全文摘要
本实用新型公开了一种集成吸盘的灵巧机器人抓手，属于抓取工具。包括底板、多级机械臂、机械抓手、集成吸盘四部分。其中，多级机械臂由多个机械臂单元组成；机械抓手与所述多级机械臂的末端相连接，其包括驱动组件，与所述驱动组件连接的滑动套筒，与所述滑动套筒转动连接的多级连接组件，与多级连接组件的末端转动连接的指关节；集成吸盘包括真空吸嘴、与所述真空吸嘴连接的真空吸气管、以及与所述真空吸气管连接尾接口。本实用新型通过为真空吸盘加入了机械抓手。大幅提高了物品抓取的稳定度和成功率，也让真空吸嘴在不改变气压吸力的情况下，能抓取更重、表面较粗糙、形状不规则的物品。
主设计要求
1.一种集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，包括：底板，周围设置有多个定位孔；多级机械臂，由多个机械臂单元组成，其中，所述机械臂单元包括：设置在所述底板上或上一级机械臂单元末端的回转气缸，安装在所述回转气缸输出轴上的连接关节，以及与连接关节连接的臂体；机械抓手，与所述多级机械臂的末端相连接，包括：壳体，设置在所述壳体内的驱动组件，与所述驱动组件连接的滑动套筒，与所述滑动套筒通过第一销轴转动连接的3组多级连接组件，与多级连接组件的末端通过第三销轴转动连接的指关节；集成吸盘，包括：设置在所述壳体的中央位置的真空吸嘴，与所述真空吸嘴连接并安装在壳体内的真空吸气管，以及与所述真空吸气管连接并设置在所述壳体一侧尾接口。
设计方案
1.一种集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，包括：
底板，周围设置有多个定位孔；
多级机械臂，由多个机械臂单元组成，其中，所述机械臂单元包括：设置在所述底板上或上一级机械臂单元末端的回转气缸，安装在所述回转气缸输出轴上的连接关节，以及与连接关节连接的臂体；
机械抓手，与所述多级机械臂的末端相连接，包括：壳体，设置在所述壳体内的驱动组件，与所述驱动组件连接的滑动套筒，与所述滑动套筒通过第一销轴转动连接的3组多级连接组件，与多级连接组件的末端通过第三销轴转动连接的指关节；
集成吸盘，包括：设置在所述壳体的中央位置的真空吸嘴，与所述真空吸嘴连接并安装在壳体内的真空吸气管，以及与所述真空吸气管连接并设置在所述壳体一侧尾接口。
2.根据权利要求1所述的集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，所述驱动组件包括：与伺服电机相连接的丝杆，设置在所述丝杆上的滑动块，一端与所述丝杆对齐并预留有一定间隙、另一端固定在壳体上的导向柱，与所述滑动块固定连接并套装在所述导向柱上面的滑动套筒；其中，所述滑动套筒和导向柱上设置有限位装置。
3.根据权利要求2所述的集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，所述限位装置包括：设置在所述滑动套筒上的长方形卡槽，设置在所述卡槽内并与导向柱固定连接的限位柱。
4.根据权利要求1所述的集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，所述多级连接组件包括：与所述滑动套筒通过第一销轴转动连接第一连接杆、通过第二销轴与第一连接杆转动连接的第二连接杆。
5.根据权利要求1所述的集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，所述指关节的外层使用丁腈橡胶制成，且在丁腈橡胶外层刻有向外凸起的防滑花纹。
6.根据权利要求1所述的集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，所述指关节采用柔性关节，并设置有压力传感器。
7.根据权利要求1所述的集成吸盘的灵巧机器人抓手，其特征在于，所述真空吸嘴采用硬质材料制成，在与货物接触的外圈上设有接触垫，所述接触垫采用软质发泡材料制成。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于抓取工具，尤其是一种集成吸盘的灵巧机器人抓手。
背景技术
目前在物流分拣行业主要采用是工业真空吸嘴（Industrial vacuum nozzle）结构，其吸力依靠真空抽压产生，而且为了达到足够的吸力，其吸盘部分需要和物品表面紧密结合。由于工业真空吸嘴要求吸盘部分要和物品表面紧密结合以保持真空产生的吸力，所以一旦吸盘老化或者物品表面粗糙不平，就导致吸力大为变小，影响抓取效果。虽然真空吸嘴仍然是目前轻小型物品抓取的最佳解决方案，但是其工作原理带来的不稳定性一直存在，也一直困扰着业界。如何让真空吸嘴能百分之百抓牢物品，并且能让真空吸嘴能抓取更重一些的物品，提高抓取效率一直是亟待解决的问题。
实用新型内容
实用新型目的：提供一种集成吸盘的灵巧机器人抓手，以解决现有抓取工具抓取物品的稳定度和成功率不高，无法抓取重量较重、表面较粗糙和不规则物品，需要频繁更换吸盘吸嘴等问题。
技术方案：一种集成吸盘的灵巧机器人抓手，包括：底板、多级机械臂、机械抓手、集成吸盘四部分。
其中，底板，周围设置有多个定位孔。
多级机械臂，由多个机械臂单元组成，其中，所述机械臂单元包括：设置在所述底板上或上一级机械臂单元末端的回转气缸，安装在所述回转气缸输出轴上的连接关节，以及与连接关节连接的臂体。
机械抓手，与所述多级机械臂的末端相连接，包括：壳体，设置在所述壳体内的驱动组件，与所述驱动组件连接的滑动套筒，与所述滑动套筒通过第一销轴转动连接的3组多级连接组件，与多级连接组件的末端通过第三销轴转动连接的指关节。
集成吸盘，包括：设置在所述壳体的中央位置的真空吸嘴，与所述真空吸嘴连接并安装在壳体内的真空吸气管，以及与所述真空吸气管连接并设置在所述壳体一侧尾接口。
在进一步的实施例中，所述多级连接组件包括：与所述滑动套筒通过第一销轴转动连接第一连接杆、通过第二销轴与第一连接杆转动连接的第二连接杆。
在进一步的实施例中，所述驱动组件包括：与伺服电机相连接的丝杆，设置在所述丝杆上的滑动块，一端与所述丝杆对齐并预留有一定间隙、另一端固定在壳体上的导向柱，与所述滑动块固定连接并套装在所述导向柱上面的滑动套筒；其中，所述滑动套筒和导向柱上设置有限位装置。
在进一步的实施例中，所述限位装置包括：设置在所述滑动套筒上的长方形卡槽，设置在所述卡槽内并与导向柱固定连接的限位柱。
在进一步的实施例中，所述指关节的外层使用丁腈橡胶制成，且在在丁腈橡胶外层刻有向外凸起的防滑花纹。
在进一步的实施例中，所述指关节采用柔性关节，并设置有压力传感器。
在进一步的实施例中，所述真空吸嘴采用硬质材料制成，在与货物接触的外圈上设有接触垫，所述接触垫采用软质发泡材料制成。
有益效果：本实用新型涉及一种集成吸盘的灵巧机器人抓手，针对目前物流分拣行业使用工业真空吸嘴作了创新型改进，为真空吸盘加入了机械抓手。这样可以大幅提高物品抓取的稳定度和成功率，也让真空吸嘴在不改变气压吸力的情况下，能抓取更重的物品。同时也让真空吸嘴能抓取表面较粗糙，形状更加不规则的物品。从而让真空吸嘴能适应更加广泛的工作场景。集成吸盘在整个抓取过程中起到一个支撑固定的辅助作用点，极的大减小了真空吸嘴的受力，延长其使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型机械抓手和集成吸盘的结构示意图。
图3是本实用新型机械抓手的原理示意图。
附图标记为：底板1、机械臂单元2、机械抓手3、集成吸盘4、回转气缸201、连接关节202、臂体203、丝杆301、滑动套筒302、第一销轴303、第一连接杆304、第二销轴305、第二连接杆306、第三销轴307、指关节308、导向杆309、限位装置310、滑动块311、壳体312、真空吸嘴401、尾接口402。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如附图1所示，一种集成吸盘的灵巧机器人抓手，包括：底板1、多级机械臂、机械抓手3、集成吸盘4四部分。
底板1周围设置有多个定位孔。通过螺栓或螺母可将底板1固定在地面或者指定的工作平台上。
多级机械臂由多个机械臂单元2组成，其中，所述机械臂单元2包括：设置在所述底板1上或上一级机械臂单元2末端的回转气缸201，安装在所述回转气缸201输出轴上的连接关节202，以及与连接关节202连接的臂体203。回转气缸201带动臂体203做360º平面旋转运动，通过3个及以上的机械臂单元2组成的多级机械臂几乎能够实现任何轨迹或角度的工作。
机械抓手3，与所述多级机械臂的末端相连接，包括：壳体312，设置在所述壳体312内的驱动组件，与所述驱动组件连接的滑动套筒302，与所述滑动套筒302通过第一销轴303转动连接的3组多级连接组件，与多级连接组件的末端通过第三销轴307转动连接的指关节308。所述驱动组件带动滑动套筒302上下运动，通过连接组件传递运动后，指关节308以第三销轴307为圆心向机械抓手3中心方向转动，完成机械抓手3抓取货物的动作。
具体的，如附图3所示，所述驱动组件包括：与伺服电机相连接的丝杆301，设置在所述丝杆301上的滑动块311，一端与所述丝杆301对齐并预留有一定间隙、另一端固定在壳体312上的导向柱，与所述滑动块311固定连接并套装在所述导向柱上面的滑动套筒302；所述滑动套筒302和导向柱上设置有限位装置310；所述驱动组件还可以为气缸等直线运动组件，在此不做具体阐述。所述限位装置310包括：设置在所述滑动套筒302上的长方形卡槽，设置在所述卡槽内并与导向柱固定连接的限位柱。伺服电机带动丝杆301转动，滑动块311在丝杆301上上下转动，同时由于导向柱和滑动套筒302上的限位装置310的存在，抵消滑动套筒302的转动趋势，故滑动套筒302只能沿着导向杆309在一定区域内上下直线运动运动。
所述多级连接组件包括：与所述滑动套筒302通过第一销轴303转动连接第一连接杆304、通过第二销轴305与第一连接杆304转动连接的第二连接杆306。当滑动套筒302向下运动时，第一连接杆304以第一销轴303为圆心向上转动；从而带动第二连杆以第二销轴305为圆心向机械抓手3中心方向转动；最后指关节308以第三销轴307为圆心向机械抓手3中心方向转动。通过三指或多指协同工作，实现机械抓手3的闭合。反之，当滑动套筒302向上运动时，指关节308第三销轴307为圆心向机械抓手3外侧转动，实现机械抓手3的松开。
作为一个优选方案，所述指关节308的外层使用丁腈橡胶制成，且在在丁腈橡胶外层刻有向外凸起的防滑花纹。通过增加指关节308与货物的摩擦力，使被抓取物品将被固定的更加稳固。
作为一个优选方案，所述指关节308采用柔性关节，并设置有压力传感器。当传感器的压力值达到某一数值后，这样做的目的是，当三指合拢时一旦触碰到货物导致无法继续合拢时，不会损坏货物和机械抓手3本身。
集成吸盘4，包括：设置在所述壳体312的中央位置的真空吸嘴401，与所述真空吸嘴401连接并安装在壳体312内的真空吸气管，以及与所述真空吸气管连接并设置在壳体312一侧尾接口402。尾接口402通过与真空泵相连接，在吸附物品时，真空吸嘴401与货物一个小范围的区域的接触，真空泵处产生负压，在真空吸嘴401处产生一个吸附力，防止机械臂在高速运动过程中，货物脱落。
作为一个优选方案，所述真空吸嘴401采用硬质材料制成，在与货物接触的外圈上设有接触垫，所述接触垫采用软质发泡材料制成，例如硅胶、发泡塑料(PE、EVA)、发泡橡胶(SBR、CR)等。在吸附物品的过程中相当于一个密封环，减少真空吸嘴401内的真空度的损失，进一步提高真空吸嘴401吸取货物的稳定性。
为了方便理解集成吸盘的灵巧机器人抓手的技术方案，对其工作流程做出简要说明：在抓取货物的过程中，在多级机械臂的牵引下真空吸嘴401与货物一个面接触，驱动组件向上运动，机械抓手3向手心内转动，当压力传感器的压力达到某一定数值后，驱动组件停止工作，此时真空泵开始工作，真空吸嘴401处施加一个吸附力，将货物进一步固定，完成抓取动作；然后多级机械臂牵引货物到指定地方，真空泵停止工作并释放压力，驱动组件向下运动，机械抓手3向手心外转动，松开货物。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920052916.X
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209551745U
授权时间:20191029
主分类号:B25J 15/00
专利分类号:B25J15/00;B25J15/06;B25J15/10
范畴分类:40E;
申请人:南京智造兴邦机器人有限公司
第一申请人:南京智造兴邦机器人有限公司
申请人地址:211100 江苏省南京市麒麟科技创新园智汇路300号B单元二楼
发明人:薛智兴;胡瑞端
第一发明人:薛智兴
当前权利人:南京智造兴邦机器人有限公司
代理人:窦贤宇
代理机构:32360
代理机构编号:南京泰普专利代理事务所(普通合伙) 32360
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计