一种多用途夹爪机构及其使用方法与流程

1.本发明涉及机器人自动搬运、组装设备领域，尤其涉及一种多用途夹爪机构及其使用方法。


背景技术：

2.随着工业机器人和工业自动化的发展与应用，工业机器人越来越广泛应用于自动化领域，包括自动化搬运、自动化焊接、自动化组装、自动化包装以及自动化检测等。特别地，在自动化搬运和组装领域，装备工业机器人的自动化设备具有结构简单、调试方便、故障率低、具有科技感、可重复使用等优点，并且随着机器人成本的越来越低，越来越多的自动化厂家愿意选择工业机器人，因此工业机器人在自动化搬运和组装领域的应用会越来越广泛。在工业机器人自动化搬运和组装时，其末端往往会使用设计师设计的夹爪、吸盘或其他机构来进行搬运物料或组装零部件；当零部件较小的时候，工业机器人末端的机构可以选用标准的夹爪气缸或真空吸盘来进行设计，但当物料尺寸较大时，则需要自行设计相匹配的机构来满足需求。目前，市面上已有的相关机构多是针对具体的产品，其适用范围较窄，且功能较为单一。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种多用途夹爪机构，解决现有技术中机构多是针对具体的产品，其适用范围较窄，且功能较为单一的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明一种多用途夹爪机构，包括机器人安装板、轴承安装板，所述机器人安装板的定位环一面连接在机器人的末端法兰上，所述机器人安装板的底面通过两块连接板与所述轴承安装板连接在一起；
6.所述轴承安装板的中心位置设有一轴承，所述轴承通过三颗螺钉固定于轴承安装板上，所述轴承的内部安装有轴承安装轴且底部通过卡簧定位，所述轴承安装轴的上端设有开槽并在开槽处安装有中心连杆，所述中心连杆的两端均连接有轴承连杆，所述轴承连杆的两外侧端分别连接有夹爪组件；
7.所述轴承安装板的两侧边缘设有两组真空发生器组件，轴承安装板的正下方设置有吸盘组件，所述吸盘组件与所述真空发生器组件连通，所述吸盘组件通过复位组件与所述轴承安装板的四角连接在一起。
8.优选的，所述夹爪组件包括两个对称布置的夹爪，所述夹爪通过左夹爪连接板、右夹爪连接板分别连接在所述轴承连杆的两外侧端，所述左夹爪连接板和右夹爪连接板下侧两边均连接有导向组件；所述轴承安装板前侧安装有驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆前端连接有驱动连接钣金，所述驱动连接钣金通过螺栓与所述左夹爪连接板连接在一起。
9.优选的，所述导向组件包括直线导轨和滑块，所述直线导轨通过螺栓连接在轴承安装板上，所述滑块螺栓连接在所述左夹爪连接板和右夹爪连接板下侧两边，所述滑块与
所述直线导轨相匹配并沿所述直线导轨直线往复移动，所述直线导轨的外侧连接有直线导轨挡块。
10.优选的，所述吸盘组件包括真空吸盘上板和真空吸盘下板，所述真空吸盘上板通过螺栓与所述真空吸盘下板连接，所述真空吸盘上板与真空吸盘下板贴合面之间设有密封圈，所述真空吸盘上板的上内侧设有两个内部真空转接头，真空吸盘上板的外侧设有两个外部真空转接头，所述内部真空转接头、外部真空转接头通过管道分别与其中一组所述真空发生器组件连通，所述真空吸盘上板的四角与所述复位组件连接。
11.优选的，所述复位组件包括活动轴、直线轴承和弹簧，四个所述直线轴承连接在所述轴承安装板的四边角处，所述直线轴承内部套合有所述活动轴，所述活动轴的上端通过螺栓与阻挡垫片连接，所述活动轴的下端通过螺纹与所述真空吸盘上板连接，所述活动轴外侧套有压缩状态的所述弹簧。
12.如上所述的一种多用途夹爪机构的使用方法，包括多种工作模式：
13.模式一，作为单一的吸盘使用时，拆除夹爪组件，通过机器人安装板连接在机器人末端，然后运动至取物料位置，调整机器人末端姿态，所述真空吸盘上板与真空吸盘下板逐渐压上待取物料并过压一定距离，然后真空发生器组件动作吸取物料，最后机器人运动将物料搬运或组装至预定位置；
14.模式二，作为单一的夹爪使用，将吸盘组件拆除，通过机器人安装板连接在机器人末端；首先驱动气缸的活塞杆处于伸出状态，两个夹爪相互远离，然后运动至取产品或载具位置，调整机器人末端姿态并下移至物料的固定位置，驱动气缸4的活塞杆缩回并带动两个夹爪相互靠近夹紧产品或载具，然后机器人运动将产品或载具搬运或组装至预定位置；
15.模式三、作为复合夹爪使用，夹爪组件和吸盘组件安装到位，通过机器人安装板连接在机器人末端，首先驱动气缸的活塞杆处于伸出状态，带动两个夹爪相互远离，然后运动至取物料位置，调整机器人末端姿态，真空吸盘上板与真空吸盘下板逐渐压上待取物料并过压一定距离，然后真空发生器组件动作使吸盘吸取物料，然后驱动气缸的活塞杆缩回使两个夹爪夹紧产品或载具，最后通过机器人运动搬运或组装至预定位置。
16.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
17.本发明一种多用途夹爪机构，包括机器人安装板、轴承安装板，机器人安装板的定位环一面连接在机器人的末端法兰上，机器人安装板的底面通过两块连接板与轴承安装板连接在一起；首先，轴承安装板的中心位置设有一轴承，轴承的内部安装有轴承安装轴且底部通过卡簧定位，轴承安装轴的上端通过中心连杆连接有轴承连杆，轴承连杆的两外侧端对称连接有夹爪组件，实现产品或载具的夹取后的转移搬运作业；中心连杆与轴承连杆组成连杆机构，以实现夹爪的同步运动，且通过导向组件的设置，保证夹爪运动时的稳定性。
18.其次，轴承安装板的两侧边缘设有两组真空发生器组件，轴承安装板的正下方设置有吸盘组件，通过该吸盘组件的设计实现薄膜等物料的吸附作业，四角复位组件的设计，一是起到缓冲作用，防止压力过大，再有就是减小位置误差，保证吸附压紧力，还有就是保证吸附后的复位作业。
19.再有，通过在轴承安装板上安装不同的组件，实现了单吸附作业、单夹爪作业和复合作业三种工作模式，适用范围得到了极大的提升，且各种模式的切换简单，组装拆卸操作方便快捷。
20.总的来说，本发明布局合理，结构紧凑，实现了工件或载具等物料的夹取动作或吸取动作，可兼容不同物料的搬运或组装；该机构成本较低，复用性强，用途较多，适用于工业机器人的末端组件，广泛应用于自动化搬运和组装领域。
附图说明
21.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
22.图1为本发明多用途夹爪机构轴侧示意图；
23.图2为本发明拆除机器人安装板后轴侧示意图；
24.图3为本发明拆除机器人安装板后俯视图；
25.图4为本发明多用途夹爪机构主视图；
26.图5为本发明多用途夹爪机构侧视图；
27.附图标记说明：1、机器人安装板；2、连接板；3、轴承安装板；4、真空发生器组件；5、阻挡垫片；6、活动轴；7、直线轴承；8、直线导轨；9、轴承；10、螺钉；11、轴承安装轴；12、中心连杆；13、轴承连杆；14、右夹爪连接板；15、夹爪；16、驱动气缸；17、直线导轨挡块；18、驱动连接钣金；19、左夹爪连接板；20、弹簧；21、外部真空转接头；22、真空吸盘上板；23、真空吸盘下板；24、载具；25、薄膜；26、内部真空转接头。
具体实施方式
28.如图1-5所示，一种多用途夹爪机构，包括机器人安装板1、轴承安装板3，所述机器人安装板1的定位环一面连接在机器人的末端法兰上，所述机器人安装板1的底面通过两块连接板2与所述轴承安装板3连接在一起；所述轴承安装板3的中心位置设有一轴承9，所述轴承9通过三颗螺钉10固定于轴承安装板3上，所述轴承9的内部安装有轴承安装轴11且底部通过卡簧定位，所述轴承安装轴11的上端设有开槽并在开槽处安装有中心连杆12，所述中心连杆12的两端均连接有轴承连杆13，所述轴承连杆13的两外侧端分别连接有夹爪组件；所述轴承安装板3的两侧边缘设有两组真空发生器组件4，轴承安装板3的正下方设置有吸盘组件，所述吸盘组件与所述真空发生器组件4连通，所述吸盘组件通过复位组件与所述轴承安装板3的四角连接在一起。
29.具体的，如图3所示，所述夹爪组件包括两个对称布置的夹爪15，所述夹爪15通过左夹爪连接板19、右夹爪连接板14分别连接在所述轴承连杆13的两外侧端，所述左夹爪连接板19和右夹爪连接板14下侧两边均连接有导向组件；所述轴承安装板3前侧安装有驱动气缸16，所述驱动气缸16的活塞杆前端连接有驱动连接钣金18，所述驱动连接钣金18通过螺栓与所述左夹爪连接板19连接在一起。一个中心连杆与两个轴承连杆组成连杆机构，实现了夹爪的同步运动。
30.所述导向组件包括直线导轨8和滑块，所述直线导轨8通过螺栓连接在轴承安装板3上，所述滑块螺栓连接在所述左夹爪连接板19和右夹爪连接板14下侧两边，所述滑块与所述直线导轨8相匹配并沿所述直线导轨8直线往复移动，所述直线导轨8的外侧连接有直线导轨挡块17。该导向组件的设置，保证夹爪运动时的稳定性
31.具体的，如图2、4所示，所述吸盘组件包括真空吸盘上板22和真空吸盘下板23，所述真空吸盘上板22通过螺栓与所述真空吸盘下板23连接，所述真空吸盘上板22与真空吸盘
下板23贴合面之间设有密封圈，所述真空吸盘上板22的上内侧设有两个内部真空转接头26，真空吸盘上板22的外侧设有两个外部真空转接头21，所述内部真空转接头26、外部真空转接头21通过管道分别与其中一组所述真空发生器组件4连通，所述真空吸盘上板22的四角与所述复位组件连接。
32.所述复位组件包括活动轴6、直线轴承7和弹簧20，四个所述直线轴承7连接在所述轴承安装板3的四边角处，该直线轴承7选用带法兰盘的轴承，底部的法兰盘通过螺栓紧固连接在所述轴承安装板3上，所述直线轴承7内部套合有所述活动轴6，所述活动轴6的上端通过螺栓与阻挡垫片5连接，所述活动轴6的下端通过螺纹与所述真空吸盘上板22连接，所述活动轴6外侧套有压缩状态的所述弹簧20，所述弹簧20的两端抵接在所述真空吸盘上板22和直线轴承7的法兰盘的相对面上。该四角处的复位组件设计，一是起到缓冲作用，防止压力过大，再有就是保证吸附压紧力，还有就是保证吸附后的复位作业。
33.一种多用途夹爪机构的使用方法，包括多种工作模式：
34.模式一，作为单一的吸盘使用时，拆除夹爪组件，通过机器人安装板1连接在机器人末端，然后运动至取物料位置，调整机器人末端姿态，所述真空吸盘上板22与真空吸盘下板23逐渐压上待取物料并过压一定距离，然后真空发生器组件4动作吸取物料，最后机器人运动将物料搬运或组装至预定位置；例如，物料为薄膜时，该薄膜25放置在载具24上，载具24位于真空吸盘下板23的正下方，可通过吸盘组件实现薄膜25的吸附、转移作业，而载具24保留在原始位置不动，实现物料的存放、支撑作业。
35.模式二，作为单一的夹爪使用，将吸盘组件拆除，通过机器人安装板1连接在机器人末端；首先驱动气缸16的活塞杆处于伸出状态，两个夹爪15相互远离，然后运动至取产品或载具位置，调整机器人末端姿态并下移至物料的固定位置，驱动气缸4的活塞杆缩回并带动两个夹爪15相互靠近夹紧产品或载具24，然后机器人运动将产品或载具搬运或组装至预定位置；此时载具和载具上的产品可同步转移至下一工位上。
36.模式三、作为复合夹爪使用，夹爪组件和吸盘组件安装到位，通过机器人安装板1连接在机器人末端，首先驱动气缸16的活塞杆处于伸出状态，带动两个夹爪15相互远离，然后运动至取物料位置，调整机器人末端姿态，真空吸盘上板22与真空吸盘下板23逐渐压上待取物料并过压一定距离，然后真空发生器组件4动作使吸盘吸取物料，然后驱动气缸16的活塞杆缩回使两个夹爪15夹紧产品或载具，最后通过机器人运动搬运或组装至预定位置。
37.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。