CN205630668U - 多功能智能夹爪及关节机器人 - Google Patents

Abstract

多功能智能夹爪及关节机器人，多功能智能夹爪包括有支架、驱动电机、传动装置和夹块；支架设置有上固定板、第一侧板和第二侧板，传动装置设置有丝杠、第一丝杠螺母、第二丝杠螺母、第一导柱滑块、第二导柱滑块及导柱，丝杠设置有分居轴向两侧的反向螺纹，第一丝杠螺母和第二丝杠螺母通过丝杠两侧的反向螺纹分别与丝杠传动螺接，第一导柱滑块和第二导柱滑块分别套接于导柱轴向两侧，夹块设置有相互匹配的第一夹块和第二夹块，驱动电机的输出轴与丝杠驱动连接，第一夹块和第二夹块沿丝杠轴向靠近或者远离。关节机器人包括有机身和手臂，包括前述的多功能智能夹爪。具有生产效率高、生产成本低、适应性好、结构紧凑简单的特点。

Description

多功能智能夹爪及关节机器人

技术领域

本实用新型涉及自动化设备领域，特别是涉及一种用于机械手装置的多功能智能夹爪及关节机器人。

背景技术

中国随着人口红利逐步消失，已将成为全球最大的工业机器人市场。中国的制造业将逐渐由“低端制造”向“高端智造”转移，未来将是国产机器人的黄金发展期。随着工业机器人的发展以及机器人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用。目前，中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业，弧焊机器人、焊接机器人、搬运机器人等在生产中被大量应用。

现有技术中，在复杂工序的产品装配过程中，对于不同零件（如转子、轴承等）进行夹持、安装时，常常需对特定工件常使用单一特定功能的机器人，而要在一条生产线中设置分别具有不同功能的多个机器人，用以配合完成对产品的装配，往往存在着体积较大、生产效率低、及生产成本高昂的问题。

现有技术中有一种自动更换夹爪系统的机器人，具有多套夹爪机构，在对不同的工件进行装配时更换不同的夹爪以适应不同工件的规格。如：

中国发明专利（专利号为：ZL 2013 1 0717700.8）提供了“一种多功能机械手夹爪机构”，该多功能机械手夹爪机构的主要技术方案为：包括机械手连接柱、夹爪主体法兰和可切换夹爪部件，夹爪主体法兰安装在机械手连接柱上；夹爪主体法兰上对称设有四个夹爪连接件，且每个夹爪连接件上都设有两个倾斜面；可切换夹爪部件包括四种夹爪部件，四种夹爪部件分别对应安装在四个夹爪连接件的倾斜面上；四种夹爪部件包括两组机械手夹爪部件、膜吸嘴部件和按键手指部件；机械手连接柱上部连接六轴机器人或三轴以上的机械手上。该发明可实现多工站工作配合。但是，由于这种多功能机械手夹爪机构是由多套夹爪机构安装于可切换夹爪部件，因而存在着具有适应性较差、结构复杂、且生产成本较高的问题。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种生产效率高、生产成本低、适应性好、结构简单紧凑的多功能夹爪技术以解决现有技术中的不足之处显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种生产效率高、生产成本低、适应性好、结构简单紧凑的多功能智能夹爪。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种多功能智能夹爪，其中：包括有支架、驱动电机、传动装置和夹块；

所述支架设置有上固定板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板上端部和所述第二侧板上端部分居所述上固定板两侧，并分别与所述上固定板固定连接，形成龙门架结构；所述传动装置设置有丝杠、第一丝杠螺母、第二丝杠螺母、第一导柱滑块、第二导柱滑块及导柱，所述丝杠设置有分居轴向两侧的反向螺纹，所述第一丝杠螺母和所述第二丝杠螺母通过所述丝杠两侧的反向螺纹分别与所述丝杠传动螺接，所述丝杠两端部分别通过轴承对应安装于所述第一侧板和所述第二侧板；所述第一导柱滑块固定连接于所述第一丝杠螺母，所述第二导柱滑块固定连接于所述第二丝杠螺母，所述第一导柱滑块和所述第二导柱滑块分别套接于所述导柱轴向两侧，所述导柱两端部分别与所述第一侧板和所述第二侧板固定连接；所述夹块设置有相互匹配的第一夹块和第二夹块，所述第一夹块固定接设于所述第一导柱滑块，所述第二夹块固定接设于所述第二导柱滑块；所述驱动电机固定设置于所述支架，所述驱动电机的输出轴与所述丝杠驱动连接，当驱动电机驱动所述丝杠正向或者反向旋转时，所述第一夹块和所述第二夹块沿所述丝杠轴向靠近或者远离。

由此通过使用设置为轴向中心位置两边的螺纹相反设置的丝杠，将旋转运动转化为直线运动，实现对工件的抓取、撑涨、安装。具有体积小巧的优点。

优选的，所述导柱设置为分居于所述丝杠两侧的二根导柱，所述第一导柱滑块同时套接于所述二根导柱轴向一侧，所述第二导柱滑块同时套接于所述二根导柱轴向另一侧。

另一优选的，所述第一夹块及所述第二夹块沿所述丝杠轴向运动方向的外侧面设置为圆弧形。

通过对第一夹块及第二夹块外侧设置为圆弧形，通过内涨式夹取，可以使该夹块适应工件形状，还可以对较大的环状工件夹持。

另一优选的，所述夹块设置有第一抱轴承块和第二抱轴承块，所述第一抱轴承块固定设置于所述第一导柱滑块且位于所述第一夹块相邻或者相离的一侧，对应所述第二抱轴承块固定设置于所述第二导柱滑块且位于所述第二夹块相邻或者相离的一侧。

进一步的，所述第一抱轴承块和第二抱轴承块设置有梯级圆弧形台阶。

通过设置阶级弧形台阶，可以对不同直径的工件进行精确夹持。

另一优选的，所述支架还设置有中间隔板，并且中间隔板上端与上固定板固定连接，所述丝杠和所述导柱分别穿过所述中间隔板。

优选的，所述驱动电机的输出端与所述丝杠之间设置有减速器，所述减速器的输出端与所述丝杠驱动连接。

更优选的，所述驱动电机设置为伺服电机。

通过使用伺服电机，使用计算机控制本夹爪的运行策略，在不同的工况下通过位置、速度和力矩的闭环控制，并且适应性性，抗过载能力强。将位置/力矩模式的自动转换，实现适应不同零件的装配。

进一步的，所述减速器的输出端设置有驱动齿轮，所述丝杠设置有从动齿轮，所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合。

另一优选的，所述支架外侧固定设置有视觉镜头。

本实用新型的另一目的在于：避免现有技术中的不足之处而提供一种生产效率高、生产成本低、适应性好、结构简单紧凑的具有多功能智能夹爪的关节机器人。

本实用新型的另一目的通过以下技术方案实现：

提供一种关节机器人，包括有机身和手臂，其中：所述手臂的腕部设置有如以上的多功能智能夹爪。

有益效果：

一种多功能智能夹爪，其中：包括有支架、驱动电机、传动装置和夹块；支架设置有上固定板、第一侧板和第二侧板，第一侧板上端部和第二侧板上端部分居上固定板两侧，并分别与上固定板固定连接，形成龙门架结构；传动装置设置有丝杠、第一丝杠螺母、第二丝杠螺母、第一导柱滑块、第二导柱滑块及导柱，丝杠设置有分居轴向两侧的反向螺纹，第一丝杠螺母和第二丝杠螺母通过丝杠两侧的反向螺纹分别与丝杠传动螺接，丝杠两端部分别通过轴承对应安装于第一侧板和第二侧板；第一导柱滑块固定连接于第一丝杠螺母，第二导柱滑块固定连接于第二丝杠螺母，第一导柱滑块和第二导柱滑块分别套接于导柱轴向两侧，导柱两端部分别与第一侧板和第二侧板固定连接；夹块设置有相互匹配的第一夹块和第二夹块，第一夹块固定接设于第一导柱滑块，第二夹块固定接设于第二导柱滑块；驱动电机固定设置于支架，驱动电机的输出轴与丝杠驱动连接，当驱动电机驱动丝杠正向或者反向旋转时，第一夹块和第二夹块沿丝杠轴向靠近或者远离。

由此通过一种多功能智能夹爪，使用设置为轴向中心位置两边的螺纹相反设置的丝杠，将旋转运动转化为直线运动，实现对工件的抓取、撑涨、安装。具有体积小巧的优点。将该夹爪与机器人的配合下实现对复杂工件的抓取、装配，从而节省生产空间、优化组装流程、降低生产成本、提高工作效率。因此，本实用新型与现有技术相比具有的生产效率高、生产成本低、适应性好、结构紧凑简单的特点。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的一种多功能智能夹爪的结构示意图；

图2是图1的另一视角的结构示意图；

图3是图1的又一侧视角的结构示意图；

图4是图1的俯视结构示意图；

图5是图4的“A —— A ”剖面结构示意图。

在图1和图5中包括有：

1——上固定板、

2——第一侧板、

3——第二侧板、

4——连接板、

5——丝杠、

51——第一丝杠螺母、

52——第二丝杠螺母、

6——导柱、

7——第一导柱滑块、

8——第二导柱滑块、

9——第一夹块、

10——第二夹块、

11——驱动电机、

12——减速器、

13——驱动齿轮、

14——从动齿轮、

15——第一抱轴承块、

16——第二抱轴承块、

17——中间隔板、

19——视觉镜头。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例 1

本实用新型的多功能智能夹爪的实施方式之一，如图1～5表示，其中：包括有支架、驱动电机、传动装置和夹块；支架设置有上固定板、第一侧板和第二侧板，第一侧板上端部和第二侧板上端部分居上固定板两侧，并分别与上固定板固定连接，形成龙门架结构；传动装置设置有丝杠、第一丝杠螺母、第二丝杠螺母、第一导柱滑块、第二导柱滑块及导柱，丝杠设置有分居轴向两侧的反向螺纹，第一丝杠螺母和第二丝杠螺母通过丝杠两侧的反向螺纹分别与丝杠传动螺接，丝杠两端部分别通过轴承对应安装于第一侧板和第二侧板；第一导柱滑块固定连接于第一丝杠螺母，第二导柱滑块固定连接于第二丝杠螺母，第一导柱滑块和第二导柱滑块分别套接于导柱轴向两侧，导柱两端部分别与第一侧板和第二侧板固定连接；夹块设置有相互匹配的第一夹块和第二夹块，第一夹块固定接设于第一导柱滑块，第二夹块固定接设于第二导柱滑块；驱动电机固定设置于支架，驱动电机的输出轴与丝杠驱动连接，当驱动电机驱动丝杠正向或者反向旋转时，第一夹块和第二夹块沿丝杠轴向靠近或者远离。

由此通过一种多功能智能夹爪，使用设置为轴向中心位置两边的螺纹相反设置的丝杠，将旋转运动转化为直线运动，实现对工件的抓取、撑涨、安装。具有体积小巧的优点。将该夹爪与机器人的配合下实现对复杂工件的抓取、装配，从而节省生产空间、优化组装流程、降低生产成本、提高工作效率。因此，本实用新型与现有技术相比具有的生产效率高、生产成本低、适应性好、结构紧凑简单的特点。

在本实施例中，丝杠两端通过深沟球轴承分别与第一侧板及第二侧板可转动连接，第一侧板及第二侧板外侧还安装有轴承压盖。

具体的，驱动电机的输出端与丝杠之间设置有减速器，减速器的输出端与丝杠驱动连接。在本实施例中，减速器可以设置为精度更高的伺服减速器。

具体的，驱动电机设置为伺服电机。通过使用伺服电机，通过使用伺服电机，使用计算机控制本夹爪的运行策略，在不同的工况下通过位置、速度和力矩的闭环控制，并且适应性性，抗过载能力强。将位置/力矩模式的自动转换，实现适应不同零件的装配。

具体的，减速器的输出端设置有驱动齿轮，丝杠设置有从动齿轮，驱动齿轮与从动齿轮啮合。在本实施例中使用驱动传动，在实际生产中还可以根据实际使用情况选择链轮传动、带传动等。

具体的，导柱设置为分居于所述丝杠两侧的二根导柱，第一导柱滑块同时套接于二根导柱轴向一侧，第二导柱滑块同时套接于二根导柱轴向另一侧。为了使本实施例中的夹块在夹持时力学更加稳定、平移，故使用二个分居丝杠两侧的导柱共同作用。导柱在第一侧板及第二侧板外侧还安装有导住压套和垫片。

具体的，第一夹块及第二夹块沿丝杠轴向运动方向的外侧面设置为圆弧形。通过对第一夹块及第二夹块外侧设置为圆弧形，通过内涨式夹取，可以使该夹块适应工件形状，还可以对较大的环状工件夹持。

更具体的，第一夹块及第二夹块夹紧部中心位置，还具有垂直于丝杠轴同的圆柱缺口。这样，本实施例的多功能智能夹爪可以通过第一夹块及第二夹块完成圆柱形工件的横向与纵向夹持。

实施例 2

本实用新型的多功能智能夹爪的实施方式之一，如图1～5所示，本实施例2的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例2中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：夹块设置有第一抱轴承块和第二抱轴承块，所述第一抱轴承块固定设置于所述第一导柱滑块且位于所述第一夹块相邻或者相离的一侧，对应所述第二抱轴承块固定设置于所述第二导柱滑块且位于所述第二夹块相邻或者相离的一侧。

具体的，所述第一抱轴承块和第二抱轴承块设置有梯级圆弧形台阶。

通过设置阶梯状弧形台阶，可以对不同直径的工件进行精确夹持。特别是一些高度较低的圆柱形工件，如轴承、转子等。

实施例 3

本实用新型的多功能智能夹爪的实施方式之一，如图1～5所示，本实施例3的主要技术方案与实施例1或实施例2基本相同，在本实施例3中未作解释的特征，采用实施例1或实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1或实施例2的区别在于：支架还设置有中间隔板，中间隔板与第一侧板及第二侧板平行设置，并与上固定板固定连接，形成具有内部空间的“E”形，丝杠、导柱均穿过中间隔板。通过设置中间隔板，可以使本实施例中的多功能智能夹爪力学结构更加稳定，也便于安装驱动电机及减速器。

具体的，支架外侧固定设置有视觉镜头。在本实施例中，只有一个视觉镜头。在实际生产中，可以安装多个方向的视觉镜头，以增加计算机在装配过程中工件的识别效率。

实施例 4

本发明的一种关节机器人，包括有机身和手臂，其中：手臂的腕部设置有实施例1或者实施例2或者实施例3中的多功能智能夹爪，可以通过连接板与关节机器人连接，本实施例中的关节机器人包括设置为六自由度的关节机器人。当然也可以使用其它形式的机器人连接前述实施例中的多功能智能夹爪，在此不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种多功能智能夹爪，其特征在于：包括有支架、驱动电机、传动装置和夹块；

所述支架设置有上固定板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板上端部和所述第二侧板上端部分居所述上固定板两侧，并分别与所述上固定板固定连接，形成龙门架结构；

所述传动装置设置有丝杠、第一丝杠螺母、第二丝杠螺母、第一导柱滑块、第二导柱滑块及导柱，所述丝杠设置有分居轴向两侧的反向螺纹，所述第一丝杠螺母和所述第二丝杠螺母通过所述丝杠两侧的反向螺纹分别与所述丝杠传动螺接，所述丝杠两端部分别通过轴承对应安装于所述第一侧板和所述第二侧板；

所述第一导柱滑块固定连接于所述第一丝杠螺母，所述第二导柱滑块固定连接于所述第二丝杠螺母，所述第一导柱滑块和所述第二导柱滑块分别套接于所述导柱轴向两侧，所述导柱两端部分别与所述第一侧板和所述第二侧板固定连接；

所述夹块设置有相互匹配的第一夹块和第二夹块，所述第一夹块固定接设于所述第一导柱滑块，所述第二夹块固定接设于所述第二导柱滑块；

所述驱动电机固定设置于所述支架，所述驱动电机的输出轴与所述丝杠驱动连接，当驱动电机驱动所述丝杠正向或者反向旋转时，所述第一夹块和所述第二夹块沿所述丝杠轴向靠近或者远离。

2.根据权利要求1所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述导柱设置为分居于所述丝杠两侧的二根导柱，所述第一导柱滑块同时套接于所述二根导柱轴向一侧，所述第二导柱滑块同时套接于所述二根导柱轴向另一侧。

3.根据权利要求1或2所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述第一夹块和所述第二夹块沿所述丝杠轴向运动方向的外侧面设置为圆弧形。

4.根据权利要求1或2所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述夹块设置有第一抱轴承块和第二抱轴承块，所述第一抱轴承块固定设置于所述第一导柱滑块且位于所述第一夹块相邻或者相离的一侧，对应所述第二抱轴承块固定设置于所述第二导柱滑块且位于所述第二夹块相邻或者相离的一侧。

5.根据权利要求4所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述第一抱轴承块和第二抱轴承块设置有梯级圆弧形台阶。

6.根据权利要求1或2所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述支架还设置有中间隔板，并且中间隔板上端与上固定板固定连接，所述丝杠和所述导柱分别穿过所述中间隔板。

7.根据权利要求1或2所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述驱动电机设置为伺服电机，所述驱动电机的输出端与所述丝杠之间设置有减速器，所述减速器的输出端与所述丝杠驱动连接。

8.根据权利要求7所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述减速器的输出端设置有驱动齿轮，所述丝杠设置有从动齿轮，所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合。

9.根据权利要求1或2所述的多功能智能夹爪，其特征在于：所述支架外侧固定设置有视觉镜头。

10.一种关节机器人，包括有机身和手臂，其特征在于：所述手臂的腕部设置有如权利要求1～9任意一项所述的多功能智能夹爪。