CN215548761U - 一种吸盘式机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸盘式机械手，可应用于自动化抓取设备中；该吸盘式机械手的抓取吸盘主体为金属材质，具有平面度高、刚性强的优点，并配备了顶出气缸和工业相机，提高了抓取定位精度，避免了机械手取放料的差错从而提高工作效率。由于对吸盘结构的改造，提高了吸盘的工作稳定性，延长了吸盘式机械手的使用寿命。

Description

一种吸盘式机械手

技术领域

本实用新型属于自动化制造技术领域，尤其涉及一种吸盘式机械手。

背景技术

真空吸盘广泛应用于自动化制造设备中，通过抽气使吸盘内产生负气压,从而将待提升物吸牢,即可开始搬送待提升物，当待提升物搬送到目的地时,平稳地充气到真空吸盘内,使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压,真空吸盘就脱离待提升物,从而完成了运送物体的任务。由于利用真空压力的原理，一般的，吸盘采用橡胶等比较软的材质制成，便于抓取表面略为粗糙的物体，对于表面积较大的物体，一般将若干吸盘通过固定杆安装，形成一个吸盘平面，这样的吸盘抓手具有刚性和平面度差的缺点，易于引起抓取失效造成的损坏事故，同时，吸盘磨损严重，使用寿命短，需定期及时更换，造成严重资源浪费。

另外，对于易粘黏物体的表面，或者表面有残胶的工件，由于残胶的存在吸盘充气后仍然有工件无法自动脱离的可能，同时由于吸盘自身的结构没有办法在其中设置可以顶出的装置，对于较大的工件，如果在各吸盘之间设立顶出装置，则容易造成撕拉，引起损坏，所以通常需要人工取下，增加了人力成本，如果利用吸盘机械手进行标签的自动化贴附工作，则可能引起标签于吸盘上堆叠，从而引起条码编排错误，需要大量时间进行纠错。

因此，有必要提供一种设有自动顶出机构的刚性吸盘式机械手。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种吸盘式机械手，以金属材质作为吸盘的主体，并通过改进吸盘的结构，在中心处设置气缸作为顶出机构，提高吸盘工作的稳定性，延长吸盘使用寿命，从而节约生产成本，避免资源浪费。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种吸盘式机械手，包括机械手主体和安装于机械手主体上的吸盘，所述机械手主体底部设有安装法兰，吸盘式机械手可通过安装法兰固定安装于工作台或地面，机械手主体的壳体内部设有控制器，并在顶部设有连接端口，用于电源连接和输入设备、传感设备的连接，机械手主体和吸盘通过安装座固定连接；所述吸盘包含金属主体和泡棉层，所述金属主体由基体和盖体构成，所述基体和盖体内部形成空腔，基体的顶面设有一组气体通孔，用于连接真空发生器和充气泵，所述盖体上分布有若干第一通孔，所述泡棉层可拆卸地固定于盖体下表面，且对应第一通孔设有第二通孔，所述气体通孔、空腔、第一通孔和第二通孔形成吸盘工作中的气体流动路径，实现抽气和充气；优选的，所述泡棉层的下端面设有防粘涂层，一方面防止粘连工件，另一方面防止放置工件时剥离泡棉颗粒。

进一步的，所述金属主体中心设有第一中心孔，所述泡棉层设有第二中心孔，所述第一中心孔与第二中心孔正对，所述金属主体上方设有气缸，所述气缸的阀芯可沿第一中心孔与第二中心孔上下穿梭，在充气过程中工件不能脱离吸盘时利用气缸顶出，所述第一中心孔为T型孔，所述气缸固定安装于T型孔的阶梯面上，安装牢固，优选的，气缸阀芯的端部固定连接顶出头，所述顶出头由柔性材质制成，所述顶出头的底部端面面积大于阀芯的截面积，一方面增大工件在顶出时的作用面积，一方面对于工件设有中心孔时避免气缸阀芯无法作用到工件，例如工件为料盘时。

进一步的，所述吸盘的一侧还设有工业相机，所述工业相机连接到控制器连接端口，便于控制器实时监控以调节指令，减少误差，提高运动精度。

进一步的，所述吸盘通过安装座固定安装于机械手主体上，所述安装座上端通过固定环连接机械手主体，安装座下端设有若干吸盘安装孔，用于固定连接吸盘顶部，所述固定环包括开缝型环状主体和活动块，所述开缝型环状主体在开缝的两侧设有螺栓连接孔，开缝型环状主体安装后通过螺栓连接形成轴向固定，在开缝的另一侧设有凹槽，所述凹槽侧面设有螺纹孔，所述活动块可滑动地设置于凹槽内，且正对螺纹孔设有第三通孔，螺柱可穿过第三通孔并锁付于螺纹孔，对固定环内机械手主体的安装轴起到紧固作用。

进一步的，所述安装座由上座体和下座体构成，所述下座体四角固定连接导向轴，所述上座体活动套装于导向轴上，并在导向轴顶部设有堵头，防止上座体从顶部脱出导向轴，所述导向轴斜对角的两组还套装有弹簧，所述弹簧位于上座体下表面和下座体上表面之间，在吸盘取放运动过程中提供缓冲力，所述固定环位于上座体上表面，所述吸盘安装孔设于下座体，所述下座体还设有气缸通孔，所述上座体和下座体相对两边的中心还设有定位柱，所述定位柱外周套装有T型套筒，所述T型套筒与上座体接触的圆周面上设有滚珠，以减小摩擦力，由于上座体与导向轴之间设有空隙，在吸盘取放运动过程中存在晃动，定位柱可防止上座体晃动，所述上座体一侧设有相机安装孔，所述下座体还设有气缸通孔。

进一步的，所述基体和盖体通过螺栓固定连接，且在连接面设有密封圈，防止泄气；所述泡棉层通过粘贴方式固定于盖体下表面，固定方式牢固，便于更换，且不会产生空隙，减少泄气可能；所述盖体上的第一通孔呈针眼型，泡棉层上的第二通孔可以为圆形、方形、菱形等任意形状。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的吸盘式机械手，通过金属主体和泡棉层两部分构成吸盘，使吸盘在具备吸附性能的同时具备刚性，提高了运动控制精度，延长使用寿命，节约成本，为气缸的安装提供条件，同时泡棉层下表面经过涂层处理，具有防粘性。

2、本实用新型的吸盘式机械手，通过在吸盘中心设置气缸作为顶出机构，同时在气缸的阀芯顶出端固定连接顶出头，提高工件在顶出过程中的受力面积，保证阀芯的作用效果。

3、本实用新型的吸盘式机械手，通过在吸盘一侧设置工业相机，将工业相机与吸盘集成安装于同一安装座，并将数据连接到控制器，使机械手可监测工件实时位置，便于运算调整误差，提高工件位置精度。

4、本实用新型的吸盘式机械手，安装座与机械手主体通过固定环来连接，固定环利用一侧的开缝实现轴向定位，便于安装，利用设置于另一侧的活动块与凹槽的配合使安装座可适用于不同直径的机械手主体安装轴，适用性广，安装牢固，同时便于拆卸更换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体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为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中吸盘和气缸的结构示意图；

图3为本实用新型中安装座的结构示意图；

图4为本实用新型中固定环的结构示意图。

附图标记：1-机械手主体，11-连接端口，12-安装法兰，2-吸盘，21-金属主体，211-基体，212-盖体，213-密封圈，22-泡棉层，201-气管接头，202-第一通孔，203-第一中心孔，220-第二通孔，221-第二中心孔，3-安装座，30-固定环，301-开缝型环状主体，3011-凹槽，3012-螺纹孔，3013-螺栓连接孔，302-活动块，3021-第三通孔，31-上座体，32-下座体，321-吸盘安装孔，322-相机安装孔，323-气缸通孔，33-定位柱，34-导向轴，4-工业相机，5-气缸，51-阀芯，52-顶出头。

具体实施方式

下面将以料盘上下料为例对本实用新型具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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。

实施例一：

如图1所示的吸盘式机械手，包括机械手主体1和安装于机械手主体1上的吸盘2，所述机械手主体1底部设有安装法兰12，吸盘式机械手通过安装法兰12固定于工作台或地面，机械手主体1的壳体内部设有控制器，并在顶部设有连接端口11，机械手主体1和吸盘2通过安装座3固定连接；如图2所示，所述吸盘2包含金属主体21和泡棉层22，所述金属主体21由基体211和盖体212构成，所述基体211和盖体212内部形成空腔，基体211的顶面设有一组气体通孔201，用于连接真空发生器和充气泵，所述盖体212上分布有若干第一通孔202，所述泡棉层22可拆卸地固定于盖体212下表面，且对应第一通孔202设有第二通孔220，所述气体通孔201、空腔、第一通孔202和第二通孔220形成吸盘2工作中的气体流动路径，实现抽气和充气，所述金属主体21可由铝合金、不锈钢等金属材质制造，所述吸盘2可以为圆形、方形等任意形状，所述盖体212上的第一通孔202呈针眼型，泡棉层22上的第二通孔220可以为圆形、方形、菱形等任意形状。

结合图3和图4所示，安装座3的顶部固定设有固定环30，所述固定环30包括开缝型环状主体301和活动块302，所述开缝型环状主体301在开缝的两侧设有螺栓连接孔3013，便于快速安装和拆卸，在开缝的另一侧设有凹槽3011，所述凹槽3011侧面设有螺纹孔3012，所述活动块302可滑动地设置于位于凹槽3011内，且正对螺纹孔3012设有第三通孔3021，安装时，机械手主体1的主轴套装于开缝型环状主体301内部，并通过螺栓从螺栓连接孔3013处锁紧，对于机械手主体1上安装轴直径较小的情况，调节活动块302的位置，螺柱穿过第三通孔3021锁付于螺纹孔3012内，从而紧固连接；

如图1所示，在本实施例中，所述基体211和盖体212通过周围的螺栓固定连接，且在连接面设有密封圈213，防止泄气，所述密封圈213为O型橡胶密封圈；所述泡棉层22通过粘贴固定于盖体212下表面，粘贴过程中盖体212与泡棉层22的连接面紧密连接，无气泡空隙等，且泡棉层22的下表面粘贴有防粘层，防止工件与泡棉层22粘连，也防止剥离工件时剥离掉泡棉层22上的泡棉颗粒。

在本实施例中，吸盘2为圆柱形，其中泡棉层22的直径为 180mm±1mm,火毒为9.5mm±2mm，泡棉层22上的第二通孔220呈圆形，直径为 5.5mm+2mm/-1mm,第二通孔220个数为162±10个。

工作过程：吸盘式机械手运行至料盘位置，吸盘2在机械手主体1带动下下降，通过抽气形成负压，料盘吸附至泡棉层22下表面，机械手主体1上升并运行至放料位置，充气使料盘脱离泡棉层22，完成上料或下料；当泡棉层22出现泡棉颗粒脱落或表面不平整时，更换粘贴即可。

实施例二：

与实施例一相区别的是，如图2所示，本实施例吸盘2顶部中心设有气缸5，对应的，所述金属主体21和泡棉层22中心分别设有第一中心孔203和第二中心孔221，用于气缸5的阀体51在其中上下穿梭，以强行剥离顶出粘附在吸盘2上的工件，如图3所示，所述安装座3由上座体31和下座体32构成，所述下座体32四角固定连接导向轴34，所述上座体31活动套装于导向轴34上，并在导向轴34顶部设有堵头，防止上座体32从顶部脱出导向轴34，所述导向轴34斜对角的两组还套装有弹簧，所述弹簧位于上座体31下表面和下座体32上表面之间，所述上座体31和下座体32相对两边的中心还设有定位柱33，所述定位柱33外周套装有T型套筒，所述T型套筒与上座体31接触的圆周面上设有滚珠（未示出），以减小摩擦力，由于上座体31与导向轴34之间设有空隙，在吸盘取放运动过程中存在晃动，定位柱33可防止上座体晃动，所述固定环30位于上座体31上表面，所述上座体31一侧设有相机安装孔322，所述下座体32上设有若干吸盘安装孔321，所述下座体32上在对应气缸5的位置还设有气缸通孔323。

进一步的，如图2所示，所述气缸5的阀芯51底端固定连接有顶出头52，所述顶出头52底部端面面积大于阀芯51的截面积，有利于增大顶出面积，在本实施例中，所述顶出头52端面为环形，还可以为圆形、方形等其他形状。

优选的，如图2所示，所述第一中心孔203为T型孔，所述气缸5固定安装于T型孔的阶梯面上，对应的，在基体211与盖体212的中心形成了环形连接面，所述环形连接面上同样设有密封圈213。

工作过程：吸盘式机械手运行至料盘位置，吸盘2在机械手主体1带动下下降，通过抽气形成负压，料盘吸附至泡棉层22下表面，机械手主体1上升并运行至放料位置，充气使料盘脱离泡棉层22，当充气无法使料盘脱离时，启动气缸5，阀芯51向下运动顶出头52迫使料盘脱离，完成上料或下料。

实施例三：

与实施例一和二相区别的是，本实施例在实施例一或实施例二的基础上还设置了工业相机4，结合图1和图3所示，所述工业相机4位于吸盘2一侧，并通过延伸安装座3的长度增加安装面积，在安装座3上设置相机安装孔322，使工业相机4与吸盘2相对静止，避免了焦距的重复调节。在实际生产中，工业相机4还可以通过独立的连接结构安装于工作台或机械手主体1上，或者通过连接板连接安装于安装座3上。

工作过程：吸盘式机械手运行至料盘位置，吸盘2在机械手主体1带动下下降，通过抽气形成负压，料盘吸附至泡棉层22下表面，机械手主体1上升并运行至放料位置，在这个过程中，工业相机4识别料盘中心孔，并将实时信息反馈到控制器，机械手主体1在控制器的指示下运行至精准位置，随后充气使料盘脱离泡棉层22，完成上料或下料。

以上对本实用新型所提供的吸盘式机械手进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种吸盘式机械手，包括机械手主体(1)和安装于机械手主体(1)上的吸盘(2)，其特征在于，所述吸盘(2)包含金属主体(21)和泡棉层(22)，所述金属主体(21)由基体(211)和盖体(212)构成，所述基体(211)和盖体(212)内部形成空腔，所述盖体(212)上分布有若干第一通孔(202)，所述泡棉层(22)可拆卸地固定于盖体(212)下表面，且对应第一通孔(202)设有第二通孔(220)。

2.根据权利要求1所述的吸盘式机械手，其特征在于，所述金属主体(21)中心设有第一中心孔(203)，所述泡棉层(22)设有第二中心孔(221)，所述第一中心孔(203)与第二中心孔(221)正对，所述金属主体(21)上方设有气缸(5)，所述气缸(5)的阀芯(51)可沿第一中心孔(203)与第二中心孔(221)上下穿梭。

3.根据权利要求2所述的吸盘式机械手，其特征在于，所述第一中心孔(203)为T型孔，所述气缸(5)固定安装于T型孔的阶梯面上。

4.根据权利要求2所述的吸盘式机械手，其特征在于，所述阀芯(51)的端部固定连接顶出头(52)，所述顶出头(52)的底部端面面积大于阀芯(51)的截面积。

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(2)通过安装座(3)固定安装于机械手主体(1)上，所述安装座(3)上端通过固定环(30)连接机械手主体(1)，所述安装座(3)下端设有若干吸盘安装孔(321)。

6.根据权利要求5所述的吸盘式机械手，其特征在于，所述安装座(3)由上座体(31)和下座体(32)构成，所述下座体(32)四角固定连接导向轴(34)，所述上座体(31)活动套装于导向轴(34)上，并在导向轴(34)顶部设有堵头，所述导向轴(34)斜对角的两组还套装有弹簧，所述弹簧位于上座体(31)下表面和下座体(32)上表面之间，所述固定环(30)位于上座体(31)上表面，所述吸盘安装孔(321)设于下座体(32)上，所述下座体(32)上还设有气缸通孔(323)，所述上座体(31)和下座体(32)相对两边的中心还设有定位柱(33)。

7.根据权利要求5所述的吸盘式机械手，其特征在于，所述固定环(30)包括开缝型环状主体(301)和活动块(302)，所述开缝型环状主体(301)在开缝的另一侧设有凹槽(3011)，所述凹槽(3011)侧面设有螺纹孔(3012)，所述活动块(302)可滑动地设置于凹槽(3011)内，且正对螺纹孔(3012)设有第三通孔(3021)。

8.根据权利要求1所述的吸盘式机械手，其特征在于，还包括工业相机(4)，所述工业相机(4)位于吸盘(2)的一侧，且与吸盘(2)相对静止。

9.根据权利要求1-8任一项所述的吸盘式机械手，其特征在于，所述第一通孔(202)呈针眼型。

10.根据权利要求1-8任一项所述的吸盘式机械手，其特征在于，所述泡棉层(22)的下端面设有防粘层，所述防粘层通过背胶粘贴固定于泡棉层(22)上。

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