CN113977614A - 一种可调节抓取力度的工业机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节抓取力度的工业机器人及其使用方法，涉及机器人领域，包括安装座和固定安装在安装座上的气缸，安装座的两端均转动安装有夹爪，气缸的输出端贯穿安装座并固定连接有连接板，连接板的两端均转动安装有支杆，支杆的末端转动连接在夹爪上，夹爪的下端夹持处固定连接有力度调节垫，安装座的上侧位于气缸的两侧分别固定连接有竖板，两个竖板的上端共同固定连接有安装顶板；本发明通过在机械手的夹爪上设置力度调节垫，便可在机械手对物体进行夹持时，增大物体与机械手之间的摩擦力，防止物体与机械手脱离导致物体受损，并且力度调节垫还可根据物体的重量调节力度调节垫的变形量，从而使得机械手具有一定的力度调节能力。

Description

一种可调节抓取力度的工业机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种可调节抓取力度的工业机器人。

背景技术

在自动化越来越高的今天，人力搬运已经在工厂逐渐消失，取而代之的是机械手臂和机械手，虽然机械手臂和机械手无需休息，工作效率十分高效，并且可以在恶劣的环境下替代人工作业，但是在传统机械手臂和机械手只是对某种固定形状的大小的物体达到最好的效果，或者对坚固的不同物体进行夹取，但是在夹取过程中机械手臂和机械手难以把握好夹取力度，在夹持过程中容易造成掉落或者夹持力度过大而使装置发生损坏，为此，需要设计一种可调节抓取力度的工业机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节抓取力度的工业机器人及其使用方法，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：一种可调节抓取力度的工业机器人，包括安装座和固定安装在安装座上的气缸，安装座的两端均转动安装有夹爪，气缸的输出端贯穿安装座并固定连接有连接板，连接板的两端均转动安装有支杆，支杆的末端转动连接在夹爪上，通过气缸可驱动连接板上下移动，连接板上下移动过程中便可利用支杆拉动夹爪转动，当连接板向上移动时，支杆拉动夹爪向内转动，两个夹爪便可将物体夹紧。

夹爪的下端夹持处固定连接有力度调节垫，力度调节垫为L型橡胶条，安装座的上侧位于气缸的两侧分别固定连接有竖板，两个竖板的上端共同固定连接有安装顶板，利用力度调节垫与物体之间的摩擦力，防止由于夹爪对物体的夹持力减小导致物体从两个夹爪之间滑落，并且力度调节垫具有一定的弹性，能够在夹持过程中，根据物体的重量调节力度调节垫的变形量，从而使得机械手具有一定的力度调节能力。

在进一步的实施例中，夹爪的下端开设有容纳槽，容纳槽内安装有力度调节气囊，竖板的外侧壁固定安装有输气组件，输气组件通过输气管与力度调节气囊相连接，输气组件能够向力度调节气囊输送气体，力度调节气囊内输送充满气体后，其伸出的一端便可与物体侧壁接触，从而对物体产生一定的摩擦力，使得物体能够牢固的放置在机械手内，有效防止物体与机械手相脱离。

在进一步的实施例中，输气组件包括安装箱和调节套筒，安装箱内固定安装有充气泵，充气泵上连接有与调节套筒内部相连通的管道，调节套筒内部活动安装有活塞板，调节套筒的侧壁上端设有排气口，调节套筒的侧壁下端与输气管相连接，充气泵产生气体并通过管道输送至调节套筒内，随着调节套筒上部气体不断的增大，能够推动调节套筒内的活塞板向下移动，便可使得调节套筒下部空腔中的气体排进力度调节气囊内，从而使得力度调节气囊鼓起。

在进一步的实施例中，管道、输气管和排气口上均安装有电磁阀，避免在调节过程中出现漏气的现象。

在进一步的实施例中，连接板的下侧面前后对称安装有力度调节组件，通过力度调节组件对吊装的物体进行支撑，并利用自身的弹力向上提升物体，从而减小两个夹爪所承受的重力，使得物体牢固的放置在夹爪之间。

在进一步的实施例中，力度调节组件包括圆套筒和活动杆，活动杆的一端贯穿伸进圆套筒内部，活动杆的两端分别固定连接有限位板，活动杆上位于圆套筒内部的套设有弹性件，活动杆在弹性件的作用下，能够向圆套筒内移动，从而使得整个力度调节组件的长度减小，使得力度调节组件能够使下侧的限位板向上提拉，使得下侧的限位板向上推动物体。

在进一步的实施例中，弹性件为弹簧，弹簧在圆套筒内处于压缩状态。

在进一步的实施例中，弹性件包括移动圆环和弹性片，移动圆环设有两个，且均套设在活动杆上，两个移动圆环之间连接有弹性片，弹性片在弹力作用下伸长，便可使得活动杆伸进圆套筒内，并带动下侧限位板上移，已达到对物体支撑的目的。

优选的，基于上述可调节抓取力度的工业机器人的使用方法，具体包括如下步骤：

S1.安装顶板能够方便将机械手安装在机械臂上，通过气缸能够驱动连接板上下移动，利用连接板带动支杆移动，便可使得夹爪开合，便可对物体进行夹紧；

S2.夹爪上安装的力度调节垫能够在夹紧物体时，当物体有下滑趋势时，利用力度调节垫与物体之间的摩擦力，防止由于夹爪对物体的夹持力减小导致物体从两个夹爪之间滑落；

S3.通过输气组件能够向力度调节气囊内输送气体，使得力度调节气囊膨胀，便可在夹爪夹持物体后松动时，利用力度调节气囊来增大夹爪与物体之间的摩擦力，防止物体滑落；

S4.力度调节组件能够在夹爪夹持物体之后，对物体向上支撑，并利用自身的弹力向上提升物体，从而减小两个夹爪所承受的重力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在机械手的夹爪上设置力度调节垫，便可在机械手对物体进行夹持时，增大物体与机械手之间的摩擦力，防止物体与机械手脱离导致物体受损，并且力度调节垫还可根据物体的重量调节力度调节垫的变形量，能够对不同重量的物体做出不同的形变，从而使得机械手具有一定的力度调节能力。

2.通过在夹爪内设置力度调节气囊，并在竖板上安装与力度调节气囊配合使用的输气组件，通过输气组件能够力度调节气囊内输送气体，使得力度调节气囊体积增大，力度调节气囊伸出容纳槽与物体接触时，便可针对夹爪的松动对物体进行加固，以便物体在运转过程中被牢固的夹持在机械手内。

3.通过力度调节组件能够带动下侧限位板向上提拉，从而使得限位板能够对吊装的物体进行支撑，并利用自身的弹力向上提升物体，从而减小两个夹爪所承受的重力，使得物体牢固的放置在夹爪之间，已达到在夹持过程中对机械手的夹持力度进行调节。

附图说明

图1为本发明实施例一整体结构示意图；

图2为本发明实施例一的夹爪示意图；

图3为本发明的实施例二结构示意图；

图4为本发明的输气组件结构示意图；

图5为本发明的实施例三结构示意图；

图6为本发明的弹性件示意图；

图7为本发明的弹性件另一实施例示意图；

图8为本发明的弹性片安装结构示意图。

图中：1、安装座；11、竖板；12、安装顶板；2、气缸；3、连接板；4、夹爪；41、容纳槽；5、支杆；6、力度调节垫；7、力度调节气囊；71、输气管；8、输气组件；81、安装箱；82、调节套筒；83、充气泵；84、管道；85、活塞板；86、排气口；9、力度调节组件；91、圆套筒；92、活动杆；93、限位板；94、弹簧；95、移动圆环；96、弹性片。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例1

请参阅图1-2，本实施例提供了一种可调节抓取力度的工业机器人，包括安装座1和固定安装在安装座1上的气缸2，安装座1的两端分别开设有槽口朝下的安装槽，安装座1的两端的安装槽内通过转动销轴转动安装有夹爪4，使得夹爪4可以绕着安装座1两端转动，气缸2的输出端贯穿安装座1并固定连接有连接板3，连接板3的两端均转动安装有支杆5，支杆5的末端转动连接在夹爪4上，安装座1的上侧位于气缸2的两侧分别固定连接有竖板11，两个竖板11的上端共同固定连接有安装顶板12，安装顶板12上开设有螺纹安装孔，通过将机械臂上的螺钉便可方便的将机械手安装在机械臂上。

通过气缸2可驱动连接板3上下移动，连接板3上下移动过程中便可利用支杆5拉动夹爪4转动，当连接板3向上移动时，支杆5拉动夹爪4向内转动，两个夹爪4便可将物体夹紧，当连接板3向下移动时，支杆5可推动夹爪4向两侧转动，两个夹爪4与物体相脱离，便可将物体从两个夹爪4之间卸下。

夹爪4的下端夹持处固定连接有力度调节垫6，力度调节垫6为L型橡胶条，当物体有下滑趋势时，利用力度调节垫6与物体之间的摩擦力，防止由于夹爪4对物体的夹持力减小导致物体从两个夹爪4之间滑落，并且力度调节垫6具有一定的弹性，能够在夹持过程中，根据物体的重量调节力度调节垫6的变形量，从而使得机械手具有一定的力度调节能力。

现有技术中的机械手在使用过程中，机械手的夹持端与物体直接接触，当机械手夹持物体向上起吊时，由于物体具有一定的重量，物体会与机械手产生滑移，滑移距离过大时，严重会导致物体与机械手相脱离，不仅会影响机械手的正常工作运转，而且掉落的物体与工作台面碰撞，会导致物体被损坏。

本实施例通过在机械手的夹爪4上设置力度调节垫6，便可在机械手对物体进行夹持时，增大物体与机械手之间的摩擦力，防止物体与机械手脱离导致物体受损，并且力度调节垫6还可根据物体的重量调节力度调节垫6的变形量，能够对不同重量的物体做出不同的形变，从而使得机械手具有一定的力度调节能力。

实施例2

参阅图3-4，与实施例1的不同之处在于：

夹爪4的下端开设有容纳槽41，容纳槽41内安装有力度调节气囊7，力度调节气囊7与容纳槽41的外形相匹配，并且当力度调节气囊7充满气体时，力度调节气囊7的末端可伸出容纳槽41与物体接触，力度调节气囊7便可对机械手中夹持的物体施加一定的摩擦力。

竖板11的外侧壁固定安装有输气组件8，输气组件8通过输气管71与力度调节气囊7相连接，输气组件8能够向力度调节气囊7输送气体，力度调节气囊7内输送充满气体后，其伸出的一端便可与物体侧壁接触，从而对物体产生一定的摩擦力，使得物体能够牢固的放置在机械手内，有效防止物体与机械手相脱离。

输气组件8包括安装箱81和调节套筒82，安装箱81内固定安装有充气泵83，充气泵83上连接有与调节套筒82内部相连通的管道84，调节套筒82内部活动安装有活塞板85，活塞板85的侧壁套设有橡胶密封圈，并且调节套筒82内部位于活塞板85下侧的空腔中储存有一定量的气体，调节套筒82的侧壁上端设有排气口86，调节套筒82的侧壁下端与输气管71相连接。

安装箱81内的充气泵83产生气体并通过管道84输送至调节套筒82内，随着调节套筒82上部气体不断的增大，能够推动调节套筒82内的活塞板85向下移动，便可使得调节套筒82下部空腔中的气体排进力度调节气囊7内，从而使得力度调节气囊7鼓起。

管道84、输气管71和排气口86上均安装有电磁阀，充气泵83对力度调节气囊7充气时，打开管道84和输气管71上的电磁阀，气体便可顺利进入到力度调节气囊7内，机械手夹持过程中，关闭管道84和输气管71上的电磁阀，当机械手夹持完毕后，开启输气管71和排气口86上的电磁阀，以便力度调节气囊7内的气体能够重新回到调节套筒82内的下部空腔中，并能够通过排气口86将调节套筒82上部空腔中的气体排出，管道84、输气管71和排气口86上的电磁阀配合使用，便可使得输气组件8与力度调节气囊7之间完美配合，以便在机械手使用过程中，根据物体的重量对力度调节气囊7进行调节。

本实施例通过在夹爪4内设置力度调节气囊7，并在竖板11上安装与力度调节气囊7配合使用的输气组件8，通过输气组件8能够力度调节气囊7内输送气体，使得力度调节气囊7体积增大，力度调节气囊7伸出容纳槽41与物体接触时，便可针对夹爪4的松动对物体进行加固，以便物体在运转过程中被牢固的夹持在机械手内，使得机械手在夹持物体时具有一定的力度调节功能，防止夹持过程中容易造成掉落或者夹持力度过大而使物体发生损坏。

实施例3

参阅图5-8，在实施例1的基础上作出的进一步改进：

连接板3的下侧面前后对称安装有力度调节组件9，力度调节组件9能够对物体进行向上提拉，从而在机械手夹持物体后，通过力度调节组件9对吊装的物体进行支撑，并利用自身的弹力向上提升物体，从而减小两个夹爪4所承受的重力，使得物体牢固的放置在夹爪4之间。

力度调节组件9包括圆套筒91和活动杆92，活动杆92的一端贯穿伸进圆套筒91内部，活动杆92的两端分别固定连接有限位板93，限位板93的设置能够避免活动杆92从圆套筒91内滑出，从而保证力度调节组件9始终能够起到对物体支撑的作用，通过将下侧的限位板93卡在物体下底，便可能够在机械手夹持物体时对物体底部进行支撑。

活动杆92上位于圆套筒91内部的套设有弹性件，活动杆92在弹性件的作用下，能够向圆套筒91内移动，从而使得整个力度调节组件9的长度减小，使得力度调节组件9能够使下侧的限位板93向上提拉，使得下侧的限位板93向上推动物体。

弹性件为弹簧94，弹簧94在圆套筒91内处于压缩状态，当机械手夹紧物体后，弹簧94伸长，便可使下侧的限位板93向上移动，使限位板93能够对物体进行向上支撑。

弹性件包括移动圆环95和弹性片96，移动圆环95设有两个，且均套设在活动杆92上，并能够沿着活动杆92上下移动，两个移动圆环95之间连接有弹性片96，弹性片96在弹力作用下伸长，便可使得活动杆92伸进圆套筒内，并带动下侧限位板93上移，已达到对物体支撑的目的。

本实施例通过力度调节组件9能够带动下侧限位板93向上提拉，从而使得限位板93能够对吊装的物体进行支撑，并利用自身的弹力向上提升物体，从而减小两个夹爪4所承受的重力，使得物体牢固的放置在夹爪4之间，已达到在夹持过程中对机械手的夹持力度进行调节。

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 (9)

1.一种可调节抓取力度的工业机器人，包括安装座（1）和固定安装在安装座（1）上的气缸（2），其特征在于：所述安装座（1）的两端均转动安装有夹爪（4），所述气缸（2）的输出端贯穿安装座（1）并固定连接有连接板（3），所述连接板（3）的两端均转动安装有支杆（5），所述支杆（5）的末端转动连接在夹爪（4）上；

所述夹爪（4）的下端夹持处固定连接有力度调节垫（6），所述力度调节垫（6）为L型橡胶条，所述安装座（1）的上侧位于气缸（2）的两侧分别固定连接有竖板（11），两个所述竖板（11）的上端共同固定连接有安装顶板（12）。

2.根据权利要求1所述的一种可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于：所述夹爪（4）的下端开设有容纳槽（41），所述容纳槽（41）内安装有力度调节气囊（7），所述竖板（11）的外侧壁固定安装有输气组件（8），所述输气组件（8）通过输气管（71）与力度调节气囊（7）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于：所述输气组件（8）包括安装箱（81）和调节套筒（82），所述安装箱（81）内固定安装有充气泵（83），所述充气泵（83）上连接有与调节套筒（82）内部相连通的管道（84），所述调节套筒（82）内部活动安装有活塞板（85），所述调节套筒（82）的侧壁上端设有排气口（86），所述调节套筒（82）的侧壁下端与输气管（71）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于：所述管道（84）、输气管（71）和排气口（86）上均安装有电磁阀。

5.根据权利要求3所述的一种可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于：所述连接板（3）的下侧面前后对称安装有力度调节组件（9）。

6.根据权利要求5所述的一种可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于：所述力度调节组件（9）包括圆套筒（91）和活动杆（92），所述活动杆（92）的一端贯穿伸进圆套筒（91）内部，所述活动杆（92）的两端分别固定连接有限位板（93），所述活动杆（92）上位于圆套筒（91）内部的套设有弹性件。

7.根据权利要求6所述的一种可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于：所述弹性件为弹簧（94）。

8.根据权利要求6所述的一种可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于：所述弹性件包括移动圆环（95）和弹性片（96），所述移动圆环（95）设有两个，且均套设在活动杆（92）上，两个所述移动圆环（95）之间连接有弹性片（96）。

9.一种可调节抓取力度的工业机器人的使用方法，根据权利要求5所述的可调节抓取力度的工业机器人，其特征在于，包括如下步骤：

S1.安装顶板（12）能够方便将机械手安装在机械臂上，通过气缸2能够驱动连接板（3）上下移动，利用连接板（3）带动支杆（5）移动，便可使得夹爪（4）开合，便可对物体进行夹紧；

S2.夹爪（4）上安装的力度调节垫（6）能够在夹紧物体时，当物体有下滑趋势时，利用力度调节垫（6）与物体之间的摩擦力，防止由于夹爪（4）对物体的夹持力减小导致物体从两个夹爪（4）之间滑落；

S3.通过输气组件（8）能够向力度调节气囊（7）内输送气体，使得力度调节气囊（7）膨胀，便可在夹爪（4）夹持物体后松动时，利用力度调节气囊（7）来增大夹爪（4）与物体之间的摩擦力，防止物体滑落；

S4.力度调节组件（9）能够在夹爪（4）夹持物体之后，对物体向上支撑，并利用自身的弹力向上提升物体，从而减小两个夹爪（4）所承受的重力。

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