CN118700199B - 一种非规则产品自动化夹持机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非规则产品自动化夹持机械手，包括机械手构件，机械手构件中设有安装底座和设置在安装底座上且对称设置的活动组件，活动组件之间形成夹持空间。活动组件中包括滑动座、推动件、推动块和夹持件。该非规则产品自动化夹持机械手可以根据实际夹持的产品种类改变其施加的夹持力，可以在硬性施压以及弹性施压之间切换，便于针对不同的产品，以及不同形状的产品进行夹持。通过设置的多处可转动的夹持件，实现根据产品的外部轮廓进行夹持，不同的部位处夹持件收缩或者处于自然状态，从而实现对不规则的产品进行夹持转移。

Description

一种非规则产品自动化夹持机械手

技术领域

本发明涉及机械手夹持技术，尤其涉及一种非规则产品自动化夹持机械手。

背景技术

在机械零部件生产或物品输送的过程中，抓手型机器人得到了广泛应用，机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，其中，机器人末端的夹持装置是机器人中关键部件之一，其结构通常为一对夹持抓手，通过抓手夹持段相对夹紧完成操作工件的夹紧、抓取、搬移和放置。

现有的一些机械手无法针对不同形状的产品进行夹持，易发生夹持件脱落的问题；部分夹持装置在对不规则物品夹持时，与物品的接触面仅依靠弹簧的弹性维持夹持力，在进行输送的过程中，受力或受震动时弹簧弹动，易造成物品松脱掉落，不便于使用。不能在硬性夹持和弹性夹持之间切换。

CN117067129A公开了一种不规则精密零件专用台钳，其结构只能够实现产品的硬性夹持，而对于一些产品在夹持时，不能实现弹簧缓冲，存在一定的夹持局限性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种非规则产品自动化夹持机械手。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种非规则产品自动化夹持机械手，包括机械手构件，其特征在于，所述机械手构件中设有安装底座和设置在安装底座上且对称设置的活动组件，所述活动组件之间形成夹持空间，

所述安装底座上设有支撑板以及设置在支撑板两侧的抬高板，所述抬高板的高度高于支撑板的高度，所述抬高板与抬高板之间形成夹持区域，所述夹持区域内设有一承载块，所述承载块的两端通过螺栓安装在支撑板上，所述抬高板上设有滑道和对称设置的第一滑槽，所述滑道内设有轴承座，所述第一滑槽设置在滑道的两侧，所述抬高板上设有第一安装块和第二安装块，所述第一安装块上设有气缸，所述第二安装块上设有电机，所述气缸上设有推动杆，所述电机上设有旋转轴，所述旋转轴上设有螺纹部，所述所述旋转轴安装在轴承座的中间，所述旋转轴置于滑道内，

所述活动组件中包括：

滑动座，所述滑动座的中间形成安装区域，所述滑动座上设有对称设置的滑动槽和第二滑槽，所述滑动槽和第二滑槽间隔设置，所述滑动座的下端设有滑动块和对称设置在滑动块两侧的第一滑块，所述滑动块设置在滑道内，所述第一滑块设置在第一滑槽内，所述滑动块的中间设有与螺纹部配合的螺纹孔，所述滑动座上设有铰接孔，所述铰接孔内设有铰接轴，

设置在安装区域内的推动件和推动块，所述推动块上设有与第二滑槽配合的第二滑块，所述推动件上设有与第二滑槽配合的第三滑块，所述推动杆穿过滑动座与推动件接触，所述推动块与推动件之间形成滑动区域，所述推动件和推动块之间设有弹簧，

设置在铰接轴上的夹持件，所述夹持件的中间设有与铰接轴配合的转动孔，所述夹持件与推动块接触连接。

在本发明中，所述推动件上设有一限位孔和对称设置的定位杆，所述滑动座上设有与定位杆配合的定位孔，所述限位孔处还设有一通孔，所述通孔与限位孔连通。

在本发明中，所述推动杆由第一杆体、第二杆体和限位盘，所述限位盘设置在第一杆体和第二杆体之间，所述第一杆体穿过限位孔置于通孔内，所述限位盘设置在限位孔内，所述滑动座上设有第二杆体穿过的贯穿孔，所述第二杆体穿过贯穿孔与气缸连接。

在本发明中，所述推动块上设有第一固定孔，所述推动件上设有第二固定孔，所述弹簧的一端置于第一固定孔内，另一端置于第二固定孔内。

在本发明中，所述活动组件中还包括第一滑动件和第二滑动件，所述第一滑动件设置在滑动座的上端，所述第二滑动件设置在滑动座的下端，所述第一滑动件与第二滑动件之间通过螺栓连接，所述第一滑动件和第二滑动件均由横杆和对称设置的竖杆组成，所述横杆和竖杆套在滑动座的外部，所述横杆上设有多处凸起块，所述凸起块置于滑动槽内，所述凸起块与凸起块之间留有间隙，所述第二滑块设置在间隙处，所述凸起块设置在推动块与推动块的接触处，保持一处凸起块与两处推动块接触。

在本发明中，所述转动孔位条形孔，所述铰接轴设置在条形孔的一端。

在本发明中，所述转动孔内设有活动孔，所述活动孔与转动孔连通，所述活动孔内设有弹性件，所述弹性件的一端与活动孔的底壁接触，另一端与铰接轴接触。

在本发明中，所述弹性件的弹力小于弹簧的弹力。

在本发明中，所述夹持件由施夹端和推动端组成，所述施夹端往下倾斜，所述施夹端上设有弧形凹槽和缺口，所述缺口位于弧形凹槽的下端，所述推动端上设有推动面，所述推动面与推动块接触连接。

在本发明中，所述推动端上设有一夹持端，所述夹持件转动时，保持夹持端从安装区域内转动到夹持空间中，所述施夹端上设有固定孔，所述固定孔中设有配重块。

实施本发明的这种非规则产品自动化夹持机械手，具有以下有益效果：该非规则产品自动化夹持机械手可以根据实际夹持的产品种类改变其施加的夹持力，可以在硬性施压以及弹性施压之间切换，便于针对不同的产品，以及不同形状的产品进行夹持。通过设置的多处可转动的夹持件，实现根据产品的外部轮廓进行夹持，不同的部位处夹持件收缩或者处于自然状态，从而实现对不规则的产品进行夹持转移。

附图说明

图1为本发明的非规则产品自动化夹持机械手结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2中的A-A处剖面图；

图4为图1中的活动组件结构示意图；

图5为图4的另一方向结构示意图；

图6为图4的内部结构爆炸图；

图7为图6中的滑动座结构示意图；

图8为图6中的第一滑动件和第二滑动件结构示意图；

图9为图6中的推动件结构示意图；

图10为图6中的夹持件和推动块结构示意图；

图11为图1中的安装底座结构示意图；

图12为本发明的一处实施例结构；

图13为图10的使用状态示意图；

图14为本发明中的夹持件、弹簧、推动块、推动件和推动杆结构示意图。

图中：机械手构件1、安装底座2、活动组件3、夹持空间4、支撑板5、抬高板6、夹持区域7、承载块8、螺栓9、滑道10、第一滑槽11、轴承座12、第一安装块13、第二安装块14、气缸15、电机16、推动杆17、旋转轴18、螺纹部19、第一杆体20、第二杆体21、限位盘22、限位孔23、通孔24、滑动座25、贯穿孔26、推动件27、推动块28、夹持件29、安装区域30、滑动槽31、第二滑槽32、滑动块33、第一滑块34、螺纹孔35、铰接孔36、铰接轴37、第二滑块38、第三滑块39、滑动区域40、弹簧41、第二固定孔42、定位杆43、定位孔44、第一滑动件45、第二滑动件46、弹性件47、活动孔48、转动孔49、施夹端50、推动端51、弧形凹槽52、缺口53、推动面54、平面55、倾斜面56、第一圆弧面57、弧形面58、顶面59、阻挡面60、第二圆弧面61、夹持端62、配重块63、横杆64、竖杆65、凸起块66、间隙67、移动机构68、架体69、驱动件70、齿轮71、齿条72、移动座73、产品流水线74、第一固定孔75、第三固定孔76。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图14所示，本发明的这种非规则产品自动化夹持机械手，包括机械手构件1，机械手构件1中设有安装底座2和设置在安装底座2上且对称设置的活动组件3，活动组件3之间形成夹持空间4。活动组件3用于活动夹持不同形状的产品，从而实现一个机械手构件1便可以实现不同种类的产品夹持。而安装底座2则是用于活动组件3在其上滑动，从而改变夹持空间4，实现不同形状的产品夹持固定。

安装底座2上设有支撑板5以及设置在支撑板5两侧的抬高板6，抬高板6的高度高于支撑板5的高度，抬高板6与抬高板6之间形成夹持区域7，夹持区域7位于夹持空间4的下端，夹持区域7用于放置承载块8。夹持区域7内设有一承载块8，承载块8的两端通过螺栓9安装在支撑板5上。

由于不同产品的厚度、大小、高度等尺寸不同，所以需要再放置产品之前在夹持区域7内放置合适大小以及合适高度的承载块8，用于支撑被夹持的产品。

抬高板6上设有滑道10和对称设置的第一滑槽11，滑道10内设有轴承座12，第一滑槽11设置在滑道10的两侧。抬高板6上设有第一安装块13和第二安装块14，第一安装块13上设有气缸15，第二安装块14上设有电机16，气缸15上设有推动杆17，电机16上设有旋转轴18，旋转轴18上设有螺纹部19，旋转轴18安装在轴承座12的中间，旋转轴18置于滑道10内。

推动杆17由第一杆体20、第二杆体21和限位盘22，限位盘22设置在第一杆体20和第二杆体21之间，第一杆体20穿过限位孔23置于通孔24内，限位盘22设置在限位孔23内，滑动座25上设有第二杆体21穿过的贯穿孔26，第二杆体21穿过贯穿孔26与气缸15连接。

活动组件3中包括滑动座25、推动件27、推动块28以及夹持件29。

滑动座25的中间形成安装区域30，滑动座25上设有对称设置的滑动槽31和第二滑槽32，滑动槽31和第二滑槽32间隔设置。滑动座25的下端设有滑动块33和对称设置在滑动块33两侧的第一滑块34，滑动块33设置在滑道10内，第一滑块34设置在第一滑槽11内。在滑动块33的中间设有与螺纹部19配合的螺纹孔35，滑动座25上设有铰接孔36，铰接孔36内设有铰接轴37。

推动件27和推动块28设置在安装区域30内，推动块28上设有与第二滑槽32配合的第二滑块38，推动件27上设有与第二滑槽32配合的第三滑块39，使得推动件27和推动块28可以与第二滑槽32配合，实现推动件27和推动块28在安装区域30内滑动。

推动杆17穿过滑动座25与推动件27接触，推动块28与推动件27之间形成滑动区域40，推动件27和推动块28之间设有弹簧41。推动块28上设有第一固定孔75，推动件27上设有第二固定孔42，弹簧41的一端置于第一固定孔75内，另一端置于第二固定孔42内。推动件27往推动块28的方向移动时，可以压缩弹簧41，使得推动块28受到较大的弹力推动。

推动件27上设有一限位孔23和对称设置的定位杆43，滑动座25上设有与定位杆43配合的定位孔44，限位孔23处还设有一通孔24，通孔24与限位孔23连通。使得推动杆17可以可以通过第一杆体20与推动件27限位，通过限位盘22与限位孔23配合，气缸15推动推动杆17时，可以通过推动杆17将推动件27推动，从而压缩弹簧41，当弹簧41被压缩到一定程度后，可以实现推动块28将第一滑动件45和第二滑动件46以及多处夹持件29推动，从而压缩弹性件47。

推动件27在推动压缩弹簧41时，先保持推动件27推动弹簧41，此时的弹簧41处于被推动的状态，处于推动块28和推动件27之间，并保持自然状态，而当弹簧41带动推动块28、第一滑动件45和第二滑动件46移动时，可以最后推动夹持件29，使得夹持件29在铰接轴37上移动，从转动孔49的a端到达b端，并压缩弹性件47，使得弹性件47进入到活动孔48内，从而夹持件29可以移动的距离为转动孔49的长度距离。

待推动块28无法继续被推动后，便可以使得弹簧41被压缩从而推动件27与推动块28之间的距离为弹簧41被最终压缩长度的距离，实现夹持件29为硬性夹持，而不具备弹簧41或者弹性件47的缓冲功能。

夹持件29设置在铰接轴37上，夹持件29的中间设有与铰接轴37配合的转动孔49，夹持件29与推动块28接触连接。转动孔49位条形孔，铰接轴37设置在条形孔的一端。转动孔49内设有活动孔48，活动孔48与转动孔49连通，活动孔48内设有弹性件47，弹性件47的一端与活动孔48的底壁接触，另一端与铰接轴37接触。弹性件47的弹力小于弹簧41的弹力。

夹持件29由施夹端50和推动端51组成，施夹端50往下倾斜，施夹端50上设有弧形凹槽52和缺口53，缺口53位于弧形凹槽52的下端，推动端51上设有推动面54，推动面54与推动块28接触连接。

施夹端50上具有平面55、倾斜面56、第一圆弧面57和弧形面58，弧形凹槽52设置在倾斜面56上，缺口53设置在第一圆弧面57和弧形面58的连接处。缺口53中具有顶面59和阻挡面60，顶面59与阻挡面60垂直设置，缺口53可以限制不同形状产品的边角，而弧形凹槽52可以限制圆弧形状产品的一部分，从而便于将不同形状的产品夹持固定。推动端51上具有第二圆弧面61。

推动端51上设有一夹持端62，夹持件29转动时，保持夹持端62从安装区域30内转动到夹持空间4中，施夹端50上设有第三固定孔76，第三固定孔76中设有配重块63。推动端51用于推动块28推动，由于配有配重块63，所以当第一滑动件45和第二滑动件46将推动块28往推动件27的方向推动时，可以使得推动块28不再对夹持件29施压，所以可以使得配重块63带动施夹端50往下转动，从而使得推动端51往上转动，而夹持端62的一部分转出安装区域30。

如图13所示，待松开第一滑动件45和第二滑动件46，使得推动块28将推动端51和施夹端50推动，从而保持夹持端62夹持夹持空间4内的不规则产品，提高不同结构的夹持方式，提高机械手的适配性。

并且活动组件3中还包括第一滑动件45和第二滑动件46，第一滑动件45设置在滑动座25的上端，第二滑动件46设置在滑动座25的下端，第一滑动件45与第二滑动件46之间通过螺栓9连接。第一滑动件45和第二滑动件46均由横杆64和对称设置的竖杆65组成，横杆64和竖杆65套在滑动座25的外部，横杆64上设有多处凸起块66，凸起块66置于滑动槽31内。凸起块66与凸起块66之间留有间隙67，第二滑块38设置在间隙67处。凸起块66设置在推动块28与推动块28的接触处，保持一处凸起块66与两处推动块28接触。

将第一滑动件45和第二滑动件46往推动件27的方向移动时，可以带动推动块28压缩弹簧41，从而使得夹持件29转动，改变夹持件29以不同的部分夹持产品。

本申请中的机械手构件1可以安装在机械臂上，通过机械臂带动机械手构件1移动，并且保持机械手构件1可以在机械臂上转动，从而可以夹持产品实现不同工艺的加工。

如图12所示，为机械手构件1的另一种安装使用方式，将其设置在移动机构68上，移动机构68中具有架体69、驱动件70、齿轮71、齿条72、移动座73和产品流水线74。驱动件70为电机16，电机16带动齿轮71转动，使得齿轮71与齿条72啮合，从而使得齿轮71在齿条72上移动位置。而驱动件70则是安装在移动座73上，所以可以带动移动座73在架体69上移动。将机械手构件1安装在移动座73上，产品夹持在机械手构件1上，然后通过移动座73在架体69上移动，实现产品从一处工位移动到另一处工位上加工，然后返回处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非规则产品自动化夹持机械手，包括机械手构件，其特征在于，所述机械手构件中设有安装底座和设置在安装底座上且对称设置的活动组件，所述活动组件之间形成夹持空间，

所述安装底座上设有支撑板以及设置在支撑板两侧的抬高板，所述抬高板的高度高于支撑板的高度，所述抬高板与抬高板之间形成夹持区域，所述夹持区域内设有一承载块，所述承载块的两端通过螺栓安装在支撑板上，所述抬高板上设有滑道和对称设置的第一滑槽，所述滑道内设有轴承座，所述第一滑槽设置在滑道的两侧，所述抬高板上设有第一安装块和第二安装块，所述第一安装块上设有气缸，所述第二安装块上设有电机，所述气缸上设有推动杆，所述电机上设有旋转轴，所述旋转轴上设有螺纹部，所述旋转轴安装在轴承座的中间，所述旋转轴置于滑道内，

所述活动组件中包括：

滑动座，所述滑动座的中间形成安装区域，所述滑动座上设有对称设置的滑动槽和第二滑槽，所述滑动槽和第二滑槽间隔设置，所述滑动座的下端设有滑动块和对称设置在滑动块两侧的第一滑块，所述滑动块设置在滑道内，所述第一滑块设置在第一滑槽内，所述滑动块的中间设有与螺纹部配合的螺纹孔，所述滑动座上设有铰接孔，所述铰接孔内设有铰接轴，

设置在安装区域内的推动件和推动块，所述推动块上设有与第二滑槽配合的第二滑块，所述推动件上设有与第二滑槽配合的第三滑块，所述推动杆穿过滑动座与推动件接触，所述推动块与推动件之间形成滑动区域，所述推动件和推动块之间设有弹簧，

设置在铰接轴上的夹持件，所述夹持件的中间设有与铰接轴配合的转动孔，所述夹持件与推动块接触连接。

2.根据权利要求1所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述推动件上设有一限位孔和对称设置的定位杆，所述滑动座上设有与定位杆配合的定位孔，所述限位孔处还设有一通孔，所述通孔与限位孔连通。

3.根据权利要求2所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述推动杆由第一杆体、第二杆体和限位盘，所述限位盘设置在第一杆体和第二杆体之间，所述第一杆体穿过限位孔置于通孔内，所述限位盘设置在限位孔内，所述滑动座上设有第二杆体穿过的贯穿孔，所述第二杆体穿过贯穿孔与气缸连接。

4.根据权利要求1所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述推动块上设有第一固定孔，所述推动件上设有第二固定孔，所述弹簧的一端置于第一固定孔内，另一端置于第二固定孔内。

5.根据权利要求1所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述活动组件中还包括第一滑动件和第二滑动件，所述第一滑动件设置在滑动座的上端，所述第二滑动件设置在滑动座的下端，所述第一滑动件与第二滑动件之间通过螺栓连接，所述第一滑动件和第二滑动件均由横杆和对称设置的竖杆组成，所述横杆和竖杆套在滑动座的外部，所述横杆上设有多处凸起块，所述凸起块置于滑动槽内，所述凸起块与凸起块之间留有间隙，所述第二滑块设置在间隙处，所述凸起块设置在推动块与推动块的接触处，保持一处凸起块与两处推动块接触。

6.根据权利要求1所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述转动孔为条形孔，所述铰接轴设置在条形孔的一端。

7.根据权利要求6所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述转动孔内设有活动孔，所述活动孔与转动孔连通，所述活动孔内设有弹性件，所述弹性件的一端与活动孔的底壁接触，另一端与铰接轴接触。

8.根据权利要求7所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述弹性件的弹力小于弹簧的弹力。

9.根据权利要求1所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述夹持件由施夹端和推动端组成，所述施夹端往下倾斜，所述施夹端上设有弧形凹槽和缺口，所述缺口位于弧形凹槽的下端，所述推动端上设有推动面，所述推动面与推动块接触连接。

10.根据权利要求9所述的非规则产品自动化夹持机械手，其特征在于，所述推动端上设有一夹持端，所述夹持件转动时，保持夹持端从安装区域内转动到夹持空间中，所述施夹端上设有固定孔，所述固定孔中设有配重块。