CN215903535U - 机械夹爪、机械臂及搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械夹爪、机械臂及搬运机器人。机械夹爪包括包括支撑架、相对设置的第一夹爪对件和第二夹爪对件、驱动机构、第一检测件及第二检测件。驱动机构包括驱动电机及传动组件，驱动电机通过传动组件能够带动第一夹爪对件和所述第二夹爪对件做相互靠近或远离运动。当第一检测件检测到第一夹爪对件和第二夹爪对件运动至闭合极限位时，控制驱动机构停止动作。当第二检测件检测第一夹爪对件第二夹爪对件运动至张开极限位时，控制驱动机构停止动作。如此，能够避免夹持力过大而损坏产品，降低产品的损坏率，还能够避免出现夹持力不够导致产品跌落的现象。

Description

机械夹爪、机械臂及搬运机器人

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种机械夹爪、机械臂及搬运机器人。

背景技术

在电梯薄型召唤箱自动测试组装时，需要通过搬运机器人将产品从皮带流水线搬运至自动测试组装机上。通常采用气缸式夹爪机构，然而常见的气缸式夹爪机构在夹持产品的过程中容易损坏产品，或者在搬运产品的过程中产品会从夹爪机构上跌落，产品损坏率较高。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种机械夹爪、机械臂及搬运机器人，能够避免夹持力过大而损坏产品，降低产品的损坏率，而且还能够避免出现夹持力不够导致产品跌落的现象。

一种机械夹爪，包括：

支撑架；

相对设置的第一夹爪对件及第二夹爪对件；

驱动机构，包括驱动电机及传动组件，所述驱动电机通过所述传动组件能够带动所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件做相互靠近或远离运动；

第一检测件及第二检测件，安装于所述支撑架，分别用于检测所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件是否运动至闭合极限位和张开极限位；当所述第一检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述闭合极限位时，所述驱动机构停止动作；当所述第二检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述张开极限位时，所述驱动机构停止动作。

在其中一个实施例中，所述机械夹爪还包括报警器；当所述第一检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述闭合极限位时，所述报警器工作；当所述第二检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述张开极限位时，所述报警器工作。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括带轮组及至少一根丝杆，所述丝杆活动地安装于所述支撑架；所述带轮组包括主动轮、从动轮及绕设于所述主动轮和所述从动轮的同步带，所述驱动电机与所述主动轮驱动连接，至少一根所述丝杆与所述从动轮连接，所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件活动地安装于所述丝杆。

在其中一个实施例中，所述丝杆包括正旋丝杆及反旋丝杆，所述反旋丝杆与所述正旋丝杆同轴设置并固定连接，所述第一夹爪对件安装于所述正旋丝杆，所述第二夹爪对件安装于所述反旋丝杆。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括第一传动轮、第二传动轮及绕设于所述第一传动轮和所述第二传动轮的传动带，所述驱动电机与所述第一传动轮和所述第二传动轮中至少一者驱动连接，所述第一夹爪对件连接于其中一侧的所述传动带，所述第二夹爪对件连接于另一侧的所述传动带。

在其中一个实施例中，所述机械夹爪还包括至少一个导向轴，至少一个所述导向轴沿所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件的运动方向延伸设置，并固定于所述支撑架，所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件活动地安装于所述导向轴。

在其中一个实施例中，所述第一夹爪对件朝向所述第二夹爪对件的一侧设有第一夹持部，所述第二夹爪对件朝向所述第一夹爪对件的一侧设有第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部中至少一者设有防滑结构。

在其中一个实施例中，所述防滑结构为防滑胶体。

一种机械臂，包括机械臂本体及所述的机械夹爪，所述机械夹爪安装于所述机械臂本体。

一种搬运机器人，包括包括机器人本体及所述的机械臂，所述机械臂安装于所述机器人本体。

上述的机械夹爪、机械臂及搬运机器人，使用时，预先设置驱动电机的正转数据和反转数据。当产品输送至指定位置时，驱动电机正转，驱动传动组件动作，带动第一夹爪对件和第二夹爪对件做相互靠近运动，以夹取产品。在第一夹爪对件和第二夹爪对件相互靠近的过程中，若驱动电机失控，第一夹爪对件和第二夹爪对件的闭合行程过小，第一检测件检测到第一夹爪对件和第二夹爪对件运动至闭合极限位时，控制驱动电机停止转动，避免因夹持力过小而损伤产品，降低产品的损坏率。机械夹爪将产品搬运至指定位置后，驱动电机反转，驱动传动组件动作，带动第一夹爪对件和第二夹爪对件做相互远离运动，以松开产品。在第一夹爪对件和第二夹爪对件做相互远离运动的过程中，若驱动电机失控，第一夹爪对件和第二夹爪对件的张开行程过大，第二检测件检测到第一夹爪对件和第二夹爪对件运动至张开极限位时，控制驱动电机停止转动。如此，若驱动电机失控，第一检测件和第二检测件能够分别检测第一夹爪对件和第二夹爪对件是否运动至闭合极限位和张开极限位，不仅能够避免夹持力过大而损坏产品，降低产品的损坏率，而且还能够避免出现夹持力不够导致产品跌落的现象。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的机械夹爪的结构示意图；

图2为图1所示的机械夹爪的俯视图。

附图标号：10、支撑架；20、第一夹爪对件；30、第二夹爪对件；40、驱动机构；41、驱动电机；42、带轮组；421、主动轮；422、从动轮；423、同步带；43、丝杆；431、正旋丝杆；432、反旋丝杆；50、第一检测件；60、第二检测件；70、导向轴；80、防滑结构。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1和图2，本实用新型一实施例的机械夹爪，包括支撑架10、相对设置的第一夹爪对件20和第二夹爪对件30、驱动机构40、第一检测件50及第二检测件60。驱动机构40包括驱动电机41及传动组件，驱动电机41通过传动组件能够带动第一夹爪对件20和所述第二夹爪对件30做相互靠近或远离运动。第一检测件50及第二检测件60安装于支撑架10，分别用于检测第一夹爪对件20和第二夹爪对件30是否运动至闭合极限位和张开极限位。当第一检测件50检测到第一夹爪对件20和第二夹爪对件30运动至闭合极限位时，驱动机构40停止动作。当第二检测件60检测第一夹爪对件20第二夹爪对件30运动至张开极限位时，驱动机构40停止动作。

需要说明的是，由于驱动电机41的转动行程和转动扭矩是可控制的，这样能够调整第一夹爪对件20和第二夹爪对件30之间张开和闭合的距离及夹持力度，适用夹持不同尺寸的产品，使用灵活，并且无需更换机械夹爪，提高搬运效率。此外，还能够预先设置第一夹爪对件20和第二夹爪对件30动作的参数，例如预设第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的张开宽度、夹紧时驱动电机41的扭转力矩等，能够准确自动定位，无安全隐患。

上述的机械夹爪，使用时，预先设置驱动电机41的正转数据和反转数据。当产品输送至指定位置时，驱动电机41正转，驱动传动组件动作，带动第一夹爪对件20和第二夹爪对件30做相互靠近运动，以夹取产品。在第一夹爪对件20和第二夹爪对件30相互靠近的过程中，若驱动电机41失控，第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的闭合行程过小，第一检测件50检测到第一夹爪对件20和第二夹爪对件30运动至闭合极限位时，控制驱动电机41停止转动，避免因夹持力过小而损伤产品，降低产品的损坏率。机械夹爪将产品搬运至指定位置后，驱动电机41反转，驱动传动组件动作，带动第一夹爪对件20和第二夹爪对件30做相互远离运动，以松开产品。在第一夹爪对件20和第二夹爪对件30做相互远离运动的过程中，若驱动电机41失控，第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的张开行程过大，第二检测件60检测到第一夹爪对件20和第二夹爪对件30运动至张开极限位时，控制驱动电机41停止转动。如此，若驱动电机41失控，第一检测件50和第二检测件60能够分别检测第一夹爪对件20和第二夹爪对件30是否运动至闭合极限位和张开极限位，不仅能够避免夹持力过大而损坏产品，降低产品的损坏率，而且还能够避免出现夹持力不够导致产品跌落的现象。

在本实施例中，参阅图1和图2，第一检测件50为第一感应器，第二检测件60为第二感应器。第一夹爪对件20上固定有第一挡片，第二夹爪对件30上固定有第二挡片。在第一夹爪对件20和第二夹爪对件30相互靠近的过程中，若驱动电机41失控，当第一挡片触碰到第一感应器时，控制驱动电机41停止转动。在第一夹爪对件20和第二夹爪对件30相互远离的过程中，若驱动电机41失控，当第一挡片触碰到第二感应器时，控制驱动电机41停止转动。当然，在其它实施例中，第一检测件50和第二检测件60也可为非接触式感应器，不以此为限。

在一个实施例中，机械夹爪还包括报警器。当第一检测件50检测到第一夹爪对件20和第二夹爪对件30运动至闭合极限位时，控制报警器工作。当第二检测件60检测到第一夹爪对件20和第二夹爪对件30运动至张开极限位时，控制报警器工作。如此，当驱动电机41失控，第一夹爪对件20和第二夹爪对件30运动至闭合极限位和张开极限位时，报警器工作，这样能够提醒操作人员及时处理故障。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，传动组件包括带轮组42及至少一根丝杆43，丝杆43活动地安装于支撑架10。带轮组42包括主动轮421、从动轮422及绕设于主动轮421和从动轮422的同步带423，驱动电机41与主动轮421驱动连接，至少一根丝杆43与从动轮422连接。第一夹爪对件20和第二夹爪对件30活动地安装于丝杆43。具体地，丝杆43上安装有第一丝杆螺母及第二丝杆螺母，第一夹爪对件20连接于第一丝杆螺母，第二夹爪对件30连接于第二丝杆螺母，使第一夹爪对件20和第二夹爪对件30活动地安装于丝杆43。使用时，当产品输送至指定位置时，驱动电机41驱动带轮组42带动丝杆43旋转，在丝杆43旋转的过程中，带动第一夹爪对件20和第二夹爪对件30做相互靠近运动，以夹住产品。驱动电机41通过带轮组42带动丝杆43反向旋转，带动第一夹爪对件20和第二夹爪对件30做相互远离运动，以松开产品。如此，第一夹爪对件20和第二夹爪对件30在带轮组42和丝杆43的配合下，能够做相互靠近或远离运动，以夹爪对件和松开产品。通过驱动电机41带动带轮组42，将驱动电机41的旋转运动转化为丝杆43的往复直线运动，结构简单，传动平稳，提高工作精度，避免第一夹爪对件20和第二夹爪对件30对产品的夹持力过大而损坏产品，也可避免第一夹爪对件20和第二夹爪对件30对产品的夹持力过小致使产品跌落。并且，还能够减少动力传动的中间环节，提高第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的运动速度，提高工作效率。

当然，在其它实施例中，传动组件也可包括至少一根丝杆43及至少两个啮合传动的齿轮，驱动电机41与其中一个齿轮驱动连接，至少一根丝杆43与其中另一个齿轮连接。

具体地，请参阅图1，丝杆43包括正旋丝杆431及反旋丝杆432，反旋丝杆432与正旋丝杆431同轴设置并固定连接。第一夹爪对件20安装于正旋丝杆431，第二夹爪对件30安装于反旋丝杆432。具体地，丝杆43为正反丝杆。如此，驱动电机41驱动带轮组42运动，带动正旋丝杆431和反旋丝杆432朝同一方向转动，使第一夹爪对件20和第二夹爪对件30能够做相互靠近或远离运动，实现产品的夹持和松开。

在另一个实施例中，传动组件包括第一传动轮、第二传动轮及绕设于第一传动轮和第二传动轮的传动带，驱动电机41与第一传动轮和第二传动轮中至少一者驱动连接。第一夹爪对件20连接于其中一侧的传动带，第二夹爪对件30连接于另一侧的传动带。如此，通过驱动电机41、第一传动轮、第二传动轮及传动带的配合，第一夹爪对件20和第二夹爪对件30能够做相互靠近或远离运动，实现产品的夹持和松开。

在一个实施例中，请参阅图1，机械夹爪还包括至少一个导向轴70。至少一个导向轴70沿第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的运动方向延伸设置，并固定于支撑架10。第一夹爪对件20和第二夹爪对件30活动地安装于导向轴70。使用时，在第一夹爪对件20和第二夹爪对件30在导向轴70上做相互靠近或远离运动。如此，通过设置导向轴70，可使第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的运动具有导向性，且避免第一夹爪对件20和第二夹爪对件30在运动过程晃动，提高运动稳定性，保证第一夹爪对件20和第二夹爪对件30能够牢固可靠地夹持产品。

需要说明的是，导向轴70的数量可根据实际需求进行设置，在此不限定导向轴70的数量。

在本实施例中，请参阅图1，导向轴70设有两个，两个导向轴70分别设于丝杆43的两侧。两个导向轴70均沿第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的运动运动方向延伸设置，并固定于支撑架10。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，第一夹爪对件20朝向第二夹爪对件30的一侧设有第一夹持部，第二夹爪对件30朝向第一夹爪对件20的一侧设有第二夹持部。第一夹持部和第二夹持部中至少一者设有防滑结构80。如此，通过设置防滑结构80，防滑结构80能够增加第一夹爪对件20和/或第二夹爪对件30与产品之间的摩擦力，保证牢固可靠地夹持产品，避免产品从第一夹爪对件20和第二夹爪对件30之间跌落。

可选地，防滑结构80为防滑胶体。如此，一方面，可增加第一夹爪对件20和/或第二夹爪对件30与产品之间的摩擦力，保证牢固可靠地夹持产品，避免产品从第一夹爪对件20和第二夹爪对件30之间跌落；另一方面，防滑胶体较软，减少第一夹爪对件20和第二夹爪对件30与产品之间的硬接触，避免第一夹爪对件20和第二夹爪对件30在夹持产品的过程中损坏产品，降低产品的损坏率。当然，在其它实施例中，防滑结构80也可为防滑纹等。

具体到在本实施例中，第一夹持部和第二夹持部均设有四个间隔设置的防滑胶体。如此，有效保证牢固可靠地夹持产品，避免产品从第一夹爪对件20和第二夹爪对件30之间跌落。

请参阅图1和图2，本实用新型一实施的机械臂，包括机械臂本体及上述任一实施例的机械夹爪，机械夹爪安装于机械臂本体。需要说明的是，机械臂的有益效果可参照机械夹爪的有益效果，在此不再赘述。

请参阅图1和图2，本实用新型一实施例的搬运机器人，包括包括机器人本体及上述任一实施例的机械臂，机械臂安装于机器人本体。需要说明的是，搬运机器人的有益效果可参照机械夹爪的有益效果，在此不再赘述。

请参阅图1和图2，以产品自动测试组装为例，说明工作原理：

在测试组装前，根据每一款产品设置机械夹爪的参数，例如第一夹爪对件20和第二夹爪对件30的张开宽度、夹紧时驱动电机41的扭矩力度等。

产品通过工装夹具在皮带输送线上运输产品到指定位置，搬运机器人收到有产品信号后，启动机械臂移动到皮带输送线的指定位置。机械夹爪到达皮带输送线的指定位置后，驱动电机41正转驱动带轮组42带动丝杆43转动，丝杆43在转动的过程中，带动第一夹爪对件20和第二夹爪对件30做相互靠近运动，以夹住产品。机械夹爪夹住产品后，驱动电机41扭矩力度达到一定值输出信号给到机械臂，机械臂开始搬运产品到测试组装机工装板位置。

机械臂到达测试组装机工装板位置后，由测试组装工装板位置感应器给机械夹爪的驱动电机41信号，驱动电机41开始反转驱动带轮组42带动丝杆43转动，丝杆43在转动的过程中带动第一夹爪对件20和第二夹爪对件30做相互远离运动，以松开产品。第一夹爪对件20和第二夹爪对件30松开到预设参数位置后，机械臂开始下一动作，如此循环。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机械夹爪，其特征在于，包括：

支撑架；

相对设置的第一夹爪对件及第二夹爪对件；

驱动机构，包括驱动电机及传动组件，所述驱动电机通过所述传动组件能够带动所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件做相互靠近或远离运动；

第一检测件及第二检测件，安装于所述支撑架，分别用于检测所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件是否运动至闭合极限位和张开极限位；当所述第一检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述闭合极限位时，所述驱动机构停止动作；当所述第二检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述张开极限位时，所述驱动机构停止动作。

2.根据权利要求1所述的机械夹爪，其特征在于，所述机械夹爪还包括报警器；当所述第一检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述闭合极限位时，所述报警器工作；当所述第二检测件检测到所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件运动至所述张开极限位时，所述报警器工作。

3.根据权利要求1所述的机械夹爪，其特征在于，所述传动组件包括带轮组及至少一根丝杆，所述丝杆活动地安装于所述支撑架；所述带轮组包括主动轮、从动轮及绕设于所述主动轮和所述从动轮的同步带，所述驱动电机与所述主动轮驱动连接，至少一根所述丝杆与所述从动轮连接，所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件活动地安装于所述丝杆。

4.根据权利要求3所述的机械夹爪，其特征在于，所述丝杆包括正旋丝杆及反旋丝杆，所述反旋丝杆与所述正旋丝杆同轴设置并固定连接，所述第一夹爪对件安装于所述正旋丝杆，所述第二夹爪对件安装于所述反旋丝杆。

5.根据权利要求1所述的机械夹爪，其特征在于，所述传动组件包括第一传动轮、第二传动轮及绕设于所述第一传动轮和所述第二传动轮的传动带，所述驱动电机与所述第一传动轮和所述第二传动轮中至少一者驱动连接，所述第一夹爪对件连接于其中一侧的所述传动带，所述第二夹爪对件连接于另一侧的所述传动带。

6.根据权利要求1所述的机械夹爪，其特征在于，所述机械夹爪还包括至少一个导向轴，至少一个所述导向轴沿所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件的运动方向延伸设置，并固定于所述支撑架，所述第一夹爪对件和所述第二夹爪对件活动地安装于所述导向轴。

7.根据权利要求1至6任一项所述的机械夹爪，其特征在于，所述第一夹爪对件朝向所述第二夹爪对件的一侧设有第一夹持部，所述第二夹爪对件朝向所述第一夹爪对件的一侧设有第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部中至少一者设有防滑结构。

8.根据权利要求7所述的机械夹爪，其特征在于，所述防滑结构为防滑胶体。

9.一种机械臂，其特征在于，包括机械臂本体及如权利要求1至8任一项所述的机械夹爪，所述机械夹爪安装于所述机械臂本体。

10.一种搬运机器人，其特征在于，包括机器人本体及如权利要求9所述的机械臂，所述机械臂安装于所述机器人本体。

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