CN207359101U - 一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪，包括磁力吸附装置、动力装置、机械调整装置和夹紧装置；动力装置包括伺服电机、固定架、齿轮A、与齿轮A啮合的齿轮B、六棱柔性轴和套筒；六棱柔性轴穿过套筒，套筒依次穿过固定架、齿轮B；机械调整装置包括升降块下座、安装在升降块下座上的升降块、升降齿轮和齿条；升降块下座固定在磁力吸附装置上；夹紧装置包括丝杠、与丝杠传动配合的螺母、夹紧箱和夹爪；夹紧箱能够在升降块上水平移动；丝杠与六棱柔性轴固定连接。本实用新型能够根据被夹持对象的外形结构，调整机械爪的结构，实现自适应夹持，从而避免传统工业机器人的机械爪需要根据夹持对象频繁更换的问题。

Description

一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪

技术领域

本实用新型专利属于机械设备技术领域，涉及一种工业机器人配合使用的机械爪，具体地说，涉及一种可以根据被夹持工件的外形及表面形貌调整合适的夹持方式的机械夹持装置。

背景技术

在现代化工厂中，工业机器人的应用已十分普及。在工业流水线中所使用的搬运机器人的夹持装置比较简单，只能根据特定的夹持对象安装特定的机械爪，使得生产成本居高，且效率低下。随着技术的进步工业生产中的复杂性增强，对于工业机器人通用性的要求不断提升。在未来的柔性制造的背景下，为了使机器人能够适应更复杂的搬运工况，构建柔性生产线，提高装配效率与可靠性已经成为科研领域的一大研究热点。机械爪作为工业机器人中极为重要的一部分，在不同的领域都有涉及，为实现各自的功能而衍生出构多种多样的构造。但由于夹爪夹持面不一定适合于被夹持工件导致夹取过程中夹爪容易对工件造成磨损，发生打滑甚至夹持失败的现象。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有工业机器人的机械爪通用性低，需要根据被夹持工件的形状更换不同的机械爪，以及机械爪不能良好适应不同表面形貌的工件。本实用新型提出一种能够根据工件外形轮廓及表面形貌，自适应调整机械爪夹持位置并切换机械爪中合适粗糙度夹持面，实现通用性的最优化工件夹持。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪，包括磁力吸附装置、动力装置、机械调整装置和夹紧装置；

所述动力装置包括伺服电机6、固定在伺服电机6上的固定架8、齿轮A5、与齿轮A5啮合的齿轮B9、六棱柔性轴10、套筒7；六棱柔性轴10穿过套筒7，套筒7依次穿过固定架8、齿轮B9，套筒7与齿轮B9固定连接；伺服电机6动力输出轴与齿轮A5固定连接；套筒7与固定架通过轴承连接。

所述机械调整装置包括升降块下座19、安装在升降块下座19上的升降块4、升降齿轮15、与升降齿轮15啮合的齿条16和升降系统控制开关3；所述的升降系统控制开关3和升降齿轮15固定连接；所述齿条16和升降块4固定连接；

所述升降块下座19固定在磁力吸附装置上；

所述夹紧装置包括丝杠11、与丝杠传动配合的螺母17、夹紧箱12和夹爪14；螺母17固定在夹紧箱12上；夹爪14插入夹紧箱12，由锁紧螺母13进行锁紧；

所述夹紧箱12能够在升降块4上水平移动；所述丝杠11与六棱柔性轴10固定连接。

技术方案中所述磁力吸附装置包括圆形铁盘18和磁力吸座1；所述的圆形铁盘18和磁力吸座1之间采用磁性吸附原理，磁力吸座1通过磁力吸座控制开关2控制磁力吸座1的磁力；

所述升降块下座19和磁力吸座1固定连接。

技术方案中所述动力装置、机械调整装置和夹紧装置设有四套，所述磁力吸附装置中的磁力吸座设有四个。

技术方案中所述的夹爪14能够自由更换，且具有多种不同粗糙度的夹持面。

技术方案中所述夹紧箱12与升降块4之间采用梯形连接。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述的装置能够根据被夹持对象的外形结构，调整机械爪的结构，实现自适应夹持，从而避免传统工业机器人的机械爪需要根据夹持对象频繁更换的问题。

2、本实用新型所述机械爪具有仿形包裹性能，根据工件外形调整对夹持对象的包裹程度，实现最优化夹持。

3、本实用新型所述的机械爪具有自适应夹持面的功能，可以根据被夹持对象表面形貌的差异，更换不同表面粗糙度以及形状的夹爪末端，进行夹持，提高工作效率和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型专利所述的机械爪夹持工件时的效果图；

图2为本实用新型专利所述的机械爪未夹持状态整体轴测图；

图3为本实用新型专利所述的机械爪单爪结构图；

图4为本实用新型专利所述的夹持端局部视图M；

图5为本实用新型专利所述的调整部位局部视图N；

图6为具有不同形状及表面粗糙度的夹爪示意图。

图7为展示夹紧箱12在升降块4上移动的结构。

1-磁力吸座，2-磁力吸座控制开关，3-升降系统控制开关，4-升降块，5-齿轮A，6-伺服电机，7-套筒，8-固定架，9-齿轮B，10-六棱柔性轴，11-丝杠，12-夹紧箱，13-夹爪固定螺栓，14-夹爪，15-升降齿轮，16-齿条，17-螺母,18-圆形铁盘，19-升降块下座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

参阅图1与图2，当需要本机械手夹取工件时，通过人工识别工件的外形轮廓，确定好四个机械爪的位置，人为的将机械爪放置到预定位置后转动磁力吸座控制开关2将机械爪固定，后转动升降系统控制开关3控制升降块4的升降，从而改变夹爪14的空间位置，后根据待夹持工件的表面粗糙度我们可以选择相应的夹爪14，然后将夹爪14安装到夹持箱12上。通过夹爪固定螺栓13固定，准备工作就绪。机械爪上流水线后由伺服电机6提供动力，通过啮合齿轮A5、齿轮B9以及六棱柔性轴10将动力传给丝杠11，在由丝杠11、螺母17带动整个夹紧箱12移动，当到达可对工件夹紧的位置时停止移动，此时在丝杠螺母副的作用下，系统自锁。从而实现对工件的夹紧。卸工件时依然由伺服电机6控制，提供反向动力，从而实现对工件的夹持。

参阅图2与图3，本实用新型专利所述的机械爪包括磁力吸附装置、动力装置、机械调整装置和夹紧装置。磁力吸附装置包括圆形铁盘18和磁力吸座1，动力装置包括伺服电机6、齿轮A5、齿轮B9、固定架8、套筒7和六棱柔性轴10，机械调整装置包括升降块4、升降块下座19、升降系统控制开关3和用于传动竖直方向力的升降齿轮15和齿条16，夹紧装置包括丝杠11、夹紧箱12、夹爪固定螺栓13、夹爪14和螺母17。

本实用新型专利所述的机械爪有四个单爪组合而成，单爪由磁力吸座1、磁力吸座控制开关2、升降系统控制开关3、升降块4、升降块下座19、齿轮A5、齿轮B9、伺服电机6、套筒7、固定架8、六棱柔性轴10、丝杠11、夹紧箱12、夹爪固定螺栓13、夹爪14、升降齿轮15、齿条16、螺母17。

参阅图4，动力由六棱柔性轴10传达到丝杠11，再通过丝杠11与螺母17的组合推动夹紧箱12前后移动。而夹爪部分，当夹爪14插入夹紧箱12后，则由锁紧螺母13进行锁紧。

参阅图3、图5，升降块4的上下移动是由升降齿轮15和齿条16的啮合运动完成的，通过转动升降系统控制开关3使升降齿轮15在齿条16上转动。而齿条16与升降块4固连，夹爪14位于升降块4上。故可通过旋转升降系统控制开关3控制夹爪14高度。

参阅图6，该机械爪的夹爪14具有可更换性，与夹紧箱连接部分一致，具有通用性。而与工件接触的部分分别具有不同的接触形状和粗糙度。从而保证了可以根据被夹持对象表面形貌的差异，更换不同表面粗糙度以及形状的夹爪末端进行夹持，以提高工作效率和稳定性。

参阅图7，夹紧箱12与升降块4之间采用梯形连接，既保证了夹紧箱12相对于升降块4的水平直线移动，也保证了夹紧箱12与升降块4在竖直方向的距离恒定不变。

所述的圆形铁盘18和磁力吸座1之间采用磁性吸附原理，磁力吸座1可以通过磁力吸座控制开关2控制磁力吸座1磁力的有无，该原件市场上已经很成熟，在此不做详细解释。

所述的齿条16和升降块4采用固定连接。

所述的升降块下座19和磁力吸座1采用固定连接。

所述的升降块4与升降块下座19配合，升降块下座19刚好将升降块4装下。

所述的升降系统控制开关3和升降齿轮15固连。

所述的夹紧箱12可在升降块4上水平移动。

所述的六棱柔性轴10与丝杠11固连。

所述的夹爪固定螺栓13与夹爪14采用螺纹连接。

所述的夹爪14可自由更换，且具有多种不同粗糙度的夹持面。

所述的齿轮A5与齿轮B9啮合。

所述的固定架8与伺服电机6固连。

所述的齿轮B9与套筒7固连。

所述的套筒7与六棱柔性轴10连接，套筒内部为六棱孔，与六棱柔性轴10配合。

所述的套筒7与固定架8之间通过轴承连接。

当需要本机械手夹取不同的工件时，通过人工识别工件的外形轮廓，确定好四个机械爪的位置，人为的将机械爪放置到预定位置后转动磁力吸座控制开关2将机械爪固定，后转动升降系统控制开关3控制升降块4的升降，从而改变夹爪14的空间位置，后根据待夹持工件的表面粗糙度选择合适的夹爪14，然后将夹爪14安装到夹持箱12上，同时说明夹爪具有可替换性。通过夹爪固定螺栓13固定，准备工作就绪。机械爪上流水线后由伺服电机6提供动力，通过啮合齿轮A5、齿轮B9以及六棱柔性轴10将动力传给丝杠11，在由丝杠11、螺母17带动整个夹紧箱12移动，当到达可对工件夹紧的位置时停止移动，此时在丝杠螺母副的作用下，系统自锁，从而实现对工件的夹紧。卸工件时依然由伺服电机6控制，提供反向动力，从而实现对工件的夹持。

本实用新型中所述的实例是为了便于该领域技术人员能够理解和应用本实用新型。本实用新型只是一个优化的实例，或者说是一种较佳的具体技术方案，如果相关的技术人员在坚持本实用新型基本技术方案的情况下，作出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪，其特征在于：包括磁力吸附装置、动力装置、机械调整装置和夹紧装置；

所述动力装置包括伺服电机(6)、固定在伺服电机(6)上的固定架(8)、齿轮A(5)、与齿轮A(5)啮合的齿轮B(9)、六棱柔性轴(10)和套筒(7)；六棱柔性轴(10)穿过套筒(7)，套筒(7)依次穿过固定架(8)、齿轮B(9)，套筒(7)与齿轮B(9)固定连接；伺服电机(6)动力输出轴与齿轮A(5)固定连接；套筒(7)与固定架(8)通过轴承连接；

所述机械调整装置包括升降块下座(19)、安装在升降块下座(19)上的升降块(4)、升降齿轮(15)、与升降齿轮(15)啮合的齿条(16)和升降系统控制开关(3)；所述的升降系统控制开关(3)和升降齿轮(15)固定连接；所述齿条(16)和升降块(4)固定连接；

所述升降块下座(19)固定在磁力吸附装置上；

所述夹紧装置包括丝杠(11)、与丝杠传动配合的螺母(17)、夹紧箱(12)和夹爪(14)；螺母(17)固定在夹紧箱(12)上；夹爪(14)插入夹紧箱(12)，由锁紧螺母(13)进行锁紧；

所述夹紧箱(12)能够在升降块(4)上水平移动；所述丝杠(11)与六棱柔性轴(10)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪，其特征在于：

所述磁力吸附装置包括圆形铁盘(18)和磁力吸座(1)；所述的圆形铁盘(18)和磁力吸座(1)之间采用磁性吸附原理，磁力吸座(1)通过磁力吸座控制开关(2)控制磁力吸座(1)的磁力；

所述升降块下座(19)和磁力吸座(1)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪，其特征在于：

所述动力装置、机械调整装置和夹紧装置设有四套，所述磁力吸附装置中的磁力吸座设有四个。

4.根据权利要求1所述的一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪，其特征在于：

所述的夹爪(14)能够自由更换，且具有多种不同粗糙度的夹持面。

5.根据权利要求1所述的一种自适应工件外形及表面形貌的仿形机械爪，其特征在于：

所述夹紧箱(12)与升降块(4)之间采用梯形连接。