从第二滑块111伸向第二钩爪13并且与第二钩爪13通过第二连接轴b连接，其可以带动第二钩爪13沿夹具开合方向A运动；其中第一连接轴a和第二连接轴b分别垂直于抓取装置开合方向A。第一钩爪12和第二钩爪13可以分别绕第一连接轴a和第二连接轴b相对于第一滑块110和第二滑块111旋转。抓取装置2还包括连接第一滑块臂40的第一突起41和第一钩爪12的第一弹性元件44（可向第一钩爪12施加绕第一连接轴a向内旋转的第一力矩）和连接第二滑块臂42的第二突起43和第二钩爪13的第二弹性元件45（可向第二钩爪13施加绕第二连接轴b向内旋转的第二力矩）。第一钩爪12还可以包括第一突出部50和第一滑轮46，第二钩爪13还可以包括第二突出部51和第二滑轮47，第一滑轮46和第二滑轮47分别通过第三连接轴c和第四连接轴d与第一突出部50和第二突出部51轴连接并可以分别相对于第一突出部50和第二突出部51转动；第三连接轴c和第四连接轴d分别垂直于抓取装置开合方向A。抓取装置3还包括第一导向块48和第二导向块49。第一导向块48和第二导向块49通过分别约束第一滑轮46和第二滑轮47进而分别约束第一钩爪12和第二钩爪13。第一导向块和第二导向块分别对第一钩爪和第二导向块的第一约束面和第二约束面的轨迹可以为“凸轮轮廓”，其中“凸轮轮廓”具有曲线或曲面轮廓作为高副元素的构件，该轮廓按输出运动学特性和动力学特性的要求设计。在抓取装置闭合的过程中，分别与第一滑块和第二滑块连接的第一钩爪和第二钩爪由于分别受到第一导向块和第二导向块的导向约束，可以向抓取装置内旋转第一角度和第二角度，从而其可对柔性材料包装的液态产品施加抱持力；反之，在抓取装置打开的过程中，分别与第一滑块和第二滑块连接的第一钩爪和第二钩爪由于分别受到第一导向块和第二导向块的导向约束，使第一钩爪和第二钩爪反向旋转第一角度和第二角度，以便释放产品；钩爪的夹持柔性可以通过弹簧快速调整。

基于上述结构，在抓取装置闭合的过程中，与第一滑块和第二滑块分别连接的第一钩爪和第二钩爪由于第一滑轮和第二滑轮受到凸轮轮廓导向块的导向约束，使钩爪在闭合的过程中，滑轮沿着凸轮轮廓的表面滚动运行，滑轮与钩爪连接在一起的，从而使钩爪的张开角度随着凸轮轮廓的变化而变化；反之，在抓取装置打开的过程中，与第一滑块和第二滑块分别连接的第一钩爪和第二钩爪由于第一滑轮和第二滑轮受到凸轮轮廓导向块的约束，使第一钩爪和第二钩爪反向旋转第一角度和第二角度。由于配置了滑轮，使得钩爪和导向块之间为滑动摩擦，减小了摩擦力。当真空杯吸取柔性材料包装的液态产品后，液态包的形状由于液态的特性会随着吸力和吸盘的型式发生变化，此时钩爪的保持方式需要改变，而这个改变是由钩抓上的滑轮依据导向滑轨的轨迹形状，使钩抓从单独的抱持变成了抱持和托起的功能。

当真空杯吸附到柔性材料包装的液态产品后，该产品外形会进一步的变形，由于液体在重力的作用下会使产品产生像水滴（或葫芦形状）的外形，通过采用上述结构，钩爪的钩端朝柔性材料包装的液态产品的底部进一步运动并有朝上的翻起动作进而托起产品的底部，由此减小或防止其变成像水滴（或葫芦形状）的外形；此外，柔性材料包装的液态产品在吸盘、钩爪的双重约束产生了多种变形，尽量使产品的水滴（葫芦）形的底部减小，这有助于减小在机器人通过抓取装置抓取产品在运动过程中和到达装箱位置时的掉包的可能性；并且，钩爪的手指之间的间隔也使产品的底部形状发生波浪形的改变。

最好，在上述各个实施例中，真空杯14位于第一钩爪12和第二钩爪13靠近抓取装置框架10的一侧。真空杯吸取柔性材料包装的液态产品的位置，是根据要求可以上下调整的。吸取位置的高低和钩爪的运动配合，当钩爪抱持产品运动到一定的位置，使产品的塑料包装表面由于袋内的液态受到钩爪的抱持力的挤压而变得鼓起和平滑时，真空杯吸取柔性材料包装的液态产品，从而使得柔性材料包装的液态产品的表面平滑和鼓起能够对真空杯建立真空的密封性。

如图4E所示，抓取装置4还可以包括同步带50，其环绕与抓取装置框架10轴连接的第一同步带轮51和第二同步带轮52；其中：第一滑块110和第二滑块111分别与同步带50的第一位置P1和第二位置P2固定连接，并且第一位置P1和第二位置P2位于第一同步带轮51和第二同步带轮52的两侧。

基于上述结构，利用同步带的同步性，使第一钩爪和第二钩爪保持同步。

最好，第一位置P1与同步带50之间的距离等于第二位置P2与第二同步带轮51之间的距离；此外，相对于第一钩爪12和第二钩爪13，同步带50、第一同步带轮51和第二同步带轮52位于抓取装置框架10的另一侧。

同步装置为齿轮与齿条配合或丝杠与螺母配合。

同步装置可由气缸、马达或机器人运动轴驱动。

虽然已参照本实用新型的某些优选实施例示出并描述了本实用新型，但本领域技术人员应当明白，在不背离由所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上对其做出各种变化。

Claims

1.一种抓取装置，其特征在于包括：

抓取装置框架；

与所述抓取装置框架连接并且沿抓取装置开合方向的直线运动副；

第一钩爪；

第二钩爪；和

与所述抓取装置框架连接的真空杯，其在抓取装置开合方向上位于第一钩爪和第二钩爪中间并且位于所述直线运动副的一侧；

其中：

所述直线运动副约束第一钩爪和第二钩爪沿所述抓取装置开合方向相对运动。

2.如权利要求1所述的抓取装置，其特征在于：

所述直线运动副包括第一滑块和第二滑块；

第一滑块与第一钩爪连接并且可以带动第一钩爪沿所述抓取装置开合方向运动；并且

第二滑块与第二钩爪连接并且可以带动第二钩爪沿所述抓取装置开合方向运动。

3.如权利要求2所述的抓取装置，其特征在于：

第一滑块与第一钩爪通过第一连接轴连接；

第二滑块与第二钩爪通过第二连接轴连接；

第一连接轴和第二连接轴分别垂直于所述抓取装置开合方向；

所述抓取装置还包括：

连接第一滑块和第一钩爪的第一弹性元件，其可向第一钩爪施加绕第一连接轴向内旋转的第一力矩；

连接第二滑块和第二钩爪的第二弹性元件，其可向第二钩爪施加绕第二连接轴向内旋转的第二力矩。

4.如权利要求3所述的抓取装置，其特征在于还包括：

与第一滑块固定连接的第一挡块，可约束第一力矩所引起的第一钩爪绕第一连接轴向内旋转；和

与第二滑块固定连接的第二挡块，其可约束第二力矩所引起的第二钩爪绕第二连接轴向内旋转。

5.如权利要求2所述的抓取装置，其特征在于：

第一滑块与第一钩爪通过第一连接轴连接；

第二滑块与第二钩爪通过第二连接轴连接；

所述抓取装置还包括：

连接第一滑块和第一钩爪的第一弹性元件，其可向第一钩爪施加绕第一连接轴旋转的第一力矩；

连接第二滑块和第二钩爪的第二弹性元件，其可向第二钩爪施加绕第二连接轴旋转的第二力矩；

与所述抓取装置框架固定连接的第一导向块，其可以通过向第一钩爪施加平衡第一力矩的第三力矩来约束第一钩爪的向内转动第一角度；

与所述抓取装置框架固定连接的第二导向块，其可以通过向第二钩爪施加平衡第二力矩的第四力矩来约束第二钩爪的向内转动第二角度。

6.如权利要求5所述的抓取装置，其特征在于：

第一钩爪包括第一挡块；

第二钩爪包括第二挡块；

其中：第一导向块和第二导向块对于第一钩爪和第二钩爪的约束通过对第一钩爪的第一挡块和第二钩爪和第二挡块的约束实现。

7.如权利要求5所述的抓取装置，其特征在于：

第一导向块对第一钩爪的第一约束面包括第一凸轮轮廓面；

第二导向块对第二钩爪的第二约束面包括第二凸轮轮廓面。

8.如权利要求7所述的抓取装置，其特征在于：

第一钩爪还包括可绕第三连接轴转动的第一滑轮；

第二钩爪还包括可绕第四连接轴转动的第二滑轮；

第三连接轴和第四连接轴分别垂直于所述抓取装置开合方向；

第一导向块约束第一钩爪的第一滑轮；并且

第二导向块约束第二钩爪的第二滑轮。

9.如权利要求1至8之一所述的抓取装置，其特征在于还包括：

同步第一钩爪和第二钩爪的同步装置。

10.如权利要求9所述的抓取装置，其特征在于：

所述同步装置为齿轮与齿条配合或丝杠与螺母配合。

11.如权利要求9所述的抓取装置，其特征在于还包括：

同步带，其环绕与所述抓取装置框架轴连接的第一同步带轮和第二同步带轮；

其中：

第一滑块和第二滑块分别与同步带的第一位置和第二位置固定连接；并且

第一位置和第二位置位于第一同步带轮和第二同步带轮的两侧。

12.如权利要求9所述的抓取装置，其特征在于还包括：

与所述抓取装置框架连接的气缸或马达，其可驱动所述同步装置。

13.如权利要求9所述的抓取装置，其特征在于：

所述同步装置由机器人运动轴驱动。