CN219075714U - 一种末端执行器及机器人执行系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种末端执行器及机器人执行系统，涉及机器人装置领域，末端执行器包括夹爪气缸、摄像装置、光源组件；夹爪气缸包括驱动本体和多个夹爪，所有夹爪之间形成用于供摄像装置安装的环形空间，驱动本体用于安装于机械臂上且用于驱使所有夹爪滑动；其中，各夹爪分别包括与驱动本体的输出端连接的连接杆、固设于连接杆的自由端的夹持块，所有夹持块之间形成用于夹持工件的夹持空间，夹持块由透明材料制造而成，各光源组件分别安装于对应的夹持块朝向连接杆的一侧。本实用新型实施例通过将夹持块设置成可透光，使得光源组件可以单独安装在夹持块上，即实现补光目的，又不会影响夹爪的开闭，有效的提高了末端执行器的适用性。

Description

一种末端执行器及机器人执行系统

技术领域

本实用新型涉及机器人装置领域，尤其涉及一种末端执行器及机器人执行系统。

背景技术

目前空间机械臂的末端都会安装有末端执行器，作为捕获或搬运根据，末端执行器的可靠性对于整个系统任务完成的可靠性具有产生较大影响。

由于末端执行器上的相机需要辅助光源进行补光，所以现有的末端执行器通常利用环形辅助光源进行补光，即将环形辅助光源安装在末端执行器的夹爪外周侧。

对此，发明人认为由于环形辅助光源的尺寸大小是固定的，所以会限制末端执行器上的夹爪开闭范围，如果夹爪开闭范围需要变大，以适配工件的拾取时，需要更换新的尺寸的环形辅助光源，较为麻烦，即现有的末端执行器存在适用性差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种末端执行器及机器人执行系统，旨在解决现有的末端执行器存在适用性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种末端执行器，包括夹爪气缸、摄像装置、光源组件；所述夹爪气缸包括驱动本体和多个与所述驱动本体连接的夹爪，所有所述夹爪之间形成用于供所述摄像装置安装的环形空间，所述驱动本体用于安装于机械臂上且用于驱使所有夹爪滑动，以调整所述环形空间的大小；

其中，各所述夹爪分别包括与所述驱动本体的输出端连接的连接杆、固设于所述连接杆的自由端的夹持块，所有夹持块之间形成用于夹持工件的夹持空间，所述夹持块由透明材料制造而成，所述光源组件安装有多个，各所述光源组件分别安装于对应的所述夹持块朝向所述连接杆的一侧。

进一步的，相邻所述夹持块具有间隙，各所述夹持块均呈扇形状，所述连接杆沿其长度方向上的投影完全落入对应的所述夹持块内。

进一步的，所述夹持块上侧设置有沿所述环形空间径向延伸的限位槽，所述连接杆嵌设于所述限位槽内，并通过连接件与所述夹持块固定连接。

进一步的，所述连接杆包括连接部和安装部，所述连接部的一端固设于所述驱动本体的输出端，所述安装部固设于所述连接部的自由端，所述连接部沿其长度方向的投影不完全落入所述安装部内，所述安装部至少部分嵌设于所述限位槽内。

进一步的，所述夹持块背离连接部的一侧设置有沉头孔，所述沉头孔与所述限位槽连通，所述连接件为沉头螺栓，所述沉头螺栓穿设于所述沉头孔并与所述安装部螺纹连接。

进一步的，各所述光源组件包括：

安装柱，所述安装柱固设于所述夹持块朝向所述驱动本体的一侧；

电路板，所述电路板固设于所述安装柱的自由端；

灯体，所述灯体设置有至少一个，所述灯体固设于所述电路板朝向所述夹持块的一侧。

进一步的，所述摄像装置包括：

衔接板，所述衔接板一端固设于所述驱动本体，所述衔接板沿所述连接杆的长度方向延伸设置；

CCD相机，所述CCD相机固设于所述衔接板上并位于所述环形空间内；

镜头，所述镜头安装于所述CCD相机上并位于所述环形空间内，所述镜头朝向所述夹持空间。

进一步的，所述夹持块由透明有机玻璃材料制造而成。

进一步的，还包括安装于所述夹持块的光纤传感器，所述光纤传感器与所述摄像装置电性连接。

本实用新型实施例还提供一种机器人执行系统，包括机器人系统本体及如上所述的末端执行器，所述末端执行器安装于所述机器人本体上。

本实用新型实施例提供一种末端执行器及机器人执行系统，其中：所述末端执行器包括夹爪气缸、摄像装置、光源组件；所述夹爪气缸包括驱动本体和多个与所述驱动本体连接的夹爪，所有所述夹爪之间形成用于供所述摄像装置安装的环形空间，所述驱动本体用于安装于机械臂上且用于驱使所有夹爪滑动，以调整所述环形空间的大小；其中，各所述夹爪分别包括与所述驱动本体的输出端连接的连接杆、固设于所述连接杆的自由端的夹持块，所有夹持块之间形成用于夹持工件的夹持空间，所述夹持块由透明材料制造而成，所述光源组件安装有多个，各所述光源组件分别安装于对应的所述夹持块朝向所述连接杆的一侧。本实用新型实施例通过将夹持块设置成可透光，使得光源组件可以单独安装在夹持块上，即实现补光目的，又不会影响夹爪的开闭，有效的提高了末端执行器的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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，下面描述中的附图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为本实用新型实施例提供的末端执行器在第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的末端执行器在第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的末端执行器的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的末端执行器中光源组件的结构示意图。

图中标识说明：

1、夹爪气缸；11、驱动本体；12、夹爪；13、环形空间；14、夹持空间；2、摄像装置；21、衔接板；22、CCD相机；23、镜头；3、光源组件；31、安装柱；32、电路板；33、灯体；4、连接杆；41、夹持块；42、连接部；43、安装部；5、限位槽；6、连接件；7、沉头孔；8、光纤传感器。

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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

结合图1和图2，本实用新型实施例提供一种末端执行器，包括夹爪气缸1、摄像装置2、光源组件3；所述夹爪气缸1包括驱动本体11和多个与所述驱动本体11连接的夹爪12，所有所述夹爪12之间形成用于供所述摄像装置2安装的环形空间13，所述驱动本体11用于安装于机械臂上且用于驱使所有夹爪12滑动，以调整所述环形空间13的大小；

其中，各所述夹爪12分别包括与所述驱动本体11的输出端连接的连接杆4、固设于所述连接杆4的自由端的夹持块41，所有夹持块41之间形成用于夹持工件的夹持空间14（如图4所示），所述夹持块41由透明材料制造而成，所述光源组件3安装有多个，各所述光源组件3分别安装于对应的所述夹持块41朝向所述连接杆4的一侧。

在本实施例中，夹爪气缸1为三爪气缸，即夹爪12的数量为3个，同理可知，光源组件3的数量也为3个，但在制造的时候，根据工件的规格，夹爪气缸1的夹爪12数量也可以为其他，本申请不做过多限定。

在本实施例中，为确保摄像装置2能够对需要夹持的工件进行拍摄，以通过外置的控制系统获取工件的位置，从而实现控制机械臂将末端执行器移动至对应位置，最终实现工件的精准夹持，本申请将拍摄装置安装于环形空间13内，即位于所有夹爪12之间，既能使得拍摄装置可以不影响夹爪12的移动，也可以使得夹爪12不会影响拍摄装置的拍摄作业，同时，本实施例基于夹持块41由透明材料制造，所以光源组件3发出的光可以透过夹持块41照射在工件上，以实现补光的目的，相对于环形辅助光源，本申请的光源组件3不会限制夹块的移动，且实现同样的光照效果下具有更小的体积，从而有效提高末端执行器的适用性和实用性。需要说明的是，本实施所描述的控制系统可以为PLC控制器，本申请不做过多阐述。

在实际应用场景下，光源组件3对下方的环境进行补光，拍摄装置通过夹持空间14对下方的工件进行拍摄，基于拍摄结果，实现对机械臂的位置调整，即控制末端执行器移动，使得工件位于夹持空间14内，然后通过驱动本体11驱使3个连接杆4朝相互靠近的方向移动（夹持空间14收缩），直至3个夹持块41将工件夹紧，然后机械臂将工件移动至目标位置。

具体一实施例中，相邻所述夹持块41具有间隙，各所述夹持块41均呈扇形状，所述连接杆4沿其长度方向上的投影完全落入对应的所述夹持块41内。

在本实施例中，为提高与工件外周侧的接触面积，即提高末端执行器对工件的夹持力度，本申请的夹持块41设置成扇形状，夹持块41的内侧成圆弧状，具体的，夹持空间14的几何中心线重合，其中，拍摄装置的拍摄方向的与夹持空间14的几何中心线平行，由于连接杆4沿其长度方向上的投影完全落入对应的夹持块41内，使得夹爪12的结构紧凑性较好，减少连接杆4的材料用量，且应当理解的是，为了避免与摄像装置2出现干涉，本申请的连接杆4为延长杆，使得夹持块41位于摄像装置2的下方。

结合图3和图4，具体一实施例中，所述夹持块41上侧设置有沿所述环形空间13径向延伸的限位槽5，所述连接杆4嵌设于所述限位槽5内，并通过连接件6与所述夹持块41固定连接。

在本实施例中，限位槽5的一端与夹持块41内侧壁连通，且限位槽5位于夹持块41的上侧中部，通过这种方式，可以提高连接杆4和夹持块41之间的连接稳定性，从而提高对工件的夹持稳定性；将连接杆4嵌入限位槽5，可以起到快速安装的目的。

在安装的时候，将连接杆4的自由端嵌入限位槽5内，然后通过连接件6将连接杆4和夹持块41固定连接，简单易操作。

结合图3和图4，具体一实施例中，所述连接杆4包括连接部42和安装部43，所述连接部42的一端固设于所述驱动本体11的输出端，所述安装部43固设于所述连接部42的自由端，所述连接部42沿其长度方向的投影不完全落入所述安装部43内，所述安装部43至少部分嵌设于所述限位槽5内。

在本实施例中，连接部42和安装部43一体成型设计，以提高连接杆4的结构强度；由于连接部42沿其长度方向的投影不完全落入安装部43内，所以安装部43在滑入限位槽5的过程中，安装部43与连接部42之间的拐角区域可以与夹持块41起到一个嵌合的作用。

结合图3和图4，具体一实施例中，所述夹持块41背离连接部42的一侧设置有沉头孔7，所述沉头孔7与所述限位槽5连通，所述连接件6为沉头螺栓，所述沉头螺栓穿设于所述沉头孔7并与所述安装部43螺纹连接。

在本实施例中，沉头孔7可以起到隐藏沉头螺栓的目的，避免沉头螺栓与夹持的工件发生干涉，从而造成工件出现磨损的情况，即，对工件起到保护的作用；其中，沉头孔7沿连接部42的长度方向延伸设置，在安装的时候，将安装部43嵌入限位槽5，然后将沉头螺栓穿设于沉头孔7后与安装部43上的螺纹孔螺纹连接，实现连接杆4和夹持块41的连接，简单易操作。

结合图3和图4，具体一实施例中，各所述光源组件3包括：

安装柱31，所述安装柱31固设于所述夹持块41朝向所述驱动本体11的一侧；

电路板32，所述电路板32固设于所述安装柱31的自由端；

灯体33，所述灯体33设置有至少一个，所述灯体33固设于所述电路板32朝向所述夹持块41的一侧。

在本实施例中，需要说明的是，电路板32通过内置电源例如纽扣电池实现供电，本申请不做过多阐述；在本实施例中，安装柱31设置有2个，且安装柱31可以通过粘接等机械固定方式与夹持块41固定连接，电路板32的相对两端通过栓接的方式与安装柱31可拆卸连接；同时，灯体33包括但不局限于LED灯。

结合图2和图3，具体一实施例中，所述摄像装置2包括：

衔接板21，所述衔接板21一端固设于所述驱动本体11，所述衔接板21沿所述连接杆4的长度方向延伸设置；

CCD相机22，所述CCD相机22固设于所述衔接板21上并位于所述环形空间13内；

镜头23，所述镜头23安装于所述CCD相机22上并位于所述环形空间13内，所述镜头23朝向所述夹持空间14。

在本实施例中，衔接板21沿连接杆4长度方向延伸设置，且衔接板21通过栓接的方式与驱动本体11可拆卸连接，CCD相机22的一侧通过栓接的方式与衔接板21可拆卸连接，通过这种方式，将摄像装置2与驱动本体11相连接。

具体一实施例中，所述夹持块41由透明有机玻璃材料制造而成。

结合图3和图4，具体一实施例中，本申请一种末端执行器还包括安装于所述夹持块41的光纤传感器8，所述光纤传感器8与所述摄像装置2电性连接。

在本实施例中，由于夹持块41由透明有机玻璃材料制造而成，所以光纤传感器8可以通过粘接或拴接的方式固设于夹持块41朝向驱动本体11的一侧，光纤传感器8根据与工件之间的距离，对摄像装置2的对焦起到辅助的作用，具体的，光纤传感器8向控制系统发送距离信号，通过控制系统控制摄像装置2进行对焦，实现对不同高度的工件进行分别对焦，从而有效提高摄像装置2的拍摄清晰度。

本实用新型实施例还提供一种机器人执行系统，包括机器人系统本体（未图示）及如上所述的末端执行器，所述末端执行器安装于所述机器人本体上。

在本实施例中，机器人本体采用现有的机器人系统，只要能实现对末端执行器的移动即可，本申请不做过多阐述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种末端执行器，其特征在于，包括夹爪气缸（1）、摄像装置（2）、光源组件（3）；所述夹爪气缸（1）包括驱动本体（11）和多个与所述驱动本体（11）连接的夹爪（12），所有所述夹爪（12）之间形成用于供所述摄像装置（2）安装的环形空间（13），所述驱动本体（11）用于安装于机械臂上且用于驱使所有夹爪（12）滑动，以调整所述环形空间（13）的大小；

其中，各所述夹爪（12）分别包括与所述驱动本体（11）的输出端连接的连接杆（4）、固设于所述连接杆（4）的自由端的夹持块（41），所有夹持块（41）之间形成用于夹持工件的夹持空间（14），所述夹持块（41）由透明材料制造而成，所述光源组件（3）安装有多个，各所述光源组件（3）分别安装于对应的所述夹持块（41）朝向所述连接杆（4）的一侧。

2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于：相邻所述夹持块（41）具有间隙，各所述夹持块（41）均呈扇形状，所述连接杆（4）沿其长度方向上的投影完全落入对应的所述夹持块（41）内。

3.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于：所述夹持块（41）上侧设置有沿所述环形空间（13）径向延伸的限位槽（5），所述连接杆（4）嵌设于所述限位槽（5）内，并通过连接件（6）与所述夹持块（41）固定连接。

4.根据权利要求3所述的末端执行器，其特征在于：所述连接杆（4）包括连接部（42）和安装部（43），所述连接部（42）的一端固设于所述驱动本体（11）的输出端，所述安装部（43）固设于所述连接部（42）的自由端，所述连接部（42）沿其长度方向的投影不完全落入所述安装部（43）内，所述安装部（43）至少部分嵌设于所述限位槽（5）内。

5.根据权利要求4所述的末端执行器，其特征在于：所述夹持块（41）背离连接部（42）的一侧设置有沉头孔（7），所述沉头孔（7）与所述限位槽（5）连通，所述连接件（6）为沉头螺栓，所述沉头螺栓穿设于所述沉头孔（7）并与所述安装部（43）螺纹连接。

6.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，各所述光源组件（3）包括：

安装柱（31），所述安装柱（31）固设于所述夹持块（41）朝向所述驱动本体（11）的一侧；

电路板（32），所述电路板（32）固设于所述安装柱（31）的自由端；

灯体（33），所述灯体（33）设置有至少一个，所述灯体（33）固设于所述电路板（32）朝向所述夹持块（41）的一侧。

7.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述摄像装置（2）包括：

衔接板（21），所述衔接板（21）一端固设于所述驱动本体（11），所述衔接板（21）沿所述连接杆（4）的长度方向延伸设置；

CCD相机（22），所述CCD相机（22）固设于所述衔接板（21）上并位于所述环形空间（13）内；

镜头（23），所述镜头（23）安装于所述CCD相机（22）上并位于所述环形空间（13）内，所述镜头（23）朝向所述夹持空间（14）。

8.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于：所述夹持块（41）由透明有机玻璃材料制造而成。

9.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于：还包括安装于所述夹持块（41）的光纤传感器（8），所述光纤传感器（8）与所述摄像装置（2）电性连接。

10.一种机器人执行系统，其特征在于，包括机器人系统本体及如权利要求1-9任一项所述的末端执行器，所述末端执行器安装于所述机器人本体上。

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