CN210998788U - 一种真空吸盘装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空吸盘装置及机器人，属于机器人技术领域。本实用新型所提供的真空吸盘装置包括吸盘安装座、继电器、真空吸盘组件和电动破空阀，真空吸盘组件包括真空泵和真空吸盘，继电器、真空泵和电动破空阀均设置在吸盘安装座内部，继电器用于外接直流电源以及控制机构，真空泵和电动破空阀均与继电器电连接，电动破空阀被配置为开启时，真空吸盘与外界大气连通，电动破空阀被配置为关闭时，真空吸盘在真空泵的作用下吸附待吸附件。该真空吸盘装置由于不需要使用交流电源，仅在直流电源驱动下就能够实现对待吸附件的抓取作业，因此该真空吸盘装置不仅供电难度小，且结构简单，有利于实现小型化。

Description

一种真空吸盘装置及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种真空吸盘装置及机器人。

背景技术

随着自动导引运输车和机械臂形成的复合机器人在各行各业的大量应用，现有的复合机器人正在朝小巧、轻量以及易用等方面发展。传统的复合机器人主要采用包括空气压缩机、真空发生器以及真空吸盘在内的真空抓取方案来实现机械臂的抓取作业。但是，现有的空气压缩机主要采用交流电源供电，而复合机器人的其他部件主要采用直流电源供电，由于两者之间的电源需求不匹配，从而不仅导致复合机器人的供电难度和使用难度增大，并导致现有的复合机器人的体积较大，无法实现小型化。

所以如何提出一种结构简单、操作方便、体积小巧且为直流供电的真空吸盘装置是现在亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种真空吸盘装置，仅需直流供电驱动，不仅结构简单、体积小巧，且操作方便。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种真空吸盘装置，包括：

吸盘安装座；

继电器，设置在所述吸盘安装座内部，用于外接直流电源以及控制机构；

真空吸盘组件，所述真空吸盘组件包括真空泵和真空吸盘，所述真空泵设置在所述吸盘安装座上，并与所述继电器电连接，所述真空吸盘与所述真空泵连通；

电动破空阀，设置在所述吸盘安装座上，并与所述继电器电连接，所述电动破空阀被配置为开启时，所述真空吸盘与外界大气连通，所述电动破空阀被配置为关闭时，所述真空吸盘在所述真空泵的作用下吸附待吸附件。

可选地，所述电动破空阀包括第一通气口和第二通气口，所述第一通气口与所述真空吸盘连通，所述第二通气口与外界大气连通，所述第二通气口被配置为能够开启或者闭合。

可选地，所述真空吸盘组件还包括吸盘气腔体，所述吸盘气腔体内部设置有空腔，所述吸盘气腔体上设置有与所述空腔连通的第一接口和第二接口，所述第一接口用于与所述真空泵以及所述第一通气口连通，所述第二接口用于与所述真空吸盘连通。

可选地，所述第一接口的数量为多个，多个所述第一接口包括抽真空口和破空口，所述抽真空口与所述真空泵连通，所述破空口与所述第一通气口连通。

可选地，所述抽真空口和所述破空口上均设置有气动接头。

可选地，所述气动接头与所述真空泵之间通过气管连通；

所述气动接头与所述第一通气口之间通过气管连通。

可选地，所述第二接口的数量为多个，每一所述第二接口上均设置有一所述真空吸盘。

可选地，所述吸盘安装座包括吸盘底座和吸盘外壳，所述吸盘外壳为上下贯通的中空结构，所述吸盘底座连接在所述吸盘外壳的顶部开口处，所述吸盘气腔体连接在所述吸盘外壳的底部开口处，所述继电器、所述真空泵和所述电动破空阀均位于所述吸盘底座上，并位于所述吸盘外壳内部。

可选地，所述真空吸盘装置还包括：

连接结构，设置在所述吸盘安装座上，用于将所述真空吸盘装置连接在外部设备上。

本实用新型的另一个目的在于提供一种机器人，该机器人体积小、重量轻，且使用性能好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人，包括上述的真空吸盘装置。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种真空吸盘装置，该真空吸盘装置包括吸盘安装座、继电器、真空吸盘组件和电动破空阀，真空吸盘组件包括真空泵和真空吸盘，继电器、真空泵和电动破空阀均设置在吸盘安装座内部，继电器用于外接直流电源以及控制机构，真空泵和电动破空阀均与继电器电连接，电动破空阀被配置为开启时，真空吸盘与外界大气连通，电动破空阀被配置为关闭时，真空吸盘在真空泵的作用下吸附待吸附件。该真空吸盘装置由于不需要使用交流电源，仅在直流电源驱动下就能够实现对待吸附件的抓取作业，因此该真空吸盘装置不仅供电难度小，且结构简单，有利于实现小型化。

附图说明

图1是本实用新型所提供的真空吸盘装置的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的吸盘气腔体的剖视图。

图中：

1、连接结构；2、吸盘底座；3、电动破空阀；4、继电器；5、真空泵；6、吸盘外壳；7、吸盘气腔体；701、空腔；702、第二接口；703、第一接口；8、气动接头；9、真空吸盘；10、吸盘安装座。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种真空吸盘装置，该真空吸盘装置能够外接在机器人的机械臂的端部，以使机器人的机械臂能够执行吸附抓取作业。当然除了机器人外，该真空吸盘装置还适于装配至其他需要执行吸附抓取作业的设备上。如图1所示，该真空吸盘装置包括吸盘安装座10、继电器4、真空吸盘组件和电动破空阀3。真空吸盘组件具体包括真空泵5和真空吸盘9，真空吸盘9与真空泵5连通。继电器4、真空泵5和电动破空阀3均设置在该吸盘安装座10内部。

其中，吸盘安装座10是整个真空吸盘装置的安装及固定结构。具体地，如图1所示，该吸盘安装座10包括吸盘底座2和吸盘外壳6，吸盘底座2为板状结构，可选地，吸盘底座2呈圆板状。吸盘外壳6为上下贯通的中空结构，可选地，吸盘外壳6呈圆柱状。吸盘底座2连接在吸盘外壳6的顶部开口处，吸盘底座2和吸盘外壳6的连接方式可以采用连接件连接或者卡接。在本实施例中，为了保证连接强度以及降低连接难度，在吸盘底座2上设置有定位槽，在吸盘外壳6上设置有能够插入定位槽内的定位块，并在吸盘底座2和吸盘外壳6上均设置有连接孔。在连接吸盘底座2和吸盘外壳6时，首先将吸盘底座2和吸盘外壳6通过定位槽和定位块定位后，然后再利用螺钉穿过连接孔实现连接。当然在其他实施例中，吸盘底座2和吸盘外壳6也可以一体成型形成吸盘安装座10，吸盘底座2和吸盘外壳6的形状也可以根据需求设置为其他形状。

继电器4、真空泵5和电动破空阀3均位于吸盘底座2上，并位于吸盘外壳6内部。在本实施例中，继电器4、真空泵5和电动破空阀3均安装于吸盘底座2上。且由于继电器4和电动破空阀3的体积较小，为了提高整个真空吸盘装置的装配紧凑性，在本实施例中，将继电器4和电动破空阀3设置在真空泵5的两侧。当然在其他实施例中，继电器4、真空泵5和电动破空阀3也可以连接在吸盘外壳6的内壁上。

继电器4用于接入直流电源和一路外部控制的控制接口。具体地，继电器4外接电源线和信号控制线，电源线与直流电源连接，信号控制线与控制机构的控制接口连接，并且继电器4连接真空泵5和电动破空阀3的电源电路，通过外部控制信号的通断来控制真空泵5和电动破空阀3之间实现互相切换开闭。在本实施例中，外部控制信号由控制机构发出，控制机构可以是集中式或分布式的控制器，比如，控制器可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制真空泵5、电动破空阀3实现其功能。继电器4和真空泵5的具体结构为现有技术，在此不做赘述。

电动破空阀3主要用于实现真空吸盘9与外界大气的连通，以实现在待吸附件达到目标位置后，释放真空吸盘9对待吸附件的吸附力。电动破空阀3和真空泵5两者之间的通断状态相反，当电动破空阀3被配置为开启时，真空泵5关闭，真空吸盘9与外界大气连通，真空吸盘9无法形成真空环境，无法吸附待吸附件。当电动破空阀3被配置为关闭时，真空泵5开启，真空吸盘9在真空泵5的作用下能够形成真空环境，可以实现对待吸附件的吸附。

具体地，电动破空阀3包括第一通气口和第二通气口，第一通气口与真空吸盘9连通，第二通气口与外界大气连通，第二通气口被配置为能够开启或者闭合。电动破空阀3的具体结构以及如何实现状态的切换均为现有技术，在此不做赘述。

可选地，为了提高真空吸盘9对待吸附件的吸附稳定性，该真空吸盘组件还包括吸盘气腔体7，如图2所示，吸盘气腔体7内部设置有空腔701，吸盘气腔体7上设置有与空腔701连通的第一接口703和第二接口702，第一接口703用于与真空泵5以及第一通气口连通，第二接口702用于与真空吸盘9连通。

具体地，第一接口703的数量为多个，多个第一接口703可以分为抽真空口和破空口，其中，抽真空口用于与真空泵5连通，破空口用于与第一通气口连通。在本实施例中，如图1所示，设置有两个抽真空口和一个破空口。两个抽真空口和一个破空口排布呈三角形。当然在其他实施例中，抽真空口和破空口的数量可以根据需求进行调整，排布形状也可以根据需求调整。

进一步可选地，为了便于实现抽真空口与真空泵5、以及破空口与第一通气口的连通，在抽真空口和破空口上均设置有气动接头8，气动接头8与真空泵5之间通过气管连通，气动接头8与第一通气口之间通过气管连通。当然在其他实施例中，也可以不采用气管连通，而是采用设置在吸盘安装座10内部的气道连通。

为了增大真空吸盘9对待吸附件的吸附力，在本实施例中，设置有多个真空吸盘9。具体地，在吸盘气腔体7上设置有多个第二接口702，每一第二接口702上均设置有一真空吸盘9。在本实施例中，如图1所示，设置有五个第二接口702以及五个真空吸盘9。五个真空吸盘9在吸盘气腔体7均匀分布。当然在其他实施例中，真空吸盘9的数量和排布形式可以根据需求进行调整。

进一步地，为了便于将该真空吸盘装置连接在机器人的机械臂上，该真空吸盘装置还包括连接结构1。如图1所示，在本实施例中，连接结构1为机械臂连接法兰，机械臂连接法兰的下端与吸盘底座2连接，上端用于与机械臂连接。可选地，机械臂连接法兰可以根据机械臂的型号进行适配。当然在其他实施例中，连接结构1也可以为快换接头等能够实现快速连接的结构。

该真空吸盘装置的工作原理为：

电动破空阀3和真空泵5的电源连接在继电器4上，继电器4可以外接电源线和信号控制线，继电器4通过控制机构发出的外部控制信号来切换电动破空阀3和真空泵5之间的通断。真空泵5的抽气口经气管以及气动接头8与吸盘气腔体7相连，在真空泵5的带动下真空吸盘9吸附待吸附件。电动破空阀3为两通气口式阀门，第一通气口经气管以及气动接头8与吸盘气腔相通，第二通气口与外界大气相通。

当真空泵5工作时，电动破空阀3闭合，与大气之间断开，真空泵5通过气动接头8以及吸盘气腔体7吸取真空吸盘9与待吸附件之间的空气，形成真空负压，使待吸附件与真空吸盘9紧紧贴合达到抓取待吸附件的目的。当真空泵5停止工作时，电动破空阀3打开，大气通过气动接头8以及吸盘气腔体7进入真空吸盘9，原有的真空环境被破坏，待吸附件与真空吸盘9脱离。

该真空吸盘装置由于不需要使用交流电源，仅在直流电源驱动下就能够实现对待吸附件的抓取作业，因此该真空吸盘装置可以简化真空抓取工具的结构，简化设备的使用方式，采用通用电源电压供电，兼容主流控制方式，满足复合型机器人对小巧、轻量、易用的需求。故该真空吸盘装置具有供电难度小，结构简单，小型化等优点。

本实施例还提供了一种机器人，该机器人包括上述的真空吸盘装置，通过采用上述的真空吸盘装置，减小了该机器人的体积，简化了该机器人的结构，使该机器人实现了小型化。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空吸盘装置，其特征在于，包括：

吸盘安装座(10)；

继电器(4)，设置在所述吸盘安装座(10)内部，用于外接直流电源以及控制机构；

真空吸盘组件，所述真空吸盘组件包括真空泵(5)和真空吸盘(9)，所述真空泵(5)设置在所述吸盘安装座(10)上，并与所述继电器(4)电连接，所述真空吸盘(9)与所述真空泵(5)连通；

电动破空阀(3)，设置在所述吸盘安装座(10)上，并与所述继电器(4)电连接，所述电动破空阀(3)被配置为开启时，所述真空吸盘(9)与外界大气连通，所述电动破空阀(3)被配置为关闭时，所述真空吸盘(9)在所述真空泵(5)的作用下吸附待吸附件。

2.根据权利要求1所述的真空吸盘装置，其特征在于，

所述电动破空阀(3)包括第一通气口和第二通气口，所述第一通气口与所述真空吸盘(9)连通，所述第二通气口与外界大气连通，所述第二通气口被配置为能够开启或者闭合。

3.根据权利要求2所述的真空吸盘装置，其特征在于，

所述真空吸盘组件还包括吸盘气腔体(7)，所述吸盘气腔体(7)内部设置有空腔(701)，所述吸盘气腔体(7)上设置有与所述空腔(701)连通的第一接口(703)和第二接口(702)，所述第一接口(703)用于与所述真空泵(5)以及所述第一通气口连通，所述第二接口(702)用于与所述真空吸盘(9)连通。

4.根据权利要求3所述的真空吸盘装置，其特征在于，

所述第一接口(703)的数量为多个，多个所述第一接口(703)包括抽真空口和破空口，所述抽真空口与所述真空泵(5)连通，所述破空口与所述第一通气口连通。

5.根据权利要求4所述的真空吸盘装置，其特征在于，

所述抽真空口和所述破空口上均设置有气动接头(8)。

6.根据权利要求5所述的真空吸盘装置，其特征在于，

所述气动接头(8)与所述真空泵(5)之间通过气管连通；

所述气动接头(8)与所述第一通气口之间通过气管连通。

7.根据权利要求3所述的真空吸盘装置，其特征在于，

所述第二接口(702)的数量为多个，每一所述第二接口(702)上均设置有一所述真空吸盘(9)。

8.根据权利要求3所述的真空吸盘装置，其特征在于，

所述吸盘安装座(10)包括吸盘底座(2)和吸盘外壳(6)，所述吸盘外壳(6)为上下贯通的中空结构，所述吸盘底座(2)连接在所述吸盘外壳(6)的顶部开口处，所述吸盘气腔体(7)连接在所述吸盘外壳(6)的底部开口处，所述继电器(4)、所述真空泵(5)和所述电动破空阀(3)均位于所述吸盘底座(2)上，并位于所述吸盘外壳(6)内部。

9.根据权利要求1-8任一项所述的真空吸盘装置，其特征在于，还包括：

连接结构(1)，设置在所述吸盘安装座(10)上，用于将所述真空吸盘装置连接在外部设备上。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的真空吸盘装置。

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