CN105236138B - 机器人抓具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人抓具，用于抓取空调柜机，包括主机架和抓取组件，抓取组件设置于主机架上，且用于执行抓取动作；抓取组件并具有姿态可调整且用于吸附空调柜机的吸附装置。本发明提供的机器人抓具，通过抓取组件上设置吸附装置，吸附装置不仅能够吸附空调柜机，而且通过调整姿态可适应不同形状的空调柜机的抓取，从而提高了通用性。

Description

机器人抓具

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人抓具。

背景技术

空调柜机的类型主要有方形柜机、圆形柜机、五边形柜机和半圆形柜机等，生产线上柜机涉及到姿态调整，如翻转移位等需求，主要是前段半成品阶段，需要将躺倒放置的柜机立放并翻转到要求的位置，后段则是将立放的柜机躺倒放置到包装的地盖里。

目前，生产线上使用机器人翻转设备实现柜机姿态的调整，机器人翻转设备难以适应多种规格柜机的抓取，致使其适应性较小，只能适应所有形状的柜机机型，通用性较差。

发明内容

本发明提供一种机器人抓具，目的是提高通用性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的机器人抓具，用于抓取空调柜机，包括：

主机架；以及

抓取组件，其设置于主机架上，且用于执行抓取动作；

抓取组件具有姿态可调整且用于吸附空调柜机的吸附装置。

所述抓取组件至少设有两个，且抓取组件两两一组，成组的两个抓取组件为相对设置。

所述抓取组件为可移动的设置于所述主机架上，主机架上设有用于提供使成组的两个抓取组件作相向运动或相背离运动的联动装置。

所述联动装置包括与所述抓取组件和所述主机架连接的双滑块机构以及与双滑块机构连接且用于提供源动力的驱动机构。

所述抓取组件具有与所述主机架滑动连接的滑动架、设置于滑动架上且用于调整所述吸附装置姿态的第一调节装置和设置于第一调节装置上且用于调整吸附装置姿态的第二调节装置。

所述第一调节装置包括可旋转的设置于所述滑动架上的第一旋转轴和用于提供使第一旋转轴旋转的驱动力的第一驱动机构。

所述第二调节装置包括与所述第一旋转轴连接的旋转座、可旋转的设置于旋转座上的第二旋转轴和用于提供使第二旋转轴旋转的驱动力的第二驱动机构，第二旋转轴与所述第一旋转轴相平行，所述吸附装置设置于第二旋转轴上。

所述第二旋转轴设有多个，第二旋转轴上套设有齿轮，相邻两第二旋转轴上的齿轮啮合。

所述吸附装置包括支持杆和设置于支持杆上的真空吸盘。

机器人抓具还包括设置于主机架上且与所述抓取组件相配合的辅助抓取装置。

本发明提供的机器人抓具，通过抓取组件上设置吸附装置，吸附装置不仅能够吸附空调柜机，而且通过调整姿态可适应不同形状的空调柜机的抓取，从而提高了通用性。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明机器人抓具的结构示意图；

图2是本发明机器人抓具的主视图；

图3是本发明机器人抓具的俯视图；

图4是主机架的结构示意图；

图5是联动装置的结构示意图；

图6是联动装置的驱动机构的结构示意图；

图7是抓取组件的结构示意图；

图8是滑动架与第一调节装置的装配图；

图9是第一调节装置与第二调节装置的装配图；

图10是第二调节装置的局部结构示意图；

图11是吸附装置与第二调节装置的装配图；

图12是辅助抓取装置的结构示意图；

图13是成对的两个抓取组件处于第一种抓取状态的示意图；

图14是成对的两个抓取组件处于第二种抓取状态的示意图；

图15是成对的两个抓取组件处于第三种抓取状态的示意图；

图中标记为：1、连接板；2、主机架；21、第一横梁；22、第一纵梁；3、滑动架；31、第二横梁；32、第二纵梁；33、导向座；4、第一调节装置；41、第一旋转轴；42、第一摇臂；43、第一气缸；44、支座；5、第二调节装置；51、第二旋转轴；52、旋转座；53、第二气缸；54、第二摇臂；55、第三摇臂；56、齿轮；6、联动装置；61、第一连杆；62、第二连杆；63、第一联动块；64、第二联动块；65、滑动块；66、滑轨；67、联动支架；68、电动机；69、丝杠；7、吸附装置；71、支持杆；72、真空吸盘；73、夹块；8、辅助抓取装置；81、压块；82、第三气缸。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1和图15所示，本发明提供了一种机器人抓具，用于抓取空调柜机，其包括主机架2和抓取组件，抓取组件设置于主机架2上，且用于执行抓取动作；抓取组件并具有姿态可调整且用于吸附空调柜机的吸附装置7。吸附装置7不仅能够吸附空调柜机，使空调柜机的抓取更加可靠，而且通过调整姿态可适应不同形状的空调柜机的抓取，从而提高了通用性。

具体地说，本发明的机器人抓具是与机械手臂连接，机械手臂控制抓具在指定位置处抓取空调柜机。如图1和图4所示，主机架2上设置一个连接板1，机械手臂与该连接板1固定连接。

如图1和图4所示，主机架2作为抓具其它部件安装的基础，主机架2为矩形框架结构，其是由多个第一横梁21和多个第一纵梁22垂直连接而成。在本实施例中，主机架2是由两个第一横梁21和四个第一纵梁22连接而成，两个第一横梁21相平行，四个第一纵梁22在两个第一横梁21之间，且各第一纵梁22的两端与两个第一横梁21垂直固定连接。两个第一横梁21长度相等，连接板1在主机架2的中心位置处与其中两个第一纵梁22固定连接，连接板1位于这两个第一纵梁22长度方向的中间位置处，且对应第一横梁21长度方向的中间位置。

本发明机器人抓具的抓取组件至少设有两个，且抓取组件两两一组，成组的两个抓取组件为相对设置，成组的两个抓取组件之间并间隔一定的距离，形成容纳空调柜机的空间。在抓取空调柜机时，两个抓取组件相配合，共同抓取一个空调柜机。在本实施例中，抓取组件设置两个，两个抓取组件为相平行的设置于主机架2上，且位于主机架2同一侧。

作为优选的，如图1所示，抓取组件为可移动的设置于主机架2上，主机架2上设有用于提供使成组的两个抓取组件作相向运动或相背离运动的联动装置6。联动装置6可以使成组的两个抓取组件同时移动，以调节成组的两个抓取组件之间的距离，使抓具能够夹紧和释放空调柜机。当联动装置6使成组的两个抓取组件作相向运动时，成组的两个抓取组件之间的距离减小，直至夹紧被抓取的空调柜机；当联动装置6使成组的两个抓取组件作相背离运动时，成组的两个抓取组件之间的距离增大，释放被抓取的空调柜机。

如图7和图8所示，抓取组件还具有与主机架2滑动连接的滑动架3，通过滑动架3的滑动，实现抓取组件位置的调节，滑动架3并带动其上的部件同步移动。作为优选的，滑动架3为矩形框架式结构，其主要是由两个第二横梁31和多个第二纵梁32连接而成，两个第二横梁31相平行，各第一纵梁22的两端分别与一个第二横梁31垂直固定连接。第二横梁31与主机架2的第一纵梁22相平行，第二纵梁32与第一横梁21和第二横梁31相垂直。滑动架3并具有与主机架2的第一横梁21滑动连接的导向座33，第一横梁21设有两个，相应的导向座33也设有两个，两个导向座33分别与一个第一横梁21滑动连接。设置两个导向座33，确保抓取组件移动时运行平稳，可靠性高。滑动架3的两个第二横梁31中，其中一个第二横梁31靠近主机架2，另一个第二横梁31远离主机架2，导向座33与靠近主机架2的第二横梁31固定连接。在联动装置6的作用下，抓取组件通过导向座33在主机架2上仅能沿第一横梁21的长度方向作直线运动。

用于实现成组的两个抓取组件同步移动的联动装置的形式有多种，作为优选的，如图5所示，联动装置6包括与抓取组件和主机架2连接的双滑块机构以及与双滑块机构连接且用于提供源动力的第三驱动机构。对于成组的两个抓取组件，联动装置6通过双滑块机构与成组的两个抓取组件连接，并由第三驱动机构提供驱动力，使成组的两个抓取组件同步移动。双滑块机构包括与其中一个抓取组件的滑动架3固定连接的第一联动块63、与另一个抓取组件的滑动架3固定连接的第二联动块64、与主机架2滑动连接的滑动块65、与滑动块65和第一联动块63连接的第一连杆61以及与滑动块65和第二联动块64连接的第二连杆62。为了提高稳定性，滑动块65设置两个，第一联动块63通过两个第一连杆61与两个滑动块65连接，第二联动块64通过两个第二连杆62与两个滑动块65连接。

如图5所示，双滑块机构还包括与主机架2固定连接的滑轨66，两个滑动块65与滑轨66为滑动连接，滑轨66与第一纵梁22相平行，且滑轨66的位置对应第一横梁21和连接板1长度方向的中间位置。两个第一连杆61的一端与第一联动块63转动连接，另一端分别与一个滑动块65转动连接，两个第一连杆61对称分布在第一联动块63的一侧。同样的，两个第二连杆62的一端与第二联动块64转动连接，另一端分别与二个滑动块65转动连接，两个第二连杆62对称分布在第二联动块64的一侧。第一联动块63和第二联动块64分别与一个滑动架3上靠近主机架2的第二横梁31固定连接，第一联动块63和第二联动块64处于与第一横梁21相平行的同一直线上，且第一联动块63和第二联动块64位于两个第一横梁21的中间位置处。

上述结构的双滑块机构能够实现成组的两个抓取组件的同步移动，实现成组的两个抓取组件作相向运动或相背离运动，同步性好，稳定性好，可靠性高。双滑块机构的其中一个联动块作为主动件，接收由第三驱动机构提供的驱动力。如图1和图5所示，在本实施例中，第一联动块63与第三驱动机构连接，第三驱动机构设置于主机架2上。如图6所示，作为优选的，第三驱动机构包括与主机架2固定连接的联动支架67、设置于联动支架67上的电动机68和与电动机68的电机轴连接的丝杠69，丝杠69为可旋转的设置于联动支架67上，丝杠69并与第一横梁21相平行。丝杠69与第一联动块63为螺纹连接，两者相配合构成螺旋传动，使第一联动块63作直线往复运动。在抓具工作时，电动机68驱动丝杠69转动，丝杠69转动后驱动第一联动块63直线移动，第一联动块63带动与其连接的抓取组件同步移动，第一联动块63同时通过两个第一连杆61带动两个滑动块65直线移动，两个滑动块65通过两个第二连杆62带动第二联动块64及与其连接的抓取组件同步直线移动，第一联动块63和第二联动块64的移动方向与滑动块65的移动方向相垂直，从而实现成组的两个抓取组件的联动。

如图7至图9所示，抓取组件还具有设置于滑动架3上且用于调整吸附装置7姿态的第一调节装置4和设置于第一调节装置4上且用于调整吸附装置7姿态的第二调节装置5，吸附装置7设置于第二调节装置5上。第一调节装置4和第二调节装置5相配合，可以共同调整吸附装置7的姿态，也可以分别调整吸附装置7的姿态，可以使吸附装置7调整至多种姿态，使吸附装置7的姿态能够满足不同形状和类型的空调柜机的吸附位置要求。

作为优选的，如图8所示，第一调节装置4包括可旋转的设置于滑动架3上的第一旋转轴41和用于提供使第一旋转轴41旋转的驱动力的第一驱动机构，第二调节装置5设置于第一旋转轴41上。第一旋转轴41是通过支座44设置于滑动架3上远离主机架2的第二横梁31上，第一旋转轴41的轴线与该第二横梁31的长度方向相平行，且位于该第二横梁31的内侧，即第一旋转轴41和第二调节装置5位于两个滑动架3之间。第一驱动机构提供驱动力，使第一旋转轴41能够在支座44上转动，第一旋转轴41带动第二调节装置5及其上的吸附装置7同步转动，即可实现吸附装置7姿态的调整。

作为优选的，如图8所示，第一驱动机构包括第一气缸43和第一摇臂42，第一气缸43是固定设置于第二横梁31上，第一摇臂42的一端与第一旋转轴41固定连接，另一端与第一气缸43的活塞杆转动连接。第一气缸43的活塞杆通过伸缩，驱动第一摇臂42摆动，第一摇臂42即可带动第一旋转轴41转动。

作为优选的，如图9和图10所示，第二调节装置5包括与第一旋转轴41固定连接的旋转座52、可旋转的设置于旋转座52上的第二旋转轴51和用于提供使第二旋转轴51旋转的驱动力的第二驱动机构，第二旋转轴51与第一旋转轴41相平行，第二旋转轴51位于第一旋转轴41的内侧，吸附装置7设置于第二旋转轴51上且朝向成对的两个抓取组件之间的空间内伸出。第二驱动机构提供驱动力，使第二旋转轴51能够在旋转轴上转动，第二旋转轴51带动其上的吸附装置7同步转动，即可实现吸附装置7姿态的调整。

作为优选的，考虑到空调柜机的体积较大，各抓取组件的吸附装置7设置多个，而且第二调节装置5的第二旋转轴51也设置多个，各个第二旋转轴51上沿轴向布置多个吸附装置7，且在轴向各个位置处，两个第二旋转轴51上分别设置一个吸附装置7，以提高抓取时的可靠性和稳定性，避免空调柜机脱落。在本实施例中，如图9所示，第二旋转轴51共设置两个，两个第二旋转轴51相平行，而且各个第二旋转轴51上套设有齿轮56，两第二旋转轴51上的齿轮56并保持啮合状态，这样可确保两个第二旋转轴51同步转动，且两个第二旋转轴51的转动方向相反。

作为优选的，如图9所示，第二驱动机构包括第二气缸53、第二摇臂54和第三摇臂55，第二摇臂54的一端与其中一个第二旋转轴51固定连接，第二摇臂54的另一端与第二气缸53的缸体连接，第三摇臂55的一端与另一个第二旋转轴51固定连接，第三摇臂55的另一端与第二气缸53的活塞杆转动连接，第一旋转轴41并从第二摇臂54和第三摇臂55之间的空间穿过。第二气缸53的活塞杆通过伸缩，驱动两个摇臂摆动，两个摇臂即可带动两个第二旋转轴51转动，通过齿轮56确保两个第二旋转轴51的转动方向相反，可以在调整姿态时使两个第二旋转轴51上的吸附装置7作相向运动或相背离运动，以满足吸附位置要求。

作为优选的，如图11所示，吸附装置7包括夹块73、支持杆71和设置于支持杆71上的真空吸盘72。夹块73与第二旋转轴51固定连接，支持杆71的一端与夹块73固定连接，真空吸盘72设置于支持杆71的另一端，且真空吸盘72与支持杆71为同轴设置。支持杆71朝向成对的两个抓取组件之间的空间内伸出，仅使真空吸盘72与空调柜机接触，支持杆71的轴线与第二旋转轴51和第一旋转轴41的轴线相垂直。真空吸盘72与外设的真空系统连通，由真空系统提供负压，使真空吸盘72产生吸附力，并能控制第一真空吸盘72何时进行吸附和释放空调柜机。

作为优选的，如图1所示，本发明的机器人抓具还包括设置于主机架2上且与抓取组件相配合的辅助抓取装置8，对于某些形状的空调柜机，如截面为半圆形的空调柜机，抓取时需辅助抓取装置8配合成组的抓取组件，两侧成组的两个抓取组件的吸附装置7吸附半圆形空调柜机的外圆面，辅助抓取装置8紧压半圆形空调柜机的外平面，使空调柜机夹紧更加牢固。如图1和图12所示，辅助抓取装置8位于成组的两个抓取组件的中间位置处，辅助抓取装置8包括与主机架2的第一横梁21固定连接的第三气缸82和与第三气缸82的活塞杆固定连接的压块81，压块81用于与空调柜机的外表面接触。在第三气缸82的作用下，可以使压块81在成组的两个抓取组件之间的空间内作直线往复运动，使压块81与空调柜机的外表面接触或分离。

由于空调柜机的长度较长，如图1所示，辅助抓取装置8设置两个，两个辅助抓取装置8分别设置于主机架2的一个第一横梁21上。

空调柜机的类型主要有截面为方形的方形柜机、截面为圆形的圆形柜机、截面为五边形的五边形柜机和截面为半圆形的半圆形柜机等。针对不同类型的柜机，抓取组件的吸附装置7需分别切换到不同姿态。

如图13所示，抓取半圆形柜机时，成组的两个抓取组件通过第一调节装置4和第二调节装置5的作用，使吸附装置7呈上翘姿态，抓取时两侧分布的多个吸附装置7吸附并托住空调柜机，辅助抓取装置8下压空调柜机，实现半圆形柜机的抓取。

如图14所示，抓取圆形柜机时，成组的两个抓取组件通过第一调节装置4和第二调节装置5的作用，使第二旋转轴51的各个轴向位置处的上下两个吸附装置7呈夹紧姿态，即此时各轴向位置处的上下两个吸附装置7的真空吸盘72之间的距离最近，上下两个吸附装置7的两个支持杆71的轴线之间具有夹角；抓取时两侧分布的多个吸附装置7吸附并夹紧空调柜机，辅助抓取装置8不需动作，实现半圆形柜机的抓取。

如图15所示，抓取方形柜机时，成组的两个抓取组件通过第一调节装置4和第二调节装置5的作用，使第二旋转轴51的各个轴向位置处的上下两个吸附装置7呈平行姿态，即此时各吸附装置7的支持杆71和真空吸盘72的轴线处于与第一横梁21相平行的状态；抓取时两侧分布的多个吸附装置7吸附并夹紧空调柜机，辅助抓取装置8不需动作，实现方形柜机的抓取。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.机器人抓具，用于抓取空调柜机，其特征在于，包括：

主机架；以及

抓取组件，其设置于主机架上，且用于执行抓取动作；

抓取组件具有姿态可调整且用于吸附空调柜机的吸附装置、用于调整吸附装置姿态的第一调节装置、设置于第一调节装置上且用于调整吸附装置姿态的第二调节装置和主机架滑动连接的滑动架，第一调节装置和第二调节装置相配合用于共同调整吸附装置的姿态或者分别调整吸附装置的姿态；

第一调节装置包括可旋转的设置于滑动架上的第一旋转轴和用于提供使第一旋转轴旋转的驱动力的第一驱动机构，第一驱动机构包括第一气缸和第一摇臂，第一摇臂的一端与第一旋转轴固定连接，第一摇臂的另一端与第一气缸的活塞杆转动连接；

第二调节装置包括与第一旋转轴连接的旋转座、可旋转的设置于旋转座上的两个第二旋转轴和用于提供使第二旋转轴旋转的驱动力的第二驱动机构，第二旋转轴与第一旋转轴相平行，吸附装置设置于第二旋转轴上；第二驱动机构包括第二气缸、第二摇臂和第三摇臂，第二摇臂的一端与其中一个第二旋转轴固定连接，第二摇臂的另一端与第二气缸的缸体连接，第三摇臂的一端与另一个第二旋转轴固定连接，第三摇臂的另一端与第二气缸的活塞杆转动连接，两个第二旋转轴同步转动且转动方向相反。

2.根据权利要求1所述的机器人抓具，其特征在于，所述抓取组件至少设有两个，且抓取组件两两一组，成组的两个抓取组件为相对设置。

3.根据权利要求2所述的机器人抓具，其特征在于，所述抓取组件为可移动的设置于所述主机架上，主机架上设有用于提供使成组的两个抓取组件作相向运动或相背离运动的联动装置。

4.根据权利要求3所述的机器人抓具，其特征在于，所述联动装置包括与所述抓取组件和所述主机架连接的双滑块机构以及与双滑块机构连接且用于提供源动力的驱动机构。

5.根据权利要求1所述的机器人抓具，其特征在于，所述第二旋转轴上套设有齿轮，两个第二旋转轴上的齿轮啮合。

6.根据权利要求1至5任一所述的机器人抓具，其特征在于，所述吸附装置包括支持杆和设置于支持杆上的真空吸盘。

7.根据权利要求1至5任一所述的机器人抓具，其特征在于，还包括设置于主机架上且与所述抓取组件相配合的辅助抓取装置。