CN109623859A - 一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，包括与外部机械臂连接的支架，支架的两端连接有基座，基座之间设有第一导杆与第二导杆，第一导杆套接有调节块，第二导杆上滑动套接有第一滑板与第二滑板，第一滑板与第二滑板的下侧均固定连接有夹爪，第一滑板的右侧壁上固定连接有多个导柱，导柱的外侧壁上且位于调节块与第一滑板之间套接有第三弹簧，第二滑板上均设有顶杆，本发明通过丝杆转动使调节块向右滑动，从而使调节块通过第三弹簧推着第一滑板向右滑动，实现两个夹爪慢慢靠近继而夹持物品的作用，并且第三弹簧起到夹持缓冲的作用，使该装置在抓取物品时更加的平稳。

Description

一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手

技术领域

本发明涉及工业机械手技术领域，具体为一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手。

背景技术

现如今，工厂为了提高工厂的效率开始用工业机器人来取代人工去进行一些机械化的重复性工作，机器人需要有机械抓手才可以拿取物体，但是现有的普通机械抓手多为气动夹爪，这种夹爪大多不具备压力缓冲结构，在夹取物品时不能很好的控制与调节夹爪的力度，稳定性比较差，气压过高时夹持力度就会增加，导致被加持的物品损坏，气压较低时，又有可能夹持力度较小，无法将物品夹持起来；而且机械抓手夹持物品后多是通过机械臂的旋转进行搬运，由于普通的夹爪是通过气压保持夹紧力度的，气压的不稳定性常常会导致物品从机械抓手上掉落，因此我们提供了一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，包括支架，所述支架的两端下侧均固定连接有基座，位于左侧基座的侧壁上固定连接有第一导杆，所述第一导杆的右端固定连接有第二导杆，且第二导杆的右端固定连接在右侧基座的侧壁上，所述第一导杆的内部转动连接有丝杆，所述丝杆贯穿第一导杆并延伸至左侧的基座的内部且与电机的输出轴固定连接，所述电机固定连接在左侧的基座的内部，所述丝杆的外侧壁上啮合套接有螺块，所述螺块通过卡接机构与调节块连接，且所述调节块滑动套接在第一导杆的外部；

所述第二导杆上滑动套接有第一滑板与第二滑板，所述第一滑板与第二滑板的下侧均连接有夹爪，所述第一滑板的左侧壁上固定连接有多个导柱，每个导柱的左端均贯穿调节块的侧壁并延伸至其外部，所述导柱的外侧壁上且位于调节块与第一滑板之间套接有第三弹簧。

优选的，所述卡接机构包括环套，且环套滑动套接在第一导杆的外侧壁上，所述螺块的上下两侧贯穿第一导杆的侧壁并固定连接在环套的内侧壁上，所述调节块的两侧均开有滑槽，所述滑槽的内部通过第一弹簧滑动连接有滑块，所述滑块的侧壁上固定连接有卡柱，所述卡柱的一端贯穿调节块的侧壁并与卡槽活动卡接，所述卡槽开在环套的外侧壁上；

所述第一导杆的两侧且位于调节块的侧壁上均通过第四弹簧滑动连接有推块，所述推块的侧壁上通过第二弹簧转动连接有卡块，且卡块与第一导杆的侧壁上设有的斜齿活动卡接，所述第二滑板的两端均设有顶杆，所述顶杆的左端均贯穿第一滑板并与滑块上设有的导向槽活动连接。

优选的，所述环套的侧壁上设有两个分离块，所述分离块与推块活动连接，所述分离块的顶端为楔形。

优选的，所述第一导杆由两条方轨对称形式的焊接在法兰上组成，且所述两条方轨之间留安装丝杆和螺块的容置空间。

优选的，所述第二滑板的右侧固定连接有弹性块，所述弹性块上啮合连接有挤压块，且挤压块的内侧壁的横剖面为梯形面。

优选的，所述支架的中部固定连接有铰接头。

优选的，所述第一滑板与第二滑板与夹爪呈可拆卸式连接，且两个夹爪上的爪间缝呈交错式分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过丝杆转动使调节块向右滑动，从而使调节块通过第三弹簧推着第一滑板向右滑动，实现两个夹爪慢慢靠近继而夹持物品的作用，并且第三弹簧起到夹持缓冲的作用，使该装置在抓取物品时更加的平稳；当调节块向右滑动时，通过顶杆左端拨动滑块在滑槽内部滑动，继而使卡柱与卡槽脱离卡接，并且转动块与第一导杆侧壁卡接，这样当螺块继续转动时，调节块的位置不动，这样两个夹爪的夹持力也不会发生改变，从而使夹爪夹持物品的力度保持不变，防止了夹持物品时用力过大造成物品损坏；并且通过在螺栓上滑动限位板，使顶杆左端的位置发生变化，这样第三弹簧压缩量不同时，顶杆左端均可以拨动滑块，这样便可调节夹爪的夹持力度，使该装置适合夹取能够承受不同夹持力度的物品。

附图说明

图1为本发明的展开结构示意图；

图2为本发明的闭合结构示意图；

图3为本发明的环套、卡柱、卡槽与滑块处的结构示意图；

图4为本发明的调节块的剖视图；

图5为本发明的图4的A处放大图；

图6为本发明的卡块、推块与第四弹簧处的剖视图；

图7为本发明的环套、调节块与第一滑板处的结构示意图；

图8为本发明的弹性块与挤压块处的剖视图；

图9为本发明的第一导杆、丝杆、螺块与环套处的***图；

图10为本发明的调节块的正面结构示意图；

图11为本发明的调节块的背面结构示意图；

图12为本发明的卡块和推块的结构示意图。

图中：1、支架，2、铰接头，3、基座，4、第一导杆，5、第二导杆，6、丝杆，7、电机，8、螺块，9、环套，10、调节块，11、滑槽，12、第一弹簧，13、滑块，14、卡柱，15、卡槽，16、卡块，17、第二弹簧，18、推块，19、分离块，20、第一滑板，21、第二滑板，22、夹爪，23、导柱，24、第三弹簧，25、顶杆，26、限位板，27、弹性块，28、挤压块，29、螺母，30、螺栓，31、第四弹簧，32、导向槽，33、挡块，34、挡板，35、阻块，36、转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

请参阅图1-12，本发明提供一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手的技术方案，包括支架1，所述支架1的中部固定连接有铰接头2，铰接头2转动连接在工业机器人的机械臂端部，当该装置夹持物品后，通过工业机器人的机械臂转动来改变该装置的位置，从而达到移动物品的作用(当然不限于这种设有铰接头2的形式也可以通过螺丝、法兰等直接固定)，所述支架1的两端下侧均通过法兰等连接件固定连接有基座3，位于左侧基座3的侧壁上固定连接有第一导杆4，所述第一导杆4的右端固定连接有第二导杆5，且第二导杆5的右端固定连接在右侧基座3的侧壁上，为了方便工业化加工和安装第一导杆4、第二导杆5两端也采用法兰等连接件的形式进行连接方便拆装，支架1支撑整个装置的作用，第一导杆4的形状为正方形，这样可以使调节块10能够水平的左右滑动，且保证调节块10不能在第一导杆4上转动，这样也可保证第一滑板20与第二滑板21只会在第二导杆5上滑动，所述第一导杆4的内部转动连接有丝杆6，所述丝杆6的左端贯穿第一导杆4并延伸至左侧的基座3的内部且与电机7的输出轴固定连接，所述电机7固定连接在左侧的基座3的内部，所述丝杆7的外侧壁上啮合套接有螺块8，所述螺块8通过卡接机构(如通过螺丝直接连接)与调节块10连接，且所述调节块10滑动套接在第一导杆4的外部，电机7通过线缆与外部的控制器以及电源连接，当电机7带着丝杆6正向转动时，丝杆6会使螺块8与环套9向右移动，从而使环套9带着调节块10向右移动，第二导杆5上滑动套接有第一滑板20与第二滑板21，第一滑板20可以在第二导杆5上自由滑动，由于物品可能会有大有小，第二滑板21在第二导杆5上滑动后固定，可以使第二滑板21的夹持物品时的移动行程发生改变，夹持的物品越小时，第二滑板21在第二导杆5处的固定位置越偏左处，这样第二滑板21的滑动行程便会减短，从而节省了夹持所用到时间，提高了工作效率，第二滑板21通过预紧机构与第二导杆5的相对位置固定，具体的预紧机构可以通过螺丝等连接或者采用所述第二滑板21的右侧固定连接有弹性块27，所述弹性块27上啮合连接有挤压块28，且挤压块28的内侧壁的横剖面为梯形面，弹性块27与第二导杆5的接触面为弹性橡胶材质，当挤压块28正向转动时，弹性块27受到挤压块28的挤压后，其内侧壁向内收缩紧贴在第二导杆5上，根据弹性块27与第二导杆5的摩擦力，从而使第二滑板21固定在第二导杆5上，当想调节第二滑板21的位置时，转下挤压块28，这样弹性块27便会弹性复位，使其内侧壁对第二导杆5的挤压减少，从而可以使第二滑板27能够在第二导杆5上移动。

所述第一导杆4的外侧壁上滑动套接有调节块10，调节块10向右移动时，该装置的两个夹爪22为夹紧状态，调节块10向左移动时，该装置的两个夹爪22为打开状态，所述第一滑板20与第二滑板21的下侧均连接有夹爪22作为夹持物品的装置，所述第一滑板20与第二滑板21与夹爪22呈可拆卸式连接，两个夹爪22可以交叉，从而使夹爪22夹持更加细小的物品，所述第一滑板20的左侧壁上固定连接有多个导柱23，每个导柱23的左端均贯穿调节块10的侧壁并延伸至其外部，导柱23的左端设有挡块33，当调节块10向左移动时，调节块10与挡块33接触，便会带着导柱23一起向左移动，这样导柱23便会拉着第一滑板20向左移动，从而两个夹爪22分开，调节块10移动到第一导杆4的最左端时，第一滑板20移动到第二导杆5的左端，这样两个夹爪22之间张开的间距最大，所述导柱23的外侧壁上且位于调节块10与第一滑板20之间套接有第三弹簧24，调节块10在向右滑动的过程中，通过第三弹簧24推着第一滑板20向右滑动，这样第一滑板20上的夹爪22便会向物品靠近，当第一滑板20上的夹爪22与物品贴合后，第三弹簧24会被压缩，随着调节块10的不断向右滑动，第三弹簧24的压缩量会不断增加，从而起到缓冲式夹紧物品的作用，电机7可以实现根据要夹持的物体尺寸设定好行程，从而防止过紧损坏，或者采用具有电流检测部件的电机7，当两个夹爪22夹紧物体时会出现阻力，此时电机7运转的扭矩需要增大，所以电流需要增加，可以设置一个阈值电流值当超过此值时即代表夹紧从而断开电源防止过紧的情况出现。

实际测试运行的过程中，采用这种电流阈值的形式有时会因为电网的波动造成误报，所以在此基础上增加一种卡接结构，所述卡接机构包括环套9，且环套9滑动套接在第一导杆4的外侧壁上，所述螺块8的上下两侧贯穿第一导杆4的侧壁并固定连接在环套9的内侧壁上，环套9与调节块10一样只能在第一导杆4上滑动，当环套9与调节块10接触时，环套9是嵌在调节块10内部的，所述调节块10的两侧均开有滑槽11，所述滑槽11的内部通过第一弹簧12滑动连接有滑块13，并且滑槽11内设有给滑块13移动提供导向作用凹槽，所述滑块13的侧壁上远离第一弹簧12的一端固定连接有卡柱14，所述卡柱14的一端贯穿调节块10的侧壁并与卡槽15活动卡接，当滑块13不受外力的作用下，滑块13会被第一弹簧12一直顶着，这样滑块13能够持续推着卡柱14与卡槽15卡接，当卡柱14与卡槽15卡接时，调节块10与环套9便卡接在一起了，调节块10会随着环套9的移动而移动，但卡柱14与卡槽15脱离卡接时，调节块10与环套9也就脱离卡接了，这样环套9移动时，调节块10不会随着环套9的移动而移动，所述卡槽15开在环套9的外侧壁上；

所述第一导杆4的两侧且位于调节块10的侧壁上均通过第四弹簧31滑动连接有推块18，第四弹簧31一直具有伸长的趋势(推块18与调节块10呈T型结构的卡接从而保障滑动的导向性)，第一导杆4的侧面设有斜齿壁，是与卡块16卡接的部件，这样可以固定调节块10的位置，所述推块18的侧壁上通过第二弹簧17转动连接有卡块16，当卡块16向着第一导杆4方向滑动时，如图3所示卡块16尖端与斜齿卡接，且卡块16与第一导杆4的侧壁活动卡接，所述第二滑板21上均设有顶杆25，所述顶杆25的右端均贯穿第一滑板20的侧壁且与滑块13上设有的导向槽32活动连接，顶杆25的左端设有斜面，当滑块13随着调节块10不断向右滑动时，滑块13与顶杆25接触并继续向右移动时，顶杆25伸入到导向槽32内，顶杆25的斜面便会挤压滑块13，使滑块13在滑槽11的内部滑动，从而使滑块13上的卡柱14与卡槽15脱离卡接，此时调节块10便不会再跟随电机7的运动而运动，从而能够使夹紧力度自动控制住，采用顶杆25的形式方案可以让不用电机7设定非常精准的预定行程，从而提高本装置的容错度，提高耐用性和稳定性，例如将电机7的预定行程设为略小于第一导杆4的长度即可。调节块10通过第三弹簧24将第一滑板20顶着向右移动，此时两个夹爪22之间的间距慢慢变小，这样该装置处于夹持动作；当电机7带着丝杆6反向转动时，丝杆6会使螺块8与环套9向左移动，这样环套9会顶着调节块10向左移动，此时夹爪22处于展开状态。

另外所述环套9的侧壁上设有两个分离块19，所述分离块19与推块18活动连接，所述分离块19的顶端为楔形，当调节块10与环套9发生相对移动分离时，分离块19的斜面会和推块18相对滑动，此时推块18会被第四弹簧31顶着朝着第一导杆4滑动，这样卡块16便于第一导杆4卡接住了，所述分离块19与推块18活动连接，相反的当环套9恢复初始位置时会通过分离块19挤压推块18向两侧运动，从而与第一导杆4脱离卡接，并且调节块10与环套9的套接位置的结构如图7所示，调节块10靠近左侧的基座3的方向上设有挡板34从而使环套9能够推动调节块10往左侧运动，从而让顶杆25从滑块13上设有的导向槽32中脱离，使卡柱14和卡槽15恢复卡接，以备下次运行；所述卡块16与推块18的连接结构如图12所示，且所述卡块16的两侧面一体成型有阻块35，并且卡块16与推块18通过转轴36转动连接，根据第一导杆4侧面的斜齿与卡块16的形状配合，所以卡块16在与第一导杆4接触的过程中能够向右滑动，但是无法向左滑动，从而保证抓紧力度。

另外为了适应不同情况能够调节抓紧力度，所述第二滑板21的右侧通过螺栓30连接有限位板26，所述限位板26的两端分别与两个顶杆25固定连接，所述螺栓30的外侧壁上且位于限位板26的两侧均啮合连接有螺母29，将限位板26在螺栓30上滑动合适位置后，顶杆25也会随着限位板26滑动，因此顶杆25的左端位置发生相对应的变动，然后通过螺母29将其固定，从而使顶杆25的左端位置固定，这样便可调整该装置的夹持力度。

具体的，为了降低加工难度降低成本，所述第一导杆4由两条方轨对称形式的焊接在法兰上组成，且所述两条方轨之间留安装丝杆6和螺块8的容置空间。

工作原理：使用时，通过铰接头2将该装置连接在工业机器人的机械臂上，事先将第二滑板21滑到第二导杆5的合适位置后，通过转动挤压块28使弹性块27的内侧壁向内收缩紧贴在第二导杆5上，根据弹性块27与第二导杆5的摩擦力，从而使第二滑板21固定在第二导杆5上，然后在螺栓30上滑动限位板26至合适位置后，通过螺母29将其固定，从而使顶杆25的左端位置固定，这样便可调整好该装置的夹持力度；夹持物品时，通过机械臂将两个夹爪22移动至物品的两侧，启动电机7，这样电机7便会带着丝杆6转动，丝杆6便会使螺块8与环套9向右滑动，由于环套9上的卡槽15与卡柱14此时处于卡接状态，调节块10也会随着向右滑动，调节块10在向右滑动的过程中，通过第三弹簧24推着第一滑板20向右滑动，这样第一滑板20上的夹爪22便会向物品靠近，当第一滑板20上的夹爪22与物品贴合后，第三弹簧24会被压缩，此时调节块10继续向右滑动时，滑槽11内部的滑块13会与顶杆25的左端接触，这样顶杆25的左端便会拨动滑块13，从而使卡柱14与卡槽15脱离卡接，并且卡柱14与卡槽15脱离卡接后，分离块19会减少对推块18的挤压，从而使推块18朝着第一导杆4的方向滑动，这样卡块16便会与第一导杆4的齿壁进行卡接使调节块10的位置也不会受弹力作用而被弹开了从而保证夹紧力度，当丝杆6继续转动时，调节块10不会随着滑动，此时物品已经被两个夹爪22夹住了；通过机械臂转动至某处，并且反向启动电机7，这样丝杆6便会带着螺块8与环套9反向转动，从而会使环套9与调节块10连接，此时环套9上的分离块19会将推块18反向顶开，从而使卡块16与第一导杆4脱离卡接，这样调节块10会随着环套19向左滑动，继而顶柱25的左端会与滑块13脱离连接，从而使卡柱14与卡槽15会再次卡接，(为下次夹持物品做准备)，调节块10在向左转动的过程中，两个夹爪22会慢慢分开，其中部的物品便会被放下，夹持物品过程结束。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，包括支架(1)，所述支架(1)的两端下侧均固定连接有基座(3)，位于左侧基座(3)的侧壁上固定连接有第一导杆(4)，所述第一导杆(4)的右端固定连接有第二导杆(5)，且第二导杆(5)的右端固定连接在右侧基座(3)的侧壁上，其特征在于：所述第一导杆(4)的内部转动连接有丝杆(6)，所述丝杆(6)贯穿第一导杆(4)并延伸至左侧的基座(3)的内部且与电机(7)的输出轴固定连接，所述电机(7)固定连接在左侧的基座(3)的内部，所述丝杆(7)的外侧壁上啮合套接有螺块(8)，所述螺块(8)通过卡接机构与调节块(10)连接，且所述调节块(10)滑动套接在第一导杆(4)的外部；

所述第二导杆(5)上滑动套接有第一滑板(20)与第二滑板(21)，所述第一滑板(20)与第二滑板(21)的下侧均连接有夹爪(22)，所述第一滑板(20)的左侧壁上固定连接有多个导柱(23)，每个导柱(23)的左端均贯穿调节块(10)的侧壁并延伸至其外部，所述导柱(23)的外侧壁上且位于调节块(10)与第一滑板(20)之间套接有第三弹簧(24)。

2.根据权利要求1所述的一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，其特征在于：所述卡接机构包括环套(9)，且环套(9)滑动套接在第一导杆(4)的外侧壁上，所述螺块(8)的上下两侧贯穿第一导杆(4)的侧壁并固定连接在环套(9)的内侧壁上，所述调节块(10)的两侧均开有滑槽(11)，所述滑槽(11)的内部通过第一弹簧(12)滑动连接有滑块(13)，所述滑块(13)的侧壁上固定连接有卡柱(14)，所述卡柱(14)的一端贯穿调节块(10)的侧壁并与卡槽(15)活动卡接，所述卡槽(15)开在环套(9)的外侧壁上；

所述第一导杆(4)的两侧且位于调节块(10)的侧壁上均通过第四弹簧(31)滑动连接有推块(18)，所述推块(18)的侧壁上通过第二弹簧(17)转动连接有卡块(16)，且卡块(16)与第一导杆(4)的侧壁上设有的斜齿活动卡接，所述第二滑板(21)的两端均设有顶杆(25)，所述顶杆(25)的左端均贯穿第一滑板(20)并与滑块(13)上设有的导向槽(32)活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，其特征在于：所述环套(9)的侧壁上设有两个分离块(19)，所述分离块(19)与推块(18)活动连接，所述分离块(19)的顶端为楔形。

4.根据权利要求2所述的一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，其特征在于：所述第一导杆(4)由两条方轨对称形式的焊接在法兰上组成，且所述两条方轨之间留安装丝杆(6)和螺块(8)的容置空间。

5.根据权利要求1所述的一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，其特征在于：所述第二滑板(21)的右侧固定连接有弹性块(27)，所述弹性块(27)上啮合连接有挤压块(28)，且挤压块(28)的内侧壁的横剖面为梯形面。

6.根据权利要求1所述的一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，其特征在于：所述支架(1)的中部固定连接有铰接头(2)。

7.根据权利要求1所述的一种新型具有压力缓冲结构的机械抓手，其特征在于：所述第一滑板(20)与第二滑板(21)与夹爪(22)呈可拆卸式连接，且两个夹爪(22)上的爪间缝呈交错式分布。