柔性抓取组件以及分拣装置的制作方法

1.本技术涉及物流分拣领域，具体涉及一种柔性抓取组件以及分拣装置。


背景技术：

2.随着劳动成本的增加及当下智能化制造对高效生产的要求，机器人被越来越多地应用到工业分拣中代替人类完成繁琐的工作，对于机器人来说，如何根据环境状况及对象的特性进行智能化的准确、无损抓取和转运是一项重要的能力。当前大批量生产的自动线中，普遍采用工业机器人对大负荷、单一抓取对象完成作业，但传统自动化生产线采用固定程序，柔性差，难以适应个性化产品的制造，且工业机器人抓取机构多为刚性接触、无法即时调整抓取压力的气动金属手指，安全性、适应性较差，容易损伤农产品、陶瓷、玻璃制品等表面脆弱、易损伤、形状不同的物品。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种柔性抓取组件，能够自适应于抓取的产品外形，并能够检测抓取产品的压力以调节抓取产品的力度，防止抓取产品时损伤产品。
4.本技术还提出一种具有上述柔性抓取组件的分拣装置，能够对产品进行分拣，并防止抓取产品时损伤产品。
5.根据本技术第一方面实施例的柔性抓取组件，包括：至少两个柔性手爪，所述柔性手爪之间形成产品抓取区，所述柔性手爪包括第一弹性条、第二弹性条以及至少一个横梁，所述第一弹性条的一端与所述第二弹性条的一端连接，所述横梁的两端分别与所述第一弹性条的内侧壁以及所述第二弹性条的内侧壁连接，所述第一弹性条位于所述柔性手爪靠近所述产品抓取区的一侧，所述第一弹性条上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测抓取产品的压力；安装部，所述第一弹性条的第二端以及所述第二弹性条的第二端设置于所述安装部上；第一驱动装置，所述安装部滑动安装于所述第一驱动装置上，所述第一驱动装置用于驱动所述柔性手爪相互远离或靠近。
6.根据本技术第一方面实施例的柔性抓取组件，至少具有如下有益效果：横梁的两端分别与第一弹性条的内侧壁以及第二弹性条的内侧壁连接，柔性手爪安装在安装部上，安装部滑动安装在第一驱动装置上，第一驱动装置驱动柔性手爪相互靠近，以使柔性手爪夹住产品，第一弹性条以及第二弹性条根据产品外形产生柔性形变，并带动横梁相应地移动，以适应产品的外形，并能够通过压力传感器检测抓取产品的压力以调节抓取产品的力度，减少柔性手爪抓取产品时的接触损伤，保护产品的完整性。同时，第一驱动装置能够驱动柔性手爪相互远离或靠近，可以根据不同产品的大小，调整柔性手爪之间的距离，以适应于抓取不同类型的产品，使用更加灵活。
7.根据本技术的一些实施例，所述安装部包括第一安装块和第二安装块，所述第一安装块与第二安装块的数量分别与所述柔性手爪的数量一一对应，所述第一弹性条的第二
端安装于所述第二安装块的一侧，所述第二弹性条的第二端安装于所述第二安装块的另一侧，所述第二安装块与所述第一安装块卡合，所述第一安装块滑动安装在所述第一驱动装置上。
8.根据本技术的一些实施例，所述安装部还包括连接块、第三安装块以及第一螺栓，所述第一螺栓依次穿过所述连接块、所述柔性手爪后，与所述第三安装块螺纹连接，以使所述柔性手爪锁紧在所述连接块与第三安装块之间，所述第三安装块滑动安装于所述第一驱动装置上。
9.根据本技术的一些实施例，所述第一弹性条朝向所述产品抓取区的一侧表面设有硅胶层，所述压力传感器嵌入设置于所述硅胶层内。
10.根据本技术第二方面实施例的分拣装置，包括：传送装置，所述传送装置用于输送产品到达检测区；检测装置，所述检测装置包括支架以及相机，所述相机设置在所述支架上，所述相机用于采集到达检测区的产品的图像；柔性抓取组件，所述柔性抓取组件包括至少两个柔性手爪，所述柔性手爪之间形成产品抓取区，所述柔性手爪包括第一弹性条、第二弹性条以及至少一个横梁，所述第一弹性条的一端与所述第二弹性条的一端连接，所述横梁的两端分别与所述第一弹性条的内侧壁以及所述第二弹性条的内侧壁连接，所述第一弹性条位于所述柔性手爪靠近所述产品抓取区的一侧，所述第一弹性条上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测抓取产品的压力，第一弹性条的第二端以及所述第二弹性条的第二端设置于安装部上，所述安装部滑动安装于第一驱动装置上，所述第一驱动装置用于驱动所述柔性手爪相互远离或靠近；移动装置，所述移动装置与所述柔性抓取组件连接，所述移动装置用于带动所述柔性抓取组件移动至所述检测区抓取产品，并转移至不同的分料区；控制装置，所述控制装置与所述传送装置、检测装置、柔性抓取组件以及移动装置电连接。
11.根据本技术第二方面实施例的分拣装置，至少具有如下有益效果：传送装置将产品输送到检测区，相机采集到达检测区的产品的图像，对产品的规格和品质进行分类、分级检测，并将检测结果反馈给控制装置；设置柔性手爪，横梁的两端分别与第一弹性条的内侧壁以及第二弹性条的内侧壁连接，柔性手爪安装在安装部上，安装部滑动安装在第一驱动装置上，第一驱动装置驱动柔性手爪相互靠近，以使柔性手爪夹住产品，第一弹性条以及第二弹性条根据产品外形产生柔性形变，并带动横梁相应地移动，以适应产品的外形，且柔性手爪内嵌有压力传感器，压力传感器用于检测抓取产品的压力，并将检测结果发送至控制装置，控制装置能够根据反馈的压力大小控制不同张角以适应不同规格的产品，同时，第一驱动装置能够驱动柔性手爪相互远离或靠近，可以根据不同产品的大小，调整柔性手爪之间的距离，以适应于抓取不同类型的产品，使用更加灵活；控制装置根据相机采集的图像，对产品进行分类，并控制移动装置移动，移动装置带动柔性手爪抓取的产品移动到不同的分料区，实现分拣产品的效果。
12.根据本技术的一些实施例，所述检测装置包括位置调节机构，所述位置调节机构与所述支架连接，所述位置调节机构上开设有安装槽，且所述安装槽的设置方向与所述传送装置的传输方向垂直，所述相机滑动安装在所述安装槽上。
13.根据本技术的一些实施例，所述检测装置还包括光电传感器，所述光电传感器用于检测产品是否到达检测区。
14.根据本技术的一些实施例，所述传送装置包括第一滑块、同步带、同步带轮以及第一电机，所述第一滑块用于放置产品，所述同步带绕设在所述同步带轮上，所述第一电机与所述同步带轮连接，所述第一滑块的一侧与所述同步带连接，所述电机用于驱动所述同步带轮转动，以带动所述第一滑块随所述同步带移动。
15.根据本技术的一些实施例，所述传送装置还包括导轨，所述导轨与所述同步带平行设置，所述第一滑块的另一侧滑动设置于所述导轨上。
16.根据本技术的一些实施例，所述移动装置包括第一滑动组件、第二滑动组件以及第三滑动组件，所述柔性手爪安装在所述第一滑动组件上，所述第一滑动组件沿竖直方向设置，所述第一滑动组件安装在所述第二滑动组件上，所述第一滑动组件与第二滑动组件相互垂直设置，所述第二滑动组件安装在所述第三滑动组件上，所述第二滑动组件与所述第三滑动组件相互垂直设置，所述第三滑动组件与所述第一滑动组件垂直设置，所述第一滑动组件、所述第二滑动组件以及所述第三滑动组件用于带动所述柔性手爪移动，以使柔性手爪抓取的产品移动到不同的分料区。
17.本技术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，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，其中：
19.图1为本技术实施例的柔性抓取组件的结构示意图；
20.图2为本技术实施例的柔性抓取组件的侧视图；
21.图3为本技术另一实施例的柔性抓取组件的结构示意图；
22.图4为本技术实施例的分拣装置的结构示意图；
23.图5为本技术实施例的传输装置的结构示意图；
24.图6为本技术实施例的移动装置的结构示意图。
25.附图标记：
26.分拣装置100；
27.传送装置110、第一滑块111、同步带112、同步带轮113、第一电机114、导轨115、
28.检测装置120、支架121、相机122、位置调节机构123；
29.柔性抓取组件130、柔性手爪131、第一弹性条1311、第二弹性条1312、横梁1313、硅胶层1314、第一安装块132、第二安装块133、第一驱动装置134、第一滑槽1341、第二滑槽1342、第三滑槽1343、第四滑槽1344、第一螺栓135、连接块136、第三安装块137、第五滑块138、第二螺栓139；
30.移动装置140、第一滑动组件141、第二电机1411、第一丝杆1412、第二滑块1413、第二滑动组件142、第三电机1421、第二丝杆1422、第三滑块1423、第三滑动组件143、第四电机1431、第三丝杆1432、第四滑块1433；
31.产品150。
具体实施方式
32.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
33.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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技术和简化描述，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技术的限制。
34.在本技术的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
35.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
36.本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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技术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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
37.下面参照图1至图6描述根据本技术实施例的柔性抓取组件130以及分拣装置100。
38.请参照图1，根据本技术第一方面实施例的柔性抓取组件130，包括：至少两个柔性手爪131，柔性手爪131之间形成产品抓取区，柔性手爪131包括第一弹性条1311、第二弹性条1312以及至少一个横梁1313，第一弹性条1311的一端与第二弹性条1312的一端连接，横梁1313的两端分别与第一弹性条1311的内侧壁以及第二弹性条1312的内侧壁连接，第一弹性条1311位于柔性手爪131靠近产品抓取区的一侧，第一弹性条1311上设置有压力传感器，压力传感器用于检测抓取产品150的压力；安装部，第一弹性条1311的第二端以及第二弹性条1312的第二端设置于安装部上；第一驱动装置134，安装部滑动安装于第一驱动装置134上，第一驱动装置134用于驱动柔性手爪131相互远离或靠近。
39.具体地，横梁1313的两端分别与第一弹性条1311的内侧壁以及第二弹性条1312的内侧壁连接，柔性手爪131安装在安装部上，安装部滑动安装在第一驱动装置134上，第一驱动装置134驱动柔性手爪131相互靠近，以使柔性手爪131夹住产品150，第一弹性条1311以及第二弹性条1312根据产品150外形产生柔性形变，并带动横梁1313相应地移动，以适应产品150的外形，并能够通过压力传感器检测抓取产品150的压力以调节抓取产品150的力度，减少柔性手爪131抓取产品150时的接触损伤，保护产品150的完整性。
40.可以理解的是，第一弹性条1311以及第二弹性条1312采用3d打印的高分子高回弹性up材料。
41.请参照图1，安装部包括第一安装块132和第二安装块133，第一安装块132与第二安装块133的数量分别与柔性手爪131的数量一一对应，第一弹性条1311的第二端安装于第二安装块133的一侧，第二弹性条1312的第二端安装于第二安装块133的另一侧，第二安装块133与第一安装块132卡合，第一安装块132滑动安装在第一驱动装置134上。
42.具体地，柔性手爪131、第一安装块132以及第二安装块133均设置为两个，第一弹性条1311的第二端安装于第二安装块133的一侧，第二弹性条1312的第二端安装于第二安装块133的另一侧，第二安装块133与第一安装块132卡合，第一驱动装置134为平行气爪，第一驱动装置134设置有第一滑槽1341以及第二滑槽1342，第一安装块132设有两个突起，且两个突起能够伸入第一滑槽1341以及第二滑槽1342并在其内滑动，即第一安装块132滑动安装在第一滑槽1341以及第二滑槽1342内，产品150经过相机122采集图像后，第一驱动装置134驱动柔性手爪131移动，使柔性手爪131相互靠近并夹住产品150，且柔性手爪131的柔性设计，减少柔性手爪131抓取产品150时的接触损伤，能够保证产品150的质量。
43.可以理解的是，柔性手爪131可以根据实际需要设置为3个或4个或5个等。
44.请参照图2，在本技术的另一实施例中，安装部还可以包括连接块136、第三安装块137以及第一螺栓135，第一螺栓135依次穿过连接块136、柔性手爪131后，与第三安装块137螺纹连接，以使柔性手爪131锁紧在连接块136与第三安装块137之间，第三安装块137滑动安装于第一驱动装置134上。具体地，第一驱动装置134为平行气爪，柔性手爪131、连接块136以及第三安装块137均设置为两个，第一螺栓135依次穿过连接块136、柔性手爪131以及第三安装块137，并将柔性手爪131固定在连接块136与第三安装块137之间，第三安装块137滑动安装于第一驱动装置134上，产品150经过相机122采集图像后，第一驱动装置134驱动柔性手爪131移动，使柔性手爪131相互靠近并夹住产品150。
45.可以理解的是，第一驱动装置134设置有第三滑槽1343以及第四滑槽1344，安装部还包括第二螺栓139以及第五滑块138，第五滑块138设置有两个，第三滑槽1343与第四滑槽1344分别滑动安装有一个第五滑块138，第三安装块137通过第二螺栓139锁紧在第五滑块138上，即第一驱动装置134驱动第五滑块138相互靠近以带动柔性手爪131相互靠近并夹住产品150。
46.请参照图2，第一弹性条1311朝向产品抓取区的一侧表面设有硅胶层1314，压力传感器嵌入设置于硅胶层1314内。具体地，硅胶层1314设置在第一弹性条1311朝向产品抓取区的一侧表面，达到防滑的效果，且能够进一步防止抓取产品150时损伤产品150，且压力传感器嵌入设置于硅胶层1314内，起到固定压力传感器的作用，防止压力传感器在抓取产品150过程中移动导致压力检测不精确。
47.请参照图4，根据本技术第二方面实施例的分拣装置100，包括：传送装置110、检测装置120、柔性抓取组件130、移动装置140以及控制装置。
48.传送装置110用于输送产品150到达检测区；检测装置120包括支架121以及相机122，相机122设置在支架121上，相机122用于采集到达检测区的产品150的图像；柔性抓取组件130包括至少两个柔性手爪131，柔性手爪131之间形成产品抓取区，柔性手爪131包括第一弹性条1311、第二弹性条1312以及至少一个横梁1313，第一弹性条1311的一端与第二弹性条1312的一端连接，横梁1313的两端分别与第一弹性条1311的内侧壁以及第二弹性条1312的内侧壁连接，第一弹性条1311位于柔性手爪131靠近产品抓取区的一侧，第一弹性条1311上设置有压力传感器，压力传感器用于检测抓取产品150的压力，第一弹性条1311的第二端以及第二弹性条1312的第二端设置于安装部上，安装部滑动安装于第一驱动装置134上，第一驱动装置134用于驱动柔性手爪131相互远离或靠近；移动装置140与柔性抓取组件130连接，移动装置140用于带动柔性抓取组件130移动至检测区抓取产品150，并转移至不
同的分料区；控制装置与传送装置110、检测装置120、柔性抓取组件130以及移动装置140电连接。
49.具体地，传送装置110将产品150输送到检测区，相机122采集到达检测区的产品150的图像，对产品150的规格和品质进行分类、分级检测，并将检测结果反馈给控制装置；设置柔性手爪131，横梁1313的两端分别与第一弹性条1311的内侧壁以及第二弹性条1312的内侧壁连接，柔性手爪131安装在安装部上，安装部滑动安装在第一驱动装置134上，第一驱动装置134驱动柔性手爪131相互靠近，以使柔性手爪131夹住产品150，第一弹性条1311以及第二弹性条1312根据产品150外形产生柔性形变，并带动横梁1313相应地移动，以适应产品150的外形，且柔性手爪131内嵌有压力传感器，压力传感器用于检测抓取产品150的压力，并将检测结果发送至控制装置，控制装置能够根据反馈的压力大小控制不同张角以适应不同规格的产品150；控制装置根据相机122采集的图像，对产品150进行分类，并控制移动装置140移动，移动装置140带动柔性手爪131抓取的产品150移动到不同的分料区，实现分拣产品150的效果。
50.请参照图1，检测装置120包括位置调节机构123，位置调节机构123与支架121连接，位置调节机构123上开设有安装槽，且安装槽的设置方向与传送装置110的传输方向垂直，相机122滑动安装在安装槽上。具体地，可以根据产品150位置，调节相机122的位置，使相机122在位置调节机构123上移动到正对产品150，提高图像采集的精确度。
51.检测装置120还包括光电传感器(图未示出)，光电传感器用于检测产品150是否到达检测区。具体地，设置光电传感器，用于检测产品150是否到达检测区，当检测到产品150已到达检测区，则相机122开始采集产品150的图像，提高图像检测的效率。
52.请参照图5，传送装置110包括第一滑块111、同步带112、同步带轮113以及第一电机114，第一滑块111用于放置产品150，同步带112绕设在同步带轮113上，第一电机114与同步带轮113连接，第一滑块111的一侧与同步带112连接，电机用于驱动同步带轮113转动，以带动第一滑块111随同步带112移动。具体地，第一电机114启动，同步带轮113带动同步带112开始转动，以使第一滑块111沿x轴移动，从而带动产品150沿x轴移动到检测装置120的下方进行图像采集。
53.请参照图5，传送装置110还包括导轨115，导轨115与同步带112平行设置，第一滑块111的另一侧滑动设置于导轨115上。具体地，传送装置110设置导轨115，第一滑块111的一侧与同步带112固定连接，第一滑块111的另一侧滑动设置在导轨115上，能够使第一滑块111在导轨115上移动地更加平稳，且导轨115的设置能够起到支撑第一滑块111的作用，保证产品150的完整性。
54.请参照图6，移动装置140包括第一滑动组件141、第二滑动组件142以及第三滑动组件143，柔性手爪131安装在第一滑动组件141上，第一滑动组件141沿竖直方向设置，第一滑动组件141安装在第二滑动组件142上，第一滑动组件141与第二滑动组件142相互垂直设置，第二滑动组件142安装在第三滑动组件143上，第二滑动组件142与第三滑动组件143相互垂直设置，第三滑动组件143与第一滑动组件141垂直设置，第一滑动组件141、第二滑动组件142以及第三滑动组件143用于带动柔性手爪131移动，以使柔性手爪131抓取的产品150移动到不同的分料区。
55.具体地，第一滑动组件141沿竖直方向设置，第一滑动组件141带动柔性手爪131沿
z轴方向移动，第一滑动组件141与第二滑动组件142相互垂直设置，则第二滑动组件142带动柔性手爪131沿y轴方向移动，第二滑动组件142与第三滑动组件143相互垂直设置，第三滑动组件143与第一滑动组件141垂直设置，则第三滑动组件143带动柔性手爪131沿x轴方向移动，第一滑动组件141包括第二电机1411、第一丝杆1412以及第二滑块1413，第二电机1411与第一丝杆1412连接，第二滑块1413与第一丝杆1412连接，第一驱动装置134安装在第二滑块1413上，即柔性手爪131安装在第二滑块1413上，第二电机1411用于驱动第二滑块1413在第一丝杆1412上移动，即第二电机1411驱动柔性手爪131沿z轴移动；第二滑动组件142包括第三电机1421、第二丝杆1422以及第三滑块1423，第三电机1421与第二丝杆1422连接，第三滑块1423与第二丝杆1422连接，第一滑动组件141安装在第三滑块1423上，第三电机1421驱动第三滑块1423在第二丝杆1422上移动，即第三电机1421驱动柔性手爪131沿y轴移动；第三滑动组件143包括第四电机1431、第三丝杆1432以及第四滑块1433，第四电机1431连接，第四滑块1433与第三丝杆1432连接，第二滑动组件142安装在第四滑块1433上，可以理解的是，设置有两个第三滑动组件143，且两个第三滑动组件143并排设置，第二滑动组件142的两端分别与两个第四滑块1433连接，第四电机1431驱动第四滑块1433在第三丝杆1432上移动，即第四电机1431驱动柔性手爪131沿x轴移动。
56.下面参照图1和图4以具体的实施例详细描述根据本技术实施例的分拣装置100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本技术的具体限制。
57.第一电机114启动，同步带轮113带动同步带112开始转动，以使第一滑块111在导轨115上沿x轴移动，从而带动产品150沿x轴移动到检测装置120的下方；当光电传感器检测到产品150已到达检测区，则相机122通过位置调节机构123调节到正对产品150，并开始采集产品150的图像，对产品150的规格和品质进行分类、分级检测，并将检测结果反馈给控制装置；控制装置接收到图像的检测结果，并控制第一驱动装置134驱动柔性手爪131相互靠近夹住产品150，且柔性手爪131能够自适应于抓取的产品150外形，减少柔性手爪131抓取产品150时的接触损伤，能够保证产品150的质量，且柔性手爪131内嵌有压力传感器，压力传感器用于检测抓取产品150的压力，并将检测结果发送至控制装置，控制装置根据反馈的压力大小控制不同张角以适应不同规格的产品150；控制装置根据相机122采集的图像，对产品150进行分类，第一驱动装置134安装在第二滑块1413上，即柔性手爪131安装在第二滑块1413上，第二电机1411驱动第二滑块1413在第一丝杆1412上移动，即第二电机1411驱动柔性手爪131沿z轴移动，第一滑动组件141安装在第三滑块1423上，第三电机1421驱动第三滑块1423在第二丝杆1422上移动，即第三电机1421驱动柔性手爪131沿y轴移动，第二滑动组件142安装在第四滑块1433上，第四电机1431驱动第四滑块1433在第三丝杆1432上移动，即第四电机1431驱动柔性手爪131沿x轴移动，移动装置140通过使柔性手爪131抓取的产品150沿x轴、y轴以及z轴移动，并将产品150移动到不同的分料区，完成对产品150的分拣过程。
58.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。