CN117140571B - 一种工业机器人夹头及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种工业机器人夹头及机器人，涉及机械手技术领域。本申请包括：连接关节，数量为两个，连接关节的一端连接有安装框，所述安装框底部转动安装有双指夹头；对接连杆，设置在安装框与双指夹头之间，包括铰接在两个所述安装框相对侧的翻转板，所述翻转板铰接端的底部构造有限位块，所述双指夹头上连接有与限位块相插合的限位套，所述翻转板与安装框之间设置有用于驱动翻转板转动的拉动件。本申请通过在连接关节上设置对接连杆，利用对接连杆将两个连接关节连接在一起形成一个整体，并且可以使双指夹头进行同步运动，从而使原本对管道等柱状物品的单点夹持，变为了多点夹持，增加夹持的稳固性，提高装置的功能性和灵活性。

Description

一种工业机器人夹头及机器人

技术领域

本申请涉及机械手技术领域，具体涉及一种工业机器人夹头及机器人。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，其中工业机器人的夹头多指机械手端部的夹持工具，现有的机械手夹持工具多种多样，在进行块状物品夹持时多会采用双爪夹头或三爪夹头，可以稳定的夹起体积小于夹头的物品，但是这种夹头在进行管道等长条状的物品夹持时，很容易因重心不稳而导致夹持后发生倾斜掉落的情况，因此本发明提出具有两个机械手并且能够相互对接同步夹持管道的一种工业机器人夹头及机器人。

发明内容

本申请的目的在于：为解决上述背景技术中的问题，本申请提供了一种工业机器人夹头及机器人。

本申请为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

本申请目的之一提出一种工业机器人夹头，包括：

连接关节，数量为两个，所述连接关节的一端连接有安装框，所述安装框底部转动安装有双指夹头，所述连接关节包括L型管体，所述L型管体一端固定连接有调节电机，所述安装框固定连接在调节电机的输出轴上且转动套设在L型管体的端部，所述安装框底部构造有U型槽，所述双指夹头包括转动安装在U型槽内的连接框，所述连接框内通过转轴转动安装有两个相对设置的弧形夹爪，两个所述转轴上均固定连接有相互啮合的柱齿轮，所述连接框内固定连接有与其中一个转轴相连接的驱动马达；

对接连杆，设置在安装框与双指夹头之间，所述对接连杆包括铰接在两个所述安装框相对侧的翻转板，所述翻转板铰接端的底部构造有限位块，所述双指夹头上连接有与限位块相插合的限位套，所述翻转板与安装框之间设置有用于驱动翻转板转动的拉动件，两个所述翻转板的相对端之间通过电磁连接件可拆卸连接；

辅助夹板，数量为两个且分别转动安装在两个翻转板相背侧的中部，两个所述辅助夹板方位相对设置且相对翻转，两个所述辅助夹板的相对侧均安装有可竖直调节位置的磁吸块。

进一步地，两个所述弧形夹爪的相对侧构造有用于夹持管道的圆弧槽，所述圆弧槽内壁上固定连接有橡胶条。

进一步地，所述拉动件包括固定连接在安装框底部的斜轨，所述斜轨两端均固定连接有电磁推块，所述斜轨内滑动安装有永磁滑块，所述翻转板中部构造有连接柱，所述连接柱与永磁滑块之间铰接有拉簧。

进一步地，其中一个所述翻转板的端部构造有插接槽，另一个所述翻转板的端部构造有与插接槽相插合的插接块，所述电磁连接件包括固定连接在插接槽两侧的固定管，所述固定管内滑动安装有卡柱，所述卡柱与固定管的端部之间连接有套设在卡柱上的连接弹簧，两个所述固定管的相背端均固定连接有电磁块，所述插接块的两侧均构造有用于卡柱插接的卡孔。

进一步地，所述辅助夹板包括转动安装在其中一个翻转板内的转杆一，另一个所述翻转板内转动安装有转杆二，所述转杆一与转杆二上均固定套设有活动贯穿翻转板侧面的拨动板，所述转杆一与转杆二的相对端之间设置有安装在其中一个翻转板上的驱动件，所述驱动件用于带动转杆一和转杆二同步反向转动。

进一步地，所述驱动件包括固定连接在转杆一与转杆二相对端的传动锥齿轮，所述插接块上固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定连接有转动安装在插接块上的驱动锥齿轮，所述驱动锥齿轮与两个传动锥齿轮同步啮合。

进一步地，所述拨动板内构造有T型竖槽，所述磁吸块包括固定连接在T型竖槽底部的固定磁杆，所述T型竖槽与外部连通的一端沿其长度方向滑动插设有多个与固定磁杆平行设置的滑动磁杆，所述T型竖槽内设置有剪叉连杆，所述剪叉连杆最底部的铰接轴与固定磁杆相连接，所述剪叉连杆中部的其余铰接轴分别与滑动磁杆依次连接，所述剪叉连杆最上侧的铰接轴上固定连接有滑动贯穿拨动板的调节杆，所述拨动板上固定连接有输出端与调节杆相连接的电动推杆。

本申请目的之二提出一种机器人，包括上述工业机器人夹头，还包括定位座，所述定位座上端转动安装有承接横杆，所述承接横杆的两端均转动安装有L型关节杆一，所述L型关节杆一远离承接横杆的一端转动连接有L型关节杆二，所述连接关节转动连接在L型关节杆二远离L型关节杆一的一端。

本申请的有益效果如下：

本申请通过在连接关节上设置对接连杆，利用对接连杆将两个连接关节连接在一起形成一个整体，并且可以使双指夹头进行同步运动，从而使原本对管道等柱状物品的单点夹持，变为了多点夹持，增加夹持的稳固性，提高装置的功能性和灵活性。

附图说明

图1是本申请立体结构图；

图2是本申请局部立体结构图；

图3是本申请图2中立体结构半剖图；

图4是本申请双指夹头立体结构半剖图；

图5是本申请另一局部立体结构图；

图6是本申请图5中立体结构半剖图；

图7是本申请又一局部立体结构半剖图；

图8是本申请图7中又一视角立体结构半剖图；

图9是本申请图7中A处的放大图；

图10是本申请辅助夹板立体结构图；

图11是本申请图10中立体结构半剖图；

附图标记：1、连接关节；101、L型管体；102、调节电机；2、安装框；201、U型槽；3、双指夹头；301、连接框；302、转轴；303、弧形夹爪；3031、圆弧槽；3032、橡胶条；304、柱齿轮；305、驱动马达；4、对接连杆；401、翻转板；4011、插接槽；4012、插接块；402、限位块；403、限位套；404、拉动件；4041、斜轨；4042、电磁推块；4043、永磁滑块；4044、连接柱；4045、拉簧；405、电磁连接件；4051、固定管；4052、卡柱；4053、连接弹簧；4054、电磁块；4055、卡孔；5、辅助夹板；501、转杆一；502、转杆二；503、拨动板；5031、T型竖槽；504、驱动件；5041、传动锥齿轮；5042、驱动电机；5043、驱动锥齿轮；6、磁吸块；601、固定磁杆；602、滑动磁杆；603、剪叉连杆；604、调节杆；605、电动推杆；7、定位座；8、承接横杆；9、L型关节杆一；10、L型关节杆二。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

如图1-图2所示，本申请实施例一提出的一种工业机器人夹头，包括：

连接关节1，数量为两个，连接关节1的一端连接有安装框2，安装框2底部转动安装有双指夹头3，双指夹头3为两个活动端的夹持结构，多用于夹持块状物品；

对接连杆4，设置在安装框2与双指夹头3之间，包括铰接在两个安装框2相对侧的翻转板401，翻转板401呈矩形，翻转板401铰接端的底部构造有限位块402，双指夹头3上连接有与限位块402相插合的限位套403，即翻转板401的底部拐角处与双指夹头3固定端之间为可拆卸插接结构，翻转板401与安装框2之间设置有用于驱动翻转板401转动的拉动件404，两个翻转板401的相对端之间通过电磁连接件405可拆卸连接，装置需要对块状物品进行夹持时，可以利用连接关节1上的双指夹头3进行单独夹持，在夹持时为两点接触，满足夹持稳定性的同时可以减小夹头端的体积，增加灵活性，此时翻转板401通过拉动件404可以翻转至靠近连接关节1的方位，以此来起到收纳的作用，避免影响双指夹头3对物品的夹持操作，而需要对管道或长条状物品进行夹持时，可以利用拉动件404使两个翻转板401均翻转至与双指夹头3固定端垂直的方位，并利用限位块402与限位套403进行角度定位，然后再利用连接关节1的移动使两个翻转板401对接到一起，并通过电磁连接件405将两者的端部进行连接，以此来使两个双指夹头3形成一个整体，再对管道等条状物品进行夹持时为多点接触，接触点至少为四个，可以增加夹持稳定性，保障夹持运输时的安全，避免倾斜掉落；

辅助夹板5，数量为两个且分别转动安装在两个翻转板401长度向的中部相背侧，两个辅助夹板5方位相对设置且相对翻转，两个辅助夹板5的相对侧均安装有可竖直调节位置的磁吸块6，辅助夹板5的数量为两个，并且在夹持管道等条状物品时分设在物品的两侧，利用两者的相对移动来起到辅助夹持的作用，增加与物品的接触点，提高夹持的稳定性，而磁吸块6则为永磁体，在夹持铁质管道或铁质条状物品时，用于增加夹持稳固性。

如图2-图3所示，在实施例一中，连接关节1包括L型管体101，L型管体101一端固定连接有调节电机102，安装框2固定连接在调节电机102的输出轴上且转动套设在L型管体101的端部，利用调节电机102可以使安装框2底部的双指夹头3能够随安装框2进行一定程度的转动，从而增加双指夹头3的灵活性，方便对块状物品的夹持操作。

如图4所示，在实施例一中，安装框2底部构造有U型槽201，双指夹头3包括转动安装在U型槽201内的连接框301，该连接框301与U型槽201之间通过轴杆进行转动连接，并且可以在安装框2上设置与其中一个轴杆相连接的翻转电机（图中未示出），利用电机来带动连接框301在U型槽201内进行翻转，从而进一步增加双指夹头3的灵活性，更方便对块状物品进行多角度夹持操作，连接框301内通过转轴302转动安装有两个相对设置的弧形夹爪303，两个转轴302上均固定连接有相互啮合的柱齿轮304，连接框301内固定连接有与其中一个转轴302相连接的驱动马达305，在进行夹持操作时是通过驱动马达305来带动转轴302进行转动，然后利用两个柱齿轮304的啮合实现两个转轴302的相反转动，以此来带动两个弧形夹爪303进行相对运行，方便夹持或放松物品。

如图4所示，在实施例一中，两个弧形夹爪303的相对侧构造有用于夹持管道的圆弧槽3031，圆弧槽3031内壁上固定连接有橡胶条3032，圆弧槽3031的设置用于增加对管道或条状物品夹持时的接触面积，而橡胶条3032则用于增加其间的摩擦力，进一步提高对管道或条状物品夹持时的稳定性，避免脱落情况的发生，增加安全性。

实施例二

如图5-图6所示，本实施例是在实施例一基础上进一步完善本申请，考虑到翻转板401需要进行往复翻转，单独的马达驱动不容易进行锁定位置，会影响后续夹持稳固性，在实施例二中，拉动件404包括固定连接在安装框2底部的斜轨4041，斜轨4041倾斜向上设置，斜轨4041两端均固定连接有电磁推块4042，电磁推块4042为现有可改变磁极方向的电磁铁，利用电流的方向转变来改变磁极的方位，并且两个电磁推块4042的磁极方向始终相反设置，斜轨4041内滑动安装有永磁滑块4043，永磁滑块4043为现有的永磁铁，其磁极方向始终保持不变，翻转板401中部构造有连接柱4044，连接柱4044与永磁滑块4043之间铰接有拉簧4045，当需要收纳翻转板401使双指夹头3单独使用时，可以利用斜轨4041上端的电磁推块4042吸引永磁滑块4043，使永磁滑块4043朝向上述电磁推块4042移动，直至与翻转板401中部的连接柱4044之间形成倾斜向上的角度，即可利用拉簧4045的拉力拉动翻转板401向上翻转收纳，而需要翻转板401翻转至与双指夹头3呈垂直方位时，可以利用斜轨4041上侧电磁推块4042转变磁极，使其与永磁滑块4043同极相斥，从而推动永磁滑块4043朝向斜轨4041另一端的电磁推块4042移动，此时另一端的电磁推块4042与永磁滑块4043为异极相吸，可以进一步吸引永磁滑块4043贴合在其上，以此来形成永磁滑块4043与翻转板401中部的连接柱4044呈倾斜向下的角度，并利用拉簧4045的弹性拉力带动翻转板401向下翻转，直至使翻转板401上的限位块402***到限位套403当中，以此来实现翻转板401的状态转变，无需电机驱动节省资源。

如图5-图9所示，在实施例二中，其中一个翻转板401的端部构造有插接槽4011，另一个翻转板401的端部构造有与插接槽4011相插合的插接块4012，利用插接槽4011与插接块4012的插合连接，可以增加两个翻转板401对接后的稳固性，电磁连接件405包括固定连接在插接槽4011两侧的固定管4051，固定管4051内滑动安装有卡柱4052，卡柱4052为铁质材料，卡柱4052与固定管4051的端部之间连接有套设在卡柱4052上的连接弹簧4053，两个固定管4051的相背端均固定连接有电磁块4054，插接块4012的两侧均构造有用于卡柱4052插接的卡孔4055，初始状态下电磁块4054为带有磁力的状态，可以吸附卡柱4052朝向固定管4051内部移动，此时连接弹簧4053为拉伸状态，当两个翻转板401对接后，可以利用电磁块4054失去磁力，使卡柱4052通过连接弹簧4053的弹力朝向卡孔4055内移动，以此来使翻转板401端部的插接块4012和插接槽4011连接的更加稳固，方便两个双指夹头3以及连接关节1同步运作，以便于夹持管道等条状物品。

如图5-图8所示，在实施例二中，辅助夹板5包括转动安装在其中一个翻转板401内的转杆一501，另一个翻转板401内转动安装有转杆二502，转杆一501与转杆二502上均固定套设有活动贯穿翻转板401侧面的拨动板503，转杆一501与转杆二502的相对端之间设置有安装在其中一个翻转板401上的驱动件504，驱动件504用于带动转杆一501和转杆二502同步反向转动，当两个翻转板401对接后，两个拨动板503分别处于翻转板401的两侧，以此来方便接触管道等条状物品的两侧，然后利用驱动件504来同步带动转杆一501和转杆二502进行反向转动，使两个拨动板503可以实现相互靠近或远离的翻转，方便对管道或条状物品进行夹持操作，增加与物品的接触点，提高夹持稳固性。

如图6所示，在实施例二中，驱动件504包括固定连接在转杆一501与转杆二502相对端的传动锥齿轮5041，插接块4012上固定连接有驱动电机5042，驱动电机5042的输出轴上固定连接有转动安装在插接块4012上的驱动锥齿轮5043，需要说明的是，转杆二502转动安装在插接块4012内，因此驱动锥齿轮5043始终与转杆二502上的传动锥齿轮5041相啮合，在两个翻转板401对接后，驱动锥齿轮5043与两个传动锥齿轮5041同步啮合，此时利用驱动电机5042来带动驱动锥齿轮5043转动，而驱动锥齿轮5043转动时会带动两个传动锥齿轮5041进行相反转动，从而带动转杆一501和转杆二502上的拨动板503进行相反转动，以此来实现夹持或松开的操作。

实施例三

如图10-图11所示，本实施例是在实施例二基础上进一步完善本申请，考虑到板状结构对管道的弧形外壁夹持不够稳固，在实施例三中，拨动板503内构造有T型竖槽5031，磁吸块6包括固定连接在T型竖槽5031底部的固定磁杆601，T型竖槽5031与外部连通的一端沿其长度方向滑动插设有多个与固定磁杆601平行设置的滑动磁杆602，T型竖槽5031内设置有剪叉连杆603，需要说明的是，剪叉连杆603为现有结构，具体为多组的四个连杆相互铰接呈菱形，并且每组两两之间通过铰接轴相互铰接，以此来形成连续的剪叉结构，剪叉连杆603最底部的铰接轴与固定磁杆601相连接，剪叉连杆603中部的其余铰接轴分别与滑动磁杆602依次连接，剪叉连杆603最上侧的铰接轴上固定连接有滑动贯穿拨动板503的调节杆604，当剪叉连杆603中部的其中一个铰接轴移动时，其余铰接轴都会发生同步移动，使多个铰接轴两两之间的距离始终相同，拨动板503上固定连接有输出端与调节杆604相连接的电动推杆605，利用电动推杆605可以带动调节杆604和剪叉连杆603最上端铰接轴进行移动，以此来实现多个滑动磁杆602两两之间的距离的调节操作，方便适应对不同条状物品的夹持，增加与条状物品之间的夹持接触点，进一步提高夹持的稳固性，并且滑动磁杆602为永磁体，可以增加对铁质物品的夹持稳固性。

实施例四

如图1所示，本实施例申请提出的一种机器人，包括实施例一至实施例三中所公开的工业机器人夹头，还包括定位座7，定位座7上端转动安装有承接横杆8，承接横杆8的两端均转动安装有L型关节杆一9，L型关节杆一9远离承接横杆8的一端转动连接有L型关节杆二10，连接关节1转动连接在L型关节杆二10远离L型关节杆一9的一端，需要说明的是，上述两两之间的连接均通过电动马达进行连接，即通过电动马达可以带动其中一端相对于另一端进行转动，以此来利用L型关节杆一9和L型关节杆二10以及连接关节1之间的转动连接实现工业机器人的多角度变化，以便于增加双指夹头3的灵活性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种工业机器人夹头，其特征在于，包括：

连接关节（1），数量为两个，所述连接关节（1）的一端连接有安装框（2），所述安装框（2）底部转动安装有双指夹头（3），所述连接关节（1）包括L型管体（101），所述L型管体（101）一端固定连接有调节电机（102），所述安装框（2）固定连接在调节电机（102）的输出轴上且转动套设在L型管体（101）的端部，所述安装框（2）底部构造有U型槽（201），所述双指夹头（3）包括转动安装在U型槽（201）内的连接框（301），所述连接框（301）内通过转轴（302）转动安装有两个相对设置的弧形夹爪（303），两个所述转轴（302）上均固定连接有相互啮合的柱齿轮（304），所述连接框（301）内固定连接有与其中一个转轴（302）相连接的驱动马达（305）；

对接连杆（4），设置在安装框（2）与双指夹头（3）之间，所述对接连杆（4）包括铰接在两个所述安装框（2）相对侧的翻转板（401），所述翻转板（401）铰接端的底部构造有限位块（402），所述双指夹头（3）上连接有与限位块（402）相插合的限位套（403），所述翻转板（401）与安装框（2）之间设置有用于驱动翻转板（401）转动的拉动件（404），两个所述翻转板（401）的相对端之间通过电磁连接件（405）可拆卸连接，所述拉动件（404）包括固定连接在安装框（2）底部的斜轨（4041），所述斜轨（4041）两端均固定连接有电磁推块（4042），所述斜轨（4041）内滑动安装有永磁滑块（4043），所述翻转板（401）中部构造有连接柱（4044），所述连接柱（4044）与永磁滑块（4043）之间铰接有拉簧（4045），其中一个所述翻转板（401）的端部构造有插接槽（4011），另一个所述翻转板（401）的端部构造有与插接槽（4011）相插合的插接块（4012），所述电磁连接件（405）包括固定连接在插接槽（4011）两侧的固定管（4051），所述固定管（4051）内滑动安装有卡柱（4052），所述卡柱（4052）与固定管（4051）的端部之间连接有套设在卡柱（4052）上的连接弹簧（4053），两个所述固定管（4051）的相背端均固定连接有电磁块（4054），所述插接块（4012）的两侧均构造有用于卡柱（4052）插接的卡孔（4055）；

辅助夹板（5），数量为两个且分别转动安装在两个翻转板（401）长度向的中部相背侧，两个所述辅助夹板（5）方位相对设置且相对翻转，两个所述辅助夹板（5）的相对侧均安装有可竖直调节位置的磁吸块（6）。

2.根据权利要求1所述的工业机器人夹头，其特征在于，两个所述弧形夹爪（303）的相对侧构造有用于夹持管道的圆弧槽（3031），所述圆弧槽（3031）内壁上固定连接有橡胶条（3032）。

3.根据权利要求1所述的工业机器人夹头，其特征在于，所述辅助夹板（5）包括转动安装在其中一个翻转板（401）内的转杆一（501），另一个所述翻转板（401）内转动安装有转杆二（502），所述转杆一（501）与转杆二（502）上均固定套设有活动贯穿翻转板（401）侧面的拨动板（503），所述转杆一（501）与转杆二（502）的相对端之间设置有安装在其中一个翻转板（401）上的驱动件（504），所述驱动件（504）用于带动转杆一（501）和转杆二（502）同步反向转动。

4.根据权利要求3所述的工业机器人夹头，其特征在于，所述驱动件（504）包括固定连接在转杆一（501）与转杆二（502）相对端的传动锥齿轮（5041），所述插接块（4012）上固定连接有驱动电机（5042），所述驱动电机（5042）的输出轴上固定连接有转动安装在插接块（4012）上的驱动锥齿轮（5043），所述驱动锥齿轮（5043）与两个传动锥齿轮（5041）同步啮合。

5.根据权利要求3所述的工业机器人夹头，其特征在于，所述拨动板（503）内构造有T型竖槽（5031），所述磁吸块（6）包括固定连接在T型竖槽（5031）底部的固定磁杆（601），所述T型竖槽（5031）与外部连通的一端沿其长度方向滑动插设有多个与固定磁杆（601）平行设置的滑动磁杆（602），所述T型竖槽（5031）内设置有剪叉连杆（603），所述剪叉连杆（603）最底部的铰接轴与固定磁杆（601）相连接，所述剪叉连杆（603）中部的其余铰接轴分别与滑动磁杆（602）依次连接，所述剪叉连杆（603）最上侧的铰接轴上固定连接有滑动贯穿拨动板（503）的调节杆（604），所述拨动板（503）上固定连接有输出端与调节杆（604）相连接的电动推杆（605）。

6.一种机器人，包括如权利要求1-5任一项所述的工业机器人夹头，其特征在于，还包括定位座（7），所述定位座（7）上端转动安装有承接横杆（8），所述承接横杆（8）的两端均转动安装有L型关节杆一（9），所述L型关节杆一（9）远离承接横杆（8）的一端转动连接有L型关节杆二（10），所述连接关节（1）转动连接在L型关节杆二（10）远离L型关节杆一（9）的一端。