一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件的制作方法

本发明涉及工件搬运，特别涉及一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件。

背景技术：

1、机械手臂夹爪是工业自动化生产体系中的核心执行装置，主要用于完成工件搬运作业，也可承担生产线上下料任务，同时能够实现不同工序之间的工件转移，装置广泛应用在机械加工生产环节，也适配表面喷涂的工件转运场景，在仓储物流的货物分拣搬运工作中同样有大量应用。

2、盘状焊丝是用卷绕机将焊丝卷成盘状制成的产品。

3、在同时输送两组工件时，现有夹爪大多不便灵活调整两组工件之间的间隔距离，也缺少对应的位置检测控制机构，不便对偏差及时识别与修正，同时现有夹爪普遍缺少对工件位置的居中固定功能，夹持作业过程中无法主动将盘状焊丝校准至夹爪的中心位置，进而实现精准的位置控制，需要额外设置人工校准或辅助定位机构，拉低整条生产线的流转效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，以解决上述背景技术中提出的同时输送两组工件时，现有夹爪难以灵活调整工件间距，缺少对应的位置检测控制机构，无法及时识别并修正对位偏差；且普遍不具备工件居中固定功能，不能主动将工件校准至夹爪中心实现精准位置控制，需要额外设置人工校准或辅助定位机构，拉低了整条生产线的流转效率的问题。

2、本发明提供了一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，具体包括：垂直立臂，所述垂直立臂的前侧滑动设置有升降座，升降座的前侧固定设置有主臂，主臂的前侧下方旋转设置有副臂，副臂底部旋转设置有机械手腕，机械手腕的底部固定设置有夹爪支架；夹爪支架的底部为方形框架，夹爪支架的底部右后侧固定设置有固定模架，夹爪支架的底部右前侧滑动设置有滑动模架；固定模架和滑动模架的左侧均固定设置有伸展电缸，伸展电缸的伸缩端穿过固定模架和滑动模架固定设置有栅状架；栅状架的底部内侧均滑动设置有两组内滑块，内滑块底部均固定设置有向右延伸的底爪；夹爪支架的两侧顶部均固定设置有一列垂直电缸，垂直电缸的伸缩端穿过夹爪支架固定设置有扣托；扣托的底部两侧和中间处铰接设置有四对夹持臂，夹持臂外均贴设有橡胶垫；相邻两组夹持臂的铰接轴底部设置联动齿轮啮合；扣托的底部两侧和中间均固定设置有控制电缸。

3、可选地，所述垂直立臂底部旋转设置有下支撑台，下支撑台内设置电机驱动垂直立臂旋转；升降座的外部下方固定设置有升降电机，升降座的后侧上方还旋转设置有升降丝母，升降电机的轴端与升降丝母通过锥齿轮传动连接；垂直立臂前侧固定设置有升降丝杠，升降丝母螺纹连接在升降丝杠外；升降座的上下侧与垂直立臂的上下侧边之间均固定设置有波纹橡胶罩；垂直立臂内设置控制器。

4、可选地，所述主臂的上方设置电机驱动副臂旋转；副臂顶部设置电机驱动机械手腕旋转。

5、可选地，所述夹爪支架的底部右前侧上方固定设置有滑条，滑动模架顶部结构与滑条的外形吻合；固定模架的前侧固定设置有横移电缸，横移电缸的前端固定连接在滑动模架后侧开设有的圆槽内。

6、可选地，所述栅状架的左上方两侧均固定设置有导向杆，两侧导向杆分别与固定模架和滑动模架滑动连接；内滑块和底爪通过螺栓连接；栅状架的中间下方固定设置有控制电机，栅状架的底部两侧旋转设置有两组侧丝杠，侧丝杠与控制电机的轴端通过锥齿轮传动连接；内滑块中间设置丝母与侧丝杠螺纹连接。

7、可选地，所述栅状架左侧下方中间均固定设置有视觉传感器，栅状架的左侧下方两端均固定设置有红外测距传感器。

8、可选地，所述控制电缸的伸缩端均固定设置有控制齿条，中间一组控制电缸外的控制齿条为双面齿条；每对夹持臂其中一组铰接轴顶端固定设置有控制齿轮，控制齿条与控制齿轮啮合。

9、可选地，所述视觉传感器与红外测距传感器均与控制器信号连接；视觉传感器采集待夹持工件的外形轮廓与摆放姿态数据后，控制器同步控制伸展电缸伸缩以调整栅状架的横向伸出位置，同时控制电机驱动侧丝杠转动，调节两组内滑块及底部底爪的横向间距；红外测距传感器实时检测底爪与工件侧壁的间距并反馈至控制器，形成位置闭环校准。

10、可选地，所述夹持臂外侧贴设的橡胶垫采用耐磨损丁腈橡胶材质，橡胶垫表面为防滑磨砂面；控制电缸与垂直电缸均内置推力反馈控制程序，当夹持臂对工件的夹持力和扣托对工件的下压力分别达到预设阈值时，控制电缸与垂直电缸自动停止进给并保持锁止状态，配合底爪从工件底部承托，实现多方位防脱落夹持；夹持臂对工件形成侧向夹紧，底爪对工件形成底部承托，扣托对工件形成顶部限位，侧向夹紧、底部承托与顶部限位三个方向同时作用，在工件外围形成空间封闭约束，防止工件在搬运过程中因振动或加速产生脱落；视觉传感器定位引导夹爪到达目标位置，红外测距传感器实时监测工件夹持状态，检测数据反馈至控制器实现推力实时调节，形成检测信号与电缸推力反馈锁止的闭环联动。

11、有益效果如下：

12、可灵活调节两组工件的输送间隔，通过横移电缸驱动滑动模架沿滑条位移，带动对应侧底爪与工件同步移动，配合视觉传感器实时反馈间距数据形成闭环校准，能够精准匹配下游工位与托盘的码垛间距要求，无需更换夹爪模组即可适配多规格工件与不同工位布局，提升生产换型效率，降低设备配套成本。

13、提供工件居中定位与精准对位能力，通过视觉传感器与红外测距传感器协同采集工件位置信息，结合控制器完成对位偏差修正，再由同步传动的夹持臂推动工件校准至夹爪基准位置，可主动实现工件居中固定，无需额外设置人工校准或辅助定位机构，保障工件与后续工位的对接精度，提升生产线整体流转效率。

14、实现多方位防脱落夹持，通过底爪从工件底部承托、夹持臂从侧向夹紧、扣托从顶部限位形成三维约束，配合电缸内置的推力反馈控制程序自适应调节夹持与下压力度，既能够避免搬运启停过程中工件滑脱，提升作业安全性，也可防止压力过大造成工件表面损伤，兼顾夹持可靠性与工件防护效果。

1.一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，包括：垂直立臂（1），所述垂直立臂（1）的前侧滑动设置有升降座（102），升降座（102）的前侧固定设置有主臂（2），主臂（2）的前侧下方旋转设置有副臂（3），副臂（3）底部旋转设置有机械手腕（301），机械手腕（301）的底部固定设置有夹爪支架（4）；夹爪支架（4）的底部为方形框架，夹爪支架（4）的底部右后侧固定设置有固定模架（401），夹爪支架（4）的底部右前侧滑动设置有滑动模架（403）；固定模架（401）和滑动模架（403）的左侧均固定设置有伸展电缸（405），伸展电缸（405）的伸缩端穿过固定模架（401）和滑动模架（403）固定设置有栅状架（5）；栅状架（5）的底部内侧均滑动设置有两组内滑块（502），内滑块（502）底部均固定设置有向右延伸的底爪（503）；夹爪支架（4）的两侧顶部均固定设置有一列垂直电缸（406），垂直电缸（406）的伸缩端穿过夹爪支架（4）固定设置有扣托（8）；扣托（8）的底部两侧和中间处铰接设置有四对夹持臂（801），夹持臂（801）外均贴设有橡胶垫；相邻两组夹持臂（801）的铰接轴底部设置联动齿轮（803）啮合；扣托（8）的底部两侧和中间均固定设置有控制电缸（9）。

2.如权利要求1所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述垂直立臂（1）底部旋转设置有下支撑台（101），下支撑台（101）内设置电机驱动垂直立臂（1）旋转；升降座（102）的外部下方固定设置有升降电机（103），升降座（102）的后侧上方还旋转设置有升降丝母（104），升降电机（103）的轴端与升降丝母（104）通过锥齿轮传动连接；垂直立臂（1）前侧固定设置有升降丝杠（105），升降丝母（104）螺纹连接在升降丝杠（105）外；升降座（102）的上下侧与垂直立臂（1）的上下侧边之间均固定设置有波纹橡胶罩（106）；垂直立臂（1）内设置控制器。

3.如权利要求1所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述主臂（2）的上方设置电机驱动副臂（3）旋转；副臂（3）顶部设置电机驱动机械手腕（301）旋转。

4.如权利要求1所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述夹爪支架（4）的底部右前侧上方固定设置有滑条（402），滑动模架（403）顶部结构与滑条（402）的外形吻合；固定模架（401）的前侧固定设置有横移电缸（404），横移电缸（404）的前端固定连接在滑动模架（403）后侧开设有的圆槽内。

5.如权利要求2所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述栅状架（5）的左上方两侧均固定设置有导向杆（501），两侧导向杆（501）分别与固定模架（401）和滑动模架（403）滑动连接；内滑块（502）和底爪（503）通过螺栓连接；栅状架（5）的中间下方固定设置有控制电机（504），栅状架（5）的底部两侧旋转设置有两组侧丝杠（505），侧丝杠（505）与控制电机（504）的轴端通过锥齿轮传动连接；内滑块（502）中间设置丝母与侧丝杠（505）螺纹连接。

6.如权利要求5所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述栅状架（5）左侧下方中间均固定设置有视觉传感器（6），栅状架（5）的左侧下方两端均固定设置有红外测距传感器（7）。

7.如权利要求6所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述控制电缸（9）的伸缩端均固定设置有控制齿条（901），中间一组控制电缸（9）外的控制齿条（901）为双面齿条；每对夹持臂（801）其中一组铰接轴顶端固定设置有控制齿轮（802），控制齿条（901）与控制齿轮（802）啮合。

8.如权利要求7所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述视觉传感器（6）与红外测距传感器（7）均与控制器信号连接；视觉传感器（6）采集待夹持工件的外形轮廓与摆放姿态数据后，控制器同步控制伸展电缸（405）伸缩以调整栅状架（5）的横向伸出位置，同时控制电机（504）驱动侧丝杠（505）转动，调节两组内滑块（502）及底部底爪（503）的横向间距；红外测距传感器（7）实时检测底爪（503）与工件侧壁的间距并反馈至控制器，形成位置闭环校准。

9.如权利要求8所述一种防脱落夹紧式机械手臂夹爪组件，其特征在于，所述夹持臂（801）外侧贴设的橡胶垫采用耐磨损丁腈橡胶材质，橡胶垫表面为防滑磨砂面；控制电缸（9）与垂直电缸（406）均内置推力反馈控制程序，当夹持臂（801）对工件的夹持力和扣托（8）对工件的下压力分别达到预设阈值时，控制电缸（9）与垂直电缸（406）自动停止进给并保持锁止状态，配合底爪（503）从工件底部承托，实现多方位防脱落夹持；夹持臂（801）对工件形成侧向夹紧，底爪（503）对工件形成底部承托，扣托（8）对工件形成顶部限位，侧向夹紧、底部承托与顶部限位三个方向同时作用，在工件外围形成空间封闭约束，防止工件在搬运过程中因振动或加速产生脱落；视觉传感器（6）定位引导夹爪到达目标位置，红外测距传感器（7）实时监测工件夹持状态，检测数据反馈至控制器实现推力实时调节，形成检测信号与电缸推力反馈锁止的闭环联动。