CN108788290A - 一种剪板的对中式机器人手爪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种剪板的对中式机器人手爪，包括壳体、连杆夹紧模块、位置感应模块和驱动模块，所述壳体内部设置互相连接的连杆夹紧模块和位置感应模块，壳体下端连接驱动模块，其中，所述壳体上端为对称式夹持结构，设有销孔和滑槽，所述连杆夹紧模块通过销孔和滑槽连接壳体。与现有技术相比，本发明的对中式夹紧模块采用销孔、销轴和连杆的夹紧结构，气缸通过滑块推动连杆，实现夹紧或者松开，具有增力的效果，可通过较小工作气压产生较大夹紧力，且力量强度稳定，并且满足了机器人柔性化剪板生产的要求。

Description

一种剪板的对中式机器人手爪

技术领域

本发明涉及一种工业用视觉机器人手爪，尤其是涉及一种剪板的对中式机器人手爪。

背景技术

目前，剪板作业过程中使用的钣金抓取方式主要有真空吸盘、电磁吸盘以及真空和电磁复合吸盘。电磁吸盘虽然吸力大，但重量大，价格高。真空吸盘轻巧，价格相对便宜，应用广泛。真空和电磁复合吸盘结构复杂，需定做，重量大，价格也高。随着剪板作业柔性化的发展，机器人柔性剪板也提上日程了。

传统剪板加工业使用的钣金抓取和夹紧器普遍存在以下几个缺陷：1、普通的气缸内部没有连杆机构，对钣金件的夹紧力很小，且随气源波动，夹紧力也会发生变化，很不稳定，很容易影响钣金件的夹紧力，容易造成压力过紧或空压；2、不能自动对中；3、不能平行夹紧，夹持压强大，易夹坏薄板；4、市场上对钣金件双方向进行夹紧的产品少之又少，大部分钣金夹紧器只能够单方向对工件进行夹紧，很难满足机器人柔性化剪板生产要求；5、气缸动作方向和夹紧方向几乎平行，导致手爪体积大，抓取板材时所需空间大，不利于板材的抓取。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种剪板的对中式机器人手爪，以满足机器人柔性化剪板生产的要求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种剪板的对中式机器人手爪，包括壳体、连杆夹紧模块、位置感应模块和驱动模块，所述壳体内部设置互相连接的连杆夹紧模块和位置感应模块，壳体下端连接驱动模块，其中，所述壳体上端为对称式夹持结构，设有销孔和滑槽，所述连杆夹紧模块通过销孔和滑槽连接壳体。

进一步地，所述的销孔设有八个，以两两为一列竖直排列，对称分布于壳体正面和背面，同时沿着手爪夹紧面左右对称设置，所述滑槽设于壳体正面和背面的中心线上。

进一步地，所述连杆夹紧模块包括一滑块、中间销轴、两根下连杆和沿着手爪夹紧面左右对称的两套连杆单元，所述滑块通过中间销轴连接滑槽，并且分别通过两根下连杆连接两套连杆单元，所述驱动模块连接滑块。

进一步地，每套连杆单元包括上摇杆、上连杆、下摇杆、和两个连接销轴，所述连接销轴均插入销孔，所述上摇杆的一端和连接销轴相连，另一端通过上连杆连接下摇杆的一端，下摇杆的另一端和另一连接销轴相连。

进一步地，所述的连杆单元还包括弹性挡圈，弹性挡圈包围连接销轴和中间销轴的外侧。

进一步地，所述位置感应模块包括夹紧位置传感器、传感器接口和松开位置传感器，所述传感器接口伸出壳体外侧。

进一步地，所述驱动模块为气缸，包括气源上接口、气缸体、气缸活塞和气源下接口。

进一步地，所述壳体还设有用于连接外部装置的安装孔、定位孔和安装槽。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的对中式夹紧模块采用销孔、销轴和连杆的夹紧结构，气缸通过滑块推动连杆，实现夹紧或者松开，具有增力的效果，可通过较小工作气压产生较大夹紧力，力量强度稳定，同时，对中式夹紧模块采用一个整体的壳体和内部的连杆单元组合的装配方式，加工难度小，对材料耐磨性要求低，并且降低了装置的装配工作量，使得生产制造的成本大大降低。

2、本发明的机器人手爪具有平行夹紧能力，手爪对板材的夹持压强小，不容易夹坏薄板，能很好满足机器人夹着薄板完成剪板作业的要求，克服了传统手爪不能平行夹紧，夹持压强大，易夹坏薄板的缺点。

3、本发明的机器人手爪具有自动对中和双方向对称夹紧的能力，所以能满足机器人柔性化剪板正、反面抓取、夹紧板材而中心面保持不变的生产要求，克服了传统手爪只能够单方向对工件进行夹紧的缺点。

4、本发明设有位置传感器模块，能够精确定位手爪的夹紧程度，能够适应各类不同的薄板，提高了生产的精度。

5、本发明结构可靠，气缸动作方向和夹紧方向垂直，手爪结构扁平化，能够使抓取板材时所需空间更小，更利于实际生产过程中机器人对板材的抓取。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明机的主视结构示意图；

图3为本发明另一侧的立体结构示意图；

图4为本发明夹紧工件的结构示意图；

图5为本发明松开工件的结构示意图。

附图标记：100、壳体，200、连杆夹紧模块，300、位置感应模块，400、驱动模块，1、销孔，2、弹性挡圈，31、连接销轴，32、中间销轴，4、上摇杆，5、上连杆，6、下摇杆，7、安装孔，8、下连杆，9、滑槽，10、滑块，11、夹紧位置传感器，12、传感器接口，13、定位孔，14、松开位置传感器，15、气源上接口，16、气缸体，17、气缸活塞，18、气源下接口，19、安装槽，20、工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～图3所示，本实施例提供了一种剪板的滑槽式机器人手爪，包括壳体100、连杆夹紧模块200、位置感应模块300和驱动模块400，壳体100内部设置互相连接的连杆夹紧模块200和位置感应模块300，壳体100下端连接驱动模块400。

壳体100上端为对称式夹持结构，设有销孔1和滑槽9，销孔1设有八个，以两两为一列竖直排列，对称分布于壳体100正面和背面，同时沿着手爪夹紧面左右对称设置，连杆夹紧模块200通过销孔1和滑槽9连接壳体100。滑槽9设于壳体100正面和背面的中心线上。壳体100还设有用于连接外部装置的安装孔7、定位孔13和安装槽19。

连杆夹紧模块200包括一个滑块10、中间销轴32、两根下连杆8和沿着手爪夹紧面左右对称的两套连杆单元，滑块10通过中间销轴32连接滑槽9，并且分别通过两根下连杆8连接两套连杆单元，驱动模块400连接滑块10。其中，每套连杆单元包括上摇杆4、上连杆5、下摇杆6、和两个连接销轴31，所述连接销轴31均插入销孔1，所述上摇杆4的一端和连接销轴31相连，另一端通过上连杆5连接下摇杆6的一端，下摇杆6的另一端和另一连接销轴31相连,形成“匚”字形结构。连杆单元还包括弹性挡圈2，弹性挡圈2包围连接销轴31和中间销轴32的外侧，起到缓冲的作用。

位置感应模块300包括夹紧位置传感器11、传感器接口12和松开位置传感器13，所述传感器接口12伸出壳体100外侧。夹紧位置传感器11通过感应滑块10和气缸活塞17相连的一端的位置间接感知待抓物体是否处于夹紧状态；松开位置传感器14通过感应滑块10和气缸活塞17相连的一端的位置间接感知待抓物体是否处于完全松开状态；传感器接口12是板材手爪和外界信息交换和电源连接的桥梁。

驱动模块400为气缸，包括气源上接口15、气缸体16、气缸活塞17和气源下接口18。气缸具有气源上接口15和气源下接口18；压缩空气通过进入气源上接口15和/或气源下接口18，使气缸活塞17做活塞运动；当气缸活塞17做活塞运动时，气缸活塞17推动滑块10在滑槽9中上、下直线滑动从而带动左、右两个对称的下连杆8驱动左、右两个下摇杆6上、下摆动，进而带动左、右两套连杆单元想对于夹紧面做对称的、平行的夹紧、松开待抓物体的动作，连杆夹紧模块200本身存在增力效果，可用较小工作气压产生较大夹紧力。

本实施例的工作原理如下：

一、如图4所示，在连杆夹紧模块200夹紧过程中，压缩空气从气源下接口18进入气缸体16内，气缸体16上腔的空气从气源上接口15排出，推动气缸活塞17向上运动，并推动滑块10在滑槽9中向上直线滑动从而带动左、右两个对称的下连杆8驱动左、右两个下摇杆6向上摆动，进而带动左、右两套连杆单元相对于夹紧面做对称的、平行的夹紧工件20的动作，左、右两个上连杆5夹紧工件20。工件20自动对中于夹紧器壳体100的对称中心面上。同时，滑块10和气缸活塞17相连的一端到达夹紧位置传感器11的感应位置。夹紧位置传感器11通过感应滑块10和气缸活塞17相连的一端的位置间接感知工件20处于夹紧状态。

二、如图5所示，在连杆夹紧模块200松开过程中，压缩空气从气源上接口15进入气缸体16内，气缸体16下腔的空气从气源下接口18排出，推动气缸活塞17向下运动，并拉动滑块10在滑槽9中向下直线滑动从而带动左、右两个对称的下连杆8拉动左、右两个下摇杆6向下摆动，进而带动左、右两套连杆单元相对于夹紧面做对称的、平行的松开工件20的动作，左、右两个上连杆5松开工件20。同时，滑块10和气缸活塞17相连的一端到达松开位置传感器14的感应位置。松开位置传感器14通过感应滑块10和气缸活塞17相连的一端的位置间接感知工件20处于完全松开状态。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种剪板的对中式机器人手爪，其特征在于，包括壳体(100)、连杆夹紧模块(200)、位置感应模块(300)和驱动模块(400)，所述壳体(100)内部设置互相连接的连杆夹紧模块(200)和位置感应模块(300)，壳体(100)下端连接驱动模块(400)，其中，所述壳体(100)上端为对称式夹持结构，设有销孔(1)和滑槽(9)，所述连杆夹紧模块(200)通过销孔(1)和滑槽(9)连接壳体(100)。

2.根据权利要求1所述的剪板的对中式机器人手爪，其特征在于，所述的销孔(1)设有八个，以两两为一列竖直排列，对称分布于壳体(100)正面和背面，同时沿着手爪夹紧面左右对称设置，所述滑槽(9)设于壳体(100)正面和背面的中心线上。

3.根据权利要求2所述的剪板的对中式机器人手爪，其特征在于，所述连杆夹紧模块(200)包括一滑块(10)、中间销轴(32)、两根下连杆(8)和沿着手爪夹紧面左右对称的两套连杆单元，所述滑块(10)通过中间销轴(32)连接滑槽(9)，并且分别通过两根下连杆(8)连接两套连杆单元，所述驱动模块(400)连接滑块(10)。

4.根据权利要求3所述的剪板的对中式机器人手爪，其特征在于，每套连杆单元包括上摇杆(4)、上连杆(5)、下摇杆(6)、和两个连接销轴(31)，所述连接销轴(31)均插入销孔(1)，所述上摇杆(4)的一端和连接销轴(31)相连，另一端通过上连杆(5)连接下摇杆(6)的一端，下摇杆(6)的另一端和另一连接销轴(31)相连。

5.根据权利要求4所述的剪板的对中式机器人手爪，其特征在于，所述的连杆单元还包括弹性挡圈(2)，弹性挡圈(2)包围连接销轴(31)和中间销轴(32)的外侧。

6.根据权利要求1所述的剪板的对中式机器人手爪，其特征在于，所述位置感应模块(300)包括夹紧位置传感器(11)、传感器接口(12)和松开位置传感器(13)，所述传感器接口(12)伸出壳体外侧。

7.根据权利要求1所述的剪板的滑槽式机器人手爪，其特征在于，所述驱动模块(400)为气缸，包括气源上接口(15)、气缸体(16)、气缸活塞(17)和气源下接口(18)。

8.根据权利要求1所述的剪板的滑槽式机器人手爪，其特征在于，所述壳体(100)还设有用于连接外部装置的安装孔(7)、定位孔(13)和安装槽(19)。