CN212170460U - 一种抓吸两用的末端执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抓吸两用的末端执行器，包括用于零件抓取的三爪气缸单元、用于零件吸取的磁性气缸单元、用于连接机器人的连接法兰单元；三爪气缸单元包括一组三爪气缸以及固定于三爪气缸下方的夹爪组件；连接法兰单元位于三爪气缸单元正上方，包括一组安装杆以及连接法兰，安装杆一端与连接法兰相连、安装杆的另一端与三爪气缸之间固定连接；磁性气缸单元位于安装杆侧边，磁性气缸单元包括一三轴气缸以及位于三轴气缸下方的磁性气缸，三轴气缸外壁与安装杆之间固定连接，三轴气缸导杆平行安装杆设置，磁性气缸与导杆的末端固定连接，且磁性气缸下端面高于夹爪组件上端面设置，可有效解决水泵外壳等外部轮廓复杂零件的抓取问题。

Description

一种抓吸两用的末端执行器

技术领域

本实用新型属于机器人抓取末端执行器的技术领域，具体涉及机加工行业中，料框内无序零件的分拣上下料抓取机器人末端执行器。

背景技术

目前工业机器人广泛应用于3C(计算机、通讯、消费电子)、物流等行业。末端执行器作为工业机器人进行抓取执行工具，其吸取能力、操作稳定性等对设备的效率和可靠性具有重要的影响。机器人抓手是一种能模仿人体手、臂动作，以实现抓取、搬运物件或操作工具的装置，其能够有效降低人员劳动负荷，提高工作效率，现已广泛应用于机械制造、冶金、电子等各领域。

随着现代化工业生产的迅速发展，业内已开发出多种规格类型的机器人抓手，但是对于类似水泵外壳等的零件，由于其外部轮廓为异型件，不适合直接通过取外部轮廓进行零件抓取，而通过此类零件的中心孔进行零件抓取时，若零件初始姿态不是端正状态，也往往无法找到合适的着力点，机器人在高速移动时，零件严重晃动，易掉落，因此目前还是主要采用人工上下料的方式，导致整个生产效率低且无法实现自动化生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种抓吸两用末端执行器，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种抓吸两用的末端执行器，包括用于零件抓取的三爪气缸单元、用于零件吸取的磁性气缸单元、用于连接机器人的连接法兰单元；

所述三爪气缸单元包括一组三爪气缸以及固定于所述三爪气缸下方的夹爪组件；

所述连接法兰单元位于所述三爪气缸单元正上方，包括一组安装杆以及连接法兰，所述安装杆一端与所述连接法兰相连、所述安装杆的另一端与所述三爪气缸之间固定连接；

所述磁性气缸单元位于所述安装杆侧边，所述磁性气缸单元包括一三轴气缸以及位于所述三轴气缸下方的磁性气缸，所述三轴气缸外壁与所述安装杆之间固定连接，所述三轴气缸的导杆平行所述安装杆设置，所述磁性气缸与所述三轴气缸的导杆的末端固定连接，且所述磁性气缸下端面高于所述夹爪组件上端面设置。

作为一优选方案，所述夹爪组件下端面至所述磁性气缸下端面的距离为所述三轴气缸行程的一半。

更进一步的，所述三轴气缸的行程大小为待抓取零件高度的4至6倍。

作为一优选方案，所述三轴气缸外壁与所述安装杆之间经由第三连接组件固定连接，所述第三连接组件包括气缸安装板、设于所述气缸安装板上的至少一组环形连接单元，所述气缸安装板平行于所述安装杆设置，且经由螺丝固定在所述三轴气缸外壁上；所述环形连接单元包括一固定板以及一支撑板，所述固定板位于所述支撑板与所述气缸安装板之间，所述固定板垂直所述气缸安装板设置且经由螺丝固定在所述气缸安装板上；所述固定板与所述支撑板对接后形成一环形框，所述环形框尺寸匹配所述安装杆的外部轮廓设计，二者经由螺丝固定连接。

更进一步的，所述的抓吸两用末端执行器设有两组环形连接单元，所述环形连接单元位于所述气缸安装板的首位两端，以用于所述安装杆与所述三轴气缸外壁之间的上下固定。

更进一步的，所述固定板与所述安装杆相接触的部分内壁面为平面。

作为一优选方案，所述安装杆的底端与所述三爪气缸之间经由第一连接组件固定连接；所述第一连接组件包括第一安装板与第二安装板，所述第二安装板设于所述第一安装板上方且与所述第一安装板固定连接，所述安装杆底面设有螺丝孔，所述安装杆与所述第二安装板经由螺丝固定连接，所述第一安装板上设有多个开孔，所述三爪气缸与所述第一安装板之间经由螺丝固定连接。

作为一优选方案，所述磁性气缸与所述三轴气缸的导杆之间经由第二连接组件固定连接，所述第二连接组件包括一组L安装板，所述L安装板的长边与所述导杆顶部经由螺丝固定连接，所述L安装板的短边与所述磁性气缸的侧壁经由螺丝固定连接。

作为一优选方案，所述夹爪组件包括三组夹爪，所述三组夹爪闭合时抓取端尺寸小于零件的中心孔设置。

本实用新型所示的一种抓吸两用的末端执行器整体结构简单、布置合理，可有效解决水泵外壳等外部轮廓复杂零件的抓取问题，为此类产品自动化生产提供工具。

工作时，抓吸两用的末端执行器经由连接法兰固定在机器人上，待抓取的零件无序堆叠放置在料框内，视觉拍照后，机器人控制本实用新型所示的抓吸两用的末端执行器工作，对于倾斜角度较小的零件(如倾斜角度≤30°的零件)，直接控制夹爪组件进入零件的中心孔内壁内，然后再控制三爪气缸的导轨向外移动，带动固定在导轨上的夹爪组件在中心孔内壁撑开，并依靠摩擦力抓取零件；对于倾斜角度较大的零件(如倾斜角度大于30°的零件)，机器人首先控制三轴气缸的导杆向下伸出，将磁性气缸运送至零件上方，由磁性气缸吸取零件并放置在平台上进行二次定位后，再经由三爪气缸进行零件的精准抓取和放置，从而可实现对各种位姿零件的精确抓取操作。

上述抓取过程中，由于磁性气缸下端面高于夹爪组件上端面设置，二者之间预留足够的操作空间，可有效防止两种磁性气缸与夹爪组件在工作时发生碰撞或者相互干扰。当判断需要采用夹爪组件进行工作时，由于磁性气缸位于夹爪组件的侧上方，不会干扰夹爪组件的工作；当判断需要先调整零件位置，然后使用夹爪组件进行零件抓取时，通过三轴气缸将磁性气缸传送至夹爪组件下方位置进行零件的吸取与摆放，然后控制三轴气缸收回，带动磁性气缸回归原始位置(即夹爪组件上方)，最后经由夹爪组件进行零件的抓取。

附图说明

图1为本实用新型抓取零件时的工作状态示意图；

图2为本实用新型吸取零件时的工作状态示意图；

其中，附图标记具体说明如下：安装杆1、支撑板2、固定板3、气缸安装板4、三轴气缸55、L安装板6、磁性气缸7、第一安装板8、三爪气缸9、夹爪 10、第二安装板11、零件12。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，而非以任何方式限制本实用新型的保护范围。

在说明书的全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列相目中的一个或多个的任何和全部组合。在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、步骤、整体、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、步骤、整体、操作、元件、部件和/或它们的组合。

如在说明书中使用的用语“基本上”、“大约”以及类似的用于用作表示近似的用语，而不用作表示程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另有限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下以待抓取零件为水泵外壳来详细说明本申请。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种抓吸两用的末端执行器，包括用于零件12抓取的三爪气缸单元、用于零件12吸取的磁性气缸单元、用于连接机器人的连接法兰单元；其中，三爪气缸单元位于连接法兰单元正下方，磁性气缸单元位于连接法兰单元侧边，且磁性气缸7下端面高于夹爪组件上端面设置。

具体而言，三爪气缸单元包括一组三爪气缸以及固定于三爪气缸下方的夹爪组件,以用于零件12的抓取；连接法兰单元位于三爪气缸单元正上方，包括一组安装杆1以及连接法兰，安装杆1一端与连接法兰相连、安装杆1的另一端与三爪气缸之间固定连接；磁性气缸单元位于安装杆1侧边以用于零件12的吸取，磁性气缸单元包括一三轴气缸5以及位于三轴气缸5下方的磁性气缸7，三轴气缸5的导杆平行安装杆1设置，即三轴气缸5的气动方向与安装杆1相同设置，三轴气缸5外壁与安装杆1之间固定连接，磁性气缸7与三轴气缸5 的导杆之间固定连接，且磁性气缸7下端面高于夹爪组件上端面设置。

工作时，该抓吸两用的末端执行器经由连接法兰固定在机器人上，待抓取的零件12无序堆叠放置在料框内，视觉拍照后，机器人控制本实用新型所示的抓吸两用的末端执行器工作，对于倾斜角度较小的零件12(如倾斜角度≤30°的零件)，直接控制夹爪组件进入零件12的中心孔内壁内，然后再控制三爪气缸的导轨向外移动，从而带动固定在导轨上的夹爪组件在中心孔内壁撑开，以依靠摩擦力抓取零件12；对于倾斜角度较较大的零件12(如倾斜角度大于30°的零件12)，机器人首先控制三轴气缸5的导杆向下伸出，将磁性气缸7运送至零件12上方，由磁性气缸7吸取零件12并放置在平台上进行二次定位后，再经由三爪气缸进行零件12的精准抓取和放置，从而可实现对各种位姿零件12 的精确抓取操作。在上述抓取过程中，由于磁性气缸7下端面高于夹爪组件上端面设置，二者之间预留足够的操作空间，可有效防止两种磁性气缸7与夹爪组件在工作时发生碰撞或者相互干扰。当判断需要采用夹爪组件进行工作时，由于磁性气缸7位于夹爪组件的侧上方，其不会干扰夹爪组件的工作；当判断需要先调整零件12位置，在使用夹爪组件进行零件12抓取时，三轴气缸5将磁性气缸7传送至夹爪组件下方位置进行零件12的吸取与二次摆放，夹爪组件也不会影响磁性气缸7的工作，位置调整完毕后，控制三轴气缸5收回，带动磁性气缸7回归原始位置，最后在经由夹爪组件进行零件12的抓取。

本实用新型所示的一种抓吸两用的末端执行器整体结构简单、布置合理，可有效解决水泵外壳等外部轮廓复杂零件12的抓取问题，为此类产品自动化生产提供工具。

作为一优选方案，本实施例中，所述夹爪组件下端面至所述磁性气缸7下端面的距离为所述三轴气缸5行程的一半，以预留足够的操作空间，有效解决抓取过程中夹爪组件与磁性气缸工作时的避碰问题。

作为一优选方案，本实施例中，在上述两组方案的基础之上，所述三轴气缸5的行程大小可进一步设置为待抓取零件12高度的4至6倍，以提供足够的操作空间。

如图1所示，磁性气缸单元与连接法兰单元之间经由第三连接组件固定连接，作为一优选方案，本实施例中，第三连接组件包括气缸安装板4、设于气缸安装板4上的至少一组环形连接单元，气缸安装板4平行于安装杆1方向设置，且经由螺丝固定在三轴气缸5外壁上；环形连接单元包括一固定板3以及一支撑板2，固定板3位于支撑板2与气缸安装板4之间，固定板3垂直气缸安装板 4设置且经由螺丝固定在气缸安装板4上；固定板3与支撑板2对接后形成一环形框，环形框尺寸匹配安装杆1的外部轮廓设计，二者经由螺丝固定连接。

图示实施例中，气缸安装板4为一长方形板，其上开有多个安装孔，三轴气缸5的外壁上对应也设有多个安装孔，二者之间经由螺丝固定连接，环形连接单元由相对设置的固定板3与支撑板2组成，其中固定板3一端面与气缸安装板4对应开设安装孔，二者经由螺丝固定连接；支撑板2为U型结构，支撑板与固定板3相连接的两个端面上设有贯穿孔，固定板3的另外一端面上对应两个贯穿孔设有连接孔，固定板3在气缸安装板4上固定好之后，将安装杆1 抵靠在固定板3上的环形槽上，在将支撑板2与固定板3相对设置，最后并将螺丝安装在支撑板2与固定板3上对应开设的侧向开孔内，即可实现安装杆1 与三轴气缸5之间的固定连接。

为了确保三轴气缸5与安装杆1之间连接的稳定性，磁性气缸单元与连接法兰单元之间可设置多组第三连接组件，图示实施例中，共设有两组环形连接单元，环形连接单元位于气缸安装板4的首尾两端，以用于气缸外壁与安装杆1 之间的上下固定，尽量提高装置工作时的稳定性。此外，在使用过程中，还可调整安装杆1与环形连接单元的连接位置，从而进行夹爪组件与磁性气缸7之间距离的调整，以适应实际应用场景需求。

更进一步的，固定板3与安装杆1相接触的部分内壁面为平面结(图中未示出)。将固定板3与安装杆1相接触的内避面部分设置为平面结构，能进一步提高环形连接单元与安装杆1之间的连接的稳定性。

作为一优选方案，如图1和图2所示，安装杆1的底端与三爪气缸之间经由第一连接组件固定连接；本实施例中，第一连接组件包括第一安装板8与第二安装板11，图示实施例中，第二安装板11与第一安装板8均为圆形板，第二安装板11设于第一安装板8上方且与第一安装板8固定连接，安装杆1底面设有螺丝孔，安装杆1与第二安装板11经由螺丝固定连接，第一安装板8上设有多个开孔，三爪气缸与第一安装板8之间经由螺丝固定连接。

作为一优选方案，如图1和图2所示，磁性气缸7与三轴气缸5的导杆之间经由第二连接组件固定连接，本实施例中，第二连接组件包括一组L安装板6， L安装板6的长边与导杆顶部经由螺丝固定连接，L安装板6的短边与磁性气缸 7的侧壁经由螺丝固定连接。

如图1和图2所示，夹爪组件包括三组夹爪10，三组夹爪10的顶部分别与三爪气缸的对应的导轨固定连接。工作时，三组夹爪10闭合所形成的抓取端尺寸小于零件12的中心孔设置，以控制夹爪组件进入零件12的中心孔内壁内，然后再控制三爪气缸的三组导轨向外移动，从而带动固定在导轨上的三组夹爪10在中心孔内壁撑开，以依靠摩擦力抓取零件。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：包括用于零件抓取的三爪气缸单元、用于零件吸取的磁性气缸单元、用于连接机器人的连接法兰单元；

所述三爪气缸单元包括一组三爪气缸以及固定于所述三爪气缸下方的夹爪组件；

所述连接法兰单元位于所述三爪气缸单元正上方，包括一组安装杆以及连接法兰，所述安装杆一端与所述连接法兰相连、所述安装杆的另一端与所述三爪气缸之间固定连接；

所述磁性气缸单元位于所述安装杆侧边，所述磁性气缸单元包括一三轴气缸以及位于所述三轴气缸下方的磁性气缸，所述三轴气缸外壁与所述安装杆之间固定连接，所述三轴气缸的导杆平行所述安装杆设置，所述磁性气缸与所述三轴气缸的导杆的末端固定连接，且所述磁性气缸下端面高于所述夹爪组件上端面设置。

2.根据权利要求1所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：所述夹爪组件下端面至所述磁性气缸下端面的距离为所述三轴气缸行程的一半。

3.根据权利要求1或2所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：所述三轴气缸的行程大小为待抓取零件高度的4至6倍。

4.根据权利要求1所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：所述三轴气缸外壁与所述安装杆之间经由第三连接组件固定连接，所述第三连接组件包括气缸安装板、设于所述气缸安装板上的至少一组环形连接单元，所述气缸安装板平行于所述安装杆设置，且经由螺丝固定在所述三轴气缸外壁上；所述环形连接单元包括一固定板以及一支撑板，所述固定板位于所述支撑板与所述气缸安装板之间，所述固定板垂直所述气缸安装板设置且经由螺丝固定在所述气缸安装板上；所述固定板与所述支撑板对接后形成一环形框，所述环形框尺寸匹配所述安装杆的外部轮廓设计，二者经由螺丝固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：设有两组环形连接单元，所述环形连接单元位于所述气缸安装板的首位两端，以用于所述安装杆与所述三轴气缸外壁之间的上下固定。

6.根据权利要求4所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：所述固定板与所述安装杆相接触的部分内壁面为平面。

7.根据权利要求1所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：所述安装杆的底端与所述三爪气缸之间经由第一连接组件固定连接；所述第一连接组件包括第一安装板与第二安装板，所述第二安装板设于所述第一安装板上方且与所述第一安装板固定连接，所述安装杆底面设有螺丝孔，所述安装杆与所述第二安装板经由螺丝固定连接，所述第一安装板上设有多个开孔，所述三爪气缸与所述第一安装板之间经由螺丝固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：所述磁性气缸与所述三轴气缸的导杆之间经由第二连接组件固定连接，所述第二连接组件包括一组L安装板，所述L安装板的长边与所述导杆顶部经由螺丝固定连接，所述L安装板的短边与所述磁性气缸的侧壁经由螺丝固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种抓吸两用的末端执行器，其特征在于：所述夹爪组件包括三组夹爪，所述三组夹爪闭合时抓取端尺寸小于零件的中心孔设置。

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