CN207578428U - 一种多工位可切换的机器人抓手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多工位可切换的机器人抓手，属于机器人夹具领域。它包括固定座、旋接组件和多个抓手组件；所述多个抓手组件沿圆周方向分布在固定座上的不同工位，用于夹取工件，抓手组件包括气动手指和抓手，气动手指安装在连接板上，抓手连接气动手指；所述的旋接组件安装在固定座上多个抓手组件的旋转中心处，用于连接机器人主体。本实用新型的机器人抓手通过将不同类型夹具组合到同一个抓手上，并可灵活切换，从而大大提高其对不同夹取工况的适应性。

Description

一种多工位可切换的机器人抓手

技术领域

本实用新型属于机器人夹具领域，更具体地说，涉及一种多工位可切换的机器人抓手。

背景技术

机器人的抓手是由电机驱动，实现爪指的收紧与放开，其定位点位可控，夹持力可控，通过PLC、工业PC机、单片机及运动控制器等上位机控制，实现对象的抓取、定位等功能，是机械设备的柔性执行终端。

现有常规抓手一般根据所要夹取工件的规格和形状，通常只能夹取单一工件，不满足零件多规格或形状要求的非标工业自动化作业；同时，还要求抓手速度、位置、夹持力等参数可控。所以一台机器人执行多项作业，能够实现机器人的功能多元化，缩短作业准备时间，为多品种小批量生产作出贡献。

现有抓手在抓取不同工件时，需要更换不同的抓手，通常采用快换结构完成，机器人工具快换主要由两部分组成，分别称为主盘和工具盘，两部分的设计可以自动锁紧连接，同时可以连通和传递例如电信号、气体、水等等介质。机器人工具快换装置为自动更换工具并连通各种介质提供了极大的柔性。

例如，中国专利申请号为：201310466106.6，公开日为：2014年1月15日的专利文献，公开了一种种植盆机器人抓手，包括伺服电机、电机安装座、安装板、联轴器、丝杆螺母、丝杆、滑板、至少一根直线导轨、两根夹杆、两个杆端关节轴承、两根连杆，其特征在于：电机安装座、直线导轨、两根连杆分别安装在安装板上，伺服电机安装在电机安装座上，滑板安装在直线导轨上并能在直线导轨上滑动，丝杆螺母固定在滑板上，伺服电机通过联轴器与丝杆相连，且丝杆与丝杆螺母固定在一起；每根连杆的一端固定在滑板上，另一端通过一个杆端关节轴承与一根夹杆相连。该方案的机械人抓手能够准确、高效地进行水稻种植盆的抓取、搬运作业。

又如，中国专利申请号为：201710256873.2，公开日为：2017年7月14日的专利文献，公开了一种棒料的上料机器人抓手，它包括底座、滑块组件、第一抓手手指、第一连杆、第二抓手手指和第二连杆，所述滑块组件滑配在底座上，第一抓手手指的前部为第一抓部，第一抓手手指的中部铰接在底座上，第一连杆的一端与滑块组件铰接，第一连杆的另一端与第一抓手手指的后部铰接，第二抓手手指的前部为第二抓部，第二抓手手指的中部铰接在底座上，第二连杆的一端与滑块组件铰接，第二连杆的另一端与第二抓手手指的后部铰接，其中，通过在底座上动作所述滑块组件，使第一抓手手指的第一抓部和第二抓手手指的第二抓部做相向运动或背向运动。该方案的抓手主要适用于棒料的抓取。

上述两种方案都是针对专门的工作任务设计的特定机器人抓手，其作用相对专一，通用性相对较弱，只能完成单一的抓取工作，有待进一步改进。

发明内容

1、要解决的问题

本实用新型提供一种多工位可切换的机器人抓手，其目的在于解决现有抓手一般只能夹取单一工件，不满足零件多规格或形状要求的非标工业自动化作业的要求，从而导致适应性相对较差的问题。本实用新型的机器人抓手通过将不同类型夹具组合到同一个抓手上，并可灵活切换，从而大大提高其对不同夹取工况的适应性。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种多工位可切换的机器人抓手，包括固定座、旋接组件和多个抓手组件；所述多个抓手组件沿圆周方向分布在固定座上的不同工位，用于夹取工件；所述的旋接组件安装在固定座上多个抓手组件的旋转中心处，用于连接机器人主体。

作为进一步改进，所述固定座具有四个相邻之间呈90°布置的连接板，每个连接板上安装一个抓手组件。

作为进一步改进，所述抓手组件包括气动手指和抓手，气动手指安装在连接板上，抓手连接气动手指。

作为进一步改进，所述气动手指的手指上安装连接块，连接块和抓手上对应设有定位孔和插销孔，并通过定位孔和插销孔中分别可拆卸安装定位销和插销将抓手安装到连接块上。

作为进一步改进，所述四个抓手组件中的四个抓手分别为大抱抓、小抱抓、开盖抓手和夹爪；所述大抱抓和小抱抓具有圆形夹取空间，用于夹取筒体类工件，小抱抓的夹取半径小于大抱抓夹取半径；所述开盖抓手的前端设有V型夹头，开盖抓手对应的连接块上设有芯棒；所述夹爪的前端设有V型槽和U型槽。

作为进一步改进，所述旋接组件包括旋接座，旋接座安装在固定座上，旋接座连接法兰盘。

作为进一步改进，所述法兰盘与机器人主体上的旋转气缸连接。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型多工位可切换的机器人抓手，通过在固定座上安装多个抓手组件，可将不同类型夹具组合到同一个抓手上，而且通过旋接组件可将固定座快速连接到机器人主体上，机器人主体可驱动多个抓手组件之间灵活切换，也方便不同抓手之间的更换，机器人上安装此种抓手即可适应不用形状规格的工件抓取操作，减少了抓手更换的频率，提高其对不同夹取工况的适应性，提高工作效率，减少抓手的备用数量。

(2)本实用新型多工位可切换的机器人抓手，抓手组件安装在固定座的四个相邻呈90°的连接板上，也就是可安装四种抓手组件，具有四个夹取工位，根据不同工件，由机器人主体驱动切换到相应的工位夹取工件。

(3)本实用新型多工位可切换的机器人抓手，抓手组件通过气动手指驱动抓手开合进行工件的抓取，同时，抓手与连接块之间先通过定位销精确定位，再通过插销固定，不仅定位精度高，而且可快速更换抓手。

(4)本实用新型多工位可切换的机器人抓手，四个抓手组件中的四个抓手分别对应为大抱抓、小抱抓、开盖抓手和夹爪，可适应至少四种工件的抓取操作，大抱抓和小抱抓具有圆形夹取空间可对不同直径大小的筒体类工件进行抓取；开盖抓手的V型夹头配合芯棒，可夹取盘类工件，即芯棒***盘类工件的中间孔，V型夹头夹住外缘，进行可靠夹持；而夹爪的V型槽和U型槽组合使用可完成其他形状规格的工件夹取操作。

(5)本实用新型多工位可切换的机器人抓手，旋接组件中旋接座通过法兰盘连接机器人主体上的旋转气缸，从而旋转气缸可驱动抓手旋转进行各工位之间的切换。

附图说明

图1为本实用新型多工位可切换的机器人抓手的立体结构示意图；

图2为本实用新型多工位可切换的机器人抓手的主视结构示意图；

图3为图2中A-A的剖视图；

图4本实用新型机器人抓手的旋接组件中旋接体的立体结构示意图；

图5为本实用新型机器人抓手的旋接组件中旋接座的立体结构示意图；

图6为本实用新型机器人抓手的旋接组件中连接轴的立体结构示意图。

附图中的标号分别表示为：

100、固定座；

200、旋接组件；210、旋接体；211、轴孔；212、锁紧孔；213、定位凸台；220、旋接座；221、轴卡槽；230、连接轴；231、扁轴体；232、挡块卡槽；233、销孔；234、限位槽；240、挡圈；250、挡块；260、挡销；270、法兰盘；

300、抓手组件；310、气动手指；320、连接块；330、插销；340、定位销；350、大抱抓；360、小抱抓；370、开盖抓手；371、芯棒；372、V型夹头；380、夹爪；381、V型槽；382、U型槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例的一种多工位可切换的机器人抓手，其主要由固定座100、旋接组件200和多个抓手组件300组成；其中，固定座100是基体，旋接组件200和多个抓手组件300都安装在固定座100上，且旋接组件200用于连接机器人主体，一般它是与机器人主体上的回转气缸连接，从而通过回转气缸可驱动抓手转动，调整不同抓手组件300的工位；抓手组件300则用于夹取工件，本实施例采用多个抓手组件300，能够进行不同形状或规格的工件的夹取操作。下面对各部分进行详细说明。

多个抓手组件300沿圆周方向分布在固定座100上的不同工位，具体到本实施例中，固定座100呈十字型结构，其具有四个相邻之间呈90°布置的连接板，每个连接板的端部安装一个抓手组件300，也就是具有四个抓手组件300，具有四个夹取工位，根据不同工件，由机器人主体驱动切换到相应的工位夹取工件。抓手组件300包括气动手指310和抓手，气动手指310安装在连接板上，抓手的一对爪子连接气动手指310。具体地，气动手指310的手指上安装连接块320，连接块320和抓手上对应设有定位孔和插销孔，并通过定位孔和插销孔中分别可拆卸安装定位销340和插销330将抓手安装到连接块320上，定位销340可保证抓手精确定位，插销330可将抓手固定，从而实现高精度定位和抓手的快速更换。

需要特别说明的是，四个抓手组件300中的四个抓手分别为大抱抓350、小抱抓360、开盖抓手370和夹爪380；大抱抓350和小抱抓360具有圆形夹取空间，用于夹取筒体类工件，小抱抓360的夹取半径小于大抱抓350夹取半径；开盖抓手370的前端设有V型夹头372，开盖抓手370对应的连接块320上设有芯棒371；夹爪380的前端设有V型槽381和U型槽382。此种结构，四个抓手组件300中的四个抓手，可适应至少四种工件的抓取操作，大抱抓350和小抱抓360具有圆形夹取空间可对不同直径大小的筒体类工件进行抓取，大抱抓350抱取和松开的区间在175～215cm，小抱抓360抱取和松开的区间在55～110cm；开盖抓手370的V型夹头372配合芯棒371，可夹取盘类工件，即芯棒371***盘类工件的中间孔，V型夹头372夹住外缘，进行可靠夹持；而夹爪380的V型槽381和U型槽382组合使用可完成其他形状规格的工件夹取操作。

本实施例中，旋接组件200安装在固定座100上四个抓手组件300的旋转中心处，用于连接机器人主体。具体地，旋接组件200包括旋接座220，旋接座220安装在固定座100上，旋接座220的顶端安装法兰盘270，法兰盘270与机器人主体上的旋转气缸连接，从而可将该机器人抓手连接到机器人主体上，并通过旋转气缸可驱动各抓手之间工位的切换。

由上可知，本实施例的多工位可切换的机器人抓手，通过在固定座100上安装多个抓手组件300，可将不同类型夹具组合到同一个抓手上，而且通过旋接组件200可将固定座100快速连接到机器人主体上，机器人主体可驱动多个抓手组件300之间灵活切换，也方便不同抓手之间的更换，机器人上安装此种抓手即可适应不用形状规格的工件抓取操作，减少了抓手更换的频率，提高其对不同夹取工况的适应性，提高工作效率，减少抓手的备用数量。此抓手的设计使得机器人能够在制造和装备过程中交换使用不同的末端执行器以增加柔性，替代原有笨重复杂的多功能工装执行器，具有生产更换快速、有效降低停工时间等多种优势。

实施例2

本实施例的一种多工位可切换的机器人抓手，其基本结构与实施例1基本相同，所不同的是对旋接组件200的结构进行了优化改进，并非采用实施例1中的将法兰盘270直接安装在固定座100上，再将法兰盘270连接机器人主体，此种结构，机器人抓手的更换不方便，每次更换都需要拆卸法兰盘270，费时费力。

结合图2和图3所示，本实施例中，旋接组件200包括旋接体210和旋接座220；其中，旋接座220为圆筒状结构，其下端通过螺栓安装在固定座100上，旋接体210也为桶装结构，旋接体210套在旋接座220的外侧，并通过连接轴230与旋接座220连接；而旋接体210的上端通过螺栓安装法兰盘270，且旋接体210上端设有圆形的定位凸台213，法兰盘270上对应设有定位孔，定位凸台213***法兰盘270的定位孔中进行定位，再将法兰盘270连接到机器人主体的旋转气缸上。此种结构，通过插拔连接轴230即可快速将机器人抓手从机器人主体上装卸，大大提高了更换速度，便于多种机器人夹具采用一套统一的连接结构标准。

结合图4、图5和图6所示，旋接座220上开设一对轴卡槽221，轴卡槽221为上端狭缝，下端圆槽孔，圆槽孔宽度大于狭缝的宽度；对应于轴卡槽221，旋接体210上开设有轴孔211。连接轴230中间部分为扁轴体231，扁轴体231的最小宽度小于轴卡槽221的狭缝宽度，扁轴体231的最大宽度大于轴卡槽221的狭缝宽度，而小于圆槽孔宽度，从而扁轴体231可从轴卡槽221的上端狭缝塞入到下端圆槽孔中，穿过轴孔211并卡入轴卡槽221中将旋接体210和旋接座220连接。

对于连接轴230固定结构，如图6所示，连接轴230的两端均开设有挡块卡槽232，挡块卡槽232的两侧设置有贯穿连接轴230的销孔233；连接轴230的两端穿过旋接体210后套有挡圈240，挡块卡槽232中安装挡块250，挡块250通过穿过销孔233的挡销260固定；从而限制连接轴230的轴向移动。同时，挡块卡槽232相对两侧的连接轴230上开设限位槽234；轴孔211两侧的旋接体210上开设连通轴孔211的锁紧孔212，锁紧孔212内设置波珠螺丝，波珠螺丝的头端顶入限位槽234内，从而可限制连接轴230的转动，防止轴从旋接座220的轴卡槽221中滑脱。

由此可见，旋接体210和旋接座220通过连接轴230的可拆卸式连接结构，设计简单巧妙，可方便机器人抓手的拆装，而且连接可靠、稳定，安全性相对较高，可形成统一的中间快换连接结构标准。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种多工位可切换的机器人抓手，包括固定座(100)，其特征在于：还包括旋接组件(200)和多个抓手组件(300)；所述多个抓手组件(300)沿圆周方向分布在固定座(100)上的不同工位，用于夹取工件；所述的旋接组件(200)安装在固定座(100)上多个抓手组件(300)的旋转中心处，用于连接机器人主体。

2.根据权利要求1所述的一种多工位可切换的机器人抓手，其特征在于：所述固定座(100)具有四个相邻之间呈90°布置的连接板，每个连接板上安装一个抓手组件(300)。

3.根据权利要求2所述的一种多工位可切换的机器人抓手，其特征在于：所述抓手组件(300)包括气动手指(310)和抓手，气动手指(310)安装在连接板上，抓手连接气动手指(310)。

4.根据权利要求3所述的一种多工位可切换的机器人抓手，其特征在于：所述气动手指(310)的手指上安装连接块(320)，连接块(320)和抓手上对应设有定位孔和插销孔，并通过定位孔和插销孔中分别可拆卸安装定位销(340)和插销(330)将抓手安装到连接块(320)上。

5.根据权利要求4所述的一种多工位可切换的机器人抓手，其特征在于：所述四个抓手组件(300)中的四个抓手分别为大抱抓(350)、小抱抓(360)、开盖抓手(370)和夹爪(380)；所述大抱抓(350)和小抱抓(360)具有圆形夹取空间，用于夹取筒体类工件，小抱抓(360)的夹取半径小于大抱抓(350)夹取半径；所述开盖抓手(370)的前端设有V型夹头(372)，开盖抓手(370)对应的连接块(320)上设有芯棒(371)；所述夹爪(380)的前端设有V型槽(381)和U型槽(382)。

6.根据权利要求1或2所述的一种多工位可切换的机器人抓手，其特征在于：所述旋接组件(200)包括旋接座(220)，旋接座(220)安装在固定座(100)上，旋接座(220)连接法兰盘(270)。

7.根据权利要求6所述的一种多工位可切换的机器人抓手，其特征在于：所述法兰盘(270)与机器人主体上的旋转气缸连接。