CN211729219U - 机械手夹具和机器人 - Google Patents

Abstract

一种机械手夹具和机器人，该机械手夹具包括夹爪安装机构、夹爪、视觉位置补偿系统以及控制单元，所述夹爪安装机构和所述视觉位置补偿系统安装在机械手上，所述夹爪安装在所述夹爪安装机构上，所述视觉位置补偿系统和所述机械手分别与所述控制单元连接，所述视觉位置补偿系统用于在所述机械手移动所述夹爪进行夹取的过程中拍摄待夹取对象的图像并传送给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述视觉位置补偿系统拍摄的图像对所述待夹取对象相对于所述夹爪的位置进行定位，并根据定位情况控制所述机械手对所述夹爪进行移动位置补偿，以使所述夹爪准确夹取所述待夹取对象。相比现有技术，本实用新型能够完成对产品的方便、快速、准确、安全的夹取。

Description

机械手夹具和机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人设备，特别是涉及机械手夹具和机器人。

背景技术

关节机器人是现在工业领域中比较常见的工业机器人的形态之一，适合用于多方面工业领域的机械自动化作业，如：自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。其中较为常见和应用较广的为六轴机器人，其提供了更高的生产运动灵活性。此类六轴机器人的夹具，依赖于通过机械手的控制程序来自行定位，但当产品尺寸或位置不一时，机械手的定位就会变得复杂麻烦。两次夹取的产品尺寸或位置不一时，机械手对产品的定位就难以做到精准，这导致夹取不准确的难题，也难以实现夹取效率的提高，甚至存在损伤产品的隐患。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够更加方便快速准确地夹取产品的机械手夹具和具有该机械手夹具的机器人。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机械手夹具，用于在机械手的带动下对产品进行夹取，包括夹爪安装机构、夹爪、视觉位置补偿系统以及控制单元，所述夹爪安装机构和所述视觉位置补偿系统安装在所述机械手上，所述夹爪安装在所述夹爪安装机构上，所述视觉位置补偿系统和所述机械手分别与所述控制单元连接，所述视觉位置补偿系统用于在所述机械手移动所述夹爪进行夹取的过程中拍摄待夹取对象的图像并传送给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述视觉位置补偿系统拍摄的图像对所述待夹取对象相对于所述夹爪的位置进行定位，并根据定位情况控制所述机械手对所述夹爪进行移动位置补偿，以使所述夹爪准确夹取所述待夹取对象。

进一步地：

所述视觉位置补偿系统安装在所述夹爪安装机构上。

所述夹爪安装机构包括设置在所述机械手末端的夹爪安装板，所述夹爪安装在所述夹爪安装板的底部，所述视觉位置补偿系统以与所述夹爪安装板相连的悬臂式结构设置在所述夹爪安装板的外侧，且所述悬臂式结构经配置使所述视觉位置补偿系统的拍摄方向与所述夹爪安装板的垂直方向一致，与所述夹爪的开合方向相垂直。

所述悬臂式结构包括相机、光源、视觉安装板、相机连接板和相机安装板，所述视觉安装板安装在所述夹爪安装板的侧面，所述相机安装板通过所述相机连接板与所述视觉安装板连接，所述相机固定在所述相机安装板上，所述光源固定在所述视觉安装板上。

所述悬臂式结构还包括连接所述视觉安装板和所述夹爪安装板的视觉加强板，所述视觉安装板竖直安装于所述夹爪安装板的侧面，所述视觉加强板竖直设置在所述夹爪安装板的顶面，整体呈直角三角形或直角梯形，所述视觉加强板的底部与所述夹爪安装板相连，所述视觉加强板的侧部与所述视觉安装板相连。

所述悬臂式结构还包括固定在所述视觉安装板的下端的光源安装板，所述光源安装在所述光源安装板上，位于所述相机的外侧。

所述光源安装板为环绕于所述相机的外围的环形结构，安装在环形结构的所述光源安装板上的所述光源形成围绕所述相机的光源。

所述夹爪包括夹爪气缸、第一夹块组件和第二夹块组件，所述夹爪气缸固定在所述夹爪安装板的底部，所述夹爪气缸的两端分别设置有第一活塞组件和第二活塞组件，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件分别与所述第一活塞组件和所述第二活塞组件相耦合，并且在所述第一活塞组件和所述第二活塞组件的驱动下，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件在所述夹爪气缸的下方进行相互靠近或远离的移动，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件的相对面上分别设置有夹紧垫块。

所述机械手夹具包括对称地设置在所述夹爪安装板的底部两端的两组所述夹爪。

所述视觉位置补偿系统包括CCD(电荷耦合元件)相机。

一种机器人，具有所述的机械手夹具。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种使用方便、简洁灵活的机械手夹具和具有该机械手夹具的机器人，其中，通过设置与控制单元连接的视觉位置补偿系统，通过该视觉位置补偿系统在机械手移动夹爪进行夹取的过程中拍摄待夹取对象的图像并传送给控制单元，控制单元根据视觉位置补偿系统拍摄的图像对待夹取对象相对于夹爪的位置进行定位，并根据定位情况控制机械手对夹爪进行移动位置补偿，可以使夹爪刚好准确夹取到待夹取对象，并提高夹取速度和效率。使用本实用新型的机械手夹具可以实现对SMT激光模板等各种产品的精准定位，彻底解决前后夹取操作的产品尺寸或位置不一时，对产品的定位难以做到精准，导致夹取不准确，夹取效率不高的难题，以及损伤产品的隐患等问题，完成对产品的方便、快速、准确、安全的夹取，由此，本实用新型可以大大提高机械手夹具的自动化操作水平以及其操作的快捷性、安全性与可靠性。而且，本实用新型的机械手夹具结构设计简单，容易制造和使用。

在优选的方案中，本实用新型还能够获得的进一步的优点将在实施例得到体现。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的机器人及其机械手夹具的结构示意图。

图2为本实用新型一种实施例的机械手夹具的结构示意图。

图3为本实用新型一种实施例的机械手夹具的夹爪结构示意图。

具体实施方式

以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实施例和简化描述，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该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1至图2所示，本实用新型实施例提供一种机械手夹具1，用于在机械手2的带动下对产品进行夹取，该机械手夹具1包括夹爪安装机构、夹爪11、视觉位置补偿系统以及控制单元，所述夹爪安装机构和所述视觉位置补偿系统安装在所述机械手2上，所述夹爪11安装在所述夹爪安装机构上，所述视觉位置补偿系统和所述机械手2分别与所述控制单元连接，所述视觉位置补偿系统用于在所述机械手2移动所述夹爪11进行夹取的过程中拍摄待夹取对象的图像并传送给所述控制单元(未图示)，所述控制单元用于根据所述视觉位置补偿系统拍摄的图像对所述待夹取对象相对于所述夹爪11的位置进行定位，并根据定位情况控制所述机械手2对所述夹爪11进行移动位置补偿，以使所述夹爪11实现对所述待夹取对象的准确快速夹取。

在典型的实施例中，所述机械手2可以是六轴机械手，但本实用新型对机械手的类型不作限制。所述视觉位置补偿系统可以采用CCD(电荷耦合元件)相机，但本实用新型对相机的类型不作限制。

如图1至图2所示，在优选的实施例中，所述视觉位置补偿系统安装在所述夹爪安装机构上，通过所述夹爪安装机构间接安装在所述机械手2上。

参阅图2，在更优选的实施例中，所述夹爪安装机构包括设置在所述机械手2末端的夹爪安装板12，所述夹爪11安装在所述夹爪安装板12的底部，所述视觉位置补偿系统以与所述夹爪安装板12相连的悬臂式结构设置在所述夹爪安装板12的外侧，且所述悬臂式结构经配置使所述视觉位置补偿系统的拍摄方向与所述夹爪安装板12的垂直方向(即机械手的末端轴向)一致，与所述夹爪11的夹块组件的张开、闭合动作方向相垂直。

参阅图2，在更优选的实施例中，所述悬臂式结构包括相机17、光源18、视觉安装板14、相机连接板15和相机安装板16，所述视觉安装板14安装在所述夹爪安装板12的侧面，所述相机安装板16通过所述相机连接板15与所述视觉安装板14垂直地连接。所述相机17固定在所述相机安装板16上，所述光源18固定在所述视觉安装板14上。

如图2所示，在更优选的实施例中，所述悬臂式结构还包括连接所述视觉安装板14和所述夹爪安装板12的视觉加强板13，所述视觉安装板14竖直安装于所述夹爪安装板12的侧面，所述视觉加强板13竖直设置在所述夹爪安装板12的顶面，整体呈直角三角形或直角梯形，所述视觉加强板13的底部与所述夹爪安装板12相连，所述视觉加强板13的侧部与所述视觉安装板14相连。

参阅图1至图2，在优选的实施例中，所述悬臂式结构还包括固定在所述视觉安装板14的下端的光源安装板19，所述光源18安装在所述光源安装板19上，位于所述相机17的外侧。

参阅图2，在更优选的实施例中，所述光源安装板19为环绕于所述相机17的外围的环形结构，安装在环形结构的所述光源安装板19上的所述光源18形成围绕所述相机17的光源。

如图2至图3所示，在优选的实施例中，所述夹爪11包括夹爪气缸111、第一夹块组件和第二夹块组件，所述夹爪气缸111固定在所述夹爪安装板12的底部，所述夹爪气缸111的两端分别设置有第一活塞组件和第二活塞组件，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件分别与所述第一活塞组件和所述第二活塞组件相耦合，并且在所述第一活塞组件和所述第二活塞组件的驱动下，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件在所述夹爪气缸111的下方进行相互靠近或远离的移动，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件的相对面上分别设置有夹紧垫块114。夹紧垫块114可以采用橡胶等弹性缓冲材料。

如图2所示，在优选的实施例中，所述机械手夹具1包括对称地设置在所述夹爪安装板12的底部两端的两组所述夹爪11。

参阅图1至图3，在另一种实施例中，一种机器人，具有前述任一实施例的机械手夹具1。

以下结合附图进一步描述本实用新型具体实施例的特征和工作方式。

一种具体实施例的机械手夹具，该机械手夹具1固定在六轴机械手2的作业端上进行作业，机械手夹具1具有两组夹爪11，夹爪11可张开闭合以夹取SMT钢网等产品从而进行产品加工。机械手夹具1设置有CCD视觉系统。利用CCD视觉系统可以对SMT钢网的位置进行识别拍照，然后由控制单元控制机械手2进行位置补偿，从而可以实现夹取时夹具1的精准定位。

夹爪安装板12起机械手夹具1的底座作用，它连接着机械手夹具1上的夹爪11和CCD视觉系统。夹爪11是安装在夹爪安装板12上。在夹爪安装板12左右各安装一套夹爪11，每一套夹爪11包括夹爪气缸111、安装块112、夹块113、夹紧垫块114。夹爪气缸111安装在夹爪安装板12上，夹爪气缸111上连接着安装块112，夹块113安装在安装块112上，在夹块113上有夹紧垫块114，夹紧垫块114是优力胶材料，以此来增大夹取时的摩擦力。夹爪气缸111闭合时，两侧的安装块112向中间靠拢，带动夹块113和垫块114向中靠拢，以此可以牢固地夹取SMT钢网。

CCD视觉系统安装在夹爪安装板12上，视觉安装板14安装在夹爪安装板12的侧面，视觉加强板13连接视觉安装板14和夹爪安装板12。相机安装板16通过相机连接板15与视觉安装板14连接，相机17固定在相机安装板16上，在视觉安装板14的下端装有光源安装板19，光源18装在光源安装板19上。当机械手2移动到SMT钢网上方时，光源18开启，由相机17进行拍摄，再由系统控制单元根据拍摄的图像分析出产品的位置，并控制机械手2进行位置补偿。这样可以实现产品在不同位置情况下的精准定位，方便对产品实现精准夹取。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“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实用新型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。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。

Claims (10)

1.一种机械手夹具，用于在机械手的带动下对产品进行夹取，其特征在于，包括夹爪安装机构、夹爪、视觉位置补偿系统以及控制单元，所述夹爪安装机构和所述视觉位置补偿系统安装在所述机械手上，所述夹爪安装在所述夹爪安装机构上，所述视觉位置补偿系统和所述机械手分别与所述控制单元连接，所述视觉位置补偿系统用于在所述机械手移动所述夹爪进行夹取的过程中拍摄待夹取对象的图像并传送给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述视觉位置补偿系统拍摄的图像对所述待夹取对象相对于所述夹爪的位置进行定位，并根据定位情况控制所述机械手对所述夹爪进行移动位置补偿，以使所述夹爪准确夹取所述待夹取对象。

2.如权利要求1所述的机械手夹具，其特征在于，所述视觉位置补偿系统安装在所述夹爪安装机构上。

3.如权利要求2所述的机械手夹具，其特征在于，所述夹爪安装机构包括设置在所述机械手末端的夹爪安装板，所述夹爪安装在所述夹爪安装板的底部，所述视觉位置补偿系统以与所述夹爪安装板相连的悬臂式结构设置在所述夹爪安装板的外侧，且所述悬臂式结构经配置使所述视觉位置补偿系统的拍摄方向与所述夹爪安装板的垂直方向一致，与所述夹爪的开合方向相垂直。

4.如权利要求3所述的机械手夹具，其特征在于，所述悬臂式结构包括相机、光源、视觉安装板、相机连接板和相机安装板，所述视觉安装板安装在所述夹爪安装板的侧面，所述相机安装板通过所述相机连接板与所述视觉安装板连接，所述相机固定在所述相机安装板上，所述光源固定在所述视觉安装板上。

5.如权利要求4所述的机械手夹具，其特征在于，所述悬臂式结构还包括连接所述视觉安装板和所述夹爪安装板的视觉加强板，所述视觉安装板竖直安装于所述夹爪安装板的侧面，所述视觉加强板竖直设置在所述夹爪安装板的顶面，整体呈直角三角形或直角梯形，所述视觉加强板的底部与所述夹爪安装板相连，所述视觉加强板的侧部与所述视觉安装板相连。

6.如权利要求4所述的机械手夹具，其特征在于，所述悬臂式结构还包括固定在所述视觉安装板的下端的光源安装板，所述光源安装在所述光源安装板上，位于所述相机的外侧，所述光源安装板为环绕于所述相机的外围的环形结构，安装在环形结构的所述光源安装板上的所述光源形成围绕所述相机的光源。

7.如权利要求1至6任一项所述的机械手夹具，其特征在于，所述夹爪包括夹爪气缸、第一夹块组件和第二夹块组件，所述夹爪气缸固定在所述夹爪安装板的底部，所述夹爪气缸的两端分别设置有第一活塞组件和第二活塞组件，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件分别与所述第一活塞组件和所述第二活塞组件相耦合，并且在所述第一活塞组件和所述第二活塞组件的驱动下，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件在所述夹爪气缸的下方进行相互靠近或远离的移动，所述第一夹块组件和所述第二夹块组件的相对面上分别设置有夹紧垫块。

8.如权利要求7所述的机械手夹具，其特征在于，包括对称设置在所述夹爪安装板的底部两端的两组所述夹爪。

9.如权利要求1至6任一项所述的机械手夹具，其特征在于，所述视觉位置补偿系统包括CCD相机。

10.一种机器人，其特征在于，具有如权利要求1至9任一项所述的机械手夹具。

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