机器人、机械臂及气动夹具的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人、机械臂及气动夹具。


背景技术：

2.随着机器人技术的不断发展与进步，已经有越来越多的送餐机器人出现在餐饮行业。其中，为了降低服务员的劳动强度，传统的送餐机器人能够将餐盘运送至指定的位置，从而替代服务员进行传菜。但是，送餐机器人在送餐的过程中，仍然需要服务员进行手动取餐及放餐，无法实现全自动送餐。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对传统的送餐机器人需要服务员进行手动取餐及放餐，无法实现全自动送餐的问题，提供一种机器人、机械臂及气动夹具。
4.其技术方案如下：
5.第一方面，提供了一种气动夹具，包括：
6.安装本体；
7.第一夹持件与第二夹持件，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间形成夹取空间，所述第一夹持件及所述第二夹持件均与所述安装本体转动配合；及
8.气动机构，所述气动机构包括气源、第一传动组件及第二传动组件，所述气源与所述第一传动组件及所述第二传动组件均传动连接，所述第一传动组件与所述第一夹持件传动连接，所述第二传动组件与所述第二夹持件传动连接，所述气源通过所述第一传动组件及所述第二传动组件驱动所述第一夹持件与所述第二夹持件沿相互远离或相互靠近的方向转动。
9.下面进一步对技术方案进行说明：
10.在其中一个实施例中，所述第一传动组件包括设有第一容纳腔的第一伸缩件，所述第一伸缩件与所述第一夹持件传动连接，所述第一伸缩件能够沿第一容纳腔的轴线方向收缩或拉伸，所述第二传动组件包括设有第二容纳腔的第二伸缩件，所述第二伸缩件与所述第二夹持件传动连接，所述第二伸缩件能够沿第二容纳腔的轴线方向收缩或拉伸，所述气源用于向所述第一容纳腔及所述第二容纳腔内抽气或充气，当所述气源抽气时，所述第一伸缩件及所述第二伸缩件均收缩，以带动所述第一夹持件与所述第二夹持件沿相互远离的方向转动，当所述气源充气时，所述第一伸缩件及所述第二伸缩件均拉伸，以带动所述第一夹持件与所述第二夹持件沿相互靠近的方向转动。
11.在其中一个实施例中，所述第一传动组件还包括与所述第一伸缩件传动连接的第一传动件、及设有第三容纳腔的第三伸缩件，所述第一传动件与所述安装本体转动连接，所述第一夹持件与所述第一传动件转动连接，所述第三容纳腔与所述第一容纳腔连通，所述第三伸缩件能够沿所述第三容纳腔的轴向方向收缩或拉伸，所述第三伸缩件的两端分别与所述第一传动件及所述第一夹持件传动连接，所述气源通过所述第一伸缩件、所述第一传
动件及所述第三伸缩件驱动所述第一夹持件沿靠近或远离所述第二夹持件的方向转动。
12.在其中一个实施例中，所述第一伸缩件为第一伸缩气囊，所述第一伸缩气囊的两端分别与所述安装本体及所述第一传动件柔性连接，所述安装本体远离所述第一伸缩气囊的一侧设有与所述第一容纳腔连通的第一气流通道，所述第一传动件设有用于将所述第一容纳腔与所述第三容纳腔连通的第二气流通道，所述气源设有气口，所述气口与所述第一气流通道连通。
13.在其中一个实施例中，所述第一传动件靠近所述第一伸缩气囊的一侧与所述第一传动件靠近所述第三伸缩气囊的一侧呈夹角设置。
14.在其中一个实施例中，所述第一夹持件与所述第二夹持件相互靠近的一侧均设有柔性件。
15.在其中一个实施例中，所述安装本体包括设有连接部的支撑件，所述第一夹持件及所述第二夹持件均与所述连接部远离所述支撑件的一侧转动配合，所述第一传动组件与所述第二传动组件沿所述连接部的中心轴线对称设置。
16.在其中一个实施例中，所述第一夹持件、所述第二夹持件、所述第一传动组件、所述第二传动组件及所述支撑件的数量均为至少为两个，一所述第一夹持件、一所述第二夹持件、一所述第一传动组件及一所述第二传动组件均与一所述支撑件对应设置，各个所述第一传动组件及各个所述第二传动组件均与所述气源传动连接，所述安装本体还包括安装件，各个所述支撑件沿所述安装件的长度方向间隔设置于所述安装件上。
17.第二方面，提供了一种机械臂，其特征在于，包括机械臂本体及所述的气动夹具，所述气动夹具安装于所述机械臂本体上。
18.第三方面，提供了一种机器人，其特征在于，包括机器人本体及所述的机械臂，所述机械臂安装于所述机器人本体上。
19.上述实施中的机器人、机械臂及气动夹具，当需要夹取餐具时，首先，气源驱动第一传动组件与第二传动组件传动，使得第一传动组件及第二传动组件带动第一夹持件与第二夹持件沿相互远离的方向转动以形成夹取空间。然后，当夹取空间形成后，移动气动夹具，使得餐具的边沿位于夹取空间内。最后，气源再次驱动第一传动组件及第二传动组件传动，使得第一传动组件及第二传动组件带动第一夹持件与第二夹持件沿相互靠近的方向转动，进而使得第一夹持件与第二夹持件能够配合夹紧餐具，从而实现自动取餐及自动放餐的效果，提高了机器人、机械臂及气动夹具的适用性及可靠性。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为一个实施例的气动夹具在未夹持餐具前的结构示意图；
23.图2为图1的气动夹具与餐具的结构示意图；
24.图3为图1的气动夹具在夹持餐具后的结构示意图；
25.图4为图3的气动夹具与餐具的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.10、气动夹具；100、安装本体；110、支撑件；111、第一气流通道；112、第三气流通道；113、连接部；120、安装件；200、第一夹持件；300、第二夹持件；400、气动机构；410、第一传动组件；411、第一伸缩件；412、第一传动件；413、第三伸缩件；420、第二传动组件；421、第二伸缩件；422、第二传动件；423、第四伸缩件；500、柔性件；600、餐具。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
29.在一个实施例中，提供了一种机器人，其特征在于，包括机器人本体及机械臂，机械臂安装于机器人本体上。
30.上述实施例中的机器人，当需要机器人送餐时，首先，机器人本体带动机械臂移动，使得机械臂移动至餐具600附近处。其次，机械臂移动以夹取餐具600。然后，当机械臂夹取餐具600后，机器人本体再次带动机械臂移动，使得餐具600移动至预设位置附近。最后，机械臂再次移动，使得机械臂能够将餐具600移动至预设位置，进而实现全自动送餐。
31.其中，机器人能够应用于餐饮行业、物流行业或其他需要夹放物品的行业。本技术中以机器人应用于餐饮行业，以夹取餐具600为例进行说明。
32.在一个实施例中，提供了一种机械臂，包括机械臂本体及气动夹具10，气动夹具10安装于机械臂本体上。
33.上述实施中的机械臂，当需要夹取餐具600时，首先，机械臂本体带动气动夹具10移动，使得气动夹具10移动至餐具600的正上方。其次，气动夹具10向外张开以形成夹取空间。然后，当夹取空间形成后，机械臂本体再次带动气动夹具10移动，使得气动夹具10沿餐具600的轴向方向移动，直至餐具600的边沿位于夹取空间内。接着，气动夹具10向内收拢以能够夹紧餐具600。最后，机械臂本体再次带动气动夹具10移动，使得机械臂本体能够通过气动夹具10驱动餐具600移动至预设位置，从而实现自动取餐及自动放餐的效果，提高了机械臂的适用性及可靠性。
34.如图1至图4所示，在一个实施例中，提供了一种气动夹具10，包括安装本体100、第一夹持件200、第二夹持件300及气动机构400。其中，第一夹持件200与第二夹持件300之间形成夹取空间，第一夹持件200及第二夹持件300均与安装本体100转动配合。气动机构400包括气源、第一传动组件410及第二传动组件420，气源与第一传动组件410及第二传动组件420均传动连接，第一传动组件410与第一夹持件200传动连接，第二传动组件420与第二夹持件300传动连接，气源通过第一传动组件410及第二传动组件420驱动第一夹持件200与第二夹持件300沿相互远离或相互靠近的方向转动。
35.上述实施中的气动夹具10，当需要夹取餐具600时，首先，气源驱动第一传动组件410与第二传动组件420传动，使得第一传动组件410及第二传动组件420带动第一夹持件
200与第二夹持件300沿相互远离的方向转动以形成夹取空间。然后，当夹取空间形成后，移动气动夹具10，使得餐具600的边沿位于夹取空间内。最后，气源再次驱动第一传动组件410及第二传动组件420传动，使得第一传动组件410及第二传动组件420带动第一夹持件200与第二夹持件300沿相互靠近的方向转动，进而使得第一夹持件200与第二夹持件300能够配合夹紧餐具600，从而实现自动取餐及自动放餐的效果，提高了气动夹具10的适用性及可靠性。
36.其中，第一夹持件200与第二夹持件300可以为机械夹持爪、柔性夹持爪、气动夹持爪或其他结构的夹持爪。在本实施例中，第一夹持件200与第二夹持件300均为指腹板。
37.其中，气源可与为气压缸、抽气充气两用气泵或其他能够抽气充气的驱动器件。气源可以安装在安装本体100上、机械臂上或其他位置。气源的数量可以根据实际使用的需要进行调整。例如气源的数量可以为一个，例如一个气源能够同时驱动第一传动组件410及第二传动组件420传动；驱动机构的数量也可以为多个，例如每个第一传动组件410与每个第二传动组件420均能够通过一气源单独驱动。本技术以一个气源同时驱动第一传动组件410及第二传动组件420传动为例进行说明。
38.如图1及图2所示，进一步地，所述第一传动组件410包括设有第一容纳腔的第一伸缩件411，所述第一伸缩件411与所述第一夹持件200传动连接，所述第一伸缩件411能够沿第一容纳腔的轴线方向收缩或拉伸，所述第二传动组件420包括设有第二容纳腔的第二伸缩件421，所述第二伸缩件421与所述第二夹持件300传动连接，所述第二伸缩件421能够沿第二容纳腔的轴线方向收缩或拉伸，所述气源用于向所述第一容纳腔及所述第二容纳腔内抽气或充气，当所述气源抽气时，所述第一伸缩件411及所述第二伸缩件421均收缩，以带动所述第一夹持件200与所述第二夹持件300沿相互远离的方向转动，当所述气源充气时，所述第一伸缩件411及所述第二伸缩件421均拉伸，以带动所述第一夹持件200与所述第二夹持件300沿相互靠近的方向转动。如此，通过气源向第一容纳腔及第二容纳腔内同步抽气或充气，使得第一伸缩件411与第二伸缩件421能够同步对应收缩或拉伸，从而使得气源能够通过第一伸缩件411及第二伸缩件421驱动第一夹持件200与第二夹持件300沿相互远离的方向转动以形成夹取空间或放置餐具600、及沿相互靠近的方向转动以夹取餐具600，提高了气动夹具10的可靠性与使用的便利性。
39.如图1及图3所示，在一个实施例中，所述第一传动组件410还包括与所述第一伸缩件411传动连接的第一传动件412、及设有第三容纳腔的第三伸缩件413，所述第一传动件412与安装本体100转动连接，所述第一夹持件200与所述第一传动件412转动连接，所述第三容纳腔与所述第一容纳腔连通，所述第三伸缩件413能够沿所述第三容纳腔的轴向方向收缩或拉伸，所述第三伸缩件413的两端分别与所述第一传动件412及所述第一夹持件200传动连接，所述气源通过所述第一伸缩件411、所述第一传动件412及所述第三伸缩件413驱动所述第一夹持件200沿靠近或远离所述第二夹持件300的方向转动。如此，第一传动组件410包括第一伸缩件411及第三伸缩件413，使得第一夹持件200的自由度增加，提高了气动夹具10的灵活性与适用性。
40.其中，第一传动件412可以为中间指骨、传动块、传动壳或其他传动结构。第一传动件412与所述第一伸缩件411传动连接的、及所述第三伸缩件413的两端分别与所述第一传动件412及所述第一夹持件200传动连接，可以通过转动连接、柔性连接等传动连接方式，只
需能够使得第一夹持件200与第二夹持件300沿相互靠近或相互远离的方向转动。在其他实施例中，第一夹持件200也可以与安装本体100转动连接。
41.其中，第一传动组件410与第二传动组件420的结构可以相同，也可以不相同。本技术以第一传动组件410与第二传动组件420的结构相同为例进行说明。
42.如图1及图3所示，进一步地，所述第二传动组件420还包括与所述第二伸缩件421传动连接的第二传动件422、及设有第四容纳腔的第四伸缩件423，所述第二传动件422与安装本体100转动连接，所述第二夹持件300与所述第二传动件422转动连接，所述第四容纳腔与所述第二容纳腔连通，所述第四伸缩件423能够沿所述第四容纳腔的轴向方向收缩或拉伸，所述第四伸缩件423的两端分别与所述第二传动件422及所述第二夹持件300传动连接，气源通过所述第二伸缩件421、所述第二传动件422及所述第四伸缩件423驱动所述第二夹持件300沿靠近或远离所述第一夹持件200的方向转动。如此，第二传动组件420包括第二伸缩件421及第四伸缩件423，使得第二夹持件300的自由度增加，提高了气动夹具10的灵活性与适用性。
43.其中，第二传动件422可以为中间指骨、传动块、传动壳或其他传动结构。第二传动件422与所述第二伸缩件421传动连接的、及所述第四伸缩件423的两端分别与所述第二传动件422及所述第二夹持件300传动连接，可以通过转动连接、柔性连接等传动连接方式，只需能够使得第一夹持件200与第二夹持件300沿相互靠近或相互远离的方向转动。在其他实施例中，第二夹持件300也可以与安装本体100转动连接。
44.其中，第一伸缩件411、第二伸缩件421、第三伸缩件413及第四伸缩件423均可以为伸缩气囊、伸缩气杆、伸缩气压缸或其他伸缩气动结构。
45.如图1及图3所示，可选地，所述第一伸缩件411为第一伸缩气囊，所述第一伸缩气囊的两端分别与所述安装本体100及所述第一传动件412柔性连接，所述安装本体100远离所述第一伸缩气囊的一侧设有与所述第一容纳腔连通的第一气流通道111，所述第一传动件412设有用于将所述第一容纳腔与所述第三容纳腔连通的第二气流通道，所述气源设有用于抽气及充气的气口，所述气口与所述第一气流通道111连通。在本实施例中，第三伸缩件413为设有第三容纳腔的第三伸缩气囊。如此，当气源通过气口及第一气流通道111向第一容纳腔内抽气时，第三容纳腔内的气体能够通过第二气流通道流至第一容纳腔内，使得第一伸缩气囊与第三伸缩气囊能够同步收缩，进而使得气源能够通过第一伸缩气囊、第一传动件412及第三伸缩气囊驱动第一夹持件200沿远离第二夹持件300的方向转动，从而使得气动夹具10能够形成夹取空间。当气源通过开口及第一气流通道111向第一容纳腔内充气时，第一容纳腔内的气体能够通过第二气流通道流至第三容纳腔内，使得第一气囊与第三气囊能够同步拉伸，进而使得气源能够通过第一伸缩气囊、第一传动件412及第三伸缩气囊驱动第一夹持件200沿靠近第二夹持件300的方向转动，从而使得第一夹持件200与第二夹持件300能够配合夹取餐具600。
46.如图1及图2所示，可选地，所述第二伸缩件421为第二伸缩气囊，所述第二伸缩气囊的两端分别与所述安装本体100及所述第二传动件422柔性连接，所述安装本体100远离所述第二伸缩气囊的一侧设有与所述第二容纳腔连通的第三气流通道112，所述第二传动件422设有用于将所述第二容纳腔与所述第四容纳腔连通的第四气流通道，所述气源设有用于抽气及充气的气口，所述气口与所述第三气流通道112连通。在本实施例中，第四伸缩
件423为设有第四容纳腔的第四伸缩气囊。如此，当气源通过气口及第三气流通道112向第二容纳腔内抽气时，第四容纳腔内的气体能够通过第四气流通道流至第二容纳腔内，使得第二伸缩气囊与第四伸缩气囊能够同步收缩，进而使得气源能够通过第二伸缩气囊、第二传动件422及第四伸缩气囊驱动第二夹持件300沿远离第一夹持件200的方向转动，从而使得气动夹具10能够形成夹取空间。当气源通过开口及第三气流通道112向第二容纳腔内充气时，第二容纳腔内的气体能够通过第四气流通道流至第四容纳腔内，使得第二伸缩气囊与第四伸缩气囊能够同步拉伸，进而使得气源能够通过第二伸缩气囊、第二传动件422及第四伸缩气囊驱动第二夹持件300沿靠近第一夹持件200的方向转动，从而使得第一夹持件200与第二夹持件300能够配合夹取餐具600。
47.如图1及图4所示，在一个实施例中，所述第一传动件412靠近所述第一伸缩件411的一侧与所述第一传动件412靠近所述第三伸缩件413的一侧呈夹角设置。如此，第一伸缩件411的伸缩方向与第二伸缩件421的伸缩方向不在同一直线上，保证第一夹持件200与第二夹持件300能够沿相互靠近的方向转动并向中间靠拢以夹取餐具600，提高了气动夹具10夹取餐具600的可靠性。
48.其中，第一传动件412靠近第一伸缩件411的一侧与第一动件靠近第三伸缩件413的一侧之间的夹角的角度值可以根据实际使用的需要进行灵活调整。第一传动件412靠近第一伸缩件411的一侧与第一动件靠近第三伸缩件413的一侧之间的夹角的取值范围为30
°
至60
°
，例如，第一传动件412靠近第一伸缩件411的一侧与第一动件靠近第三伸缩件413的一侧之间的夹角为30
°
、40
°
、45
°
、50
°
或60
°
等。
49.在其他实施例中，第二传动件422的结构可以与第一传动件412的结构保持相同、或保持不同。
50.如图3及图4所示，可选地，所述第一夹持件200与所述第二夹持件300相互靠近的一侧均设有柔性件500。如此，在柔性件500与餐具600的边沿接触后，柔性件500在第一夹持件200及第二夹持件300的作用下发生弹性形变，使得柔性件500的轮廓形状与餐具600边沿的轮廓形状相适配，进而使得气动夹具10能够稳定、可靠的夹取不同形状的餐具600，提高了气动夹具10的适用性。
51.其中，柔性件500可以为硅胶垫、橡胶垫、弹簧垫或其他柔性结构。
52.如图1及图3所示，在一个实施例中，所述安装本体100包括设有连接部113的支撑件110，所述第一夹持件200及所述第二夹持件300均与所述连接部113远离所述支撑件110的一侧转动配合，所述第一传动组件410与所述第二传动组件420沿所述连接部113的中心轴线对称设置。如此，第一夹持件200与第二夹持件300之间、第一传动组件410与第二传动组件420之间、及支撑件110与第一传动组件410及第二传动组件420之间均不会发生干涉，提高了气动夹具10的可靠性及稳定性。
53.其中，支撑件110可以为支撑座、支撑板或其他支撑结构。连接部113可以为连接板、连接凸起或其他连接结构。
54.其中，第一伸缩件411位于第一传动件412与支撑件110之间。第三伸缩件413位于第一传动件412与第一夹持件200；第二伸缩件421位于第二传动件422与支撑件110之间。第二伸缩件421位于第二传动件422与第二夹持件300。如此，提高了气动夹具10的稳定性与可靠性。
55.如图1、图3及图4所示，在一个实施例中，所述第一夹持件200、所述第二夹持件300、所述第一传动组件410、所述第二传动组件420及所述支撑件110的数量均为至少为两个，一所述第一夹持件200、一所述第二夹持件300、一所述第一传动组件410及一所述第二传动组件420均与一所述支撑件110对应设置，各个所述第一传动组件410及各个所述第二传动组件420均与所述气源传动连接，所述安装本体100还包括安装件120，各个所述支撑件110沿所述安装件120的长度方向(如图1中a方向所示)间隔设置于所述安装件120上。如此，通过设置多个第一夹持件200及第二夹持件300，使得气动夹具10与餐具600的接触面积增加，提高了气动夹具10的可靠性及稳定性。
56.其中，安装件120可以为安装法兰、安装架、安装座或其他安装结构。
57.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。本发明中使用的术语“和/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。
58.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
59.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
61.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
62.还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。
63.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例
中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。