一种机械抓手及抓取装置的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械抓手技术领域，特别涉及一种机械抓手及抓取装置。


背景技术：

2.随着制造工业的不断发展，机械制造的自动化需求显得越来越重要，在许多生产制造过程中，需要用到机械抓手替代人工操作，不仅提升生产效率而且降低了人员疲劳造成出错的风险。
3.现有的机械抓手多种多样，规格不同，从而满足不同产品的抓取工作，然而当在同一条生产线上出现多种形状及大小的产品时，单个的机械抓手无法满足该使用场景。针对该情况，当前的技术解决方案为：在一条生产线上补充多种规格的机械抓手，同时新增体积检测装置，不同规格的机械抓手识别其对应体积的产品，完成抓取。该技术方案势必增加生产线的投入成本，并且在抓取之前需要完成多重判断，容易造成生产效率降低。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型的目的是提供一种机械抓手及抓取装置，解决同一条生产线上出现多种形状和大小的产品时，单个机械抓手无法满足使用场景的问题。机械抓手包括推杆、套设于所述推杆上的支架以及设置在所述支架上的多个手指，所述手指以所述推杆为中心环形阵列布置，当所述推杆在轴向作用力下相对支架移动时，所述推杆推动手指张开；所述手指包括指杆、单向棘轮，所述指杆的一端通过回位弹簧与所述支架轴接，所述指杆的另外一端与所述单向棘轮连接，所述单向棘轮由推杆中心向外转动。
5.进一步的，还包括与所述推杆连接的挡板，所述挡板内设有避让槽，所述避让槽用于避让所述手指的运动包络。
6.进一步的，所述推杆下端设有推饼，所述手指内侧设有凸块，当所述推杆在轴向作用力下相对支架移动时，所述推饼抵靠所述凸块带动手指张开。
7.进一步的，推杆上设有限位块,所述限位块与设备固定板抵靠,用于限制推杆的上移行程。
8.进一步的，所述机械抓手还包括套设于所述推杆的弹簧，所述弹簧的一端与限位块抵靠，所述弹簧的另外一端与所述支架抵靠，所述弹簧用于推杆的轴向回位。
9.进一步的，所述单向棘轮的外轮面设有防滑垫。
10.进一步的，单向棘轮包括滚轮、设置在滚轮一侧的棘轮，以及设置在指杆上的棘爪，棘爪通过弹簧与指杆连接，弹簧迫使棘爪和棘轮保持接触。
11.本实用新型还提供了一种抓取装置，包括机械臂、设置于所述机械臂上的驱动装置以及与所述驱动装置输出端连接的机械抓手，所述驱动装置输出端连接有上述任意一项所述的机械抓手。
12.与现有技术相比，本实用新型中提供的机械抓手及抓取装置通过设置推杆推动手指张开，由回位弹簧的弹力使手指收紧，其中推杆在轴向作用力下相对支架移动时，推杆推
动手指张开，推杆回位后，回位弹簧的弹力使手指收紧，从而可自动适应不同形状和大小的物品抓取，从而降低生产线的投入成本，提升生产效率。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例中机械抓手的结构示意图；
14.图2为本实用新型实施例中的手指的结构示意图；
15.图3为本实用新型实施例中的指杆的结构示意图；
16.图4为本实用新型实施例中的推杆的结构示意图；
17.图5为本实用新型实施例中的机械抓手自然状态示意图；
18.图6为本实用新型实施例中的机械抓手压紧物品状态示意图；
19.图7为本实用新型实施例中的机械抓手抓紧物品状态示意图；
20.图8为本实用新型实施例中的机械抓手释放物品状态示意图；
21.主要元件符号说明：
[0022][0023][0024]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
[0025]
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0026]
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0027]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括
一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0028]
请参阅图1至图8，所示为本实用新型中的一种机械抓手，机械抓手包括推杆10、套设于所述推杆10上的支架20以及设置在支架20上的多个手指30，所述支架20中空设置，所述支架20上端设有安装面21与设备固定板连接，所述支架20下端沿中心环形阵列布置设置多个安装架22，手指30安装在安装架22上。当所述推杆10在轴向作用力下相对支架20轴向移动时，所述推杆10推动手指30张开，当推杆10回位后，在回位弹簧41的弹力作用下，手指30进行收紧；
[0029]
具体的，手指30包括指杆31、单向棘轮32，所述指杆31的上端通过销轴40与安装架22连接，为使得手指30具备自动回位的机械能，所述销轴40上套设有回位弹簧41，回位弹簧41一端抵靠安装架22，另外一端抵靠手指30，当机械抓手处于悬空状态时，手指30处于自由状态，所有手指30均为收紧，抓合形态。
[0030]
在本实施例中，推杆10上设有限位块11,所述限位块11与设备固定板抵靠,从而限制推杆10的上移行程。推杆10下端设有推饼12，所述指杆31内侧设有凸块34，当所述推杆10在轴向作用力下相对支架20移动时，所述推饼12抵靠所述凸块34带动手指30张开,该动作为机械抓手抓取物品的准备动作。
[0031]
进一步的，指杆31的下端设有轴套310，轴套310上设有单向棘轮32，单向棘轮32仅可由推杆10中心向外转动。当机械抓手处于抓取工作时，支架20下推，单向棘轮32与台面抵靠，单向棘轮32向中心外部转动，带动指杆31向中心外部张开，从而实现机械抓手进一步张开。
[0032]
单向棘轮32包括滚轮321、设置在滚轮321一侧的棘轮322，以及设置在指杆31上的棘爪323，棘爪323通过棘爪弹簧(图未示出)与指杆31连接，棘爪弹簧迫使棘爪323和棘轮322保持接触，当滚轮321由推杆10的中心向外部转动时，棘爪323可沿棘轮322的齿背上滑动，从而不会限制滚轮321转动，当滚轮321向推杆10中心转动时，棘爪323卡入棘轮322的齿底部，从而限制了滚轮321的转动。
[0033]
进一步的，为了增加滚轮321与物品的摩擦力，提升机械抓手的抓取效果以稳定性，避免抓取的物品轻易松脱，滚轮321的外轮面设有防滑垫33。
[0034]
在本实施例的优选方案中，机械抓手还包括套设于推杆10的弹簧13，弹簧13的上端抵靠在限位块11下端，弹簧13的下端与所述支架20抵靠，当推杆10受外力向下移动，弹簧13压缩变形，具体的，所述弹簧13的上端随限位块11下移，并对弹簧13进行压缩并产生压缩变形。当推杆10卸除荷载后，所述弹簧13将弹性势能转换为机械能作用在拉杆上，即所述弹簧13用于推杆10的轴向回位，即所述推杆10向上移动回位。此时推饼12不再抵靠凸块34，因此手指30在回位弹簧41的作用下进行聚拢，实现抓紧物品的功能。
[0035]
在本实施例的优选方案中，所述推杆10上还固定设有挡板50，挡板50内设有避让槽，当指杆31以及单向棘轮32运动时，可以穿过避让槽。进一步的，当指杆31向中心外部张开至极限时，挡板50挤压被抓取的物品，使物品离开手指30，该结构用于机械抓手在抓取物品后到达指定位置时的释放操作。
[0036]
本实用新型的使用方法：
[0037]
当机械抓手定位到指定抓取位置时，机械抓手由外力推动推杆10，推饼12抵靠凸块34并沿推杆10的轴向方向下移，此时指杆31在推饼12的联动作用下，指杆31绕销轴40向
推杆10中心外部张开，同时单向棘轮32下移与物品局部接触，受台面对单向棘轮32的挤压作用力以及单向棘轮32与物品之间存在摩擦力，单向棘轮32继续转动并向外延伸，从而完成手指30对物品的包覆。随后，机械抓手向上移动，推杆10在弹簧13的回位作用下，推杆10也完成上移，其中推饼12不再抵靠凸块34，手指30在回位弹簧41的作用下完成抓取动作。
[0038]
当机械抓手定位到指定释放位置时，机械抓手由外力推动推杆10，同时克服弹簧13的弹性力，推饼12抵靠凸块34并沿推杆10的轴向方向下移，此时指杆31在推饼12的联动作用下，指杆31绕销轴40向推杆10中心外部张开，挡板50随推杆10下移抵靠物品，将物品向下推离单向棘轮32，物品在自重的作用下落下而得到释放。
[0039]
本实用新型还提供了一种抓取装置，包括机械臂、设置于所述机械臂上的驱动装置以及与所述驱动装置输出端连接的机械抓手，所述机械抓手为上述实施例中提及的机械抓手。
[0040]
综上，机械抓手通过设置推杆10推动设置在支架20上的多个手指30，手指30尾端设有单向棘轮32，单向棘轮32与台面抵靠时实现向外滚动，从而扩大了手指30的张合角度，并且随推杆10与机械抓手的上移，手指30在回位弹簧的弹力作用下实现聚拢抓取，实现自动适应不同形状和大小物品的抓取工作，提升生产效率，降低了了生产线的投入成本。
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另外本实用新型提供的机械抓手的手指30采用可滚动的单向棘轮32，通过弹性器件回位的方式提供抓取力，因此在抓取形状不确定，且材质偏软的产品或软包装物品时，能够很高效的完成抓取工作，具有意想不到的良好效果。
[0042]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。