CN211565925U - 叉手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叉手，涉及工业机械手技术领域，以使叉手具备碰撞防护功能，从而提高叉手的使用可靠性和使用寿命。该叉手包括至少一个手指。上述至少一个手指中的每个手指包括第一指节、一端嵌套在第一指节内的第二指节、设置于所述第一指节内的光电感应器、以及设置于所述第二指节内且与所述光电感应器匹配设置的感应片。第二指节配置为在受到碰撞时向第一指节的内部滑动，光电感应器配置为当感应片进入其检测范围时输出开关控制信号，以控制所述叉手停止沿第一方向运动，所述第一方向为所述第一指节指向所述第二指节的方向。本实用新型提供的叉手用于抓取、搬运物件或操作工具。

Description

叉手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，尤其涉及一种叉手。

背景技术

机械手是一种能模仿人手臂且用于抓取、搬运物件或操作工具的机械操作装置。机械手可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，并能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子和轻工等领域。

叉手作为机械手的一种，其在抓取物件或搬运物件的运动过程中，容易与其他设备或护栏等发生碰撞，导致叉手损坏或使得与叉手相连的连接机构松动，从而存在较大的安全隐患，也容易大大缩短叉手的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种叉手，以使叉手具备碰撞防护功能，从而提高叉手的使用可靠性和使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种叉手，包括至少一个手指。上述至少一个手指中的每个手指包括第一指节、一端嵌套在第一指节内的第二指节、设置于第一指节内的光电感应器、以及设置于第二指节内且与光电感应器匹配设置的感应片。第二指节配置为在其远离第一指节的一端受到碰撞时向第一指节的内部滑动。光电感应器配置为当感应片进入其检测范围时输出开关控制信号，以控制叉手停止沿第一方向的运动，第一方向为第一指节指向第二指节的方向。

在本实用新型一些实施例提供的叉手中，每个手指由第一指节和第二指节嵌套构成，第二指节能够相对于第一指节滑动。在手指与外界的障碍物发生碰撞时，第二指节会在障碍物的碰撞作用下向第一指节内部滑动。由于第一指节内设有光电感应器，第二指节内设有与光电感应器相匹配的感应片，因此，当第二指节向第一指节内滑动时，感应片会随着第二指节的滑动而进入光电感应器的检测范围内，使得光电感应器输出开关控制信号，以控制叉手停止沿第一指节指向第二指节的方向运动，也即控制叉手停止向障碍物所在的方向运动。这也就是说，本实用新型一些实施例提供的叉手在与外界的障碍物发生碰撞时，能够及时停止其向障碍物所在的方向继续运动，从而避免叉手因碰撞发生损坏，也即能够对叉手与障碍物的碰撞进行有效防护，降低叉手在使用过程中的安全隐患，进而提高叉手的使用可靠性和使用寿命。

在一些实施例中，叉手还包括：设置于第一指节和第二指节之间的复位装置，该复位装置用于在碰撞解除后复位第二指节。

在一些实施例中，复位装置包括设置于第一指节内的限位件、以及设置于第二指节的靠近第一指节的端部的凸台。限位件上设有限位凹槽。凸台位于限位凹槽内并通过复位弹簧与限位凹槽的一侧槽壁相连。

在一些实施例中，光电感应器位于限位件的远离第二指节的一侧。光电感应器为槽型光电感应器。

在一些实施例中，叉手还包括与第一指节可拆卸连接的支撑板。光电感应器和限位件固定设置于支撑板上。

在一些实施例中，第一指节内设有导轨，第二指节上设有与导轨匹配设置的滑块，滑块与导轨滑动连接。

在一些实施例中，叉手还包括设置于第二指节的远离第一指节的一端的滚轮。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本实用新型实施例的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种叉手的结构示意图；

图2为图1中I区域的放大图；

图3为图1所示的叉手中一根手指的截面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种第二指节在碰撞状态的运动示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种第二指节在复位状态的运动示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种叉手在旋转时发生碰撞的运动示意图。

具体实施方式

为便于理解，下面结合说明书附图，对本实用新型一些实施例提供的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是所提出的技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的一些实施例，本领域技术人员所能获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1和图3，本实用新型一些实施例提供的叉手，包括至少一个手指。所述至少一个手指中的每个手指包括第一指节1、一端嵌套在第一指节1内的第二指节2、设置于第一指节1内的光电感应器4、以及设置于第二指节2内且与光电感应器4匹配设置的感应片9。其中，第二指节2配置为在受到碰撞时向第一指节1的内部滑动。光电感应器4配置为当感应片9进入其检测范围时输出开关控制信号，以控制叉手停止沿第一方向运动，第一方向为第一指节1指向第二指节2的方向。

上述第一指节1的靠近第二指节2的部分为空心管状，第二指节2的一端位于第一指节1的空心管内并与第一指节1可移动连接。

在一些示例中，第一指节1的远离第二指节2的一端与驱动装置(图中未示出)相连，驱动装置能够带动叉手(也即第一指节1)发生运动。第二指节2的远离第一指节1的一端为叉手的前端，通常用于抓取物件或搬运物件。

当第二指节2的远离第一指节1的一端与外界障碍物发生碰撞时，第二指节2远离第一指节1的一端受到障碍物的碰撞力作用，第二指节2会向第一指节1的内部滑动。

第一指节1内设有光电感应器4，第二指节2内设有与光电感应器4匹配设置的感应片9。在第二指节2向第一指节1的内部滑动的过程中，如图4所示，第二指节2会带动感应片9向第一指节1的内部移动。当感应片9移动至光电感应器4的检测范围内后，光电感应器4输出开关控制信号至驱动装置，能够使得驱动装置控制叉手停止沿第一方向的运动(该第一方向为第一指节1指向第二指节2的方向)，也即控制叉手停止向障碍物所在的方向运动，从而避免叉手因碰撞造成损坏。

光电感应器4和感应片9的结构，根据实际需求选择设置即可。

示例性的，光电感应器4为槽型光电感应器。槽型光电感应器中设有感应槽，该感应槽内面对面地设置有一个光发射器和一个光接收器，光发射器向光接收器发出红外光或可见光。在叉手正常使用的情况下，光发射器和光接收器之间无阻碍，光接收器能接收到光发射器发出的光。对应的，感应片9为遮光片，用于遮挡光发射器发出的光。这样当感应片9进入槽型光电感应器的检测范围(即感应槽内)时，光发射器发出的光被遮挡，光电感应器4便会输出一个开关控制信号，以控制叉手停止沿第一方向的运动。当感应片9离开槽型光电感应器的检测范围时，光接收器能够接收到光发射器发出的光，光电感应器4便会输出另一个开关控制信号，以控制叉手可以继续沿第一方向运动。

上述感应片9由具有遮光性能的材料制成，其形状、尺寸可以根据实际需求选择设置。示例性的，感应片9为金属感应片，其结构简单，制作方便。

在本实用新型一些实施例提供的叉手中，每个手指由第一指节1和第二指节2嵌套构成，第二指节2能够相对于第一指节1滑动。在手指与外界的障碍物发生碰撞时，第二指节2会在障碍物的碰撞作用下向第一指节1内部滑动。由于第一指节1内设有光电感应器4，第二指节2内设有与光电感应器4相匹配的感应片9，因此，当第二指节2向第一指节1内滑动时，感应片9会随着第二指节2的滑动而进入光电感应器4的检测范围内，使得光电感应器4输出开关控制信号，以控制叉手停止沿第一指节1指向第二指节2的方向运动，也即控制叉手停止向障碍物所在的方向运动。这也就是说，本实用新型一些实施例提供的叉手在与外界的障碍物发生碰撞时，能够及时停止其向障碍物所在的方向继续运动，从而避免叉手因碰撞发生损坏，也即能够对叉手与障碍物的碰撞进行有效防护，降低叉手在使用过程中的安全隐患，进而提高叉手的使用可靠性和使用寿命。

需要说明的是，在叉手与外界障碍物发生碰撞后，驱动装置先根据光电感应器4输出的开关控制信号控制叉手停止沿第一方向的运动，然后驱动装置能够驱动叉手沿第一方向的反方向运动，以使得叉手远离障碍物。

在一些实施例中，叉手还包括：设置于第一指节1和第二指节2之间的复位装置，复位装置用于在碰撞解除后复位第二指节2。

此处，碰撞解除是指随着叉手的运动，叉手的第二指节2已远离障碍物。复位装置位于第一指节1和第二指节2之间，能够使得第二指节2在碰撞解除后复位，也即使得第二指节2恢复至初始位置，以便于在发生下一次碰撞时第二指节2能够及时随碰撞的发生而向第一指节1内滑动，也即实现碰撞的灵敏检测。

需要补充的是，在第二指节2复位后，第二指节2内的感应片9也对应远离光电感应器4的检测范围。光电感应器4会随之输出另一个开关控制信号，以解除叉手沿第一方向运动的限制。

复位装置的结构可以有多种实现方式，以其能实现第二指节2的复位为限。

可选的，如图3所示，复位装置包括：设置于第一指节1内的限位件5，以及设置于第二指节2的靠近第一指节1的端部的凸台。限位件5上设有限位凹槽，凸台位于限位凹槽内并通过复位弹簧6与限位凹槽的一侧槽壁相连。

请继续参阅图3，限位件5上的限位凹槽为矩形槽。凸台位于第二指节2的靠近第一指节1的端部，也即第二指节2设置感应片9的端部。该凸台伸入限位件5的限位凹槽内，其第一端面与限位凹槽的靠近第二指节2的一侧槽壁活动接触，其第二端面通过复位弹簧6与限位凹槽的靠近光电感应器4的一侧槽壁固定连接，所述第一端面和所述第二端面为凸台沿第一方向相背的两个端面。

在自然状态下，复位弹簧6处于压缩状态，复位弹簧6的弹力可以确保第二指节2上的凸台的第一端面与限位凹槽的靠近第二指节2的一侧槽壁相抵。此时，第二指节2相对于第一指节1的位置固定，第二指节2上的感应片9位于光电感应器4的检测范围外。

在叉手与外界的障碍物发生碰撞的状态下，请参阅图4，第二指节2向第一指节1的内部滑动，第二指节2上的凸台挤压复位弹簧6，使得复位弹簧6向限位凹槽的靠近光电感应器4的一侧槽壁收缩。同时，第二指节2带动设置于其内的感应片9向第一指节1内光电感应器4的检测范围内移动。当感应片9进入光电感应器4的检测范围内之后，光电感应器4便会输出一个开关控制信号，以便驱动装置控制叉手停止沿第一方向的运动。

当驱动装置驱动叉手沿第一方向的反方向运动，使得叉手远离障碍物之后，请参阅图5，叉手中第二指节2的远离第一指节1的一端远离障碍物，第二指节2会在复位弹簧6的收缩状态的弹力作用下恢复到初始位置，也即使得第二指节2上的凸台的第一端面与限位凹槽的靠近第二指节2的一侧槽壁相抵。

上述实施例在第一指节1和第二指节2之间设置复位装置，可以在碰撞解除后利用复位装置使得第二指节2复位，从而为下一次的碰撞预先做好准备。并且，复位装置中的复位弹簧6能够对第二指节2在碰撞时的受力进行缓冲减震，有利于提高叉手在操作过程中的安全性。

可以理解的是，由于光电感应器4和限位件5固定设置于第一指节内。因此，为了便于光电感应器4和限位件5的安装及维修，示例性的，在第一指节1安装光电感应器4和限位件5的对应区域设置一缺口，并在该缺口处设置与第一指节可拆卸连接的支撑板3，能够将光电感应器4和限位件5固定安装在支撑板3上。当光电感应器4或限位件5出现故障时，可将支撑板3拆卸下对光电感应器4或限位件5进行维修，这样使光电感应器4和限位件5的安装及维修更加方便。

上述支撑板3与第一指节1的可拆卸连接的连接方式在此不做限制，可以为螺栓连接或卡扣连接等。

上述第一指节1和第二指节2之间实现滑动的方式有多种。

在一些实施例中，请参阅图2和图3，第一指节1内设有导轨7，第二指节2上设有与导轨7匹配设置的滑块8，滑块8与导轨7滑动连接。这样，当第二指节2远离第一指节1的一端碰撞到障碍物时，第二指节2可以通过设置在其上的滑块8相对于第一指节1内的导轨7发生滑动，也即使得第二指节2向第一指节1的内部移动。

第一指节1和第二指节2之间采用导轨7与滑块8配合的方式实现滑动，可以减少第二指节2相对第一指节1滑动时的摩擦阻力，确保第二指节2相对第一指节1的滑动较为顺畅。这样不仅可以避免第二指节2和第一指节1之间的摩擦力对第一指节1造成损伤，还能有效提升第二指节2的滑动速度，也即在碰撞发生后，使得光电感应器4具有较快的响应速度，从而实现光电感应器4对碰撞的灵敏检测。

此外，示例性的，第一指节1内的导轨7数量通常为两个，且该两个导轨7平行设置。第二指节2上的滑块8的数量可以为一个，也可以为多个。当滑块8的数量为多个时，每相邻的两个滑块8之间的距离相等，可以使得第二指节2向第一指节1内的滑动运动更加稳定。

在本实用新型的一些实施例中，叉手还包括设置于第二指节2的远离第一指节1的一端的滚轮10。如图6所示，当驱动装置控制叉手做旋转动作时，第二指节2安装滚轮10的一端先碰撞到障碍物。这样，滚轮10与障碍物之间产生滚动摩擦，能够将障碍物施加给手指的作用力分解为一个沿第二指节2指向第一指节1方向的第一分解力F1，以及一个平行于滚轮10与障碍物接触面方向的第二分解力F2。如此，第一分解力F1能够使得第二指节2向第一指节1的内部滑动，并由第二指节2带动其内的感应片9向第一指节1的内部移动。第二分解力F2能够驱动滚轮10相对于障碍物滚动，避免第二指节2与障碍物卡死。并且，第二分解力F2不会对第二指节2相对于第一指节1的滑动产生不良影响，能够避免叉手的手指折弯甚至折断，从而可以进一步提高叉手的使用可靠性和使用寿命。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种叉手，其特征在于，包括：

至少一个手指，所述至少一个手指中的每个手指包括第一指节以及一端嵌套在所述第一指节内的第二指节；所述第二指节配置为在其远离所述第一指节的一端受到碰撞时向所述第一指节的内部滑动；

设置于所述第一指节内的光电感应器；

以及，设置于所述第二指节内且与所述光电感应器匹配设置的感应片；

其中，所述光电感应器配置为当所述感应片进入其检测范围时输出开关控制信号，以控制所述叉手停止沿第一方向运动，所述第一方向为所述第一指节指向所述第二指节的方向。

2.根据权利要求1所述的叉手，其特征在于，所述叉手还包括：设置于所述第一指节和所述第二指节之间的复位装置，所述复位装置用于在碰撞解除后复位所述第二指节。

3.根据权利要求2所述的叉手，其特征在于，所述复位装置包括：

设置于所述第一指节内的限位件，所述限位件上设有限位凹槽；

以及，设置于所述第二指节的靠近所述第一指节的端部的凸台，所述凸台位于所述限位凹槽内并通过复位弹簧与所述限位凹槽的一侧槽壁相连。

4.根据权利要求3所述的叉手，其特征在于，所述光电感应器位于所述限位件的远离所述第二指节的一侧，所述光电感应器为槽型光电感应器。

5.根据权利要求3所述的叉手，其特征在于，所述叉手还包括：与所述第一指节可拆卸连接的支撑板；

所述光电感应器和所述限位件固定设置于所述支撑板上。

6.根据权利要求1所述的叉手，其特征在于，所述第一指节内设有导轨，所述第二指节上设有与所述导轨匹配设置的滑块，所述滑块与所述导轨滑动连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的叉手，其特征在于，所述叉手还包括：设置于所述第二指节的远离所述第一指节的一端的滚轮。

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