CN217861293U - 一种基于视觉识别的机械抓具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于视觉识别的机械抓具，包括主轴与视觉识别单元，所述主轴以其轴线为中心，环形阵列分布设有四个卡爪，所述卡爪的上侧设有与所述主轴滑动连接的移动块。本实用新型通过四个径向驱动的移动块带动卡爪径向移动，实现卡爪的定心夹持功能，能够对一定直径范围内的圆形工件进行稳定夹持；卡爪通过横向突出部与移动块转动连接，形成一个摆动臂，通过转动结构能够驱动卡爪相对于移动块进行有效地摆动，因而可以通过使相邻的两个卡爪相互靠近摆动以实现对板形、块形工件的稳定夹持，不止局限于对圆形工件的夹持，在视觉识别单元的辅助下能够发挥更广、更强的夹持能力。

Description

一种基于视觉识别的机械抓具

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，特别的，涉及一种基于视觉识别的机械抓具。

背景技术

机械抓具在各种类型的工件生产加工中起到必不可少的抓取运送功能，现有的机械抓具种类繁多，在用于不同尺寸形状的工件、不同应用场景下，使用的机械抓具也不同，使用者需要根据情况使用正确的抓具，并在需要的情况下更换抓具，因此在实际工作中较为繁琐。

并且现有的机械加工中，还增加了视觉识别的新技术，以替代人工对工件进行自动的图像采集识别，进而控制抓具进行自动地调整并抓取，在这样的前提下，抓具抓取能力的局限便匹配不上视觉识别的先进效果；遇上不同尺寸形状的工件时还需要人工更换抓具的情况，在基于视觉识别的自动化机械加工工作中无疑大大拉低了工作效率。

实用新型内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于视觉识别的机械抓具，以适应于更广的形状尺寸范围的工件的抓取。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于视觉识别的机械抓具，包括主轴与视觉识别单元，所述主轴以其轴线为中心，环形阵列分布设有四个卡爪，所述卡爪的上侧设有与所述主轴滑动连接的移动块，所述主轴内设有驱动所述移动块以所述主轴的径向移动的驱动机构；自然状态下，所述卡爪的上侧朝向所述主轴的轴线方向横向延伸设有突出部，所述突出部的延伸端与所述移动块转动连接；所述机械抓具还包括用于在竖直方向驱动所述卡爪相对于所述移动块摆动的转动机构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过四个径向驱动的移动块带动卡爪径向移动，实现卡爪的定心夹持功能，能够对一定直径范围内的圆形工件进行稳定夹持；卡爪通过横向突出部与移动块转动连接，形成一个摆动臂，通过转动结构能够驱动卡爪相对于移动块进行有效地摆动，因而可以通过使相邻的两个卡爪相互靠近摆动以实现对板形、块形工件的稳定夹持，不止局限于对圆形工件的夹持，在视觉识别单元的辅助下能够发挥更广、更强的夹持能力。

进一步的，所述转动机构包括与所述卡爪固定连接的电机，所述电机的输出端设有连接轴，所述连接轴向上穿过所述卡爪并与所述移动块的底壁固定连接，电机驱动卡爪转动，灵活性好，每个卡爪独立驱动，不会有动作干涉。

进一步的，所述转动机构包括两个伸缩件，其中一个所述伸缩件的两端分别连接于其中的两个所述卡爪上，另外一个所述伸缩件的两端分别连接于另外的两个所述卡爪上；所述卡爪与所述移动块通过转轴连接，伸缩件的控制强度好。

进一步的，所述驱动机构包括设于所述主轴内的盘体，所述盘体上设有平面螺纹，所述移动块的上壁与所述平面螺纹啮合，结构简单，控制卡爪实现定心夹持功能。

进一步的，所述视觉识别单元包括摄像头，所述主轴上连接有支架，所述摄像头与所述支架连接，且采集端朝下，所述摄像头的下方设有与所述支架连接的光圈，采集图像以准确判断工件形状尺寸及姿态，以准确抓取。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为另一个实施例的整体结构示意图；

图3为图2中抓取圆形工件时的示意图；

图4为图2中抓取板形、块形工件时的示意图。

图中：1、主轴；11、移动块；21、卡爪；22a、电机；22b、伸缩件；23、突出部；3、支架；31、摄像头；32、光圈。

具体实施方式

下面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。

请参阅图1，本实施例提供一种基于视觉识别的机械抓具，包括主轴1，所述主轴1下方设有四个卡爪21，为了使能够对一定直径范围内的圆形工件进行抓取，四个所述卡爪21以所述主轴1的轴线为中心环形阵列分布，以对圆形工件的周侧均匀施力，保证抓取力的稳定。

为了实现卡爪21的移动驱动，所述主轴1底部环形阵列分布设有四个滑槽，所述滑槽内设有移动块11，其中，所述主轴1内水平设有可转动的盘体，所述盘体的下壁设有平面螺纹，所述滑动块的上壁与所述平面螺纹啮合，通过转动所述盘体，可以带动四个所述移动块11沿所述主轴1的径向同步移动，具有自动定心的效果；四个所述卡爪21依次连接于四个所述移动块11，以实现对圆形工件的夹持，参照图3所示。

相应地，所述机械抓具还包括视觉识别单元，所述视觉识别单元包括摄像头31和一个主控器，所述摄像头31通过支架3固定连接于所述主轴1的侧边，且所述摄像头31的拍摄端朝向下，所述摄像头31的下方设有与所述支架3连接的光圈32，用于在图像采集时提供光源；工件抓取工作中，通过所述摄像头31对工件图像进行采集，上传至所述主控器后分析获取工件的尺寸、形状、摆放姿态等信息，再相应于这些信息驱动所述卡爪21以合理的姿势对工件进行抓取。

通过视觉识别单元对工件的信息采集，能够使所述机械抓具更快速、更准确地抓取各种尺寸形状的工件，但是由于所述卡爪21具有局限性，如本实施例中的四个卡爪21，主要适用于抓取圆形工件，而对板形、块形工件的夹持效果并不理想，因此不能发挥视觉识别单元的优势。

因此，本实施例中为了增强所述卡爪21对圆形工件以外的抓取能力，还设有用于在竖直方向驱动所述卡爪21相对于所述移动块11摆动的转动机构，其中，在自然状态下，所述卡爪21的上侧朝向所述主轴1的轴线方向横向延伸设有突出部23，所述突出部23的延伸端与所述移动块11转动连接，形成一个摆臂，使得转动时卡爪21本身用于与工件接触的部分能够有侧向摆动的效果。

其中一个实施例中，参照图1，所述转动机构包括与所述卡爪21固定连接的电机22a，所述电机22a的输出端设有连接轴，所述连接轴向上穿过所述突出部23，并与所述移动块11的底壁固定连接，这里的所述连接轴不与所述突出部23接触，因此当所述电机22a开始动作时，由于所述连接轴与所述移动块11是固定的，通过所述连接轴反作用于所述电机22a，使得所述电机22a发生转动，进而带动所述卡爪21侧向摆动；通过使四个卡爪21中相邻的两个卡爪21进行相互靠近的摆动，另外两个卡爪21也进行相互靠近的摆动，因而能够对板形、块形工件进行稳定地抓取；其中，电机22a控制下每个卡爪21的动作能够独立进行，不会与卡爪21的径向移动干涉。

另一个实施例中，参照图2和图4，所述卡爪21的上端连接有转轴，所述转轴向上与所述移动块11转动连接，所述转动机构包括两个伸缩件22b，其中一个所述伸缩件22b的两端分别连接于其中的两个所述卡爪21上，另外一个所述伸缩件22b的两端分别连接于另外的两个所述卡爪21上，所述伸缩件22b为水平的横向伸缩，所述伸缩件22b包括但不限于气缸、油缸、电推杆等；两根所述伸缩杆为平行状态，当两根所述伸缩杆同步伸长时，位于两个所述伸缩杆的伸缩端的两个所述卡爪21会相互靠近地摆动，位于两个所述伸缩杆支撑端地两个卡爪21也会相互靠近地摆动，因而能够实现对板形、块形工件地抓取；其中，所述伸缩件22b的控制强度比所述电机22a更稳定，但是，当所述卡爪21进行径向移动时，所述伸缩件22b也需要进行相应的伸缩，以使所述卡爪21维持于径向的朝向。

并且，通过所述移动块11的径向移动效果，加上所述卡爪21相对于所述移动块11的摆动效果，能够有效地调整所述卡爪21所能夹持的板形、块形工件的尺寸，所述移动块11径向向内移动，所述卡爪21能够夹持厚度更小的板形、块形工件，所述移动块11径向向外移动，所述卡爪21能够夹持厚度更大、长度更长的块形工件。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (5)

1.一种基于视觉识别的机械抓具，包括主轴（1）与视觉识别单元，其特征在于，所述主轴（1）以其轴线为中心，环形阵列分布设有四个卡爪（21），所述卡爪（21）的上侧设有与所述主轴（1）滑动连接的移动块（11），所述主轴（1）内设有驱动所述移动块（11）以所述主轴（1）的径向移动的驱动机构；自然状态下，所述卡爪（21）的上侧朝向所述主轴（1）的轴线方向横向延伸设有突出部（23），所述突出部（23）的延伸端与所述移动块（11）转动连接；所述机械抓具还包括用于在竖直方向驱动所述卡爪（21）相对于所述移动块（11）摆动的转动机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的机械抓具，其特征在于，所述转动机构包括与所述卡爪（21）固定连接的电机（22a），所述电机（22a）的输出端设有连接轴，所述连接轴向上穿过所述卡爪（21）并与所述移动块（11）的底壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的机械抓具，其特征在于，所述转动机构包括两个伸缩件（22b），其中一个所述伸缩件（22b）的两端分别连接于其中的两个所述卡爪（21）上，另外一个所述伸缩件（22b）的两端分别连接于另外的两个所述卡爪（21）上；所述卡爪（21）与所述移动块（11）通过转轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的机械抓具，其特征在于，所述驱动机构包括设于所述主轴（1）内的盘体，所述盘体上设有平面螺纹，所述移动块（11）的上壁与所述平面螺纹啮合。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的机械抓具，其特征在于，所述视觉识别单元包括摄像头（31），所述主轴（1）上连接有支架（3），所述摄像头（31）与所述支架（3）连接，且采集端朝下，所述摄像头（31）的下方设有与所述支架（3）连接的光圈（32）。

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