CN208946187U - 一种多功能机器人抓手 - Google Patents

Abstract

一种多功能机器人抓手，包括抓手体、回转机构、伸缩机构；回转机构固定在抓手体中的左机架和右机架中，两套伸缩机构分别固定在抓手体中的左机架和右机架中。左机架和右机架利用定心夹紧机构同步夹紧放松，能够精确的完成抓取工件的动作。同时应用激光传感器能适应不同长度的工件抓取；回转机构能够通过减速电机和轴机构实现精确同步旋转，能够自动完成工件的360°姿态回转；两套伸缩机构能够通过气缸在回转机构内伸缩，则左右两套伸缩夹头可以自由组合并根据不同品种的工件自动伸出夹头抓取。本实用新型有效降低工人劳动强度，提高了生产效率；可满足多种产品的抓取浸涂，产品兼容性强；操作方便、安全可靠。

Description

一种多功能机器人抓手

技术领域

本实用新型属于工业机器人领域，涉及一种多功能机器人抓手。

背景技术

随着工业技术的快速发展，工业机器人替代人工已经成为趋势，尤其是铸造等高危高温的行业。在工业机器人的应用中，机器人抓手必不可少，尤其对于满足多品种共线生产的机器人抓手。

目前，铸造行业中铸件的浇注、搬运、组芯、浸涂、打磨等过程中，机器人的应用越来越广泛，但对于多品种铸件的共线生产，一种抓取不能满足多品种使用时，通常采用以下两种方案：一种是采用多种抓取模块，更换品种生产时人工或自动切换抓取模块；另一种是采用多种机器人抓手，更换品种生产时机器人自动换取抓手。以上两种方案都能满足多品种共线生产，第一种方案人工更换抓取模块效率低下、安全隐患大，自动切换抓取模块成本高且影响生产节拍；第二种方案需制造多套机器人抓手，成本高昂、结构复杂、占地面积大、后期维护费用高。

现有技术中，多功能机器人抓手也不乏其例。

国家知识产权局2016.11.25公布的发明专利申请“一种旋转组合机器人抓手201611054530.X”，包括机架、左抓臂、直线导轨、连接板、右抓臂、抓手、伺服电机、气缸、铰链座、连杆、同步转动机构、滚珠花键机架上安装连接板并固定一对平行的直线导轨，左抓臂和右抓臂对称装在直线导轨左右两边，两个气缸缸体端固定在机架左右两端，两个长度相等的连杆一端分别与安装在左抓臂、右抓臂上的铰链座铰接，连杆的另一端与安装在机架上的同步转动机构铰接。该抓手中左抓臂和右抓臂分别由两个气缸带动，不能保证左抓臂和右抓臂的同步抓取。

在实际生产中，抓手的两个抓臂不同步的情况，会造成铸件在被抓取过程中产生移动和晃动，严重影响生产。抓手的两个抓臂同步抓取是亟待解决的难点问题。因此有必要研制一种抓臂同步的机器人抓手。

实用新型内容

为了克服现有技术中的不足，结合应用工业机器人实现铸造生产的自动化智能化，针对箱体、壳体类铸件在搬运、浸涂、打磨过程中的多品种共线生产需求，本实用新型公开了一种多功能机器人抓手，所述的机器人抓手结构紧凑、经济实用、维护方便。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种多功能机器人抓手，包括抓手体、回转机构、伸缩机构；回转机构固定在抓手体中的左机架和右机架中，两套伸缩机构分别固定在抓手体中的左机架和右机架中。

所述的抓手体，包括右机架、盖板、气缸支架、死挡板、底板、夹紧气缸、连接盘、定心夹紧机构、激光传感器、直线导轨、滑块、左机架。连接盘安装在底板上方中部；两根直线导轨通过螺钉平行安装在底板下方，每根直线导轨上安装四个滑块，将滑块以底板为中心分开左右各四个；两个死挡板分别安装在底板的左右两端；左支架固定在左边四个滑块上；右支架通固定在右边四个滑块上；夹紧气缸通过螺钉安装在底板前端；支架通过螺钉和圆柱销安装在右机架前端，夹紧气缸的活塞杆穿入支架的孔内，通过螺母与支架安装牢固；定心夹紧机构的中间部位通过螺钉安装在底板的中部，定心夹紧机构的左半部分通过螺纹与左机架连接，定心夹紧机构的右半部分通过螺纹与右机架连接；激光传感器安装在底板的前端。

所述的回转机构，包括轴、安装板、减速电机、主动链轮、涨紧机构、从动链轮、链条；轴安装在左机架和右机架内部，一个主动链轮从左机架左端安装到轴上，另一个主动链轮从右机架右端安装到轴上；减速电机固定在安装板上，安装板和减速电机从左机架端向右安装至轴穿入减速电机孔内，用螺钉将安装板固定在底板左端；两个从动链轮分别通过螺母和键固定在两套回转机构中的轴承上；左机架中用链条连接主动链轮和从动轮，两套涨紧机构分别安装在链条的左右两侧；右机架用链条连接主动链轮和从动轮，两套涨紧机构分别安装在链条的左右两侧。

所述的伸缩机构共有两套，对称安装在左机架和右机架上，包括气缸、A接头、支座、杠杆、B接头、伸缩轴、法兰轴、A法兰盖、法兰套、轴承、B法兰盖、安装板、伸缩夹头、固定夹头；气缸通过后法兰安装在左机架上，A接头安装在气缸活塞杆上；支座通过螺钉固定在左机架上；法兰套装入左机架对应孔内，法兰套孔内安装有轴承；B接头安装在伸缩轴左端；杠杆上的三个孔分别连接A接头、支架上的销孔和B接头；A法兰盖、和B法兰盖、分别装入对应的轴承的轴承孔内；伸缩轴、分别穿入法兰轴、的内孔中，伸缩轴、可以在法兰轴、的孔内左右移动；杠杆上端通过销钉与接头、连接，中部通过销钉与支座、连接，下端通过销钉与B接头连接；安装板固定在法兰轴的断面上，伸缩夹头安装在伸缩轴的端面上，固定夹头固定在安装板的端面上。

本实用新型采用上述技术方案后的有益效果是：本实用新型实现了手动操作到全自动操作的升级。左机架和右机架利用定心夹紧机构同步夹紧放松，能够精确的完成抓取工件的动作。同时应用激光传感器能适应不同长度的工件抓取；回转机构能够通过减速电机和轴机构实现精确同步旋转，能够自动完成工件的360°姿态回转；两套伸缩机构能够通过气缸在回转机构内伸缩，则左右两套伸缩夹头可以自由组合并根据不同品种的工件自动伸出夹头抓取。本实用新型有效降低工人劳动强度，提高了生产效率；可满足多种产品的抓取浸涂，产品兼容性强；操作方便、安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型一种多功能机器人抓手的主视结构示意图；

图2为本实用新型一种多功能机器人抓手的抓手体结构示意图；

图3为本实用新型一种多功能机器人抓手的回转机构左视结构示意图；

图4为本实用新型一种多功能机器人抓手的伸缩机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步描述，如图1～4所示，一种多功能机器人抓手，包括抓手体1、回转机构2、伸缩机构3；回转机构2固定在抓手体1中的左机架1.12和右机架1.1中，两套伸缩机构3分别固定在抓手体1中的左机架1.12和右机架1.1中，回转机构2和伸缩机构3通过回转机构2中的主动链轮2.4、从动链轮2.6和链条2.7连接起来，使多功能机器人抓手具有伸缩和回转功能，满足兼顾不同长度尺寸工件的要求。

所述的抓手体1，包括右机架1.1、盖板1.2、气缸支架1.3、死挡板1.4、底板1.5、夹紧气缸1.6、连接盘1.7、定心夹紧机构1.8、激光传感器1.9、直线导轨1.10、滑块1.11、左机架1.12。连接盘1.7安装在底板1.5上方中部，通过螺钉和圆柱销跟机器人第六轴法兰端面连接，连接后由机器人控制其运动；两根直线导轨1.10通过螺钉平行安装在底板1.5下方，每根直线导轨1.10上安装4个滑块1.11，将滑块以底板1.4为中心分开左右各4个，滑块1.11可在直线导轨1.10上左右滑动；两个死挡板1.4分别安装在底板1.5的左右两端，分别作为滑块1.11的左、右机械限位；左支架1.12通过固定在左边4个滑块1.11上，右支架1.1固定在右边4个滑块1.11上；夹紧气缸1.6通过螺钉安装在底板1.5前端；支架1.2通过螺钉和圆柱销安装在右机架1.1前端，夹紧气缸1.6的活塞杆穿入支架1.2的孔内，通过螺母与支架1.3安装牢固；定心夹紧机构1.8的中间部位通过螺钉安装在底板1.5的中部，定心夹紧机构1.8的左边通过螺纹与左机架1.11连接，定心夹紧机构1.8的右边通过螺纹与右机架1.1连接，这样夹紧气缸1.6进行伸缩运动的同时带动左机架1.12和右机架1.1的开合运动，保证抓取动作稳定可靠；激光传感器1.9安装在底板1.5的前端，用来检测右机架1.1的行程，作为左机架1.12和右机架1.1夹紧状态的输出信号。

所述的回转机构2，包括轴2.1、安装板2.2、减速电机2.3、主动链轮2.4、涨紧机构2.5、从动链轮2.6、链条2.7。轴2.1安装在左机架1.12和右机架1.1内部，一个主动链轮2.4从左机架1.12左端安装到轴2.1上，另一个主动链轮2.4从右机架1.1右端安装到轴2.1上；减速电机2.3固定在安装板2.2上，安装板2.2和减速电机2.3从左机架1.12端向右安装至轴2.1和其上的键穿入减速电机2.3孔内，用螺钉将安装板2.2固定在底板1.5左端；两个从动链轮2.6分别安装在两套回转机构2中的轴承3.10上；左机架1.10中用链条2.7连接主动链轮2.4和从动链轮2.6，两套涨紧机构2.5分别安装在链条2.7的左右两侧；右机架1.1侧部用链条2.7连接主动链轮2.4和从动链轮2.6，两套涨紧机构2.5分别安装在链条2.7的左右两侧；这样减速电机2.3转动即可带动轴2.1转动，轴2.1转动带动其上的两个主动链轮2.4转动，两个主动链轮2.4分别通过各自上面的链条2.7带动相应的从动链轮2.6转动，由于从动链轮2.6与伸缩机构3中的法兰轴3.6通过键传动，带动法兰轴3.7旋转，法兰轴3.7带动其上的安装板3.12旋转，最终带动伸缩机构3中安装板3.12上的伸缩夹头3.13和固定夹头3.14的回转运动。根据工艺需求设计相应的参数，减速机电机2.3控制伸缩夹头3.13和固定夹头3.14回转运动的速度和角度。

所述的伸缩机构3共有两套，对称安装在左机架1.12和右机架1.1上，所述的伸缩机构3共有两套，对称安装在左机架1.12和右机架1.1上，包括气缸3.1、A接头3.2、支座3.3、杠杆3.4、B接头3.5、伸缩轴3.6、法兰轴3.7、A法兰盖3.8、法兰套3.9、两套轴承3.10、B法兰盖3.11、安装板3.12、伸缩夹头3.13、固定夹头3.14。气缸3.1通过后法兰安装在左机架1.10上，A接头3.2安装在气缸3.1活塞杆上；支座3.3通过螺钉固定在左机架1.10上；法兰套3.9装入左机架3.12对应孔内，法兰套3.9孔内安装有轴承3.10，便于法兰轴回转机构2中的被动链轮2.6的带动下低摩擦旋转；B接头3.5安装在伸缩轴3.6左端；杠杆3.4三个孔分别连接A接头3.2，支架3.3上的销孔和B接头3.5；两个伸缩轴3.6分别穿入对应法兰轴3.7的孔内，伸缩轴3.6可以在法兰轴3.7（销钉与支座3.3连接，下端通过销钉与B接头3.5连接，以支座为支点，形成杠杆；安装板3.12固定在法兰轴3.7的端面上，伸缩夹头3.13安装在伸缩轴3.6的端面上，固定夹头3.14固定在安装板3.12的端面上。连接完成后，气缸3.1伸出时带动A接头3.2伸出，A接头3.2带动杠杆3.4以支座3.3上与杠杆3.4连接铰链点为中心点进行旋转运动，杠杆3.4下端带动其连接的B接头3.5带动伸缩轴3.7伸出，最终实现伸缩夹头3.13的伸出；气缸3.1缩回时，带动A接头3.2缩回，A接头3.2带动杠杆3.4以支座3.3上与杠杆3.4连接铰链点为中心点进行旋转运动，杠杆3.4下端带动其连接的B接头3.5进而带动伸缩轴3.6缩回。

如图1所示，机器人通过连接法兰1.7与抓手连接，通过各机构自动运转，可以抓取不同品种的铸件，在抓取过程中激光传感器1.9检测左右机架的开合间距，实际生产中只要设置好当前生产的品种，就可以通过激光传感器1.9的检测值自动控制机器人抓手的夹紧停止动作，从而实现多品种共线生产的自动抓取。保证机器人搬运、浸涂、打磨等过程中运行平稳，安全可靠。

本实用新型的工作过程如下：

一种多功能机器人抓手是通过两套动力系统和一套检测系统协作实现不同品种工件的抓取。动力系统包括：减速电机2.3和夹紧气缸1.6，其中减速电机2.3可以选配与任何品牌的机器人做多轴联动设计，并通过机器人控制系统以及回转机构2控制左右两套伸缩机构3的旋转角度，从而实现抓取不同角度摆放的工件和抓取工件后360°自由旋转工件的两个动作。

气缸有夹紧气缸1.6和左、右对称安装的两套可以伸缩的气缸3.1，夹紧气缸1.6伸缩动作带动直线导轨1.10上的滑块1.11移动，间接带动定心夹紧机构1.8旋转，实现左机架1.12和右机架1.1同步开合滑移；两套气缸3.1的伸缩动作通过左右伸缩机构3完成，左右气缸3.1分别控制可以实现左机架1.12、右机架1.1、左右伸缩夹头3.13四种组合的抓取方式，从而满足多品种共线生产的需求。

检测系统由激光传感器1.9及其控制器组成.通过编制机器人程序将所有生产的工件品种的抓取长度输入机器人系统中，激光传感器1.9即可在机器人抓手抓取工件过程中检测左机架1.12和右机架1.1之间的开合间距。实际生产中只要设置好当前生产的品种，就可以通过激光传感器1.9的检测值自动控制机器人抓手的夹紧停止动作，从而实现多品种共线生产的自动抓取。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已将较佳实施方式公开如上，然而并非用之限定本实用新型。通过上述的说明内容，任何熟悉本专业的技术人员，完全可以在不脱离本实用新型技术方案范围内，进行多种多样的变更以及修改。依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施方式所作的任何简单修改、等同替换、改进等，均属于本实用新型技术方案的权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多功能机器人抓手，包括抓手体（1）、回转机构（2）、伸缩机构（3）；其特征在于：回转机构（2）固定在抓手体（1）中的左机架（1.12）和右机架（1.1）中，两套伸缩机构（3）分别固定在抓手体（1）中的左机架（1.12）和右机架（1.1）中。

2.根据权利要求1所述的一种多功能机器人抓手，其特征在于：抓手体（1）包括右机架（1.1）、盖板（1.2）、气缸支架（1.3）、死挡板（1.4）、底板（1.5）、夹紧气缸（1.6）、连接盘（1.7）、定心夹紧机构（1.8）、激光传感器（1.9）、直线导轨（1.10）、滑块（1.11）、左机架（1.12）；连接盘（1.7）安装在底板（1.5）上方中部；两根直线导轨（1.10）通过螺钉平行安装在底板（1.5）下方，每根直线导轨（1.10）上安装四个滑块（1.11），将滑块（1.11）以底板（1.5）为中心分开左右各四个；两个死挡板（1.4）分别安装在底板（1.5）的左右两端；左支架（1.12）固定在左边四个滑块（1.11）上；右支架（1.1）通固定在右边四个滑块（1.11）上；夹紧气缸（1.6）通过螺钉安装在底板（1.5）前端；支架（1.3）通过螺钉和圆柱销安装在右机架（1.1）前端，夹紧气缸（1.6）的活塞杆穿入支架（1.3）的孔内，通过螺母与支架（1.3）安装牢固；定心夹紧机构（1.8）的中间部位通过螺钉安装在底板（1.5）的中部，定心夹紧机构（1.8）的左半部分通过螺纹与左机架（1.12）连接，定心夹紧机构（1.8）的右半部分通过螺纹与右机架（1.1）连接；激光传感器（1.9）安装在底板（1.5）的前端。

3.根据权利要求1所述的一种多功能机器人抓手，其特征在于：所述的回转机构（2），包括：轴（2.1）、安装板（2.2）、减速电机（2.3）、主动链轮（2.4）、涨紧机构（2.5）、从动链轮（2.6）、链条（2.7）；轴（2.1）安装在左机架（1.12）和右机架（1.1）内部，一个主动链轮（2.4）从左机架（1.12）左端安装到轴（2.1）上，另一个主动链轮（2.4）从右机架（1.1）右端安装到轴（2.1）上；减速电机（2.3）固定在安装板（2.2）上，安装板（2.2）和减速电机（2.3）从左机架（1.12）端向右安装至轴（2.1）穿入减速电机（2.3）孔内，用螺钉将安装板（2.2）固定在底板（1.5）左端；两个从动链轮（2.6）分别通过螺母和键固定在两套回转机构（2）中的轴（3.10）上；左机架（1.12）中用链条（2.7）连接主动链轮（2.4）和从动链轮（2.6），两套涨紧机构（2.5）分别安装在链条（2.7）的左右两侧；右机架（1.1）用链条（2.7）连接主动链轮（2.4）和从动链轮（2.6），两套涨紧机构（2.5）分别安装在链条（2.7）的左右两侧。

4.根据权利要求1所述的一种多功能机器人抓手，其特征在于：所述的伸缩机构（3）共有两套，对称安装在左机架（1.12）和右机架（1.1）上，包括气缸（3.1）、A接头（3.2）、支座（3.3）、杠杆（3.4）、B接头（3.5）、伸缩轴（3.6）、法兰轴（3.7）、A法兰盖（3.8）、法兰套（3.9）、轴承（3.10）、B法兰盖（3.11）、安装板（3.12）、伸缩夹头（3.13）、固定夹头（3.14）；气缸（3.1）通过后法兰安装在左机架（1.12）上，A接头（3.2）安装在气缸（3.1）活塞杆上；支座（3.3）通过螺钉固定在左机架（1.10）上；法兰套（3.9）装入左机架（3.12）对应孔内，法兰套（3.9）孔内安装有轴承（3.10）；B接头（3.5）安装在伸缩轴（3.6）左端；杠杆（3.4）上的三个孔分别连接A接头（3.2）、支架（3.3）上的销孔和B接头（3.5）；A法兰盖（3.8）和B法兰盖（3.11）分别装入对应的轴承（3.10）的轴承孔内；伸缩轴（3.6）分别穿入法兰轴（3.7）的内孔中，伸缩轴（3.6）可以在法兰轴（3.7）的孔内左右移动；杠杆（3.4）上端通过销钉与接头（3.2）连接，中部通过销钉与支座（3.3）连接，下端通过销钉与B接头（3.5）连接；安装板（3.1）固定在法兰轴（3.7）的端面上，伸缩夹头（3.13）安装在伸缩轴（3.6）的端面上，固定夹头（3.14）固定在安装板（3.12）的端面上。