CN216884031U - 一种机械臂末端执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业自动化技术领域，公开了一种机械臂末端执行器。该机械臂末端执行器包括手爪、第一驱动装置和识别装置，其中，手爪包括相对设置的手指，手指具有张开和闭合两种工作状态，第一驱动装置的输出端与手爪相连，第一驱动装置能够驱动手爪沿Z轴方向移动，手爪和第一驱动装置均与识别装置信号连接，识别装置用于控制手爪和第一驱动装置工作。上述机械臂末端执行器适用于按钮类物体的拔、按操作。

Description

一种机械臂末端执行器

技术领域

本实用新型涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种机械臂末端执行器。

背景技术

机械臂的末端执行器是安装在机器人手腕上用来进行某种操作或作业的附加装置。机械臂的末端执行器的种类很多，以适应机器人的不同作业及操作要求。末端执行器可分为搬运用、加工用和测量用等。

现有的机械臂的末端执行器多为直线型、夹持式，且结构复杂、生产代价高。针对按钮类物体，难以操作。

因此，亟需提出一种机械臂末端执行器，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种机械臂末端执行器，适用于按钮类物体的拔、按操作，且结构简单，生产成本低。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机械臂末端执行器，设置在机械臂的末端，包括：

手爪，所述手爪包括相对设置的手指，所述手指具有张开和闭合两种工作状态；

第一驱动装置，所述第一驱动装置的输出端与所述手爪相连，所述第一驱动装置能够驱动所述手爪沿Z轴方向移动；

识别装置，所述手爪和所述第一驱动装置均与所述识别装置信号连接，所述识别装置用于控制所述手爪和所述第一驱动装置工作。

可选地，所述手爪还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出端与所述手指相连，所述第二驱动装置能够驱动所述手指张开以及闭合。

可选地，所述第二驱动装置为气缸，所述气缸的输入气孔和输出气孔均与所述机械臂的供气管路连通，所述手指与所述气缸的输出端相连。

可选地，所述手指为L型。

可选地，所述手指包括弧形凹部，所述弧形凹部与按钮的外边缘相匹配。

可选地，还包括第一安装座，所述第一安装座的一端与所述第一驱动装置的输出端相连，另一端与所述手爪固定连接。

可选地，所述第一安装座与所述手爪之间设有力传感器，所述力传感器与所述机械臂的控制器信号连接。。

可选地，所述第一安装座为L型。

可选地，所述识别装置设置在所述手爪的一侧。

可选地，还包括第二安装座，所述识别装置和所述第一驱动装置均与所述第二安装座固定连接，所述第二安装座与所述机械臂的末端相连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种机械臂末端执行器，通过设置两个相对的手指，且手指具有张开和闭合两种工作状态，能够实现对按钮类物体的夹紧和松开。同时设置第一驱动装置，带动手爪沿Z轴移动，进而带动手指沿Z轴移动，当手指对按钮类物体夹紧时，控制第一驱动装置驱动手指沿Z轴方向移动，能够按压或拔出按钮，进而实现对按钮类物料的拔、按操作，且上述机械臂末端执行器结构简单，生产成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的机械臂末端执行器的结构示意图；

图2是本实用新型提供的手爪的结构示意图；

图3是本实用新型提供的第一安装座的结构示意图；

图4是本实用新型提供的第二安装座的结构示意图；

图5是图1中A处的局部放大图。

图中：

100、手爪；110、手指；111、弧形凹部；120、第二驱动装置；121、输入气孔；122、输出气孔；200、第一驱动装置；300、识别装置；400、第一安装座；410、减重孔；500、力传感器；600、第二安装座；610、安装板；620、固定座；630、第一连接件；700、第二连接件；800、第三连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实用新型提供一种机械臂末端执行器，设置在机械臂的末端，适用于按钮类物体的拔、按操作，且结构简单，生产成本低。

具体地，如图1所示，上述机械臂末端执行器包括手爪100、第一驱动装置200以及识别装置300，其中，手爪100包括相对设置的手指110，手指110具有张开和闭合两种工作状态，用于夹紧和松开按钮。第一驱动装置200的输出端与手爪100相连，第一驱动装置200用于驱动手爪100沿Z轴方向移动，进而带动手爪100的手指110沿Z轴方向移动，实现对按钮的拔、按操作。在本实施例中，第一驱动装置200为电缸。识别装置300与手爪100和第一驱动装置200信号连接，用于控制手爪100和第一驱动装置200工作，实现自动化控制。

通过设置手爪100的手指110具有张开和闭合两种工作作态，能够夹紧或松开按钮。通过设置第一驱动装置200，能够驱动手指110沿Z轴方向移动，进而实现对按钮的拔、按操作，且上述机械臂末端执行器结构简单，生产成本低。

进一步地，继续参见图1，手爪100还包括第二驱动装置120，第二驱动装置120的输出端与手指110相连，第二驱动装置120能够驱动手指110张开或闭合，进而实现对按钮的夹紧以及松开。在一个实施例中，第二驱动装置120可以为气缸，将机械臂的供气管路连接到气缸的输入气孔121和输出气孔122上，手指110可以与气缸的活塞杆相连，通过气缸的伸缩驱动手指110，实现手指110的张开和闭合，从而实现对按钮的夹紧和松开动作。进行抓取前手指110处于打开状态，处于打开状态的手指110在第二驱动装置120的作用下向内侧收敛，从而夹紧按钮，然后在第一驱动装置200的作用下能够对按钮进行按压或拔出的操作。

优选地，在一个实施例中，手爪100还包括滑轨和滑块，滑轨与滑块滑动连接，滑块与手指110固定连接，第二驱动装置120的输出端与滑块驱动连接，第二驱动装置120驱动滑块沿滑轨滑动，进而实现驱动手指110的张开与闭合。通过设置滑块与手指110固定连接，与直接将手指110与第二驱动装置120相连相比，连接强度高，且便于安装。

具体地，在本实施例中，手指110设有两个，第二驱动装置120可以为双向驱动的气缸，即第二驱动装置120具有两个输出端，每个输出端均与一个手指110相连，同时驱动气缸的两个活塞杆伸出，能够实现手指110的张开动作，同时驱动气缸的两个活塞杆收缩，能够实现手指110的闭合动作。

优选地，如图2所示，由于在对按钮类物体进行拔、按操作时，按钮类物体上可能设有面板把手或摄像头等障碍物对按钮进行遮挡，因此，手指110可以为L型，操作时，先控制手指110张开，然后绕过障碍物对按钮进行操作，提高了上述机械末端执行器的可操作空间，有利于提高上述机械臂末端执行器的普适性。

可选地，继续参见图2，在一个实施例中，手指110可以包括弧形凹部111，弧形凹部111的结构与按钮的外边缘相匹配，有利于增大手指110与按钮之间的接触面积，进而在手指110夹紧按钮时，能够提高手指110与按钮之间的连接强度，有利于保证手指110夹紧工作的可靠性。

优选地，可以在手指110与按钮的接触位置设置防滑件，提高手指110与按钮之间的摩擦力，进而在对按钮进行拔出或按压操作时，能够降低按钮脱离手指110的风险，有利于保证上述机械臂末端执行器工作的可靠性。

进一步地，如图3所示，可以设置一个第一安装座400，通过第一安装座400将手爪100与第一驱动装置200连接起来，有利于提高手爪100与第一驱动装置200之间的连接可靠性。具体地，第一安装座400的一端与第一驱动装置200的输出端固定连接，另一端与手爪100固定连接，进而通过第一安装座400实现手爪100与第一驱动装置200的输出端之间的连接。

可选地，在一个实施例中，手爪100可以通过螺栓连接的方式与第一安装座400相连。在另一个实施例中，手爪100也可以通过卡接的方式与第一安装座400相连。在其他实施例中，手爪100还可以通过焊接的方式与第一安装座400相连。

可选地，在一个实施例中，第一驱动装置200的输出端可以通过螺栓连接的方式与第一安装座400相连。在另一个实施例中，第一驱动装置200的输出端也可以通过卡接的方式与第一安装座400相连。在其他实施例中，第一驱动装置200的输出端还可以通过焊接的方式与第一安装座400相连。

优选地，继续参见图3，第一安装座400可以为L型，具体地，L型安装座的水平部与第一驱动装置200的输出端相连，L型安装座的竖直部与手爪100相连。这种结构设计，可以减小手爪100与第一驱动装置200沿Z轴方向的距离，进而缩短上述机械臂末端执行器的长度，使上述机械臂末端执行器的结构更加紧凑。

作为优选地技术方案，继续参见图3，可以在第一安装座400上开设若干减重孔410，用于降低第一安装座400的重量，进而降低上述机械臂末端执行器的重量。

进一步地，如图4所示，可以设置一个第二安装座600，识别装置300和第一驱动装置200均固定在第二安装座600上，且第二安装座600与机械臂的末端相连，通过第二安装座600能够将上述机械臂末端执行器安装在机械臂的末端，进而实现通过机械臂来控制上述机械臂末端执行器工作。

可选地，在一个实施例中，第二安装座600可以包括安装板610、固定座620和第一连接件630，其中，安装板610的一端与识别装置300相连，另一端与固定座620固定连接，连接件的一端与固定座620相连，另一端与第一驱动装置200相连。安装板610的另一端为圆弧型，为了匹配机械臂的末端的结构，因此，固定座620为圆形结构，一方面，便于与安装板610相连；另一方面，有利于使上述第二安装板610更加美观。固定座620上开有凹槽，第一连接件630固定在凹槽内，有利于提高第一连接件630与固定座620之间的连接强度。

可选地，在一个实施例中，安装板610、固定座620以及第一连接件630之间可以通过螺栓连接的方式连接，螺栓连接稳定性好，且便于拆卸。

优选地，识别装置300用于识别待操作物体的状态，可以设置在手爪100的一侧，避免手爪100遮挡识别装置300而影响识别装置300的识别准确性。

进一步地，如图5所示，可以在第一安装座400与手爪100之间设置力传感器500，力传感器500与机械臂的控制器信号连接，通过读取力传感器500的压力值，能够知道手指110所受的压力或拉力，便于控制手指110与按钮施加的压力或拉力大小，避免损坏按钮。

优选地，还可以设置一个第二连接件700和第三连接件800，第二连接件700与第一安装座400相连，第三连接件800与手爪100固定连接，力传感器500设置在第二连接件700和第三连接件800之间，有利于固定力传感器500，进而保证力传感器500工作的可靠性。具体地，第二连接件700与第一安装座400之间可以通过螺栓连接的方式相连。第二连接件700和第三连接件800之间也可以通过螺栓连接的方式相连，根据实际需要选择即可。

为了便于理解，现对上述机械臂末端执行器的工作过程进行简单介绍(待操作物体为断路器)：

首先，机械臂从初始位置运动到断路器识别路点，识别装置300对断路器的状态进行识别。

然后，若识别状态与目标状态不一致，根据目标状态对断路器进行操作。当目标状态为断路器按下时，控制机械臂运动到断路器操作路点，第二驱动装置120驱动手指110闭合，第一驱动装置200控制手指110按下断路器的按钮，完成后第一驱动装置200驱动手指110回到初始位置；当目标状态为断路器拔出时，控制机械臂运动到断路器操作路点，第二驱动装置120驱动手指110打开，然后第一驱动装置200驱动手指110移动到断路器的按钮处，然后第二驱动装置120驱动手指110闭合，第一驱动装置200驱动手指110将断路器的按钮拔出，完成后，第二驱动装置120驱动手指110松开，第一驱动装置200驱动手指110回到初始位置。若识别状态和目标状态一致，则断路器操作完成，机械臂返回初始位置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械臂末端执行器，设置在机械臂的末端，其特征在于，包括：

手爪(100)，所述手爪(100)包括相对设置的手指(110)，所述手指(110)具有张开和闭合两种工作状态；

第一驱动装置(200)，所述第一驱动装置(200)的输出端与所述手爪(100)相连，所述第一驱动装置(200)能够驱动所述手爪(100)沿Z轴方向移动；

识别装置(300)，所述手爪(100)和所述第一驱动装置(200)均与所述识别装置(300)信号连接，所述识别装置(300)用于控制所述手爪(100)和所述第一驱动装置(200)工作。

2.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器，其特征在于，所述手爪(100)还包括第二驱动装置(120)，所述第二驱动装置(120)的输出端与所述手指(110)相连，所述第二驱动装置(120)能够驱动所述手指(110)张开以及闭合。

3.根据权利要求2所述的机械臂末端执行器，其特征在于，所述第二驱动装置(120)为气缸，所述气缸的输入气孔(121)和输出气孔(122)均与所述机械臂的供气管路连通，所述手指(110)与所述气缸的输出端相连。

4.根据权利要求2所述的机械臂末端执行器，其特征在于，所述手指(110)为L型。

5.根据权利要求4所述的机械臂末端执行器，其特征在于，所述手指(110)包括弧形凹部(111)，所述弧形凹部(111)与按钮的外边缘相匹配。

6.根据权利要求1-5任一项所述的机械臂末端执行器，其特征在于，还包括第一安装座(400)，所述第一安装座(400)的一端与所述第一驱动装置(200)的输出端相连，另一端与所述手爪(100)固定连接。

7.根据权利要求6所述的机械臂末端执行器，其特征在于，所述第一安装座(400)与所述手爪(100)之间设有力传感器(500)，所述力传感器(500)与所述机械臂的控制器信号连接。

8.根据权利要求6所述的机械臂末端执行器，其特征在于，所述第一安装座(400)为L型。

9.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器，其特征在于，所述识别装置(300)设置在所述手爪(100)的一侧。

10.根据权利要求1所述的机械臂末端执行器，其特征在于，还包括第二安装座(600)，所述识别装置(300)和所述第一驱动装置(200)均与所述第二安装座(600)固定连接，所述第二安装座(600)与所述机械臂的末端相连。

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