CN112223325B - 一种机械手及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种机械手及其操作方法。其特征在于：其设有一推拉杆，推拉杆向下延伸至第一夹头与第二夹头之间，其操作步骤如下：1）由推拉杆与第二夹头夹持工件；2）推拉杆向上动作时，会拨动工件垂直翻转，并由第一夹头与第二夹头夹持工件；3）推拉杆向下动作，推动工件向下动作实现压装。其优点在于：采用以上方案，能够实现工件的夹持、翻转与压装，类似人手指夹住拨动按压的动作，确保工件在夹持过程中，能够从较厚的一面翻向较窄的一面，使其较窄的一面能够与目标狭槽相对应，从而能够顺利将工件压装进狭槽中，实现自动化工作，减少人工操作，提高工作效率。

Description

一种机械手及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种自动化设备，具体涉及一种机械手及其操作方法。

背景技术

机械手是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。

为了提高生产效率、降低生产成本，减少人工带来的一些不利因素，很多行业企业都会将机器人、机械手等自动化加工设备应用于实际的生产与加工中。

比如陶瓷电阻的安装，如图1所示的陶瓷电阻7与与陶瓷电阻安装件8，陶瓷电阻7包括电阻体71以及电阻体71两端的引线72，电阻体71呈长方体，引线72被设置在电阻体71长度方向的两端，按照要求，需要将陶瓷电阻7完全嵌入到一个狭槽81中，该狭槽81的宽度与电阻体71的厚度相一致，因此安装时，只能将其具有厚度的一面朝下对准狭槽81，才能将其压入狭槽81中。

由于电阻体71的厚度较小，因此在利用输送带对陶瓷电阻7进行自动进料输送时，陶瓷电阻7难以保持站立状态，通常都是平躺在输送带上，即具有厚度的一面朝向侧面，导致采用常规的夹具机械手时无法将其与狭槽81形成对应匹配，无法实现自动化作业，只能依靠人工安装，这样不仅操作困难，人工劳动强度大，而且工作效率低。

因此，如何利用机械手实现如陶瓷电阻等长方体工件的自动夹取、翻转、压装，是实现其自动化工作的关键。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种机械手及其操作方法。

本发明所采用的技术方案：一种机械手，包括与机械臂相连接的连接座，所述连接座底部设有夹持组件，所述夹持组件包括对应设置的第一夹持部与第二夹持部以及驱动第一夹持部与第二夹持部相向/相反动作的第一动力源，所述第一夹持部包括设置在底部的第一夹头，所述第二夹持部包括设置在底部的第二夹头，第一夹头与第二夹头对应设置；还包括推拉组件，所述推拉组件包括推拉杆以及驱动其上下动作的第二动力源；所述第二动力源固定安装在第一夹持部上，所述推拉杆向下延伸至第一夹头与第二夹头之间，所述夹持组件具有推拉杆处于下止位时由推拉杆与第二夹头配合夹持工件的第一夹持状态，以及推拉杆处于上止位时由第一夹头与第二夹头配合夹持工件的第二夹持状态。

且所述推拉杆与第一夹头的夹持面保持接触。

所述推拉杆对应第二夹头的一侧形成有凹陷槽，所述凹陷槽的底面呈延伸至推拉杆底部的倾斜面。

所述凹陷槽为弧形槽。

所述第二夹头夹持面的底部形成有限位台阶面。

所述第二夹头夹持面的两侧设有定位导向斜面。

所述第一夹持部还包括第一安装座、第一导柱、第一弹簧，所述第一安装座与第一动力源连接，所述第一导柱纵向贯穿第一安装座设置，所述第一导柱的上端与第一安装座的上端面限位设置，所述第一导柱的下端连接第一夹头，所述第一弹簧套设在第一导柱上，且所述第一弹簧的上下两端分别与第一安装座、第一夹头相抵；

所述第二夹持部还包括第二安装座、第二导柱、第二弹簧，所述第二安装座与第一动力源连接，所述第二导柱纵向贯穿第二安装座设置，所述第二导柱的上端与第二安装座的上端面限位设置，所述第二导柱的下端连接第二夹头，所述第二弹簧套设在第二导柱上，且所述第二弹簧的上下两端分别与第二安装座、第二夹头相抵。

所述第一安装座设有向上凸出的安装凸台，所述第二动力源安装在安装凸台的侧壁。

一种通过上述机械手进行夹持、翻转、压装的操作方法，具体包括如下步骤：

1）第一夹持部与第二夹持部在第一动力源的作用下相向动作，由推拉杆与第二夹头夹住工件；

2）推拉杆在第二动力源的作用下向上动作，拨动工件垂直翻转，同时第一夹持部与第二夹持部在第一动力源的作用下继续相向动作，推拉杆与工件脱离后，由第一夹头与第二夹头夹持工件；

3）推拉杆在第二动力源的作用下向下动作，推动工件向下动作实现压装。

本发明的有益效果是：采用以上方案，能够实现工件的夹持、翻转与压装，类似人手指夹住拨动按压的动作，确保工件在夹持过程中，能够从较厚的一面翻向较窄的一面，使其较窄的一面能够与目标狭槽相对应，从而能够顺利将工件压装进狭槽中，实现自动化工作，减少人工操作，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例种陶瓷电阻与陶瓷电阻安装件的结构示意图。

图2为本发明实施例机械手的结构示意图。

图3为本发明实施例推拉杆的结构示意图。

图4为本发明实施例第二夹头的结构示意图。

图5为本发明实施例机械手的动作示意图1。

图6为本发明实施例机械手的动作示意图2。

图7为本发明实施例机械手的动作示意图3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图1所示，一种陶瓷电阻7与陶瓷电阻安装件8，陶瓷电阻7包括电阻体71以及电阻体71两端的引线72，电阻体71呈长方体，引线72被设置在电阻体71长度方向的两端，陶瓷电阻安装件8形成有一狭槽81，所述狭槽81的宽度与电阻体71的厚度适配，所述陶瓷电阻7能够嵌入到狭槽81中。

如图2-4所示，一种机械手，其能够夹持陶瓷电阻的电阻体，并对其进行垂直翻转，使电阻体较窄的一面能够朝下，之后再进行压装动作，将陶瓷电阻装入陶瓷电阻安装件的狭槽中。上述机械手主要由包括连接座、夹持组件、推拉组件组成。

所述连接座用于与机械人的机械臂相连接，其与机械臂的连接方式有很多，比如法兰连接，与机械臂连接后，使得整个机械手能够跟随机械臂的动作而动作，从而能够在机械臂的带动下实现机机械手整体的位置转移或角度翻转，即通过机械臂能够将机械手转移至第一工作位置转移至第二工作位置。其中，机械臂直接采用现有技术，比如并联机器人，因此这里不做赘述。

所述夹持组件安装在连接座底部，其包括对应设置的第一夹持部1、第二夹持部2、第一动力源3，所述第一动力源3固定安装在连接座底部，其可以采用双向气缸，所述第一夹持部1与第二夹持部2分别安装在其两端，能够在第一动力源3的作用下，实现同步的相向或相反动作。

其中，所述第一夹持部1包括第一夹头11、第一安装座12、第一导柱13、第一弹簧14，所述第一安装座12与第一动力源3连接，所述第一导柱13纵向贯穿第一安装座12设置，所述第一导柱13的上端与第一安装座12的上端面限位设置，所述第一导柱13的下端连接第一夹头11，所述第一弹簧14套设在第一导柱13上，且所述第一弹簧14的上下两端分别与第一安装座12、第一夹头11相抵。

所述第二夹持部2的结构与第一夹持部1的结构基本相同，所述第二夹持部2包括第二夹头21、第二安装座22、第二导柱23、第二弹簧24，所述第二安装座22与第一动力源3连接，所述第二导柱23纵向贯穿第二安装座22设置，所述第二导柱23的上端与第二安装座22的上端面限位设置，所述第二导柱23的下端连接第二夹头21，所述第二弹簧24套设在第二导柱23上，且所述第二弹簧24的上下两端分别与第二安装座22、第二夹头21相抵。

第一夹头11与第二夹头21能够对应配合夹持陶瓷电阻，而将第一夹头11与第二夹头21设置呈上下浮动的结构，使得第一夹头11与第二夹头21存在一定的上下浮动的空间，既能够在机械手下移过程中（抓取或压装），能够起到一个缓冲效果，避免第一夹头11与第二夹头21下端接触其他物品时而撞坏，而且能够为压装动作提供足够的深度空间，因为第一夹头11与第二夹头21上浮时，后续中的推拉杆4便能够相应地延伸至第一夹头11与第二夹头21下方，从而实现一个深压的效果。

所述推拉组件包括推拉杆4以及驱动其上下动作的第二动力源5，所述第一安装座12设有向上凸出的安装凸台121，所述第二动力源5可以直接采用气缸，并固定安装在安装凸台121的侧壁，所述推拉杆4上端连接第二动力源5，下端向下延伸至第一夹头11与第二夹头21之间，且推拉杆4与第一夹头11的夹持面保持接触。

如图5-7所示，通过上述机械手安装陶瓷电阻的操作方法，具体包括如下步骤：

1）进料，将陶瓷电阻平放在输送带上，由输送带对陶瓷电阻进行自动进料输送；

2）夹持，当陶瓷电阻到位后，机械手在机械臂的带动下与陶瓷电阻相对齐，第一夹持部1与第二夹持部2在第一动力源3的作用下相向动作，由推拉杆4与第二夹头21共同夹住陶瓷电阻的电阻体71；

3）翻转，推拉杆4在第二动力源5的作用下向上动作，同时第一夹持部1与第二夹持部2在第一动力源3的作用下继续相向动作，从而能够拨动电阻体71实现垂直翻转，当推拉杆4脱离电阻体71后，由第一夹头11与第二夹头21继续夹住陶瓷电阻的电阻体71，并将其夹平，使得其较窄的一面朝下；

4）压装，机械手在机械臂的带动下进行转移，并与陶瓷电阻安装件对齐后整体下压，第一夹头11与第二夹头21的底部会先与陶瓷电阻安装件接触，从而压缩第一弹簧与第二弹簧，然后推拉杆4在第二动力源5的作用下向下动作，从而推动陶瓷电阻的电阻体71向下动作，将陶瓷电阻压入狭槽81中；

5）压线，机械手在机械臂的带动下动作，压下引线72使其弯折；

6）复位并重复下一次动作。

为了实现上述动作，推拉杆4与第一夹头11的夹持面保持接触，能够支撑推拉杆4保持推拉杆4与第二夹头21对陶瓷电阻的夹持动作，在初始状态时，推拉杆4的底部与第一夹头11的底部设置成相齐平，从而确保初次夹持时，确保由推拉杆4与第二夹头21对陶瓷电阻进行夹持，同时推拉杆4伸入第一夹头11与第二夹头21之间的部分，其厚度需要小于陶瓷电阻电阻体的厚度，从而便于推拉杆4上下活动实现陶瓷电阻压装的动作。

另外，所述推拉杆4对应第二夹头21的一侧形成有凹陷槽 41，所述凹陷槽 41的底面呈延伸至推拉杆4底部的倾斜面；所述凹陷槽 41的宽度大于长方体工件的厚度且小于长方体工件的宽度，当通过推拉杆4与第二夹头21对陶瓷电阻进行夹持时，通过倾斜面的引导作用，能够使得电阻体的一端嵌入到凹陷槽 41内，更有利于在推拉杆4向上动作的过程中，带动电阻体翻转动作。

其中，所述凹陷槽41为弧形槽。

所述第二夹头21夹持面的底部形成有限位台阶面211，所述限位台阶面211的宽度大于或等于长方体工件的厚度且小于长方体工件的宽度，第二夹头21夹持面与台阶面211之间形成的台阶，能够对电阻体进行限位，进一步保证电阻体的翻转动作。

所述第二夹头21夹持面的两侧设有定位导向斜面212，通过定位导向斜面212，实现电阻体自动对中，进一步保证后续压装的准确性，提高精度。

在本实施例中，虽然只给出了利用机械手实现陶瓷电阻的夹持、翻转、压装动作，将陶瓷电阻装入陶瓷电阻安装件狭槽中的应用，除此之外，上述机械手还可以应用于其它类似形状的工件，比如长方体工件或者具有不同厚度的长形工件，通过类似手指拨动的动作，实现类似的自动化动作，并不局限于陶瓷电阻的自动化安装。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (9)

1.一种机械手，包括与机械臂相连接的连接座，所述连接座底部设有夹持组件，所述夹持组件包括对应设置的第一夹持部（1）与第二夹持部（2）以及驱动第一夹持部（1）与第二夹持部（2）相向/相反动作的第一动力源（3），所述第一夹持部（1）包括设置在底部的第一夹头（11），所述第二夹持部（2）包括设置在底部的第二夹头（21），第一夹头（11）与第二夹头（21）对应设置；

其特征在于：所述夹持组件还包括推拉杆（4）以及驱动其上下动作的第二动力源（5）；所述第二动力源（5）固定安装在第一夹持部（1）上，所述推拉杆（4）向下延伸至第一夹头（11）与第二夹头（21）之间；

所述夹持组件具有推拉杆（4）处于下止位时由推拉杆（4）与第二夹头（21）配合夹持工件的第一夹持状态，以及推拉杆（4）处于上止位时由第一夹头（11）与第二夹头（21）配合夹持工件的第二夹持状态。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述推拉杆（4）与第一夹头（11）的夹持面保持接触。

3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述推拉杆（4）对应第二夹头（21）的一侧形成有凹陷槽（41），所述凹陷槽（41）的底面呈延伸至推拉杆（4）底部的倾斜面。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于：所述凹陷槽（41）为弧形槽。

5.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述第二夹头（21）夹持面的底部形成有限位台阶面（211）。

6.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述第二夹头（21）夹持面的两侧设有定位导向斜面（212）。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述第一夹持部（1）还包括第一安装座（12）、第一导柱（13）、第一弹簧（14），所述第一安装座（12）与第一动力源（3）连接，所述第一导柱（13）纵向贯穿第一安装座（12）设置，所述第一导柱（13）的上端与第一安装座（12）的上端面限位设置，所述第一导柱（13）的下端连接第一夹头（11），所述第一弹簧（14）套设在第一导柱（13）上，且所述第一弹簧（14）的上下两端分别与第一安装座（12）、第一夹头（11）相抵；

所述第二夹持部（2）还包括第二安装座（22）、第二导柱（23）、第二弹簧（24），所述第二安装座（22）与第一动力源（3）连接，所述第二导柱（23）纵向贯穿第二安装座（22）设置，所述第二导柱（23）的上端与第二安装座（22）的上端面限位设置，所述第二导柱（23）的下端连接第二夹头（21），所述第二弹簧（24）套设在第二导柱（23）上，且所述第二弹簧（24）的上下两端分别与第二安装座（22）、第二夹头（21）相抵。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于：所述第一安装座（12）设有向上凸出的安装凸台（121），所述第二动力源（5）安装在安装凸台（121）的侧壁。

9.一种通过权利要求1-8任一项所述机械手进行夹持、翻转、压装的操作方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）第一夹持部（1）与第二夹持部（2）在第一动力源（3）的作用下相向动作，由推拉杆（4）与第二夹头（21）夹住工件；

2）推拉杆（4）在第二动力源（5）的作用下向上动作，拨动工件垂直翻转，同时第一夹持部（1）与第二夹持部（2）在第一动力源（3）的作用下继续相向动作，推拉杆（4）与工件脱离后，由第一夹头（11）与第二夹头（21）夹持工件；

3）推拉杆（4）在第二动力源（5）的作用下向下动作，推动工件向下动作实现压装。

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