CN211362311U - 吸盘式机械手 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种吸盘式机械手，包括吸盘和主气管，吸盘式机械手还包括支气管、安装板、集气管、阀门和开启装置，吸盘具有柔性；吸盘顶端与主气管固定连接，主气管与吸盘内腔连通，安装板与主气管远离吸盘的一端密封固定连接；吸盘具有四个以上，各吸盘的开口朝向平行，各吸盘的下表面位于同一平面上；集气管位于安装板的中心下方，支气管两端分别与主气管以及集气管固定连接，集气管与主气管分别与支气管连通；集气管的一端密封，集气管的另一端设有竖直朝上的气嘴，阀门水平盖接在气嘴上，阀门与集气管转动连接，阀门垂直翻转打开或关闭气嘴；开启装置固定安装在集气管上，开启装置用于驱动阀门朝上翻转。

Description

吸盘式机械手

技术领域

本申请涉及机械手技术领域，特别涉及一种吸盘式机械手。

背景技术

机械手是用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，随着自动化的迅速发展，大部分机械手可以通过编程来完成各种预期的作业，机器人夹爪是机械手中的末端执行装置，用于执行抓取工作。

在玻璃吊运过程中，通常使用吸盘式机械手对玻璃进行夹取，吸盘内腔通过管道与气泵等气压控制系统连接，吸盘的盘口贴靠在玻璃表面后，气压控制系统通过管道对吸盘内腔抽气，吸盘内腔抽至亚真空状态后，外部大气压将吸盘压紧在玻璃表面，同时，大气压将玻璃压在吸盘上，此时通过吊机将吸盘吊起实现自动控制并吊运。

虽然现有技术中的吸盘式机械手吊运玻璃相对于人工搬运提高了工作效率并降低了员工的劳动强度，但是气压控制系统成本比较高，且存在控制系统抽气的气路，一旦气路出现漏气情况，可能发生玻璃脱落坠毁风险，为克服该问题，工作过程中需要持续保持吸盘内部气压维持在适当的亚真空状态，因此在玻璃被吊起后采用另一套气压调节管路和系统对其进行调压和保压，继续对吸盘内腔进行抽气，从而导致持续耗能增加成本。该吸盘式机械手在吸取玻璃时，还需要工作人员手动将吸盘压紧在玻璃表面，其操作过程比较复杂，或者通过气压调节系统进行抽气使吸盘逐渐吸紧玻璃，但是初步吸取过程中的耗能同样增加了成本。

实用新型内容

本申请提供一种吸盘式机械手，用以解决现有技术中因气压调节系统带来的成本高、耗能大的问题。

本申请实施例公开一种吸盘式机械手，包括吸盘和主气管，所述吸盘式机械手还包括支气管、安装板、集气管、阀门和开启装置，所述吸盘具有柔性；

所述吸盘顶端与所述主气管固定连接，所述主气管与所述吸盘内腔连通，所述安装板与所述主气管远离所述吸盘的一端密封固定连接；

所述吸盘具有四个以上，各所述吸盘的开口朝向平行，各所述吸盘的下表面位于同一平面上，所述主气管的中轴线与所述吸盘的中轴线平行且与所述安装板垂直，所述吸盘绕所述安装板的中心垂线等角度圆周阵列分布；

所述集气管位于所述安装板的中心下方，所述支气管两端分别与所述主气管以及所述集气管固定连接，所述集气管与所述主气管分别与所述支气管连通；

所述集气管的一端密封，所述集气管的另一端设有竖直朝上的气嘴，所述阀门水平盖接在所述气嘴上，所述阀门与所述集气管转动连接，所述阀门垂直翻转打开或关闭所述气嘴；

所述开启装置固定安装在所述集气管上，所述开启装置用于驱动所述阀门朝上翻转。

一种可能的设计中，所述开启装置位包括支架和电磁铁，所述支架分别与所述电磁铁以及所述集气管固定连接，所述阀门上固定连接有铁片，所述铁片位于所述电磁铁的正下方，所述电磁铁通电后吸引所述阀门朝上翻转。

一种可能的设计中，所述电磁铁包括铁芯、线圈、电池、导线和开关，所述线圈缠绕在所述铁芯上，所述铁片位于所述铁芯正下方，所述铁芯与所述支架固定连接，所述电池与所述铁芯固定连接，所述导线依次将所述线圈、所述电池以及所述开关串联电连接。

一种可能的设计中，所述气嘴为圆形，所述阀门下表面固定连接有半球体，半球体的直径小于所述气嘴的直径，所述阀门具有柔性，所述阀门搭接在所述气嘴的端面上进行密封。

一种可能的设计中，所述吸盘、所述主气管以及所述支气管分别具有四个，所述支气管、所述吸盘以及所述主气管分别绕所述集气管等角度圆周阵列分布，所述支气管水平设置。

一种可能的设计中，所述吸盘为圆锥形且锥口朝下。

一种可能的设计中，所述吸盘为朝上拱起的曲面形，曲面的曲率中心位于所述吸盘的开口外部。

一种可能的设计中，所述安装板上表面中心位置固定连接有安装筒，所述安装筒上设有安装孔，所述安装孔具有三个以上，所述安装孔绕所述安装筒的中轴线等角度圆周阵列分布。

一种可能的设计中，各所述安装孔的中心与所述吸盘下表面沿竖直方向的垂直距离相等。

相较于现有技术，本申请实施例所提供的吸盘式机械手，通过将各个吸盘内腔通过支气管汇集连通至集气管，在初步吸取玻璃时，依靠整个吸盘式机械手自身重量挤压吸盘使吸盘被压缩，吸盘内腔气压增大推开阀门，内腔中的空气从气嘴排出；吸盘内腔中的空气排出后，阀门在自身重力作用下盖住气嘴进行密封，吸盘式机械手向上提起时，大气压将玻璃与吸盘之间以及气嘴与阀门之间压紧，实现自动密封；整个初步吸取过程可以实现自动进行，提高了便捷性，且在吊起玻璃之后不需要对吸盘内腔进行抽气操作，降低了能耗；将玻璃降落后，开启装置驱动阀门朝上翻转排出吸盘内腔中的空气，由于阀门体积较小，驱动阀门朝上翻转的能耗非常低，因此总能耗降低。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一实施例立体图；

图2是图1中A-A方向的剖视图；

图3是图1中B-B方向的剖视图；

图4是图2中C处的局部放大图；

图5是图3中D处的局部放大图；

图6是本申请另一实施例中吸盘结构示意图。

附图标记：

100、吸盘；

200、主气管；

300、支气管；

400、安装板；401、安装筒；402、安装孔；

500、集气管；501、气嘴；

600、阀门；601、铁片；602、半球体；

700、开启装置；701、支架；702、铁芯；703、电池。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

为便于叙述本方案，以机械手在工作时相对于地面的方位为参考。

实施例

如图1和图2所示，本申请实施例公开一种吸盘式机械手，包括吸盘100和主气管200，吸盘式机械手还包括支气管300、安装板400、集气管500、阀门600和开启装置700，吸盘100具有柔性；吸盘100 顶端与主气管200固定连接，主气管200与吸盘100内腔连通，安装板400与主气管200远离吸盘100的一端密封固定连接；吸盘100具有四个以上，各吸盘100的开口朝向平行，各吸盘100的下表面位于同一平面上，主气管200的中轴线与吸盘100的中轴线平行且与安装板400垂直，吸盘100绕安装板400的中心垂线等角度圆周阵列分布；集气管500位于安装板400的中心下方，支气管300两端分别与主气管200以及集气管500固定连接，集气管500与主气管200分别与支气管300连通；集气管500的一端密封，集气管500的另一端设有竖直朝上的气嘴501，阀门600水平盖接在气嘴501上，阀门600与集气管500转动连接，阀门600垂直翻转打开或关闭气嘴501；开启装置700固定安装在集气管500上，开启装置700用于驱动阀门600朝上翻转。

基于上述设置，通过将各个吸盘100内腔通过支气管300汇集连通至集气管500，在初步吸取玻璃时，由于吸盘100具有柔性，依靠整个吸盘式机械手自身重量挤压吸盘100使吸盘100被压缩，吸盘 100内腔气压增大推开阀门600，内腔中的空气从气嘴501排出；吸盘100内腔中的空气排出后，阀门600在自身重力作用下盖住气嘴 501进行密封，吸盘式机械手向上提起时，大气压将玻璃与吸盘100 之间以及气嘴501与阀门600之间压紧，实现自动密封；整个初步吸取过程可以实现自动进行，提高了便捷性，且在吊起玻璃之后不需要对吸盘100内腔进行抽气操作，降低了能耗；将玻璃降落后，开启装置700驱动阀门600朝上翻转排出吸盘100内腔中的空气，阀门600 体积和气嘴501可以设置为较小，阀门600重量比较轻(例如，气嘴 501口径为1厘米，阀门600重量为10克)，驱动阀门600朝上翻转的能耗非常低，因此总能耗降低。

结合图4和图5，其中，开启装置700位包括支架701和电磁铁，支架701分别与电磁铁以及集气管500固定连接，阀门600上固定连接有铁片601，铁片601位于电磁铁的正下方，电磁铁通电后吸引阀门600朝上翻转。基于此设置，需要将吸盘式机械手从玻璃上卸载下来时，通过电磁铁接通电源即可实现快速打开阀门600恢复吸盘100 内腔中的气压。

具体的，电磁铁包括铁芯702、线圈、电池703、导线和开关(线圈、导线和开关为电气领域常用手段，其结构在附图中省略)，线圈缠绕在铁芯702上，铁片601位于铁芯702正下方，铁芯702与支架 701固定连接，电池703与铁芯702固定连接，导线依次将线圈、电池703以及开关串联电连接。

基于上述设置，工作过程中，使用吊机吊起安装板400，导线设置为具有足够长度，操作人员手拿住开关，吊运玻璃降落后，手动控制开关接通线圈的电源，线圈增强铁芯702的磁场强度，铁片601在磁力吸引作用下，带动阀门600朝上翻转打开气嘴501。

气嘴501为圆形，阀门600下表面固定连接有半球体602，半球体602的直径小于气嘴501的直径，阀门600具有柔性，阀门600搭接在气嘴501的端面上进行密封。

基于上述设置，在阀门600朝下翻转时，半球体602在自身重力作用下增大阀门600整体受到的向下的作用力，同时还可以插入气嘴对阀门600进行导向，使阀门600中心与气嘴501中心更大程度的保持在同一竖直线上，阀门600关闭后，阀门600圆周上不同位置出受到的大气压力更加均匀，由于阀门600具有柔性，如采用橡胶材料制备的片状结构，挤压在气嘴501端面上时阀门600能够填充气嘴501 端面的凹坑，消除气嘴501端面与阀门600下表面之间的间隙，提高密封性能。

结合图3，本实施例中，吸盘100、主气管200以及支气管300 分别具有四个，支气管300、吸盘100以及主气管200分别绕集气管 500等角度圆周阵列分布，支气管300水平设置。吸盘100数量不局限于四个，还可以设置为五个、六个或者更多。相应的主气管200和支气管300数量也随之增多。

基于此设置，吊运玻璃过程中，玻璃可能发生摇晃，支气管300 能够起到横梁作用，主气管200起到竖梁作用，整体形成规则的类似于框架式建筑结构，能够提高稳定性以及结构强度。

吸盘100为圆锥形且锥口朝下，吸盘100结构不局限于锥形，也可以是其他倒漏斗形结构。

如图6所示，例如另一种可能的示例中，吸盘100为朝上拱起的曲面形，曲面的曲率中心位于吸盘100的开口外部。基于此设置，吸盘100向上拱起增大了其内腔的容积，能够被压缩的体积增大，压缩后展平，其上表面面积增大，大气气压对吸盘100表面产生的总压力增大，提高吸盘100与玻璃之间的吸紧程度。

如图2所示，安装板400上表面中心位置固定连接有安装筒401，安装筒401上设有安装孔402，安装孔402具有三个以上，安装孔402 绕安装筒401的中轴线等角度圆周阵列分布。

基于上述设置，使用时，将吊绳一端穿过安装孔402并系住安装筒401，吊绳另一端与吊机连接，实现吊运工作。

进一步的，各安装孔402的中心与吸盘100下表面沿竖直方向的垂直距离相等。基于此设置，吊绳吊挂安装筒401的作用点位于同一平面上，且吊绳悬吊长度相同时，能够使各吸盘100下表面位于同一水平面上，使玻璃保持水平，提高吊运过程的平稳性。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种吸盘式机械手，包括吸盘(100)和主气管(200)，其特征在于：所述吸盘式机械手还包括支气管(300)、安装板(400)、集气管(500)、阀门(600)和开启装置(700)，所述吸盘(100)具有柔性；

所述吸盘(100)顶端与所述主气管(200)固定连接，所述主气管(200)与所述吸盘(100)内腔连通，所述安装板(400)与所述主气管(200)远离所述吸盘(100)的一端密封固定连接；

所述吸盘(100)具有四个以上，各所述吸盘(100)的开口朝向平行，各所述吸盘(100)的下表面位于同一平面上，所述主气管(200)的中轴线与所述吸盘(100)的中轴线平行且与所述安装板(400)垂直，所述吸盘(100)绕所述安装板(400)的中心垂线等角度圆周阵列分布；

所述集气管(500)位于所述安装板(400)的中心下方，所述支气管(300)两端分别与所述主气管(200)以及所述集气管(500)固定连接，所述集气管(500)与所述主气管(200)分别与所述支气管(300)连通；

所述集气管(500)的一端密封，所述集气管(500)的另一端设有竖直朝上的气嘴(501)，所述阀门(600)水平盖接在所述气嘴(501)上，所述阀门(600)与所述集气管(500)转动连接，所述阀门(600)垂直翻转打开或关闭所述气嘴(501)；

所述开启装置(700)固定安装在所述集气管(500)上，所述开启装置(700)用于驱动所述阀门(600)朝上翻转。

2.根据权利要求1所述的吸盘式机械手，其特征在于：所述开启装置(700)位包括支架(701)和电磁铁，所述支架(701)分别与所述电磁铁以及所述集气管(500)固定连接，所述阀门(600)上固定连接有铁片(601)，所述铁片(601)位于所述电磁铁的正下方，所述电磁铁通电后吸引所述阀门(600)朝上翻转。

3.根据权利要求2所述的吸盘式机械手，其特征在于：所述电磁铁包括铁芯(702)、线圈、电池(703)、导线和开关，所述线圈缠绕在所述铁芯(702)上，所述铁片(601)位于所述铁芯(702)正下方，所述铁芯(702)与所述支架(701)固定连接，所述电池(703)与所述铁芯(702)固定连接，所述导线依次将所述线圈、所述电池(703)以及所述开关串联电连接。

4.根据权利要求3所述的吸盘式机械手，其特征在于：所述气嘴(501)为圆形，所述阀门(600)下表面固定连接有半球体(602)，半球体(602)的直径小于所述气嘴(501)的直径，所述阀门(600)具有柔性，所述阀门(600)搭接在所述气嘴(501)的端面上进行密封。

5.根据权利要求1所述的吸盘式机械手，其特征在于：所述吸盘(100)、所述主气管(200)以及所述支气管(300)分别具有四个，所述支气管(300)、所述吸盘(100)以及所述主气管(200)分别绕所述集气管(500)等角度圆周阵列分布，所述支气管(300)水平设置。

6.根据权利要求1所述的吸盘式机械手，其特征在于：所述吸盘(100)为圆锥形且锥口朝下。

7.根据权利要求1所述的吸盘式机械手，其特征在于：所述吸盘(100)为朝上拱起的曲面形，曲面的曲率中心位于所述吸盘(100)的开口外部。

8.根据权利要求1所述的吸盘式机械手，其特征在于：所述安装板(400)上表面中心位置固定连接有安装筒(401)，所述安装筒(401)上设有安装孔(402)，所述安装孔(402)具有三个以上，所述安装孔(402)绕所述安装筒(401)的中轴线等角度圆周阵列分布。

9.根据权利要求8所述的吸盘式机械手，其特征在于：各所述安装孔(402)的中心与所述吸盘(100)下表面沿竖直方向的垂直距离相等。

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