TWI481486B - 柔性抓取裝置 - Google Patents

Description

柔性抓取裝置

本發明涉及一種抓取裝置，尤其涉及一種應用於機器人上之柔性抓取裝置。

柔性抓取裝置廣泛應用於工業機器人上，該柔性抓取裝置使用時裝設於機器人之機械手臂上或與驅動裝置之一驅動軸固接，用以實現對工件之自動抓取及放置。然，取放工件時，一般之柔性抓取裝置無法自動對準待取放工件之中心位置，同時，限於工件產品本身及現場環境之要求，當取放一些殼體類工件時，一般的柔性抓取裝置無法於水平面內具備一定之柔性以實現定位及找準要求。

鑒於上述狀況，有必要提供一種結構簡單、不需要對工件進行裝夾之柔性抓取裝置。

鑒於上述情況，有必要提供一種可自動對心且可實現快速定位之柔性抓取裝置。

一種柔性抓取裝置，其包括夾爪組件及柔性機構，該柔性機構包括柔性座、滑塊及滑軸；該柔性座上貫通開設有十字形安裝槽，該滑軸上開設有十字形裝配槽，該滑塊呈十字形塊狀，該滑塊一端可滑動地裝設於該柔性座之安裝槽內，另一端容置於該裝配槽 內，並與該滑軸可滑動地裝設於一起；該夾爪組件與該滑軸固接，並隨同該滑軸相對柔性座可滑動調節地裝設於一起，使該柔性座與滑軸藉由該滑塊可沿相互垂直之二方向滑動地裝設於一起。

該柔性抓取裝置結構簡單、操作方便，藉由與夾爪組件裝設於一起之柔性機構，可於該夾爪組件抓取工件過程中對夾爪組件進行自動調節，以協助夾爪組件快速對準待抓取工件之中心位置，從而實現對工件之快速定位與抓取，並同時保證了該柔性抓取裝置之整體柔性。

100‧‧‧柔性抓取裝置

10‧‧‧柔性機構

11‧‧‧柔性座

111‧‧‧頂面

112‧‧‧安裝槽

1121‧‧‧第一安裝槽

1122‧‧‧第二安裝槽

115‧‧‧底面

116‧‧‧容置槽

117‧‧‧側面

118‧‧‧裝配孔

13‧‧‧滑塊

131‧‧‧第一滑塊

132‧‧‧第二滑塊

15‧‧‧滑軸

151‧‧‧主軸

153‧‧‧連接軸

154‧‧‧裝配槽

1541‧‧‧第一裝配槽

1542‧‧‧第二裝配槽

155‧‧‧固定軸

16‧‧‧調節組件

161‧‧‧調節螺釘

163‧‧‧彈性件

17‧‧‧固定板

171‧‧‧開口

173‧‧‧安裝孔

19‧‧‧潤滑組件

191‧‧‧滾輪

193‧‧‧鋼球

30‧‧‧連接件

50‧‧‧夾爪組件

51‧‧‧氣缸

513‧‧‧連接槽

53‧‧‧連接塊

55‧‧‧夾爪

57‧‧‧撐桿

圖1為本發明實施方式之柔性抓取裝置之立體組裝圖。

圖2為圖1所示柔性抓取裝置之立體分解圖。

圖3為圖1所示柔性抓取裝置之另一視角下之立體分解圖。

圖4為圖1所示柔性抓取裝置之剖視圖。

下面結合附圖及具體實施方式對本發明之柔性抓取裝置作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，柔性抓取裝置100包括柔性機構10、連接件30及夾爪組件50，連接件30一端固接於柔性機構10上，另一端用以與機器人之機械手臂或驅動裝置之驅動軸固接。夾爪組件50相對連接件30固接於柔性機構10之另一端，以用於抓取工件(圖未示)。

請一併參閱圖2及圖3，柔性機構10包括柔性座11、滑塊13、滑軸15、調節組件16、固定板17及潤滑組件19。柔性座11大致呈矩形板狀，包括頂面111、與頂面111相對之底面115及四側面117。頂 面111上大致中部位置處，貫通開設有安裝槽112。於本實施方式中，安裝槽112為十字槽，包括第一安裝槽1121及與該第一安裝槽1121垂直相交之第二安裝槽1122。其中，第一安裝槽1121之長度尺寸大於第二安裝槽1122之長度尺寸，然，第一安裝槽1121之寬度尺寸小於第二安裝槽1122之寬度尺寸。底面115上對應安裝槽112凹設有一與安裝槽112相互連通之容置槽116。於本實施方式中，容置槽116呈圓柱狀，對應地，安裝槽112位於容置槽116之槽底大致中部位置處。四側面117上大致中部位置處分別貫通開設有一與容置槽116相互連通之裝配孔118。

滑塊13可滑動地裝設於柔性座11之安裝槽112內，並與滑軸15可滑動地連接。於本實施方式中，滑塊13大致呈十字形塊狀，其可沿一方向相對滑動地裝設於柔性座11之安裝槽112內。滑塊13包括第一滑塊131及與第一滑塊131尺寸相當且垂直相交之第二滑塊132。第一滑塊131及第二滑塊132之寬度尺寸與第一安裝槽1121之寬度尺寸相當，但卻均小於第二安裝槽1122之寬度尺寸；第一滑塊131及第二滑塊132之長度尺寸均小於第一安裝槽1121之長度尺寸，但均大於第二安裝槽1122之長度尺寸，如此，使得滑塊13之一端可沿一方向滑動地裝設於柔性座11之安裝槽112內，另一端容置於柔性座11之容置槽116內，並與滑軸15可滑動地裝設於一起。

滑軸15包括主軸151及設於主軸151二端之連接軸153與固定軸155。連接軸153大致呈圓盤狀，其可相對滑動地裝設並容置於柔性座11之容置槽116內，並與滑塊13之另一端可滑動地裝設於一起。連接軸153之末端面上對應滑塊13凹設有一裝配槽154。於本實 施例中，裝配槽154為十字槽，包括第一裝配槽1541及與該第一裝配槽1541垂直相交之第二裝配槽1542。其中，第一裝配槽1541與滑塊13之第一滑塊131對應，第一裝配槽1541之長度尺寸與第一滑塊131之長度尺寸相當，當第一裝配槽1541之寬度尺寸大於第一滑塊131之寬度尺寸；第二裝配槽1542與滑塊13之第二滑塊132對應，第二裝配槽1542之長度尺寸大於第二滑塊132之長度尺寸，但第二裝配槽1542之寬度尺寸與第二滑塊132之寬度尺寸相當；如此，使得當滑塊13與柔性座11及滑軸15相互裝設於一起時，柔性座11與滑軸15可沿相互垂直之二方向滑動地裝設於一起。固定軸155與連接軸153相對設於主軸151之另一端，以與夾爪組件50固接。

調節組件16對應可調節地裝設於柔性座11上，以即時調節滑軸15與柔性座11之間之裝配鬆緊度，並緩衝該滑軸15相對柔性座11滑動過程中受到之衝擊力，增加該柔性機構10之整體柔性。於本實施例中，調節組件16共四組，分別對應裝設於柔性座11之四側面117之裝配孔118內。每一調節組件16包括一調節螺釘161及一彈性件163。

固定板17大致呈U形板狀，其夾設於滑軸15之主軸151上，並對應固接於柔性座11之底面115上，從而將滑軸15對應裝設於柔性座11上。固定板17包括一U形開口171及圍繞該開口171貫通開設於固定板17上之複數安裝孔173。於本實施例中，安裝孔173之數量為七，均勻地圍繞開口171開設於固定板17上。

潤滑組件19對應裝設於固定板17之安裝孔173內，並對應抵持於滑軸15之連接軸153上。於本實施例中，潤滑組件19共七組，每 一組潤滑組件19包括一滾輪191及一鋼球193，滾輪191對應裝設並收容於安裝孔173內，鋼球193可滾動地裝設於滾輪191內。

夾爪組件50包括氣缸51、四連接塊53、四夾爪55及四撐桿57。於本實施例中，氣缸51為四爪氣缸，對應固接於滑軸15之固定軸155上。氣缸51大致呈圓柱體狀，其末端繞其圓周方向兩兩相對地均勻凹設有四橫截面大致T形之連接槽513。四連接塊53大致呈T形塊狀，對應裝設於氣缸51之四連接槽513內。四夾爪55藉由四連接塊53分別與氣缸51連接，由氣缸51驅動以實現對工件之抓取或釋放。每一夾爪55大致呈矩形條狀，其一端對應固接於連接塊53上。四撐桿57分別兩兩平行地固接於四夾爪55之末端，並共同圍成大致矩形狀，以於抓取工件時候對應緊緊地抵持於工件之內壁上。為增加撐桿57與待抓取工件內壁之間之柔性接觸，每一撐桿57可優選地由橡膠、柔性塑膠等材質製成。於本實施例中，每一撐桿57之外側嵌設有一層優力膠，以保證撐桿57與工件接觸面之間之柔性接觸。

組裝時，請一併參閱圖2至圖4，先將連接件30之一端固接於柔性座11之頂面111上，並對應覆蓋於安裝槽112上。將滑塊13之一端對準並可滑動地裝入柔性座11之安裝槽112內，滑塊13之另一端對應容置於柔性座11之容置槽116內。滑塊13之第一滑塊131與第二滑塊132分別裝設並容置於安裝槽112之第一安裝槽1121及第二安裝槽1122內。接下來，將滑軸15之連接軸153一端伸入柔性座11之容置槽116，其末端面上之裝配槽154對準並與容置於容置槽116內之滑塊13之另一端相互可相對滑動地裝設於一起。滑塊13之另一端對應容置於滑軸15之裝配槽154內。接下來，將四調節 組件16分別可調節地、彈性地裝設於柔性座11之四側面117之裝配孔118內。彈性件163之一端彈性抵持於連接軸153之外周壁上，另一端對應抵持於調節螺釘161上。固定板17夾設於滑軸15之主軸151上，並對應固接於柔性座11之底面115上，將滑軸15之連接軸153封閉裝設於柔性座11之容置槽116內。對應地，裝設於固定板17上之潤滑組件19之鋼球193與滑軸15之連接軸153之底面滾動接觸。再接下來，將氣缸51固接於滑軸15之固定軸155上，四夾爪55藉由四連接塊53分別與氣缸51可滑動地連接，四撐桿57分別固接於四夾爪55之末端，即完成柔性抓取裝置100之組裝。

使用時，柔性抓取裝置100之連接件30固接於機器人之機械手臂或驅動裝置之驅動軸上，由該機器人或驅動裝置驅動運行至待抓取工件位置處，以對工件實施抓取。氣缸51驅動四夾爪55，靠近待抓取工件，使四撐桿57分別貼近並抵持於工件之內壁，對準工件之中心以實施對工件之抓取。柔性抓取裝置100之夾爪組件50於未工作時之初始狀態下處於對心狀態，當抓取工件時，如果未對心，受機械手臂或驅動軸於垂直方向之壓力，滑軸15會受到水準徑向之反作用力，從而推動滑軸15與柔性座11於水平面內之相對滑移。同時，裝設於柔性座11周側之調節組件16於水平面方向內即時調節、平衡滑軸15之水準徑向滑移，有效保證了工件被抓取過程中滑軸15相對柔性座11於水平面內之柔性。另，藉由設置於固定板17上之潤滑組件19，有效減小了滑軸15相對柔性座11滑動過程中，滑軸15與固定板17之間之摩擦力，保證了柔性抓取裝置100之整體柔性靈敏度。

柔性抓取裝置100結構簡單，操作方便，可對工件實施快速對準 、抓取，具較好之定位精度及柔性。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧柔性抓取裝置

10‧‧‧柔性機構

30‧‧‧連接件

50‧‧‧夾爪組件

51‧‧‧氣缸

53‧‧‧連接塊

55‧‧‧夾爪

57‧‧‧撐桿

Claims (10)

1. 一種柔性抓取裝置，其包括夾爪組件，其改良在於：該柔性抓取裝置還包括柔性機構，該柔性機構包括柔性座、滑塊及滑軸；該柔性座上貫通開設有十字形安裝槽，該滑軸上開設有十字形裝配槽，該滑塊呈十字形塊狀，該滑塊一端可相對滑動地裝設於該柔性座之安裝槽內，另一端容置於該裝配槽內，並與該滑軸可相對滑動地裝設於一起，使該柔性座與滑軸藉由該滑塊可沿相互垂直之二方向滑動地裝設於一起；該夾爪組件與該滑軸固接，並隨同該滑軸與柔性座可相對滑動調節地裝設於一起。
2. 如申請專利範圍第1項所述之柔性抓取裝置，其中該柔性機構還包括調節組件，該調節組件可調節地裝設於該柔性座上，並彈性抵持於該滑軸之周側。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之柔性抓取裝置，其中該柔性機構還包括固定板及裝設於該固定板上之潤滑組件，該固定板夾設於該滑軸上，並對應固接於該柔性座上，以將該滑軸對應裝設於該柔性座上，該潤滑組件對應抵接於滑軸上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之柔性抓取裝置，其中該柔性座呈矩形板狀，包括頂面、底面及四側面，該底面上凹設有一與安裝槽相互連通之安裝槽。
5. 如申請專利範圍第4項所述之柔性抓取裝置，其中該滑軸包括主軸及設於主軸二端之連接軸與固定軸，該連接軸可相對滑動地裝設並容置於柔性座之容置槽內，該裝配槽開設於該連接軸上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之柔性抓取裝置，其中該柔性座之四側面上分別貫通開設有一與容置槽相互連通之裝配孔，該調節組件共四組，分別 對應裝設於該柔性座之四裝配孔內。
7. 如申請專利範圍第6項所述之柔性抓取裝置，其中每組調節組件包括一調節螺釘及一彈性件，該彈性件藉由調節螺釘裝設於該裝配孔內並可調節地彈性抵持於滑軸上。
8. 如申請專利範圍第6項所述之柔性抓取裝置，其中該潤滑組件包括滾輪及鋼球，該滾輪對應裝設於固定板上，該鋼球可滾動地裝設於該滾輪內並滾動抵持於滑軸上。
9. 如申請專利範圍第5項所述之柔性抓取裝置，其中該夾爪組件包括氣缸及四夾爪，該氣缸一端固接於該滑軸之固定軸上，該四夾爪分別裝設於該氣缸之另一端，由該氣缸驅動以實現對工件之抓取或釋放。
10. 如申請專利範圍第9項所述之柔性抓取裝置，其中該氣缸為四爪氣缸，該夾爪組件還包括四撐桿，該四撐桿分別兩兩平行地固接於四夾爪之末端。