CN212739780U - 末端执行器和存取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种末端执行器和存取装置，该末端执行器包括：动力件；两个夹取臂，分别与所述动力件传动连接，两所述夹取臂能够在所述动力件的驱动下相互靠近或远离；以及两个夹取头，与所述夹取臂一一对应设置，各所述夹取头均包括夹持件和联动组件，所述夹持件通过所述联动组件与对应的所述夹取臂连接，当两所述夹持件相互靠近执行夹取动作时，所述联动组件能够产生形变以带动对应的所述夹持件向上举升。本方案的末端执行器通过一套动力件便可同步实现夹取和举升动作，可有效降低成本，提升工作效率。

Description

末端执行器和存取装置

技术领域

本实用新型涉及存取技术领域，特别是涉及一种末端执行器和存取装置。

背景技术

夹取和举升几乎贯穿整个机械行业，例如物流设备、车间转存设备、搬运机器人等一系列机械存取装置在将物料从一个区域或平台转存到另一个区域或平台时，很大程度上要依赖末端执行器(如机械手)来完成夹取和举升动作。然而，目前大多数的末端执行器通常需要配置两套动力件来分别驱动夹取动作和举升动作，不仅成本较高，并且工作效率低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种末端执行器和存取装置，该末端执行器通过一套动力件便可同步实现夹取和举升动作，可有效降低成本，提升工作效率。

一种末端执行器，包括：

动力件；

两个夹取臂，分别与所述动力件传动连接，两所述夹取臂能够在所述动力件的驱动下相互靠近或远离；以及

两个夹取头，与所述夹取臂一一对应设置，各所述夹取头均包括夹持件和联动组件，所述夹持件通过所述联动组件与对应的所述夹取臂连接，当两所述夹持件相互靠近执行夹取动作时，所述联动组件能够产生形变以带动对应的所述夹持件向上举升。

上述末端执行器在进行物料搬运时，通过动力件带动两个夹取臂相互靠近，两个夹持件在对应的夹取臂的带动下相互靠近而可夹取物料，在夹取物料的同时由于受到物料的反作用力，使得联动组件能够产生形变而带动对应的夹持件向上举升，从而使物料能够向上抬起一定的高度离开承载平面。当物料搬运至预设位置时，动力件带动两个夹取臂相互远离，进而可将物料释放。本方案的末端执行器通过一套动力件即可在实现夹取动作的同时完成自举升动作，可减少动力件的配置数量，可有效降低成本；并且举升动作与夹取动作同时进行，省去了如货叉类设备的微升微降动作，可有效提升工作效率。

在其中一个实施例中，所述联动组件包括固定座、第一连杆、第二连杆和弹性件，所述固定座与所述夹持件沿夹取方向间隔布置，所述第一连杆与所述第二连杆沿举升方向间隔布置，所述夹持件、所述第一连杆、所述固定座及所述第二连杆依次可转动连接形成平行四边形机构，所述固定座与所述夹取臂连接，所述弹性件用于维持所述平行四边形机构的平衡。

在其中一个实施例中，在各所述夹取头中，所述第一连杆位于所述第二连杆的上方，所述夹持件设有朝向所述第一连杆倾斜延伸的安装杆，所述弹性件套设于所述安装杆上，所述弹性件弹性支撑于所述夹持件和所述第一连杆之间。

在其中一个实施例中，在各所述夹取头中，所述第一连杆平行且间隔设置有两个，各所述第一连杆的一端与所述夹持件可转动连接，另一端与所述固定座可转动连接，两所述第一连杆之间设有连接板，所述弹性件位于所述连接板和所述夹持件之间，所述安装杆穿出于所述连接板的杆段设有限位件，所述限位件在所述安装杆上的位置可进行调节。

在其中一个实施例中，在各所述夹取头中，所述第二连杆设置有两个，两所述第二连杆平行且间隔设置，各所述第二连杆的一端与所述夹持件可转动连接，另一端与所述固定座可转动连接。

在其中一个实施例中，所述夹持件的夹持面设有摩擦板。

在其中一个实施例中，所述动力件与所述夹取臂之间设置有传动组件，所述传动组件包括安装座、传动齿轮及两个齿条，两所述齿条平行且间隔设置于所述安装座，两所述齿条与所述夹取臂一一对应地连接，所述传动齿轮啮合于两所述齿条之间，所述动力件用于驱动所述传动齿轮转动以带动两所述齿条同步反向运动，进而带动两所述夹取臂相互靠近或远离。

在其中一个实施例中，各所述齿条均包括相对的连接端和活动端，各所述齿条的连接端与对应的所述夹取臂连接固定，各所述齿条的活动端与另一所述夹取臂可滑动配合。

在其中一个实施例中，各所述夹取臂设有供所述齿条的活动端穿置的穿孔，所述穿孔内设有与所述齿条的活动端滑动配合的滑套。

本申请还提出一种存取装置，包括如上所述的末端执行器。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的末端执行器的结构示意图；

图2为末端执行器的传动组件与夹取臂的配合结构示意图；

图3为末端执行器第一状态和第二状态的对比结构示意图。

11、动力件；12、安装座；13、传动齿轮；14、齿条；141、连接端；142、活动端；20、夹取臂；21、滑套；30、夹取头；31、夹持件；32、固定座；33、第一连杆；34、第二连杆；35、弹性件；36、安装杆；37、连接板；38、限位件；39、摩擦板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1及图3，本实用新型一实施例提供的末端执行器，包括动力件11、两个夹取臂20和两个夹取头30。两个夹取臂20分别与动力件11传动连接，两夹取臂20能够在动力件11的驱动下相互靠近或远离；夹取头30与夹取臂20一一对应设置，各夹取头30均包括夹持件31和联动组件，夹持件31通过联动组件与对应的夹取臂20连接，当两夹持件31相互靠近执行夹取动作时，联动组件能够产生形变以带动对应的夹持件31向上举升。

具体地，两个夹取臂20沿夹取方向相对且间隔布置，动力件11与夹取臂20之间传动连接，通过动力件11可驱动两个夹取臂20沿夹取方向相互靠近或远离。当两个夹取臂20相互靠近时，设于夹取臂20末端的夹取头30也相互靠近而可对位于两个夹取头30之间的物料进行夹取，当两个夹取臂20相互远离时，两个夹取头30也相互远离而可将夹取的物料释放。其中，夹取头30包括夹持件31和联动组件，夹持件31用于对物料进行夹持，为了使夹持件31与物料之间具有较大的接触面积，提升夹取稳定性，可将夹持件31设置为板状。例如，在本实施例中，夹持件31为呈矩形设置的夹板。联动组件能够在夹持过程中产生形变以带动夹持件31向上举升，联动组件包括但不限于采用连杆机构、连杆滑块机构等。

上述末端执行器在进行物料搬运时，通过动力件11带动两个夹取臂20相互靠近，两个夹持件31在对应的夹取臂20的带动下相互靠近而可夹取物料，在夹取物料的同时由于受到物料的反作用力，使得联动组件能够产生形变而带动对应的夹持件31向上举升，从而使物料能够向上抬起一定的高度离开承载平面。当物料搬运至预设位置时，动力件11带动两个夹取臂20相互远离，进而可将物料释放。本方案的末端执行器通过一套动力件11即可在实现夹取动作的同时完成自举升动作，可减少动力件11的配置数量，可有效降低成本；并且举升动作与夹取动作同时进行，省去了如货叉类设备的微升微降动作，可有效提升工作效率。

另外，当上述末端执行器应用于存取装置进行货物的存放时，可无需设置货架等复杂结构，只需要给货物提供一个承载平台即可。末端执行器夹取承载平台上的货物，货物在被夹取的同时能够被举升而与承载平行分离。

进一步地，请结合图1及图3，在本实施例中，联动组件包括固定座32、第一连杆33、第二连杆34和弹性件35，固定座32与夹持件31沿夹取方向间隔布置，第一连杆33与第二连杆34沿举升方向间隔布置。夹持件31、第一连杆33、固定座32及第二连杆34依次可转动连接形成平行四边形机构，固定座32与夹取臂20连接，弹性件35用于维持平行四边形机构的平衡。

具体地，如图3所示，分别展示了末端执行器在第一状态和第二状态下的对比结构示意图。其中，夹取方向为水平方向，举升方向为竖直方向。在第一状态时(如左图所示)两个夹持件31相互靠近并接触到物料(也即被夹取物)，物料对两个夹持件31在夹取方向上的位移产生一定的限制；与此同时，固定座32随着夹取臂20的运动继续产生夹取方向的位移，使得平行四边形机构发生形变，第一连杆33及第二连杆34转动一定角度带动夹持件31向上举升一定的高度而达到第二状态(如右图所示)。上述夹取头30采用平行四边形机构，结构稳定可靠，且简单实用，并且通过弹性件35可使平行四边形机构在任何状态下均能够维持平衡，从而保证整个夹取和举升动作的可靠性和稳定性。另外，对于一些形状不规则或者质地较软的物料，在进行夹取动作的时候，通过弹性件35的形变能够起到一定的缓冲和自适应调节作用，从而可保证物料不会被损坏。

在上述末端执行器中，两个夹取头30结构相同且对称布置，能够实现同步运动，以确保夹取和举升动作的可靠性。以下主要以其中一个夹取头30为例对其结构进行说明。

进一步地，在本实施例中，在各夹取头30中，第一连杆33位于第二连杆34的上方，夹持件31设有朝向第一连杆33倾斜延伸的安装杆36，弹性件35套设于安装杆36上，弹性件35弹性支撑于夹持件31和第一连杆33之间。具体地，弹性件35可为套设于安装杆36上的压缩弹簧或者弹性胶套等。弹性件35的两端分别与夹持件31和第一连杆33弹性抵接，弹性件35具有一个初始状态，该初始状态决定了整个平行四边形机构的初始状态。在夹取的整个过程中，第一连杆33会压缩弹性件35，而使弹性件35储能，对夹持件31产生持续不断的压力，从而提供了两个夹持件31对物料持续不断的正压力。弹性件35的每个压缩长度都会产生一个状态，弹性件35在每个状态下都能够维持整个平行四边形机构的平衡。

进一步地，如图1所示，在本实施例中，在各夹取头30中，第一连杆33平行且间隔设置有两个，各第一连杆33的一端与夹持件31可转动连接，另一端与固定座32可转动连接，两第一连杆33之间设有连接板37，弹性件35位于连接板37和夹持件31之间，安装杆36穿出于连接板37的杆段设有限位件38，限位件38在安装杆36上的位置可进行调节。具体地，安装杆36可采用螺杆，限位件38为与螺杆适配的限位螺母，当需要对弹性件35的初始状态进行调节时，只需调节限位件38在安装杆36上的位置即可，操作简单方便。

进一步地，在本实施例中，在各夹取头30中，第二连杆34设置有两个，两第二连杆34平行且间隔设置，各第二连杆34的一端与夹持件31可转动连接，另一端与固定座32可转动连接。通过设置两个第二连杆34可对夹持件31进一步起到稳定支撑作用，从而进一步保证夹取和举升动作的稳定性。

具体地，在本实施例中，如图1所示，固定座32包括与夹持件31相对设置的固定板，以及分别设于固定板相对两侧的两个侧板，两个第一连杆33的一端分别与两个侧板的上端铰接，两个第一连杆33的另一端分别与夹持件31铰接，两个第二连杆34的一端分别与两个侧板的下端铰接，两个第二连杆34的另一端分别与夹持件31铰接，夹持臂的末端与固定板连接，整体结构稳定可靠。

进一步地，在本实施例中，夹持件31的夹持面设有摩擦板39。其中，夹持件31的夹持面为与物料(待夹取物)相配合的一面，通过在夹持面设置有摩擦板39，在夹取物料时，摩擦板39与物料直接接触，由于摩擦板39主要有耐磨、可变性和不易损伤的性质，可有效提升夹取头30的使用寿命。例如，在本实施例中，摩擦板39与物料相配合的一面设有多个沿横向延伸的凸棱，多个凸棱沿竖向间隔布置，每一凸棱的截面形状可为梯形或者锯齿形。多个凸棱组合而形成摩擦板39的摩擦纹路，不仅起到耐磨作用，同时还可起到防滑作用，避免物料在移动过程中发生脱落。

进一步地，请结合图1及图2，在上述实施例的基础上，动力件11与夹取臂20之间设置有传动组件，传动组件包括安装座12、传动齿轮13及两个齿条14，两齿条14平行且间隔设置于安装座12，两齿条14与夹取臂20一一对应地连接，传动齿轮13啮合于两齿条14之间，动力件11用于驱动传动齿轮13转动以带动两齿条14同步反向运动，进而带动两夹取臂20相互靠近或远离。

具体地，如图2所示，安装座12呈框状结构，两个齿条14分别可活动地穿插于安装座12相对的两个侧壁，传动齿轮13设于安装座12的框体内，且传动齿轮13分别与两个齿条14相互啮合，动力件11可通过安装板固定在安装座12的顶面，动力件11的旋转输出轴与传动齿轮13连接。通过动力件11驱动传动齿轮13转动，传动齿轮13传动的同时可带动两个齿条14沿反方向同步进行直线运动，由于两个齿条14相互远离的一端分别与一夹取臂20连接，从而能够带动两个夹取臂20相互靠近或远离，进而实现两个夹取头30的开合。上述传动组件通过齿轮齿条结构实现传动，结构简单，传动可靠。当然，在其他实施例中，传动组件也可采用螺母丝杠、直线电机等结构实现直线传动。其中，动力件11包括但不限于电机或者旋转气缸等。

另外，在本实施例中，夹取头30采用四边形机构，并且设置有弹性件35，在进行夹取自举升的过程中，齿轮齿条结构的生硬机械力通过弹性件35再传递到夹取的物料，可保证物料不被损坏。

进一步地，请参照图2，在本实施例中，各齿条14均包括相对的连接端141和活动端142，各齿条14的连接端141与对应的夹取臂20连接固定，各齿条14的活动端142与另一夹取臂20可滑动配合。如此，当传动齿轮13带动两个齿条14反向运动时，两个齿条14能够与另一齿条14所连接固定的夹取臂20滑动配合，形成互耦形式，使得两个齿条14的动作相互耦合，并且两个齿条14同时与传动齿轮13啮合传动，保证两个夹取臂20能够同时同速运动，带动两个夹取头30同时同速进行开合，可有效提升夹取准确性和稳定性。

可选地，在本实施例中，各夹取臂20设有供齿条14的活动端142穿置的穿孔，穿孔内设有与齿条14的活动端142滑动配合的滑套21。通过设置滑套21可对齿条14的滑动起到很好的导向作用，并且可对齿条14起到一定的保护作用，减少齿条14的磨损。可选地，在本实施例中，齿条14采用圆柱形齿条，相应地，滑套21为与圆柱形齿条适配的圆筒状。采用圆柱形齿条可使得齿条14的滑动更为顺畅，从而保证整个夹取动作的顺畅。

本实用新型还提出一种存取装置，该存取装置包括末端执行器，该末端执行器的具体结构参照上述实施例，由于本存取装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种末端执行器，其特征在于，包括：

动力件；

两个夹取臂，分别与所述动力件传动连接，两所述夹取臂能够在所述动力件的驱动下相互靠近或远离；以及

两个夹取头，与所述夹取臂一一对应设置，各所述夹取头均包括夹持件和联动组件，所述夹持件通过所述联动组件与对应的所述夹取臂连接，当两所述夹持件相互靠近执行夹取动作时，所述联动组件能够产生形变以带动对应的所述夹持件向上举升。

2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述联动组件包括固定座、第一连杆、第二连杆和弹性件，所述固定座与所述夹持件沿夹取方向间隔布置，所述第一连杆与所述第二连杆沿举升方向间隔布置，所述夹持件、所述第一连杆、所述固定座及所述第二连杆依次可转动连接形成平行四边形机构，所述固定座与所述夹取臂连接，所述弹性件用于维持所述平行四边形机构的平衡。

3.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，在各所述夹取头中，所述第一连杆位于所述第二连杆的上方，所述夹持件设有朝向所述第一连杆倾斜延伸的安装杆，所述弹性件套设于所述安装杆上，所述弹性件弹性支撑于所述夹持件和所述第一连杆之间。

4.根据权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，在各所述夹取头中，所述第一连杆平行且间隔设置有两个，各所述第一连杆的一端与所述夹持件可转动连接，另一端与所述固定座可转动连接，两所述第一连杆之间设有连接板，所述弹性件位于所述连接板和所述夹持件之间，所述安装杆穿出于所述连接板的杆段设有限位件，所述限位件在所述安装杆上的位置可进行调节。

5.根据权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，在各所述夹取头中，所述第二连杆设置有两个，两所述第二连杆平行且间隔设置，各所述第二连杆的一端与所述夹持件可转动连接，另一端与所述固定座可转动连接。

6.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述夹持件的夹持面设有摩擦板。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的末端执行器，其特征在于，所述动力件与所述夹取臂之间设置有传动组件，所述传动组件包括安装座、传动齿轮及两个齿条，两所述齿条平行且间隔设置于所述安装座，所述齿条与所述夹取臂一一对应地连接，所述传动齿轮啮合于两所述齿条之间，所述动力件用于驱动所述传动齿轮转动以带动两所述齿条同步反向运动，进而带动两所述夹取臂相互靠近或远离。

8.根据权利要求7所述的末端执行器，其特征在于，各所述齿条均包括相对的连接端和活动端，各所述齿条的连接端与对应的所述夹取臂连接固定，各所述齿条的活动端与另一所述夹取臂可滑动配合。

9.根据权利要求8所述的末端执行器，其特征在于，各所述夹取臂设有供所述齿条的活动端穿置的穿孔，所述穿孔内设有与所述齿条的活动端滑动配合的滑套。

10.一种存取装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的末端执行器。

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