CN216180639U - 一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了机械设备技术领域的一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，包括驱动单元、运动控制单元、柔性机械手功能单元，所述运动控制单元包括盘形凸轮和两个夹爪固定轴，所述盘形凸轮与驱动单元连接，两个所述夹爪固定轴对称地安装在柔性机械手功能单元上，所述夹爪固定轴上安装有固定圆环，所述固定圆环上方均设置有滚动轴承，所述滚动轴承与固定圆环之间连接有圆环固定轴，且两个滚动轴承分别与盘形凸轮两侧滚动接触，本实用新型采用控制凸轮的旋转来控制夹爪的夹取，夹爪由柔性材料制成，利用弹性形变应力夹紧物料，具有良好的自适应性，保证物料在转移过程中的安全性。

Description

一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，具体为一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置。

背景技术

传统采用双气缸控制的机械手，具有气路不稳定、响应时间长、夹爪张合不同步等问题。易碎物料及异形物料的工位转移对夹爪的响应速度、同步率、夹爪材料的柔性、稳定性都有较高要求。由机械结构控制的机械手，可以通过对称的结构实现优良的夹爪开合同步率，柔性的机械手夹爪以形变应力为基本原理，可以平稳、安全地实现物料取放。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，以解决上述背景技术中提出的夹爪张合不同步的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，包括驱动单元、运动控制单元、柔性机械手功能单元，所述运动控制单元包括盘形凸轮和两个夹爪固定轴，所述盘形凸轮与驱动单元连接，两个所述夹爪固定轴对称地安装在柔性机械手功能单元上，所述夹爪固定轴上安装有固定圆环，所述固定圆环上方均设置有滚动轴承，所述滚动轴承与固定圆环之间连接有圆环固定轴，且两个滚动轴承分别与盘形凸轮两侧滚动接触。

优选的，所述驱动单元包括凸轮旋转轴，所述凸轮旋转轴一端与电动机相连接，所述凸轮旋转轴另一端与盘形凸轮连接。

优选的，所述柔性机械手功能单元包括夹爪外壳、四个抱紧块、两个轴承、两个夹板，所述夹爪外壳侧壁开设有多个插孔，且两根夹爪固定轴对称地安装在插孔上，四个所述抱紧块分别安装在两根夹爪固定轴的两侧，四个所述抱紧块之间连接有夹爪轴张紧机构，两个所述轴承分别套设安装在夹爪固定轴的两端并与夹爪外壳相连接，两个所述夹板两端分别安装在两根夹爪固定轴的两端，两个所述夹板下方均固定安装有自适应夹爪。

优选的，所述夹爪轴张紧机构包括四个拉簧轴，四个所述拉簧轴分别连接在四个抱紧块上方，两个所述拉簧轴之间均连接有弹簧，所述弹簧外套设有弹簧套。

优选的，所述自适应夹爪由柔性材料制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用控制凸轮的旋转来控制夹爪的夹取，夹爪由柔性材料制成，利用弹性形变应力夹紧物料，具有良好的自适应性，保证物料在转移过程中的安全性，也能快速完成夹爪打开或关闭动作，没有气路不会受到气源不稳定干扰，没有双气缸不同步的问题，性能上也更稳定，有利于提高机构的稳定性与响应速度，从而提升机械的整体效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置的三维结构示意图；

图2为本实用新型通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置的驱动单元结构示意图；

图3为本实用新型通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置的运动控制单元结构示意图。

图4为本实用新型通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置的柔性机械手功能单元结构示意图。

图5为本实用新型通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置的夹爪轴张紧机构结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、驱动单元；11、凸轮旋转轴；2、运动控制单元；21、盘形凸轮；22、夹爪固定轴；23、固定圆环；24、滚动轴承；25、圆环固定轴；3、柔性机械手功能单元；31、夹爪外壳；32、抱紧块；33、轴承；34、夹板；35、自适应夹爪；4、夹爪轴张紧机构；41、拉簧轴；42、弹簧；43、弹簧套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，包括驱动单元1、运动控制单元2、柔性机械手功能单元3，驱动单元1包括凸轮旋转轴11，凸轮旋转轴11一端与电动机相连接，凸轮旋转轴11另一端与盘形凸轮21连接，运动控制单元2包括盘形凸轮21和两个夹爪固定轴22，盘形凸轮21与驱动单元1连接，两个夹爪固定轴22对称地安装在柔性机械手功能单元3上，夹爪固定轴22上安装有固定圆环23，固定圆环23上方均设置有滚动轴承24，滚动轴承24与固定圆环23之间连接有圆环固定轴25，且两个滚动轴承24分别与盘形凸轮21两侧滚动接触，驱动单元1为整个装置的主要动力单元，运动控制单元2为整个机构的动力传递单元，运动控制单元1能够将电动机的动力传递给后方的执行单元，电动机带动凸轮旋转轴11，凸轮旋转轴11进行转动便能够带动盘形凸轮21进行旋转，盘形凸轮2旋转过程中，其轨迹与两侧由滚动轴承24、圆环固定轴25、固定圆环23组成的夹爪固定轴22驱动机构的一端相接触，当盘形凸轮21与两侧夹爪固定轴22驱动机构的接触点为盘形凸轮21轨迹最高点时，盘形凸轮21与两侧夹爪固定轴22驱动机构一端的滚动轴承24发生挤压，产生应力，使夹爪固定轴22发生偏转，从而使被其夹紧的两根夹爪固定轴22发生相向的旋转，夹爪固定轴22的旋转带动两侧夹板34下端相互靠拢，固定在夹板34下端的自适应夹爪35夹紧物料。

柔性机械手功能单元3包括夹爪外壳31、四个抱紧块32、两个轴承33、两个夹板34，夹爪外壳31侧壁开设有多个插孔，且两根夹爪固定轴22对称地安装在插孔上，四个抱紧块32分别安装在两根夹爪固定轴22的两侧，四个抱紧块32之间连接有夹爪轴张紧机构4，夹爪轴张紧机构4包括四个拉簧轴41，四个拉簧轴41分别连接在四个抱紧块32上方，两个拉簧轴41之间均连接有弹簧42，弹簧42外套设有弹簧套43，两个轴承33分别套设安装在夹爪固定轴22的两端并与夹爪外壳31相连接，两个夹板34两端分别安装在两根夹爪固定轴22的两端，两个夹板34下方均固定安装有自适应夹爪35，自适应夹爪35由柔性材料制成，柔性机械手功能单元3起到对物料夹取、释放功能，整个夹爪由柔性材料制成，其上端部分起到固定作用，安装在夹板34上，下端部分起到抓夹功能，下端的抓爪彼此独立，仅靠上端部分连接成一个整体，单个抓爪在夹紧物料时会产生可恢复的弯曲弹力形变，形变产生的应力可以稳定平缓地夹取固定物料，下端抓爪的爪型由被抓物料的外形轮廓决定。当电动机反向旋转，经由一系列运动传动后，使盘形凸轮21与夹爪固定轴22驱动机构的接触点从轨迹最高点向轨迹最低点转移，使挤压应力减小，此时夹爪轴张紧机构4的弹簧42弹性力大于盘形凸轮21与固定圆环23挤压应力，带动夹爪固定轴22反向旋转，从而带动了固定圆环23与夹板34回到放松位置，固定在夹板34上的自适应夹爪35由此放松，松开物料。

本实用新型在使用时，通过控制凸轮旋转轴11的旋转来控制自适应夹爪35的来进行夹取，自适应夹爪35由柔性材料制成，利用弹性形变应力夹紧物料，具有良好的自适应性，保证物料在转移过程中的安全性；也能快速完成夹爪打开或关闭动作，没有气路不会受到气源不稳定干扰，没有双气缸不同步的问题，性能上也更稳定，有利于提高机构的稳定性与响应速度，从而提升机械的整体效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，包括驱动单元(1)、运动控制单元(2)、柔性机械手功能单元(3)，其特征在于：所述运动控制单元(2)包括盘形凸轮(21)和两个夹爪固定轴(22)，所述盘形凸轮(21)与驱动单元(1)连接，两个所述夹爪固定轴(22)对称地安装在柔性机械手功能单元(3)上，所述夹爪固定轴(22)上安装有固定圆环(23)，所述固定圆环(23)上方均设置有滚动轴承(24)，所述滚动轴承(24)与固定圆环(23)之间连接有圆环固定轴(25)，且两个滚动轴承(24)分别与盘形凸轮(21)两侧滚动接触。

2.根据权利要求1所述的一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，其特征在于：所述驱动单元(1)包括凸轮旋转轴(11)，所述凸轮旋转轴(11)一端与电动机相连接，所述凸轮旋转轴(11)另一端与盘形凸轮(21)连接。

3.根据权利要求1所述的一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，其特征在于：所述柔性机械手功能单元(3)包括夹爪外壳(31)、四个抱紧块(32)、两个轴承(33)、两个夹板(34)，所述夹爪外壳(31)侧壁开设有多个插孔，且两根夹爪固定轴(22)对称地安装在插孔上，四个所述抱紧块(32)分别安装在两根夹爪固定轴(22)的两侧，四个所述抱紧块(32)之间连接有夹爪轴张紧机构(4)，两个所述轴承(33)分别套设安装在夹爪固定轴(22)的两端并与夹爪外壳(31)相连接，两个所述夹板(34)两端分别安装在两根夹爪固定轴(22)的两端，两个所述夹板(34)下方均固定安装有自适应夹爪(35)。

4.根据权利要求3所述的一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，其特征在于：所述夹爪轴张紧机构(4)包括四个拉簧轴(41)，四个所述拉簧轴(41)分别连接在四个抱紧块(32)上方，两个所述拉簧轴(41)之间均连接有弹簧(42)，所述弹簧(42)外套设有弹簧套(43)。

5.根据权利要求3所述的一种通用于多工位系统的凸轮柔性机械手装置，其特征在于：所述自适应夹爪(35)由柔性材料制成。

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