CN107053239B - 联动式快速抓取机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。联动式快速抓取机械手，包括：支架、实现进给和后退运动的进给机构、对触片实现多面夹持的夹持机构、驱动所述进给机构和夹持机构运动的气缸；所述进给机构固连于所述支架，所述气缸的气缸体固连于所述支架，所述夹持机构活动连接于所述进给机构，所述气缸的活塞杆的末端固连于所述进给机构。本发明联动式快速抓取机械手，由一个气缸作为驱动元件，同时实现手指的进给运动、对触片的两侧进行夹持、对触片的背面进行定位，由直线导轨和滑块保证本发明联动式快速抓取机械手具有流畅的运动效果、准确的动作精度和长久的使用寿命。

Description

联动式快速抓取机械手

技术领域

本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。

背景技术

机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。

然而，现有的机械手指往往由多个电机驱动，结构复杂，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种联动式快速抓取机械手，本发明联动式快速抓取机械手用于实现物料的快速抓取，同时保持触片在被抓取状态下具有确定的空间姿态；本发明联动式快速抓取机械手，由一个气缸作为驱动元件，同时实现手指的进给运动、对触片的两侧进行夹持、对触片的背面进行定位，由直线导轨和滑块保证本发明联动式快速抓取机械手具有流畅的运动效果、准确的动作精度和长久的使用寿命。

一种联动式快速抓取机械手，包括：支架、实现进给和后退运动的进给机构、对触片实现多面夹持的夹持机构、驱动所述进给机构和夹持机构运动的气缸；

所述进给机构固连于所述支架，所述气缸的气缸体固连于所述支架，所述夹持机构活动连接于所述进给机构，所述气缸的活塞杆的末端固连于所述进给机构。

优选地，所述进给机构包括：纵向导轨、一号滑块、二号滑块、第一垫块、第二垫块、大弹簧、导柱，所述纵向导轨固连于所述支架，所述一号滑块、二号滑块活动连接于所述纵向导轨，所述第一垫块固连于所述二号滑块；所述第二垫块固连于所述一号滑块；所述气缸的活塞杆的末端固连于所述第一垫块，所述导柱固连于所述第一垫块，所述第一垫块活动连接于所述第二垫块，在所述第一垫块和第二垫块之间设置所述大弹簧，所述大弹簧套于所述导柱。

优选地，夹持机构包括：横向导轨、三号滑块、四号滑块、手指、第三垫块、第四垫块、拨叉、辊子、上斜块、下斜块、小弹簧，所述手指包括：三号手指、四号手指和推板；所述横向导轨固连于所述第二垫块，所述三号滑块、四号滑块活动连接于所述横向导轨；所述三号手指和下斜块固连于所述第三垫块，所述第三垫块固连于所述三号滑块；所述四号手指和上斜块固连于所述第四垫块，所述第四垫块固连于所述四号滑块；所述推板活动连接于所述第二垫块，在所述推板和所述第二垫块之间设置有所述小弹簧；所述拨叉固连于所述第一垫块，所述拨叉的两端固连有和所述上斜块、下斜块相匹配的所述辊子，一个所述辊子和所述上斜块的上斜面相匹配，另一个所述辊子和所述下斜块的下斜面相匹配。

优选地，所述导柱的末端设置有轴台，所述轴台的直径大于所述导柱的直径。

优选地，所述进给机构还包括：限位螺丝、限位块，所述限位螺丝固连于所述支架，所述限位块固连于所述第二垫块，所述限位螺丝和所述限位块相匹配。

优选地，所述三号手指上设置有防止所述触片滑脱的下钩，所述四号手指上设置有防止所述触片滑脱的上钩。

优选地，在所述第三垫块、第四垫块之间设置有对开弹簧，所述对开弹簧处于受压状态。

优选地，所述横向导轨垂直于所述纵向导轨。

和传统技术相比，本发明联动式快速抓取机械手具有以下积极作用和有益效果：

本发明联动式快速抓取机械手，主要包括：支架、进给机构、夹持机构、气缸。所述进给机构固连于所述支架，所述气缸的气缸体固连于所述支架，所述气缸的活塞杆的末端固连于所述进给机构，所述气缸驱动所述进给机构运动，以实现所述三号手指、四号手指和推板的进给或者后退运动。所述夹持机构活动连接于所述进给机构，所述夹持机构由所述进给机构实现联动，以实现所述手指的夹持或者松开动作。本发明联动式快速抓取机械手由所述气缸实现所述手指的进给动作，所述手指进给到位后，所述气缸的活塞杆继续伸出，所述手指实现对所述触片的多面夹持。所述气缸利用活塞杆的一次伸出动作实现进给和夹持，同样地，利用活塞杆的一次缩回动作，实现松开和后退，动作简单、快速。在传统技术中，为了实现进给和夹持，需要两个气缸，一个气缸实现进给，一个手指气缸实现夹持，由于需要两个气缸，因此动作更加繁琐，动作过程需要耗费更多的时间；并且，硬件成本也更高；并且，对控制系统提出了更多的要求。本发明联动式快速抓取机械手利用一个所述气缸实现的动作，其效率是传统技术的两倍，显然，本发明联动式快速抓取机械手，具有巨大的技术优势。同时，本发明联动式快速抓取机械手通过所述手指，使所述触片的多面处于被夹持的状态，从而保证所述触片在空间具有确定的姿态。

所述纵向导轨固连于所述支架，所述一号滑块、二号滑块可以沿所述纵向导轨滑动。所述气缸的活塞杆的末端固连于所述第一垫块，所述导柱固连于所述第一垫块，所述第一垫块活动连接于所述第二垫块，在所述第一垫块和第二垫块之间设置所述大弹簧，所述大弹簧套于所述导柱。

以下描述所述进给机构的进给过程。所述气缸的活塞杆推动所述第一垫块向所述触片所在的方向进给，使所述大弹簧推动所述第二垫块及手指向所述触片所在的方向进给。直到所述限位块接触到所述限位螺丝，所述第二垫块及手指停止运动。

以下描述所述进给机构的后退过程。所述气缸驱动所述第一垫块和导柱向所述气缸所在方向运动，所述导柱的末端设置有轴台，所述轴台的直径大于所述导柱的直径。所述轴台接触到所述第二垫块后，所述轴台带动所述第二垫块和手指向所述气缸所在方向运动。

所述横向导轨固连于所述第二垫块，所述三号滑块、四号滑块可以沿所述横向导轨滑动。所述三号手指、下斜块、第三垫块固连于所述三号滑块；所述四号手指、上斜块、第四垫块固连于所述四号滑块。所述第三垫块、第四垫块之间设置有对开弹簧，所述对开弹簧具有使所述三号滑块、四号滑块相互远离的趋势。所述拨叉固连于所述第一垫块，一个所述辊子和所述上斜块的上斜面相匹配，另一个所述辊子和所述下斜块的下斜面相匹配。由于所述对开弹簧处于受压状态，所述对开弹簧驱动所述上斜块和下斜块贴于所述辊子上。

以下描述所述手指实现对所述触片的夹持过程。所述气缸的活塞杆伸出，使所述手指向所述触片所在方向进给，直到所述推板接触到所述触片的背面。由于在所述推板和所述第二垫块之间设置有所述小弹簧，所述推板可以比较柔和地接触到所述背面。然后，所述气缸的活塞杆继续伸出，使所述限位块接触到所述限位螺丝，所述第二垫块及手指停止运动。然后，所述气缸的活塞杆继续伸出，使所述第一垫块、拨叉继续进给，所述辊子沿所述上斜面、下斜面运动，推动所述上斜块和下斜块相互靠拢，同时，使得所述三号手指和四号手指相互靠拢。所述三号手指接触于所述触片的左翼，所述四号手指接触于所述触片的右翼，所述推板接触于所述背面。为了防止所述触片在所述推板的推力下发生偏移，在所述三号手指上设置所述下钩，所述四号手指上设置所述上钩。所述手指通过多面接触实现对所述触片的夹持，使所述触片具有确定的空间位置，从而保证所述触片上的插脚具有竖直向下的姿态，以利于所述触片的自动化装配。

附图说明

图1、2、3、5是本发明联动式快速抓取机械手的结构示意图；

图4是本发明联动式快速抓取机械手在剖视状态下的结构示意图；

图6是触片的结构示意图。

1支架、2气缸、3纵向导轨、4一号滑块、5二号滑块、6横向导轨、7三号滑块、8四号滑块、9三号手指、10四号手指、11第一垫块、12第三垫块、13第四垫块、14拨叉、15辊子、16上斜块、17上斜面、18下斜块、19下斜面、20触片、21背面、22左翼、23右翼、24插脚、25推板、26第二垫块、27小弹簧、28限位螺丝、29限位块、30大弹簧、31导柱、32轴台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种联动式快速抓取机械手，用于实现物料的快速抓取，同时保持触片在被抓取状态下具有确定的空间姿态；本发明联动式快速抓取机械手，由一个气缸作为驱动元件，同时实现手指的进给运动、对触片的两侧进行夹持、对触片的背面进行定位，由直线导轨和滑块保证本发明联动式快速抓取机械手具有流畅的运动效果、准确的动作精度和长久的使用寿命。

图1、2、3、5是本发明联动式快速抓取机械手的结构示意图，图4是本发明联动式快速抓取机械手在剖视状态下的结构示意图，图6是触片的结构示意图。

一种联动式快速抓取机械手，包括：支架1、实现进给和后退运动的进给机构、对触片20实现多面夹持的夹持机构、驱动所述进给机构和夹持机构运动的气缸2；

所述进给机构固连于所述支架1，所述气缸2的气缸体固连于所述支架1，所述夹持机构活动连接于所述进给机构，所述气缸2的活塞杆的末端固连于所述进给机构。

更具体地，所述进给机构包括：纵向导轨3、一号滑块4、二号滑块5、第一垫块11、第二垫块26、大弹簧30、导柱31，所述纵向导轨3固连于所述支架1，所述一号滑块4、二号滑块5活动连接于所述纵向导轨3，所述第一垫块11固连于所述二号滑块5；所述第二垫块26固连于所述一号滑块4；所述气缸2的活塞杆的末端固连于所述第一垫块11，所述导柱31固连于所述第一垫块11，所述第一垫块11活动连接于所述第二垫块26，在所述第一垫块11和第二垫块26之间设置所述大弹簧30，所述大弹簧30套于所述导柱31。

更具体地，夹持机构包括：横向导轨6、三号滑块7、四号滑块8、手指、第三垫块12、第四垫块13、拨叉14、辊子15、上斜块16、下斜块18、小弹簧27，所述手指包括：三号手指9、四号手指10和推板25；所述横向导轨6固连于所述第二垫块26，所述三号滑块7、四号滑块8活动连接于所述横向导轨6；所述三号手指9和下斜块18固连于所述第三垫块12，所述第三垫块12固连于所述三号滑块7；所述四号手指10和上斜块16固连于所述第四垫块13，所述第四垫块13固连于所述四号滑块8；所述推板25活动连接于所述第二垫块26，在所述推板25和所述第二垫块26之间设置有所述小弹簧27；所述拨叉14固连于所述第一垫块11，所述拨叉14的两端固连有和所述上斜块16、下斜块18相匹配的所述辊子15，一个所述辊子15和所述上斜块16的上斜面17相匹配，另一个所述辊子15和所述下斜块18的下斜面19相匹配。

更具体地，所述导柱31的末端设置有轴台32，所述轴台32的直径大于所述导柱31的直径。

更具体地，所述进给机构还包括：限位螺丝28、限位块29，所述限位螺丝28固连于所述支架1，所述限位块29固连于所述第二垫块26，所述限位螺丝28和所述限位块29相匹配。

更具体地，所述三号手指9上设置有防止所述触片20滑脱的下钩34，所述四号手指10上设置有防止所述触片20滑脱的上钩33。

更具体地，在所述第三垫块12、第四垫块13之间设置有对开弹簧35，所述对开弹簧35处于受压状态。

更具体地，所述横向导轨6垂直于所述纵向导轨3。

以下结合图1至6，进一步描述本发明联动式快速抓取机械手的工作原理和工作过程：

本发明联动式快速抓取机械手，主要包括：支架1、进给机构、夹持机构、气缸2。所述进给机构固连于所述支架1，所述气缸2的气缸体固连于所述支架1，所述气缸2的活塞杆的末端固连于所述进给机构，所述气缸2驱动所述进给机构运动，以实现所述三号手指9、四号手指10和推板25的进给或者后退运动。所述夹持机构活动连接于所述进给机构，所述夹持机构由所述进给机构实现联动，以实现所述手指的夹持或者松开动作。本发明联动式快速抓取机械手由所述气缸2实现所述手指的进给动作，所述手指进给到位后，所述气缸2的活塞杆继续伸出，所述手指实现对所述触片20的多面夹持。所述气缸2利用活塞杆的一次伸出动作实现进给和夹持，同样地，利用活塞杆的一次缩回动作，实现松开和后退，动作简单、快速。在传统技术中，为了实现进给和夹持，需要两个气缸，一个气缸实现进给，一个手指气缸实现夹持，由于需要两个气缸，因此动作更加繁琐，动作过程需要耗费更多的时间；并且，硬件成本也更高；并且，对控制系统提出了更多的要求。本发明联动式快速抓取机械手利用一个所述气缸2实现的动作，其效率是传统技术的两倍，显然，本发明联动式快速抓取机械手，具有巨大的技术优势。同时，本发明联动式快速抓取机械手通过所述手指，使所述触片20的多面处于被夹持的状态，从而保证所述触片20在空间具有确定的姿态。

所述纵向导轨3固连于所述支架1，所述一号滑块4、二号滑块5可以沿所述纵向导轨3滑动。所述气缸2的活塞杆的末端固连于所述第一垫块11，所述导柱31固连于所述第一垫块11，所述第一垫块11活动连接于所述第二垫块26，在所述第一垫块11和第二垫块26之间设置所述大弹簧30，所述大弹簧30套于所述导柱31。

以下描述所述进给机构的进给过程。所述气缸2的活塞杆推动所述第一垫块11向所述触片20所在的方向进给，使所述大弹簧30推动所述第二垫块26及手指向所述触片20所在的方向进给。直到所述限位块29接触到所述限位螺丝28，所述第二垫块26及手指停止运动。

以下描述所述进给机构的后退过程。所述气缸2驱动所述第一垫块11和导柱31向所述气缸2所在方向运动，所述导柱31的末端设置有轴台32，所述轴台32的直径大于所述导柱31的直径。所述轴台32接触到所述第二垫块26后，所述轴台32带动所述第二垫块26和手指向所述气缸2所在方向运动。

所述横向导轨6固连于所述第二垫块26，所述三号滑块7、四号滑块8可以沿所述横向导轨6滑动。所述三号手指9、下斜块18、第三垫块12固连于所述三号滑块7；所述四号手指10、上斜块16、第四垫块13固连于所述四号滑块8。所述第三垫块12、第四垫块13之间设置有对开弹簧35，所述对开弹簧35具有使所述三号滑块7、四号滑块8相互远离的趋势。所述拨叉14固连于所述第一垫块11，一个所述辊子15和所述上斜块16的上斜面17相匹配，另一个所述辊子15和所述下斜块18的下斜面19相匹配。由于所述对开弹簧35处于受压状态，所述对开弹簧35驱动所述上斜块16和下斜块18贴于所述辊子15上。

以下描述所述手指实现对所述触片20的夹持过程。所述气缸2的活塞杆伸出，使所述手指向所述触片20所在方向进给，直到所述推板25接触到所述触片20的背面21。由于在所述推板25和所述第二垫块26之间设置有所述小弹簧27，所述推板25可以比较柔和地接触到所述背面21。然后，所述气缸2的活塞杆继续伸出，使所述限位块29接触到所述限位螺丝28，所述第二垫块26及手指停止运动。然后，所述气缸2的活塞杆继续伸出，使所述第一垫块11、拨叉14继续进给，所述辊子15沿所述上斜面17、下斜面19运动，推动所述上斜块16和下斜块18相互靠拢，同时，使得所述三号手指9和四号手指10相互靠拢。所述三号手指9接触于所述触片20的左翼22，所述四号手指10接触于所述触片20的右翼23，所述推板25接触于所述背面21。为了防止所述触片20在所述推板25的推力下发生偏移，在所述三号手指9上设置所述下钩34，所述四号手指10上设置所述上钩33。所述手指通过多面接触实现对所述触片20的夹持，使所述触片20具有确定的空间位置，从而保证所述触片20上的插脚24具有竖直向下的姿态，以利于所述触片20的自动化装配。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明联动式快速抓取机械手较有代表性的例子。显然，本发明联动式快速抓取机械手不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明联动式快速抓取机械手的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明联动式快速抓取机械手的保护范围。

Claims (6)

1.一种联动式快速抓取机械手，其特征在于组成如下：支架、实现进给和后退运动的进给机构、对触片实现多面夹持的夹持机构、驱动所述进给机构和夹持机构运动的气缸；

所述进给机构固连于所述支架，所述气缸的气缸体固连于所述支架，所述夹持机构活动连接于所述进给机构，所述气缸的活塞杆的末端固连于所述进给机构；

所述进给机构包括：纵向导轨、一号滑块、二号滑块、第一垫块、第二垫块、大弹簧、导柱，所述纵向导轨固连于所述支架，所述一号滑块、二号滑块活动连接于所述纵向导轨，所述第一垫块固连于所述二号滑块；所述第二垫块固连于所述一号滑块；所述气缸的活塞杆的末端固连于所述第一垫块，所述导柱固连于所述第一垫块，所述第一垫块活动连接于所述第二垫块，在所述第一垫块和第二垫块之间设置所述大弹簧，所述大弹簧套于所述导柱。

2.根据权利要求1所述的联动式快速抓取机械手，其特征在于，夹持机构包括：横向导轨、三号滑块、四号滑块、手指、第三垫块、第四垫块、拨叉、辊子、上斜块、下斜块、小弹簧，所述手指包括：三号手指、四号手指和推板；所述横向导轨固连于所述第二垫块，所述三号滑块、四号滑块活动连接于所述横向导轨；所述三号手指和下斜块固连于所述第三垫块，所述第三垫块固连于所述三号滑块；所述四号手指和上斜块固连于所述第四垫块，所述第四垫块固连于所述四号滑块；所述推板活动连接于所述第二垫块，在所述推板和所述第二垫块之间设置有所述小弹簧；所述拨叉固连于所述第一垫块，所述拨叉的两端固连有和所述上斜块、下斜块相匹配的所述辊子，一个所述辊子和所述上斜块的上斜面相匹配，另一个所述辊子和所述下斜块的下斜面相匹配。

3.根据权利要求1所述的联动式快速抓取机械手，其特征在于，所述导柱的末端设置有轴台，所述轴台的直径大于所述导柱的直径。

4.根据权利要求1所述的联动式快速抓取机械手，其特征在于，所述进给机构还包括：限位螺丝、限位块，所述限位螺丝固连于所述支架，所述限位块固连于所述第二垫块，所述限位螺丝和所述限位块相匹配。

5.根据权利要求2所述的联动式快速抓取机械手，其特征在于，所述三号手指上设置有防止所述触片滑脱的下钩，所述四号手指上设置有防止所述触片滑脱的上钩。

6.根据权利要求2所述的联动式快速抓取机械手，其特征在于，在所述第三垫块、第四垫块之间设置有对开弹簧，所述对开弹簧处于受压状态。