CN219311307U - 夹爪组件及机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械手技术领域，具体提供一种夹爪组件及机械手，包括：夹爪部；支撑部，与所述夹爪部固接，用于支撑所述夹持部；旋转部，与所述支撑部转动连接，用于安装在夹指上。本实用新型有效的解决了现有技术中机器人夹指在不对称情形下对圆柱形工件夹持时易变形、易掉落以及工件外表面易被划伤的问题，达到了夹持稳定、夹持接触面积增大以及施力均衡的目的。

Description

夹爪组件及机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，尤其涉及一种夹爪组件及机械手。

背景技术

在现有的工业化自动生产线上，会存在不同规格且具有高精度的圆柱形工件，这些圆柱形工件大多为高精度装配零部件，固对圆柱形工件的整体尺寸精度以及外表面光滑度具有很高的要求。在现有的自动生产线上对圆柱形工件的搬移大部分是利用机械手来完成的，但现有机械手的夹指大部分是利用刚性材料制作，且在夹指的制造、装配以及使用年限较长后，均会存在一定的精度误差，进而导致两侧的在夹指内侧开设的固定夹槽不对称，即一长一短，从而导致在夹起圆柱形工件时会出现夹偏、夹持不牢以及工件受力点不均衡等情况，进而导致圆柱形工件易变形、易掉落以及外表面易被划伤的情形。

实用新型内容

本实用新型提供一种夹爪组件及机械手，用以解决现有技术中机器人夹指在不对称情形下对圆柱形工件夹持时易变形、易掉落以及工件外表面易被划伤的问题，达到了夹持稳定、夹持接触面积增大以及施力均衡的目的。

本实用新型提供一种夹爪组件，包括：夹爪部；支撑部，与所述夹爪部固接，用于支撑所述夹持部；旋转部，与所述支撑部转动连接，用于安装在夹指上。

根据本实用新型提供的夹爪组件，所述夹爪部包括：夹持块，所述夹持块的夹持端为“V”形，进而形成至少两个与被夹持物体的第一接触面。

根据本实用新型提供的夹爪组件，所述第一接触面上设置有柔性材质部。

根据本实用新型提供的夹爪组件，所述柔性材质部包括：柔性棒，所述柔性棒安装于所述第一接触面上，且所述柔性棒的一部分嵌入所述夹持块内，所述柔性棒的另一部分处于所述夹持块的外部。

根据本实用新型提供的夹爪组件，所述支撑部包括：支撑板，所述支撑板的一端与夹爪部固接。

根据本实用新型提供的夹爪组件，所述旋转部包括：转轴组件，所述转轴组件穿装于所述支撑板并与所述支撑板垂直设置，所述转轴组件用于与夹指配合安装。

本实用新型还提供一种机械手，包括所述的夹爪组件，还包括：

夹指，至少设置有两个，其中，至少一个所述夹指安装有所述夹爪组件；驱动部，与所述夹指的一端连接，用于驱动夹指向内侧做夹持运动；所述夹爪组件安装在所述夹指的另一端。

根据本实用新型提供的机械手，所述夹指在所述夹爪组件的安装处开设有：夹爪容纳槽，用于容纳夹爪部，并给所述夹爪部提供转动空间；支撑板容纳腔，与所述夹爪容纳槽连通，用于容纳支撑部；贯穿孔，贯穿于所述支撑板容纳腔，用于安装旋转部。

根据本实用新型提供的机械手，所述夹指的内侧还开设有固定夹槽，所述固定夹槽为“V”形，进而形成至少两个与被夹持物体的第二接触面，相邻所述第二接触面间的夹角角度大于所述夹爪组件的第一接触面间的夹角角度。

根据本实用新型提供的机械手，所述驱动部包括：平移气缸；直线导轨，安装于所述平移气缸上，并与所述平移气缸的平移气爪的运动方向平行；滑块，与所述直线导轨滑动连接，并与所述夹指固定连接。

根据本实用新型提供的机械手，还包括：连接杆，与所述驱动部连接；气动球振动器，安装在所述连接杆上。

本实用新型提供的夹爪组件，通过夹爪部、支撑部以及旋转部在机械手夹指上的安装，可以实现夹爪部在夹持过程中随工件的偏移而偏转，即将传统的固定夹槽改进为活动式夹爪，进一步实现了在夹指存在精度误差时，即在夹持圆柱形工件存在偏心时，对圆柱形工件的受力进行矫正，使其受力更加均衡，夹持的接触面积增大，从而解决了圆柱形工件易变形、易掉落以及外表面易被划伤的问题。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见的，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是本实用新型提供的第一视角下夹爪组件立体结构示意图；

图2是本实用新型提供的第二视角下夹爪组件立体结构示意图；

图3是本实用新型提供的机械手立体结构示意图；

图4是本实用新型提供的夹指立体结构示意图；

图5是本实用新型提供的平移气缸立体结构示意图；

图6是本实用新型提供的驱动部立体结构示意图；

图7是本实用新型提供的夹指与驱动部连接结构示意图；

图8是本实用新型提供的机械手夹持硬质料杯的状态示意图；

图9是本实用新型提供的机械手夹持圆柱形工件的状态示意图；

图10是本实用新型提供的机械手夹持软质料杯的状态示意图。

附图标记：

1-夹持块、101-第一接触面、102-柔性棒、2-支撑板、3-转轴组件、301-定位销、302-固定螺丝、4-夹指、401-夹爪容纳槽、402-支撑板容纳腔、403-贯穿孔、404-固定夹槽、405-夹指连接板、5-驱动部、501-平移气爪、502-直线导轨、503-滑块、6-连接杆、7-气动球振动器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。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实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1和图2所示的实施例，描述本实用新型的技术方案：

本实用新型实施例提供一种夹爪组件，包括：夹爪部、支撑部和旋转部，其中，支撑部与夹爪部固接，用于支撑夹持部；旋转部与支撑部转动连接，用于安装在夹指上。

在具体应用中，夹爪部可以为多种结构，如夹持块、弧形夹板或柔性夹球等，在本实施例中优选为具有夹持槽的夹持块1，该夹持槽成“V”字形，即夹持槽向夹指4的外侧凹陷，进而形成一个V形的夹持面，以此来夹持圆柱形工件的外弧面，进而增大夹持的接触面积，且夹持块的材质可优选为刚性材质，提高夹爪部整体的强度，但由于圆柱形工件多为金属材质，其硬度也比较高，固可以在夹持块的夹持面上增设一层柔性材料，以防止夹持块对工件表面的损伤。

支撑部可以是与夹持块背面垂直固接的支撑杆，也可以是与夹持块背面平行固接的支撑柱，其作用是对夹持块具有一定的支撑作用，以便于夹持块可以自由偏转；在本实施例中，优选为支撑板2，该支撑板垂直固接于夹持块的背面，且用于安装在夹指的相应位置。

旋转部可以是旋转轴，也可以是旋转轴组件3，当然也可以是与支撑柱上下端面固接的销轴，该销轴可以插入夹指中，进而形成旋转机构，该转轴部主要是给夹爪部提供转动的条件，使其可以随夹持工件的偏移而偏转。

本实用新型实施例提供的夹爪组件，通过夹爪部、支撑部以及旋转部在机械手夹指上的安装，可以实现夹爪部在夹持过程中随工件的偏移而偏转，即将传统的固定夹槽改进为活动式夹爪，进一步实现了在夹指存在精度误差时，即在夹持圆柱形工件存在偏心时，对圆柱形工件的受力进行矫正，使其受力更加均衡，夹持的接触面积增大，从而解决了圆柱形工件易变形、易掉落以及外表面易被划伤的问题。

根据本实用新型提供的夹爪组件，如图1和图2所示，夹爪部包括：夹持块1，该夹持块1的夹持端为“V”形，进而形成至少两个与被夹持物体的第一接触面101。

在具体应用中，该夹持块的夹持端成“V”字形，即夹持槽向夹指的外侧凹陷，进而形成一个V字形的夹持面，该V字形夹持面由两个第一接触面101组成，当然也可以形成多个第一接触面，每相邻两个第一接触面之间成一定的钝角夹角，但由多个第一接触面所组成的夹持槽依然成“V”字形状。相邻两个第一接触面101的夹角角度优选为为钝角，如此才能适应圆柱形工件的弧形外表面，进而增大夹持的接触面积。该夹持块1的材质可优选为刚性材质，用以提高夹爪部整体的强度；也可选择为柔性材质，如橡胶等，用以夹取硬度较高的圆柱形工件。

本实用新型实施例提供的夹爪组件，通过将夹持块的夹持端设置成“V”字形，可以适应圆柱形工件的弧形外表面，进而增大夹持的接触面积；通过设置多个第一接触面，可以实现由多个第一接触面组成的夹持槽的总体曲率趋近于圆柱形工件外弧面的曲率，可以进一步增大夹持块与圆柱形工件外弧面的接触面积，从而降低夹持块对工件外表面的损伤概率。

根据本实用新型提供的夹爪组件，如图1和图2所示，第一接触面上设置有柔性材质部，该柔性材质部包括：柔性棒102，柔性棒102安装于第一接触面101上，且柔性棒102的一部分嵌入夹持块1内，另一部分处于夹持块的外部。

在具体应用中，可在每一第一接触面101上开设柔性棒嵌入槽，可将柔性棒102嵌入其中，且柔性棒102的一部分嵌入柔性棒嵌入槽内，另一部分处于夹持块的外部，此种做法的目的在于，使得柔性棒102去接触工件的外表面，且通过夹持挤压，可以使柔性棒产生弹性形变，进而可以让工件外表面不接触第一接触面，或者轻贴于第一接触面，进一步保护了工件。该柔性棒的材质可以是橡胶，也可以是软质聚氨酯，在此优选为软质聚氨酯，其具有热塑性的线性结构，比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性；聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间，其具有耐油、耐磨、耐低温、耐老化、硬度高以及有弹性等特性。

本实用新型实施例提供的夹爪组件，通过柔性材质部的设置，可以进一步增大夹持块与工件的接触面积，进一步保护工件外表面。

根据本实用新型提供的夹爪组件，如图1和图2所示，支撑部包括：支撑板2，支撑板2的一端与夹爪部固接；旋转部包括：转轴组件3，转轴组件穿装于支撑板并与支撑板垂直设置，转轴组件用于与夹指配合安装。

在具体应用中，支撑部可以是与夹持块1背面垂直固接的支撑杆，也可以是与夹持块背面平行固接的支撑柱，其作用是对夹持块具有一定的支撑作用，以便于夹持块可以自由偏转；在本实施例中，优选为支撑板2，该支撑板垂直固接于夹持块的背面(即夹持面的相对面)，且用于安装在夹指的支撑板容纳腔内。

旋转部可以是旋转轴，也可以是旋转轴组件3，当然也可以是与支撑柱上下端面固接的销轴，该销轴可以插入夹指中，进而形成旋转机构，该转轴部主要是给夹爪部提供转动的条件，使其可以随夹持工件的偏移而偏转。旋转轴组件3包括：定位销301和固定螺丝302，该定位销301垂直于支撑板，并贯穿于支撑板容纳腔和支撑板，支撑板容纳腔开设于夹指上，以此便形成了夹持块1、支撑板2以及夹指4的定位；同时，通过将固定螺丝302安装在定位销301内可以紧固夹指4与支撑板2之间的装配。

本实用新型实施例还提供一种机械手，如图3、图5、图6和图7所示，该机械手包括上述的夹爪组件，还包括：

夹指4，至少设置有两个，其中，至少有一个夹指4安装有夹爪组件；驱动部5，与夹指的一端连接，用于驱动夹指向内侧做夹持运动；该夹爪组件安装在夹指的另一端。其中，驱动部5包括：平移气缸；直线导轨502，安装于平移气缸上，并与平移气缸的平移气爪501的运动方向平行；滑块503，与直线导轨滑动连接，并与夹指4固定连接。

在具体应用中，驱动部5可以为平移气缸，也可以为电机平移机构，在此优选为平移气缸，其具有机械结构简单、气动动力源易获取等优点；该驱动部还包括：直线导轨502、平移气爪501和滑块503，其中，直线导轨502安装于平移气缸上并与平移气缸的平移气爪501的运动方向平行；滑块503与直线导轨滑动连接并与夹指4通过夹指连接板405固定连接；通过将直线导轨502安装在平移气缸上，且直线导轨502与平移气缸的平移气爪501的运动方向平行，可以对夹指4的运动具有一定的约束性，同时对夹指4起到一定的支撑作用，使得夹指4更具有牢固性，不至于让夹指其重力的分力以及夹持工件时工件给予夹指4的反作用力的分力均作用在平移气爪501上，进而避免了平移气爪501的精度影响问题；本实施例中所给出的平移气爪501有左右设置的两个，且均同步向相反的方向运动，进一步使得夹指4也随之做夹持或扩张运动。

在本技术方案中，至少有一个夹指4安装有夹爪组件，也可以有多个夹指4分别安装一个夹爪组件，可以根据实际夹指4的数量以及对圆柱形工件的夹持要求灵活设置，但至少得有一个，才能对圆柱形工件的受力进行矫正，使其受力更加均衡，夹持的接触面积增大，从而解决了圆柱形工件易变形、易掉落以及外表面易被划伤的问题。如在夹指4有120°等角分布的三个时，其夹指4上均可以设置夹爪组件，用以夹取球状工件。

根据本实用新型实施例提供的机械手，如图4所示，夹指在夹爪组件的安装处开设有：夹爪容纳槽401、支撑板容纳腔402和贯穿孔403，其中，夹爪容纳槽401用于容纳夹爪部即上述实施例中的夹持块1，并给夹持块1提供一定的转动空间；支撑板容纳腔402与夹爪容纳槽连通，用于容纳支撑部；贯穿孔403贯穿于支撑板容纳腔，用于安装旋转部，即转轴组件3。

在具体应用中，在夹指4的非连接端头处，开设有如图4所示的夹爪容纳槽401，该夹爪容纳槽401为内腔直角棱的半包围式结构，可以容纳一个夹持块1处于其中，且夹持块1的背面离夹爪容纳槽401的内壁具有一定的间隙，以给予夹持块1一定的摆动空间。

在夹指4的非连接端头处，即夹爪容纳槽401的侧边开设有支撑板容纳腔402，该支撑板容纳腔402为长方体腔型，用于安装支撑板2，当然为了给予支撑板2一定的摆动空间，其长方体腔型的长度和宽度要大于支撑板2的摆动半径；

贯穿孔403则从夹指4端头的上端贯穿于夹指4端头的下端，以保证转轴组件3即定位销301和固定螺丝302的穿过，定位销的下端具有限位结构，用于与夹指4配合，并限制定位销向上移动，定位销的内壁上开设有内螺纹，而贯穿孔403的上端面沉头台阶，用于限制固定螺丝302向下移动，当固定螺丝302穿过贯穿孔403与定位销301的内螺纹配合时，固定螺丝302和定位销301则成为一个整体的转轴，以此来保证支撑板2的摆动。

根据本实用新型实施例提供的机械手，如图4和图7所示，夹指4的内侧还开设有固定夹槽404，固定夹槽为“V”形，进而形成至少两个与被夹持物体的第二接触面，相邻第二接触面间的夹角角度大于夹爪组件的第一接触面间的夹角角度。

在具体应用中，在夹指4的内侧中部位置开设有固定夹槽404，该固定夹槽404的结构与夹持块1的夹持槽结构类似，均是向夹指的外侧凹陷，进而形成一个V字形的夹持面，该V字形夹持面由两个或多个第二接触面组成，其结构类似于第一接触面101，但其主要区别在于，相邻两个第二接触面间的夹角角度大于夹爪组件的第一接触面间的夹角角度，以此设置是为了让固定夹槽404夹持直径更大，以及夹持一些硬度不高的圆柱形工件，从而增强机械手的使用场景。当然，在第二接触面上也均镶嵌有上述的聚氨酯柔性棒102，其作用与第一接触面所安装的柔性棒102作用相同，在此不再赘述。

根据本实用新型实施例提供的机械手，如图8、图9和图10所示，该机械手还包括：连接杆6和气动球振动器7，其中，连接杆6与驱动部连接；气动球振动器7安装在连接杆上。

在具体应用中，连接杆6为金属杆其一端与平移气缸螺栓连接，另一端则可以和机器人的机械臂连接，进而在机械臂的带动下做出相应的动作；在连接杆的一侧固定安装有气动球振动器7，该气动球振动器7还与外界气源连接，其内有一钢珠在轨道上高速回转而产生离心力，适合在灰尘或潮湿的工作环境使用。当本实用新型的机械手夹持粉末料杯时，则需要用到气动球振动器7来进行粉末的震动清理(参见图10)，或进行粉末的震动均匀(参见图8)，图10中夹持的为开口向下的柔性料杯，该料杯在生产线上的上一工序中倒掉了杯中的粉末，在下一工序中需要利用专门的清理机进行清理杯中粉末，而在本实用新型所提供的机械手所夹持时，便可通过气动球振动器7带动整个机械手震动，从而将杯中的粉末震落，从而达到清洁的目的。且如图10中所示，夹持该柔性杯是利用上述的固定夹槽404所夹持的，其可以很好的利用机械手的功能，即便出现夹指精度误差也不影响柔性杯的变形。

图8中则示出了硬质杯开口向上的夹持场景，由于其为硬质杯，则利用本实用新型提供的带夹爪组件的机械手进行夹取，以弥补夹指4所带来的误差；同时料杯中盛装有待检测粉末，固通过气动球振动器7的震动，可以将内部的粉末震动均匀，以便检测。

图9中则示出了硬质圆柱形工件的夹持状态，其同样是为了弥补夹指4所带来的误差，以保证对圆柱形工件的受力进行矫正，使其受力更加均衡，夹持的接触面积增大，从而解决了圆柱形工件易变形、易掉落以及外表面易被划伤的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种夹爪组件，其特征在于，包括：

夹爪部；

支撑部，与所述夹爪部固接，用于支撑所述夹爪部；

旋转部，与所述支撑部转动连接，用于安装在夹指上。

2.根据权利要求1所述的夹爪组件，其特征在于，所述夹爪部包括：

夹持块，所述夹持块的夹持端为“V”形，进而形成至少两个与被夹持物体的第一接触面。

3.根据权利要求2所述的夹爪组件，其特征在于，所述第一接触面上设置有柔性材质部。

4.根据权利要求3所述的夹爪组件，其特征在于，所述柔性材质部包括：柔性棒，所述柔性棒安装于所述第一接触面上，且所述柔性棒的一部分嵌入所述夹持块内，所述柔性棒的另一部分处于所述夹持块的外部。

5.根据权利要求1所述的夹爪组件，其特征在于，所述支撑部包括：支撑板，所述支撑板的一端与夹爪部固接。

6.根据权利要求5所述的夹爪组件，其特征在于，所述旋转部包括：转轴组件，所述转轴组件穿装于所述支撑板并与所述支撑板垂直设置，所述转轴组件用于与夹指配合安装。

7.一种机械手，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的夹爪组件，还包括：

夹指，至少设置有两个，其中，至少一个所述夹指安装有所述夹爪组件；

驱动部，与所述夹指的一端连接，用于驱动夹指向内侧做夹持运动；

所述夹爪组件安装在所述夹指的另一端。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述夹指在所述夹爪组件的安装处开设有：

夹爪容纳槽，用于容纳夹爪部，并给所述夹爪部提供转动空间；

支撑板容纳腔，与所述夹爪容纳槽连通，用于容纳支撑部；

贯穿孔，贯穿于所述支撑板容纳腔，用于安装旋转部。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述夹指的内侧还开设有固定夹槽，所述固定夹槽为“V”形，进而形成至少两个与被夹持物体的第二接触面，相邻所述第二接触面间的夹角角度大于所述夹爪组件的第一接触面间的夹角角度。

10.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述驱动部包括：

平移气缸；

直线导轨，安装于所述平移气缸上，并与所述平移气缸的平移气爪的运动方向平行；

滑块，与所述直线导轨滑动连接，并与所述夹指固定连接。

11.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，还包括：

连接杆，与所述驱动部连接；

气动球振动器，安装在所述连接杆上。

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