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CN112276990B - 一种回转类工件夹取用机器人末端工具 - Google Patents

一种回转类工件夹取用机器人末端工具 Download PDF

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张雷
王太勇
解润海
马明珠
丁彦玉
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Tianjin Tiansen Intelligent Equipment Co ltd
Tianjin University of Commerce
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Tianjin Tiansen Intelligent Equipment Co ltd
Tianjin University of Commerce
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开一种回转类工件夹取用机器人末端工具，其主体结构包括与机器人末端连接的焊接件；其动力装置包括伺服电机、电机支座、同步带轮和同步带，其传动装置的滚珠丝杠上设置有位置对称但旋向不同的螺纹，带座直线轴承安装在滚珠丝杠上；其夹爪装置包括连接件和用于卡住工件的夹爪，夹爪和滑块固定连接在连接件上；其辅助传感装置包括红外光电传感器、雷达测距传感器和连接板，红外光电传感器用于检测连接件的位置、并发送信号控制夹爪装置的开合，其能配合使用机器人上下料，实现机器替换人工操作，其能抓取不同直径规格的产品，当生产不同直径规格产品时，无需更换另一套机器人末端工具，工件加工通用性较好。

Description

一种回转类工件夹取用机器人末端工具
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种回转类工件夹取用机器人末端工具。
背景技术
目前，随着机械工程领域的发展，其围绕着降低生产成本，提高生产效率，改善工作环境、实现智能化制造等目标不断推进创新。在机械加工的过程中，对于大型回转类工件通常是采用人工操作行车等设备进行上下料，生产效率较低，人工成本很高。例如，对于回转支承内外圈的加工通常采用人工操作行车的方式进行上下料，操作起来比较繁琐，生产效率较低且存在人身安全隐患。
发明内容
本发明提供一种回转类工件夹取用机器人末端工具，目的是解决现有技术所存在的采用人工操作行车等设备进行上下料，操作繁琐，生产效率较低，人工成本很高，且存在人身安全隐患的问题，以配合使用机器人上下料，实现通过机器替换人工操作。
本发明的回转类工件夹取用机器人末端工具，包括主体结构(Ⅰ)、传动装置(Ⅱ)、动力装置(Ⅲ)、辅助传感装置(Ⅳ)和夹爪装置(Ⅴ)；主体结构(Ⅰ)包括与机器人末端连接的焊接件(1)；动力装置(Ⅲ)包括伺服电机(6)、电机支座(5)、同步带轮和同步带(7)，所述同步带轮包括主动同步带轮(8)和从动同步带轮(15)，伺服电机(6)通过电机支座(5)安装在主体结构(Ⅰ)上，动力装置(Ⅲ)通过同步带(7)将动力传递到传动装置(Ⅱ)上，用于控制夹爪装置(Ⅴ)的开合；传动装置(Ⅱ)包括直线导轨(13)、滑块(4)、滚珠丝杠(2)、带座直线轴承(11)、滚珠丝杠支撑座固定侧(14)和滚珠丝杠支撑座支撑侧(17)，滚珠丝杠支撑座固定侧(14)安装在主体结构(Ⅰ)的一侧，滚珠丝杠支撑座支撑侧(17)安装在主体结构(Ⅰ)的另一侧；滚珠丝杠(2)上设置有位置对称但旋向不同的螺纹，带座直线轴承(11)安装在滚珠丝杠(2)上；主体结构(Ⅰ)上设置有带座直线轴承(11)，直线导轨(13)的数量为至少两条，且分别安装在主体结构(Ⅰ)的两侧；夹爪装置(Ⅴ)包括连接件(3)和用于卡住工件的夹爪(12)，夹爪(12)和滑块(4)固定连接在连接件(3)上；辅助传感装置(Ⅳ)包括红外光电传感器(16)、雷达测距传感器(9)和连接板(10)，红外光电传感器(16)安装在主体结构(Ⅰ)上，用于检测连接件(3)的位置、并发送信号控制夹爪装置(Ⅴ)的开与合。
本发明的回转类工件夹取用机器人末端工具，其动力装置(Ⅳ)通过同步带传动的方式将动力传递到传动装置(Ⅱ)上，从而带动滚珠丝杠(2)旋转，由于滚珠丝杠(3)的螺纹旋向相异，则滚珠丝杠(3)的旋转能够带动连接件(3)上的夹爪(12)作相向运动以夹紧工件或作反向运动释放工件，即完成对工件的抓放操作。
在以上方案中优选的是，红外光电传感器(16)通过定位件(18)安装在主体结构(Ⅰ)上。
还可以优选的是，滚珠丝杠支撑座固定侧(14)安装在主体结构(Ⅰ)的底面上。
还可以优选的是，滚珠丝杠支撑座固定侧(14)安装在主体结构(Ⅰ)底面上、且位于伺服电机(6)一侧。
还可以优选的是，滚珠丝杠支撑座支撑侧(17)安装在主体结构(Ⅰ)底面上的另一侧。
还可以优选的是，滚珠丝杠(2)的两端设置有两段位置对称但旋向不同的螺纹。
还可以优选的是，带座直线轴承(11)安装在滚珠丝杠(2)中间一段无螺纹的部分上。
还可以优选的是，所述带座直线轴承(11)安装在主体结构(Ⅰ)的底部。
还可以优选的是，所述带座直线轴承(11)安装在主体结构(Ⅰ)底部的中心位置。
还可以优选的是，两个红外光电传感器(16)安装在主体结构(Ⅰ)同一侧上、且分别位于同一个滑块(4)的两侧。
本发明能够达到以下有益效果：
本发明的回转类工件夹取用机器人末端工具，能够解决现有技术所存在的采用人工操作行车等设备进行上下料，操作繁琐，生产效率较低，人工成本很高，且存在人身安全隐患的问题；能够配合使用机器人上下料，实现通过机器替换人工操作；其具体具有如下优势：(1)其能够抓取不同直径规格的产品，当生产不同直径规格产品时，无需更换另一套机器人末端工具，因此工件加工通用性较好，减少设备成本；(2)其雷达测距传感器能够根据现场情况快捷地调整工件抓放位置，并使抓放位置更准确且稳定；(3)其整体结构合理方便，故障率较低，维护成本较低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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。在附图中：
图1为本发明的回转类工件夹取用机器人末端工具的结构示意图。
图2为本发明的回转类工件夹取用机器人末端工具的上视图。
图3为本发明的回转类工件夹取用机器人末端工具的下视图。
图中：Ⅰ为主体结构，Ⅱ为传动装置，Ⅲ为动力装置，Ⅳ为辅助传感装置，Ⅴ为夹爪装置，1为焊接件，2为滚珠丝杠，3为连接件，4为滑块，5为电机支座，6为伺服电机，7为同步带，8为主动同步带轮，9为雷达测距传感器，10为连接板，11为带座直线轴承，12为夹爪，13为直线导轨，14为滚珠丝杠支撑座固定侧，15为从动同步带轮，16为红外光电传感器，17为滚珠丝杠支撑座支撑侧，18为定位件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
实施例1
一种回转类工件夹取用机器人末端工具，如图1至图3，包括主体结构Ⅰ、传动装置Ⅱ、动力装置Ⅲ、辅助传感装置Ⅳ和夹爪装置Ⅴ；主体结构Ⅰ包括与机器人末端连接的焊接件1；动力装置Ⅲ包括伺服电机6、电机支座5、同步带轮和同步带7，所述同步带轮包括主动同步带轮8和从动同步带轮15，伺服电机6通过电机支座5安装在主体结构Ⅰ上，动力装置Ⅲ通过同步带7将动力传递到传动装置Ⅱ上，用于控制夹爪装置Ⅴ的开合；传动装置Ⅱ包括直线导轨13、滑块4、滚珠丝杠2、带座直线轴承11、滚珠丝杠支撑座固定侧14和滚珠丝杠支撑座支撑侧17，滚珠丝杠支撑座固定侧14安装在主体结构Ⅰ的一侧，滚珠丝杠支撑座支撑侧17安装在主体结构Ⅰ的另一侧；滚珠丝杠2上设置有位置对称但旋向不同的螺纹，带座直线轴承11安装在滚珠丝杠2上；主体结构Ⅰ上设置有带座直线轴承11，直线导轨13的数量为至少两条，且分别安装在主体结构Ⅰ的两侧；夹爪装置Ⅴ包括连接件3和用于卡住工件的夹爪12，夹爪12和滑块4固定连接在连接件3上；辅助传感装置Ⅳ包括红外光电传感器16、雷达测距传感器9和连接板10，红外光电传感器16安装在主体结构Ⅰ上，用于检测连接件3的位置、并发送信号控制夹爪装置Ⅴ的开与合。
本实施例的回转类工件夹取用机器人末端工具，其动力装置Ⅳ通过同步带传动的方式将动力传递到传动装置Ⅱ上，从而带动滚珠丝杠2旋转，由于滚珠丝杠3的螺纹旋向相异，则滚珠丝杠3的旋转能够带动连接件3上的夹爪12作相向运动以夹紧工件或作反向运动释放工件，以夹紧工件或反向运动释放工件，即完成对工件的抓放操作。其红外光电传感器16安装在主体结构Ⅰ上，用于检测连接件的位置并发送信号分别控制夹爪装置Ⅴ的开与合；其雷达测距传感器9能够根据现场情况快捷地调整工件抓放位置，并使抓放位置更准确且稳定，并且雷达测距传感器9用于检测工件的具体位置和其他可能产生碰撞的物体，起到保护的作用。其中，雷达测距传感器9通过连接板10安装在主体结构Ⅰ上，即连接板10固定在主体结构Ⅰ上，雷达测距传感器9安装在连接板10上。本实施例的回转类工件夹取用机器人末端工具能够抓取不同直径规格的产品，当生产不同直径规格产品时，无需更换另一套机器人末端工具，因此工件加工通用性较好。
实施例2
实施例1所述的回转类工件夹取用机器人末端工具，还可以更为具体的，红外光电传感器16通过定位件18安装在主体结构Ⅰ上。这样能够方便红外光电传感器16的安装，且使其安装更加牢固。定位件18可以是固定在主体结构Ⅰ的板件或块体。红外光电传感器16安装在定位件18上。
还可以具体的，滚珠丝杠支撑座固定侧14安装在主体结构Ⅰ的底面上。并且优选的，滚珠丝杠支撑座固定侧14安装在主体结构Ⅰ底面上、且位于伺服电机6一侧。此时，滚珠丝杠支撑座支撑侧17安装在主体结构Ⅰ底面上的另一侧。
还可以具体的，滚珠丝杠2的两端设置有两段位置对称但旋向不同的螺纹。此时，连接件3的数量可以为两个，两个连接件3上分别连接有夹爪12，则由于滚珠丝杠3的两段螺纹旋向相异，因此滚珠丝杠的旋转能够带动两个连接件3上的夹爪12作相向运动以夹紧工件或作反向运动释放工件，即完成对工件的抓放操作。此时优选的，带座直线轴承11安装在滚珠丝杠2中间一段无螺纹的部分上。
还可以具体的，所述带座直线轴承11安装在主体结构Ⅰ的底部。此时优选的，所述带座直线轴承11安装在主体结构Ⅰ底部的中心位置。并且，带座直线轴承11可以螺纹连接结构安装在主体结构Ⅰ的底部中央位置。
还可以具体的，两个红外光电传感器16安装在主体结构Ⅰ同一侧上、且分别位于同一个滑块4的两侧。此时优选的，红外光电传感器16安装在主体结构Ⅰ的侧面上。
实施例3
上述任一实施例所述的回转类工件夹取用机器人末端工具，还可以具体的，其主体结构Ⅰ可以为整体结构的焊接件1，该整体结构的焊接件1上可以设置有螺纹孔，该焊接件1可以通过螺纹连接的结构与机器人末端连接。该焊接件1上还可以设置有通孔，配合螺纹结构进行连接固定。并且，所述通孔和螺纹孔均可以设置在该整体结构的焊接件1的上部。
还可以具体的，直线导轨13的数量可以为四个，四个直线导轨13可以对称安装在主体结构Ⅰ上。并且四个直线导轨13可以对称安装在主体结构Ⅰ底部，例如，四个直线导轨13可以对称安装在主体结构Ⅰ的底面上。
还可以具体的，滑块4和夹爪12可以通过螺纹连接的结构固定在连接件3上。夹爪12上可以设置有突起的曲面，以用于卡住工件。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种回转类工件夹取用机器人末端工具，包括主体结构(Ⅰ)、传动装置(Ⅱ)、动力装置(Ⅲ)、辅助传感装置(Ⅳ)和夹爪装置(Ⅴ)；其特征在于，主体结构(Ⅰ)包括与机器人末端连接的焊接件(1)；动力装置(Ⅲ)包括伺服电机(6)、电机支座(5)、同步带轮和同步带(7)，所述同步带轮包括主动同步带轮(8)和从动同步带轮(15)，伺服电机(6)通过电机支座(5)安装在主体结构(Ⅰ)上，动力装置(Ⅲ)通过同步带(7)将动力传递到传动装置(Ⅱ)上，用于控制夹爪装置(Ⅴ)的开合；传动装置(Ⅱ)包括直线导轨(13)、滑块(4)、滚珠丝杠(2)、带座直线轴承(11)、滚珠丝杠支撑座固定侧(14)和滚珠丝杠支撑座支撑侧(17)，滚珠丝杠支撑座固定侧(14)安装在主体结构(Ⅰ)的一侧，滚珠丝杠支撑座支撑侧(17)安装在主体结构(Ⅰ)的另一侧；滚珠丝杠(2)上设置有位置对称但旋向不同的螺纹，带座直线轴承(11)安装在滚珠丝杠(2)上；主体结构(Ⅰ)上设置有带座直线轴承(11)，直线导轨(13)的数量为至少两条，且分别安装在主体结构(Ⅰ)的两侧；夹爪装置(Ⅴ)包括连接件(3)和用于卡住工件的夹爪(12)，夹爪(12)和滑块(4)固定连接在连接件(3)上；辅助传感装置(Ⅳ)包括红外光电传感器(16)、雷达测距传感器(9)和连接板(10)，红外光电传感器(16)安装在主体结构(Ⅰ)上，用于检测连接件(3)的位置、并发送信号控制夹爪装置(Ⅴ)的开与合；
红外光电传感器(16)通过定位件(18)安装在主体结构(Ⅰ)上；
滚珠丝杠支撑座固定侧(14)安装在主体结构(Ⅰ)的底面上；
滚珠丝杠支撑座固定侧(14)安装在主体结构(Ⅰ)底面上、且位于伺服电机(6)一侧；
滚珠丝杠支撑座支撑侧(17)安装在主体结构(Ⅰ)底面上的另一侧；
滚珠丝杠(2)的两端设置有两段位置对称但旋向不同的螺纹；
带座直线轴承(11)安装在滚珠丝杠(2)中间一段无螺纹的部分上；
所述带座直线轴承(11)安装在主体结构(Ⅰ)的底部；
所述带座直线轴承(11)安装在主体结构(Ⅰ)底部的中心位置；
两个红外光电传感器(16)安装在主体结构(Ⅰ)同一侧上、且分别位于同一个滑块(4)的两侧。
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