CN217513890U - 手形模拟单元、线圈夹爪与机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型于执行末端技术领域，为解决如何替代人手取放物品的技术问题，提供了一种手形模拟单元、线圈夹爪与机械臂，包括由对称设置的两个指关节组成的手形副；每个指关节包括夹持段以及在夹持段根部转折形成的转折段，夹持段与转折段之间的转折连接部铰接在连接板上；通过抵接在转折段外侧的弹性挤压件维持指关节的外旋状态，手形副维持打开状态；弹性挤压件固定在连接板上，并且弹性挤压件的轴线错开夹紧外力所在直线方向的垂线，随着夹紧外力作用与被夹持对象对转折段的反作用力，弹性挤压件被逐渐挤压而使得指关节逐渐内旋，最终收缩至夹持状态。本实用新型模拟出人手拿取物品的状态，自适应物品形状，整个过程循序渐进，对夹持物品十分友好。

Description

手形模拟单元、线圈夹爪与机械臂

技术领域

本实用新型属于执行末端技术领域，具体涉及一种专用于线圈的夹爪。

背景技术

线材自动绕线完成后，由于无法在绕线筒上对线圈上进行自动打包或捆扎，需搬运到自动打包或捆扎机进行打包或捆扎，目前一般采用人工的方式卸下线圈并进行搬运，重复性劳动强度高，不利于生产效率的提高。因此，需要一种线圈夹爪，可以从自动绕线筒上取走线圈，搬运到自动打包或捆扎机进行打包或捆扎上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种手形模拟单元，能够模拟人手握持物品的状态。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种手形模拟单元，所述手形模拟单元包括由对称设置的两个指关节组成的手形副；每个指关节包括夹持段以及在夹持段根部转折形成的转折段，夹持段与转折段之间的转折连接部铰接在连接板上；

通过抵接在所述转折段外侧的弹性挤压件维持指关节的外旋状态，从而使得手形副维持打开状态；所述弹性挤压件固定在所述连接板上，并且弹性挤压件的轴线错开夹紧外力所在直线方向的垂线，从而随着夹紧外力作用与被夹持对象对转折段的反作用力，弹性挤压件被逐渐挤压而使得指关节逐渐内旋，最终能够使得手形副收缩至夹持状态。

本实用新型还提供一种线圈夹爪，匹配线圈形状进行夹持，以便取放与搬运线圈，并保证线圈在抓取和搬运中不松散，保持线圈原有的形状不改变。

具体是通过如下方案实现的，一种线圈夹爪，包括夹爪驱动装置与由两个相对布置的夹爪主体形成的夹爪副，每个夹爪主体上均连接有动作末端；

所述夹爪驱动装置通过驱动一对伸缩机构做相对或相背直线运动来输出开合运动给所述夹爪副；

所述动作末端包括本实用新型所提供的手形模拟单元，所述手形模拟单元通过所述连接板与夹爪主体的内侧连接，并且所述弹性挤压件的轴线错开夹爪副开合运动所在直线的垂线，从而随着夹爪副的合拢运动与线圈对转折段的反作用力，弹性挤压件被逐渐挤压而使得指关节逐渐内旋，最终能够使得手形副夹紧线圈。

进一步的，所述指关节铰接在连接板的边角处，指关节的夹持段背面靠近连接板的边缘处设有旋转限位凸起。

进一步的，所述夹爪主体前后两端均连接有所述手形模拟单元。

进一步的，所述动作末端还包括用于卡入线圈内径的内径卡爪，所述内径卡爪沿夹爪副开合运动所在直线的垂线方向延伸。

本实用新型还提供一种机械臂，采用本实用新型所提供的线圈夹爪作为末端执行机构。

与现有技术相比，本实用新型包括以下有益效果：

1、本实用新型的手形模拟单元能够切换打开状态与夹持状态：通过弹性挤压件维持打开状态，方便容纳夹持对象，再通过夹紧外力作用(朝向夹持对象的力)与被夹持对象对转折段的反作用力，弹性挤压件被逐渐挤压而使得指关节逐渐内旋，最终能够使得手形副收缩至夹持状态。本实用新型能够较好的模拟出人手拿取物品的状态，自适应物品形状，整个过程循序渐进，对夹持物品十分友好。

2、采用双头气缸夹紧的方式作为动力源，不仅是整个夹爪分合运动的动力源，而且还是手形模拟单元自适应线圈形状和抓紧线圈的动力源。本机构简单可靠，便于生产，适用于自动化。

3、旋转限位凸起能够避免指关节外旋过渡，尤其是避免旋转到转折段与夹紧外力在同一直线的情况，从而保证内旋过程的正常进行。

4、夹爪主体前后两端均连接有所述手形模拟单元，能够同时抓取线圈的两个位置，既能保证线圈在抓取和搬运中不松散，保持线圈原有的形状不变；又便于从自动绕线筒上抓取线圈。

5、内径卡爪用于实现从线圈内圆处抓取捆扎好的线圈的功能，方便抓取，码垛打包捆扎好的线圈；实现了一抓多用。

附图说明

图1为手形模拟单元的结构示意图；

图2为线圈夹爪的结构示意图；

图3为线圈夹爪在绕线筒上夹取线圈的状态示意图；

图4为手形模拟单元打开状态下作用于线圈的初始状态图；

图5为手形模拟单元逐渐夹持线圈的过渡状态图；

图6为手形模拟单元夹持住线圈的最终状态图；

图7为线圈夹爪夹持线圈的状态示意图；

图8为内径卡爪卡入线圈内径的状态图。

图9为手形模拟的单元的后视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种手形模拟单元，所述手形模拟单元包括由对称设置的两个指关节304组成的手形副；每个指关节304包括夹持段以及在夹持段根部转折形成的转折段，夹持段与转折段之间的转折连接部通过销轴303铰接在连接板301上

通过抵接在所述转折段外侧的弹性挤压件302维持指关节304的外旋状态，从而使得手形副维持打开状态；所述弹性挤压件302固定在所述连接板301上，并且弹性挤压件302的轴线错开夹紧外力所在直线方向的垂线，从而随着夹紧外力作用与被夹持对象对转折段的反作用力，弹性挤压件302被逐渐挤压而使得指关节304逐渐内旋，最终能够使得手形副收缩至夹持状态。

本实用新型所提供的手形模拟单元由于模拟人手拿取物品的状态，能够自适应物品形状，因此对各种形状的物体均能适用，如块状、球状、条状等。

本具体实施方式中，将手形模拟单元应用到夹取线圈种，得到一种线圈夹爪，参考图2所示，包括夹爪驱动装置1与由两个相对布置的夹爪主体2形成的夹爪副，每个夹爪主体2上均连接有动作末端；

所述夹爪驱动装置1通过驱动一对伸缩机构(滑块或活塞杆)做相对或相背直线运动来输出开合运动给所述夹爪副；

所述动作末端包括所述手形模拟单元，所述手形模拟单元通过所述连接板 301与夹爪主体2的内侧连接，并且所述弹性挤压件302的轴线错开夹爪副开合运动所在直线的垂线，从而随着夹爪副的合拢运动与线圈对转折段的反作用力，弹性挤压件302被逐渐挤压而使得指关节304逐渐内旋，最终能够使得手形副夹紧线圈。

线圈夹爪作为末端执行机构安装到机械臂主体上，由机械臂主体带动线圈夹爪在空间中运动。参考图3所示，机械臂(图中未示出)带动线圈夹爪运动到绕线同位置，对线圈进行夹取，参考图4至图6所示，夹取过程如下：再通过夹紧外力作用(夹爪驱动装置1驱动夹爪主体2做合拢运动而朝向线圈的力) 与线圈5对转折段的反作用力，弹性挤压件302被逐渐挤压而使得指关节304 逐渐内旋，最终能够使得手形副收缩至夹持状态，如图7所示。当然，通过驱动夹爪副做分离运动即可使手形副恢复打开状态，从而放开线圈。

本具体实施方式中，所述动作末端还包括用于卡入线圈内径的内径卡爪4，所述内径卡爪4沿夹爪副开合运动所在直线的垂线方向延伸。捆扎好的线圈还需要码垛，参考图8所示，由机械臂主体(图中未示出)带动线圈夹爪旋转90°，并神人线圈内圆中，夹爪驱动装置1驱动夹爪副做分离运动，从而将线圈内圆卡紧，以便进行运送。驱动夹爪副做合拢运动即可放开线圈。

本具体实施方式中，所述弹性挤压件302的轴线平行于夹爪副开合运动所在直线。受力更加均匀，以便于稳定夹持。

本具体实施方式中，所述夹爪主体2前后两端均连接有所述手形模拟单元。能够同时抓取线圈的两个位置，既能保证线圈在抓取和搬运中不松散，保持线圈原有的形状不变；又便于从自动绕线筒上抓取线圈。

本具体实施方式中，所述夹爪驱动装置1为双头气缸。还可以采用可双向移动的电缸或可双向移动的直线模组。

本具体实施方式中，所述弹性挤压件302为弹簧销钉。还可以采用其他可弹性伸缩组件。

本具体实施方式中，不同夹爪主体2上位于同一端的手形模拟单元位置靠近且相互错开。避免运动干涉，并增多与线圈的接触位置，夹持更加稳定。

本具体实施方式中，夹爪主体2两端分别向下并向内弯折形成用于连接所述手形模拟单元的连接部，使得前后端的手形模拟单元更好的匹配线圈曲度，沿着线圈弧度夹取。

本具体实施方式中，所述指关节铰接在连接板的边角处，指关节的夹持段背面靠近连接板的边缘处设有旋转限位凸起3041，参考图9所示，指关节的夹持段整体凸出与连接板。旋转限位凸起能够避免指关节外旋过渡，尤其是避免旋转到转折段与夹紧外力在同一直线的情况，从而保证内旋过程的正常进行。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的技术方案，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种手形模拟单元，其特征在于：所述手形模拟单元包括由对称设置的两个指关节组成的手形副；每个指关节包括夹持段以及在夹持段根部转折形成的转折段，夹持段与转折段之间的转折连接部铰接在连接板上；

通过抵接在所述转折段外侧的弹性挤压件维持指关节的外旋状态，从而使得手形副维持打开状态；所述弹性挤压件固定在所述连接板上，并且弹性挤压件的轴线错开夹紧外力所在直线方向的垂线，从而随着夹紧外力作用与被夹持对象对转折段的反作用力，弹性挤压件被逐渐挤压而使得指关节逐渐内旋，最终能够使得手形副收缩至夹持状态。

2.一种线圈夹爪，其特征在于：包括夹爪驱动装置与由两个相对布置的夹爪主体形成的夹爪副，每个夹爪主体上均连接有动作末端；

所述夹爪驱动装置通过驱动一对伸缩机构做相对或相背直线运动来输出开合运动给所述夹爪副；

所述动作末端包括如权利要求1所述的手形模拟单元，所述手形模拟单元通过所述连接板与夹爪主体的内侧连接，并且所述弹性挤压件的轴线错开夹爪副开合运动所在直线的垂线，从而随着夹爪副的合拢运动与线圈对转折段的反作用力，弹性挤压件被逐渐挤压而使得指关节逐渐内旋，最终能够使得手形副夹紧线圈。

3.根据权利要求2所述的线圈夹爪，其特征在于：所述夹爪主体前后两端均连接有所述手形模拟单元。

4.根据权利要求2所述的线圈夹爪，其特征在于：所述夹爪驱动装置为双头气缸；所述弹性挤压件为弹簧销钉。

5.根据权利要求2所述的线圈夹爪，其特征在于：所述指关节铰接在连接板的边角处，指关节的夹持段背面靠近连接板的边缘处设有旋转限位凸起。

6.根据权利要求2所述的线圈夹爪，其特征在于：所述动作末端还包括用于卡入线圈内径的内径卡爪，所述内径卡爪沿夹爪副开合运动所在直线的垂线方向延伸。

7.根据权利要求2所述的线圈夹爪，其特征在于：所述弹性挤压件的轴线平行于夹爪副开合运动所在直线。

8.根据权利要求2所述的线圈夹爪，其特征在于：不同夹爪主体上位于同一端的手形模拟单元位置靠近且相互错开。

9.根据权利要求2所述的线圈夹爪，其特征在于：夹爪主体两端分别向下并向内弯折形成用于连接所述手形模拟单元的连接部。

10.一种机械臂，其特征在于：采用如权利要求2～9任一所述的线圈夹爪作为末端执行机构。

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