CN210525125U - 一种机器人自动抓手以及具有该抓手的机器人伸缩臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人自动抓手以及具有该抓手的机器人伸缩臂，涉及搬运机器人技术领域，包括有抓手本体，抓手本体包括有动力装置以及由动力装置驱动相互靠近或者远离的夹爪，且夹爪相配合夹持抓取目标物体；动力装置包括有动力件，动力件与夹爪驱动连接有联动组件，且联动组件包括有由动力件驱动转动的主动件，主动件转动设置于抓手本体上，主动件上相对称的位置处铰接有从动件，且从动件远离主动件的端部分别与相对应的夹爪铰接。动力件与联动组件相配合驱动夹爪相互靠近或者远离，即可实现在狭小空间环境条件下灵活抓取或者释放目标物体的目的。

Description

一种机器人自动抓手以及具有该抓手的机器人伸缩臂

技术领域

本实用新型涉及搬运机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人自动抓手以及具有该抓手的机器人伸缩臂。

背景技术

前开式晶圆传送盒，（FrontOpeningUnifiedPod，英文简称为FOUP）是半导体制程中用于保护、运送、并存储晶圆的传载容器，一般用于容纳25片的300nm晶圆。

现有授权公告号为CN208629426U的中国专利，其公开了一种自主移动搬运机器人，包括有底座，底座上延其垂向方向延伸设置有竖板。底座上设置有行走机构，行走机构包括有安装于底座上的主动轮和从动轮，以实现机器人的自主移动；且竖板上设置有作业机构和承载机构，作业机构包括有机械手，机械手包括有近端与竖板相连接的机械臂，且机械臂的远端枢转连接有抓手，以实现目标物体（即FOUP盒）的抓取或者释放作业，承载机构包括有多个沿垂直方向间隔设置并固定于竖板上的承载件，以达到承载目标物体的目的。由底座和竖板构成的主体在行走机构、作业机构以及承载机构配合作用下，实现了FOUP盒的自动化搬运作业，提高了生产作业效率。

在上述现有技术中，抓手包括有抓手主体，抓手主体上设置有相配合使用的活动夹持件和固定夹持件，固定夹持件固定于抓手主体上，而活动夹持件在驱动件的作用下靠近或者远离固定夹持件，以实现抓取或者释放目标物体（FOUP盒）的目的。驱动件单侧驱动活动夹持件运动并与固定夹持件配合抓取或者释放目标物体的方式，需要先对准固定夹持件与目标物体，再驱动活动夹持件运动与固定夹持件配合抓取或者释放目标物体，但是在空间位置狭小的环境条件下，不能够提供足够的空间预先对准固定夹持件与目标物体，不便于灵活抓取或者释放目标物体，现有技术存在可改进之处。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的之一在于提供一种机器人自动抓手，通过动力件与联动组件相配合驱动夹爪相互靠近或者远离，以实现在狭小空间环境条件下灵活抓取或者释放目标物体的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种机器人自动抓手，包括有抓手本体，其特征在于：所述抓手本体包括有动力装置以及由动力装置驱动相互靠近/远离的夹爪，且所述夹爪相配合夹持抓取目标物体；所述动力装置包括有动力件，所述动力件与夹爪驱动连接有联动组件，且所述联动组件包括有由动力件驱动转动的主动件，所述主动件转动设置于抓手本体上，所述主动件上相对称的位置处铰接有从动件，且所述从动件远离主动件的端部分别与相对应的夹爪铰接。

通过采用上述技术方案，动力装置驱动夹爪相互靠近或者远离，以实现抓手抓取/释放物料的目的。动力件驱动主动件转动，主动件在转动的过程中带动从动件运动，从动件运动并同步驱动夹爪相互靠近或者远离。采用机械驱动的方式实现夹爪的靠近或者远离动作，不需要增设多个动力件分别驱动各夹爪运动，在保持夹爪平稳、同步运动的基础上，降低了抓手的设计、制造成本。夹爪在动力件和联动组件配合作用下相互靠近或者远离，即达到两侧同时运动抓取或者释放目标物体的目的，且抓手本体直接运动至目标物体上方并逐渐下降，在此过程中张开两夹爪，完成抓手本体与目标物体的对接后，两夹爪相互靠近即可完成目标物体的抓取作业；而在释放目标物体的过程中，将目标物体直接放置于相应位置处，并张开两夹爪即可完成目标物体的释放作业。在抓手本体抓取目标物体的过程中，不需要单独进行对准操作，且在释放目标物体的过程中，不需要调整抓手本体的位置状态；通过动力件与联动组件相配合驱动夹爪相互靠近或者远离，即可实现在狭小空间环境条件下灵活抓取或者释放目标物体的目的。

本实用新型进一步设置为：所述动力件与主动件驱动连接有传动组件，所述传动组件包括有啮合传动的蜗轮和蜗杆，且所述蜗轮与主动件同轴连接固定，所述蜗杆横向卧设并与动力件同轴驱动连接。

通过采用上述技术方案，动力件驱动蜗杆转动，蜗杆转动的同时驱动蜗轮转动，蜗轮转动同步带动主动件转动，从而实现夹爪的靠近或者远离动作。蜗轮与蜗杆相配合实现两轴交错、大传动比的传动动作，且蜗轮与蜗杆相配合传动具有自锁特性，有利于提高夹爪抓取物料的稳定性和安全性；同时，蜗杆横向卧设并与动力件驱动连接，在实现传动并驱动夹爪运动的同时降低了对抓手内部空间的占用。

本实用新型进一步设置为：所述夹爪和联动组件外罩设有第一保护罩，且所述夹爪与第一保护罩滑移配合；所述动力件和传动组件外罩设有第二保护罩，且所述第二保护罩位于第一保护罩上方。

通过采用上述技术方案，第一保护罩起到保护夹爪和联动组件的作用，第二保护罩起到保护动力件和传动组件的作用，第一保护罩和第二保护罩相配合共同起到提高动力装置运行稳定性和安全性的目的。

本实用新型进一步设置为：所述第二保护罩内设置有与抓手联动配合使用的相机组件。

通过采用上述技术方案，在抓手抓取或者释放目标物体的过程中，可以通过相机组件识别抓手周围环境以及运动位置，并辅助抓手提高抓取或者释放目标物体的精度和安全性。

本实用新型进一步设置为：所述从动件远离主动件的一端铰接有滑移块，所述滑移块沿夹爪运动方向滑移设置于抓手本体上，且所述夹爪与滑移块可拆卸连接固定。

通过采用上述技术方案，夹爪可拆卸连接于滑移块上，既便于维护人员或者操作人员更换夹爪，又便于组装人员安装夹爪，具有较好的实用性和使用便利性。

本实用新型进一步设置为：所述夹爪包括有与滑移块可拆卸连接的连接板以及用于抓取/释放目标物体的夹套，所述夹套上开设有插接槽，且所述夹套的插接槽与目标物体上的定位凸块插接配合。

通过采用上述技术方案，在抓取目标物体时，夹套的插接槽与目标物体的定位凸块插接配合，在实现抓取目标物体的基础上，提高了目标物体抓取的稳定性和安全性。

本实用新型进一步设置为：所述连接板与滑移块共同连接有加强块，所述滑移块的底面与连接板的内侧面构成直角结构，且所述加强块夹设连接于直角结构处。

通过采用上述技术方案，加强块夹设连接于滑移块和连接板构成的直角结构处，有利于提高传动的稳定性以及抓手抓取或者释放目标物体的稳定性和精准度。

本实用新型进一步设置为：所述插接槽的槽口处开设有与目标物体的定位凸块相配合使用的倒角。

通过采用上述技术方案，在插接槽的槽口处开设倒角，在抓手抓取或者释放目标物体时，避免夹套与目标物体发生挂碰现象，进而达到提高抓手抓取或者释放目标物体动作稳定性的目的。

针对上述技术问题，本实用新型的目的之二在于提供一种机器人伸缩臂，通过在伸缩臂主体上安装上述机器人自动抓手，并驱动机器人自动抓手旋转，以达到灵活调整机器人自动抓手状态的目的，进而达到提高抓取或者释放目标物体灵活性的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种机器人伸缩臂，其特征在于：包括有伸缩臂主体，所述伸缩臂主体的一端与搬运机器人驱动连接，而所述伸缩臂主体远离搬运机器人的一端旋转驱动连接有机器人自动抓手；所述伸缩臂主体与抓手本体驱动连接有翻转装置，所述翻转装置包括有安装于伸缩臂主体端部的翻转驱动件，且所述翻转驱动件的输出轴与抓手本体连接有加强连接件，所述加强连接件与翻转驱动件的输出轴同轴穿设配合并销接固定，且所述加强连接件与抓手本体可拆卸连接固定。

通过采用上述技术方案，当需要抓取或者释放目标物体时，翻转装置驱动旋转抓手本体，以达到进一步调整抓手位置状态的目的，且在翻转驱动件驱动抓手本体转动的过程中，加强连接件起到提高传动结构强度和传动稳定性的作用。在伸缩臂主体上安装上述机器人自动抓手，并驱动机器人自动抓手旋转，以达到灵活调整机器人自动抓手状态的目的，进而达到提高抓取或者释放目标物体灵活性的目的。

本实用新型进一步设置为：所述伸缩臂主体包括有多个臂节，且多个所述臂节构成直线式伸缩臂结构或者折叠式伸缩臂结构。

通过采用上述技术方案，伸缩臂主体既可选择直线式伸缩臂结构，也可选择折叠式伸缩臂结构，具有较好的选择适配性和使用灵活性；同时可实现机器人自动抓手的伸缩式位置调节，有利于提高机器人自动抓手的抓取或者释放范围。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

其一：动力件与联动组件相配合驱动夹爪相互靠近或者远离，以实现在狭小空间环境条件下灵活抓取或者释放目标物体的目的；

其二：在伸缩臂主体上安装上述机器人自动抓手，并驱动机器人自动抓手旋转，以达到灵活调整机器人自动抓手状态的目的，进而达到提高抓取或者释放目标物体灵活性的目的。

附图说明

图1是一种机器人自动抓手的总体结构示意图；

图2是动力装置的结构示意图；

图3是主要用于展示传动组件与主动件的连接结构示意图；

图4是一种机器人伸缩臂的总体结构示意图；

图5是主要用于展示翻转装置与机器人自动抓手的驱动连接示意图。

附图标记：1、抓手本体；11、承载板；12、保护罩；121、第一保护罩；122、第二保护罩；2、动力装置；21、动力件；22、联动组件；221、主动件；222、从动件；23、传动组件；231、蜗轮；232、蜗杆；3、夹爪；31、连接板；32、夹套；321、插接槽；322、倒角；33、加强块；34、直角结构；4、引导导轨；41、滑移块；5、连接轴；6、固定座；7、相机组件；8、伸缩臂主体；81、臂节；9、翻转装置；91、翻转驱动件；92、加强连接件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种机器人自动抓手，包括有抓手本体1，抓手本体1包括有承载板11，承载板11上罩设有保护罩12。承载板11的保护罩12内安装有动力装置2以及由动力装置2驱动相互靠近或者远离的两夹爪3，两夹爪3可在动力装置2的驱动下实现抓取或者释放FOUP盒的动作，即两夹爪3与FOUP盒顶部的定位凸块相配合实现抓取动作或者释放动作。

结合图1和图2所示，两夹爪3对称滑移设置于保护罩12内的两侧，且保护罩12的内侧壁上沿夹爪3的运动方向延伸安装固定有引导导轨4，引导导轨4上滑移安装有滑移块41，夹爪3与相对应的滑移块41连接固定，从而实现动力装置2驱动两夹爪3相互靠近或者远离的运动动作。动力装置2包括有安装固定于保护罩12内的动力件21，可采用电机作为动力件21使用，且动力件21与两夹爪3传动连接有用于实现两夹爪3同步运动的联动组件22。联动组件22包括有由动力件21驱动竖直转动的主动件221，主动件221设置为圆盘状结构，且主动件221的底部两侧对称位置处铰接有两从动件222，从动件222设置为连杆结构，从动件222远离主动件221的端部铰接于相对应的滑移块41上，铰接点位于滑移块41的中间轴线位置处；则动力件21驱动主动件221转动，主动件221转动驱动两从动件222同步带动滑移块41沿引导导轨4滑移运动，进而实现两夹爪3的同步靠近或者远离动作。

结合图2和图3所示，动力件21与主动件221驱动连接有传动组件23，传动组件23包括有啮合传动配合的蜗轮231和蜗杆232，蜗轮231的底部同轴连接有连接轴5，连接轴5竖直设置，且连接轴5的底端与主动件221的顶部同轴螺纹连接固定；则蜗杆232转动驱动蜗轮231转动，蜗轮231转动的同时通过连接轴5驱动主动件221转动。保护罩12的内侧壁上安装有固定座6，且蜗杆232转动卧设于固定座6内，并通过联轴器与动力件21的输出轴同轴驱动连接，则电机同样卧设于保护罩12内，以降低对保护罩12内部空间的占用，进而达到缩小抓手体积，提高抓手抓取或者释放FOUP盒灵活性的目的。

如图2所示，夹爪3包括有与相对应的滑移块41可拆卸连接的连接板31以及用于抓取或者释放目标物体（即FOUP盒）的夹套32，连接板31竖直设置并通过螺钉可拆卸连接于滑移块41的前端，且连接板31与夹套32一体成型而成。夹套32上沿其长度方向延伸开设有插接槽321，且夹套32的插接槽321与目标物体（即FOUP盒）上的定位凸块插接配合。连接板31与滑移块41共同连接有加强块33，滑移块41的底面与连接板31的内侧面构成直角结构34，且加强块33通过螺钉夹设连接于直角结构34处，以达到进一步提高夹爪3抓取或者释放FOUP盒的动作稳定性的目的。

为了避免夹爪3在抓取或者释放FOUP盒时与FOUP盒发生挂碰，在插接槽321的槽口处开设形成有与目标物体的定位凸块相配合使用的倒角322。

如图1所示，为了实现自主抓取或者释放FOUP盒的目的，保护罩12内还安装有与抓手联动配合使用的相机组件7，可采用CCD相机以及控制器共同构成该相机组件7，通过相机组件7识别抓手位置，进而达到提高抓手抓取或者释放FOUP盒精准度的目的。

结合图1和图2所示，保护罩12包括有一体成型的第一保护罩121和第二保护罩122，且第一保护罩121罩设于夹爪3和联动组件22外，而第二保护罩122罩设于动力件21和传动组件23外，同时与抓手联动配合使用的相机组件7位于第二保护罩122内，第一保护罩121和第二保护罩122相配合达到保护驱动结构以及相机组件7的目的。

实施例二：

结合图4和图5所示，一种机器人伸缩臂，包括有伸缩臂主体8，伸缩臂主体8的一端与搬运机器人（可参考如授权公告号为CN208629426U的中国专利中所示的机器人）驱动连接，而伸缩臂主体8远离搬运机器人的一端旋转驱动连接有实施例一中的机器人自动抓手，通过旋转调节抓手本体1的位置状态达到灵活抓取或者释放FOUP盒的目的，同时提高抓手本体1抓取或者释放FOUP盒精准性的目的。

伸缩臂主体8包括有多个臂节81，在本实施例中展示了两节臂节81，且两节臂节81构成直线式伸缩臂结构，当然，同样可采用如授权公告号为CN208629426U的中国专利中所示的折叠式伸缩臂结构，以达到扩大机器人自动抓手覆盖范围的目的。

伸缩臂主体8与抓手本体1驱动连接有翻转装置9，翻转装置9包括有安装于伸缩臂主体8端部的翻转驱动件91，可采用电机作为翻转驱动件91使用，且翻转驱动件91的输出轴与抓手本体1连接有加强连接件92，加强连接件92设置为柱状结构，且加强连接件92与翻转驱动件91的输出轴同轴穿设配合并销接固定，同时加强连接件92通过螺钉与抓手本体1实现可拆卸连接固定，以达到提高抓手本体1传动稳定性以及旋转稳定性的目的。

下面结合具体动作对本实用新型作进一步阐述：

动力件21驱动蜗杆232转动，蜗杆232转动啮合驱动蜗轮231转动，蜗轮231转动通过连接轴5同步驱动主动件221转动，主动件221转动进而驱动两从动件222带动滑移块41沿引导导轨4滑移运动，从而实现两夹爪3的相互靠近或者远离动作，进而实现抓取或者释放FOUP盒的目的。

本具体实施方式仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实用新型做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种机器人自动抓手，包括有抓手本体（1），其特征在于：所述抓手本体（1）包括有动力装置（2）以及由动力装置（2）驱动相互靠近/远离的夹爪（3），且所述夹爪（3）相配合夹持抓取目标物体；所述动力装置（2）包括有动力件（21），所述动力件（21）与夹爪（3）驱动连接有联动组件（22），且所述联动组件（22）包括有由动力件（21）驱动转动的主动件（221），所述主动件（221）转动设置于抓手本体（1）上，所述主动件（221）上相对称的位置处铰接有从动件（222），且所述从动件（222）远离主动件（221）的端部分别与相对应的夹爪（3）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人自动抓手，其特征在于：所述动力件（21）与主动件（221）驱动连接有传动组件（23），所述传动组件（23）包括有啮合传动的蜗轮（231）和蜗杆（232），且所述蜗轮（231）与主动件（221）同轴连接固定，所述蜗杆（232）横向卧设并与动力件（21）同轴驱动连接。

3.根据权利要求2所述的一种机器人自动抓手，其特征在于：所述夹爪（3）和联动组件（22）外罩设有第一保护罩（121），且所述夹爪（3）与第一保护罩（121）滑移配合；所述动力件（21）和传动组件（23）外罩设有第二保护罩（122），且所述第二保护罩（122）位于第一保护罩（121）上方。

4.根据权利要求3所述的一种机器人自动抓手，其特征在于：所述第二保护罩（122）内设置有与抓手联动配合使用的相机组件（7）。

5.根据权利要求1所述的一种机器人自动抓手，其特征在于：所述从动件（222）远离主动件（221）的一端铰接有滑移块（41），所述滑移块（41）沿夹爪（3）运动方向滑移设置于抓手本体（1）上，且所述夹爪（3）与滑移块（41）可拆卸连接固定。

6.根据权利要求5所述的一种机器人自动抓手，其特征在于：所述夹爪（3）包括有与滑移块（41）可拆卸连接的连接板（31）以及用于抓取/释放目标物体的夹套（32），所述夹套（32）上开设有插接槽（321），且所述夹套（32）的插接槽（321）与目标物体上的定位凸块插接配合。

7.根据权利要求6所述的一种机器人自动抓手，其特征在于：所述连接板（31）与滑移块（41）共同连接有加强块（33），所述滑移块（41）的底面与连接板（31）的内侧面构成直角结构（34），且所述加强块（33）夹设连接于直角结构（34）处。

8.根据权利要求6所述的一种机器人自动抓手，其特征在于：所述插接槽（321）的槽口处开设有与目标物体的定位凸块相配合使用的倒角（322）。

9.一种机器人伸缩臂，其特征在于：包括有伸缩臂主体（8），所述伸缩臂主体（8）的一端与搬运机器人驱动连接，而所述伸缩臂主体（8）远离搬运机器人的一端旋转驱动连接有如权利要求1-8任意一项所述的机器人自动抓手；

所述伸缩臂主体（8）与抓手本体（1）驱动连接有翻转装置（9），所述翻转装置（9）包括有安装于伸缩臂主体（8）端部的翻转驱动件（91），且所述翻转驱动件（91）的输出轴与抓手本体（1）连接有加强连接件（92），所述加强连接件（92）与翻转驱动件（91）的输出轴同轴穿设配合并销接固定，且所述加强连接件（92）与抓手本体（1）可拆卸连接固定。

10.根据权利要求9所述的一种机器人伸缩臂，其特征在于：所述伸缩臂主体（8）包括有多个臂节（81），且多个所述臂节（81）构成直线式伸缩臂结构或者折叠式伸缩臂结构。

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