專利名稱：工業(yè)機器人抓手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)機器人抓手，特別是涉及一種帶有肘關(guān)節(jié)、能彎曲的工業(yè)機器人抓手。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的工業(yè)機器人。這些工業(yè)機器人廣泛地在汽車制造、切割、去毛刺、模具噴霧、研磨拋光、物料搬運、包裝及貨盤堆垛等領(lǐng)域應(yīng)用。特別是針對一些重復(fù)性動作的工作，機器人的使用大大地降低了工人的勞動強度，提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前的工業(yè)機器人通常包括底座、下機械臂和上機械臂和控制單元。底座上設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺，下機械臂安裝在旋轉(zhuǎn)臺上，下機械臂和上機械臂鉸接。上機械臂的前端在控制單元控制下可以進行向內(nèi)或向外移動，下機械臂和上機械臂在旋轉(zhuǎn)臺的帶動下可以做三維運動。在具體應(yīng)用時，工業(yè)機器人的上機械臂前端還會安裝上機械抓手，用以抓取工件，如工業(yè)機器人拋光機。工業(yè)機器人拋光機的上機械臂前端上的機械抓手可以抓住工件繞自身的中心軸旋轉(zhuǎn)，對工件的表面進行拋光。但是現(xiàn)有的機械抓手都只能繞一條軸線旋轉(zhuǎn)，這樣的話，對于一些需要多角度拋光的工件，工業(yè)機器人為了將其調(diào)整到合適的加工面時需要進行比較復(fù)雜的動作過程，導(dǎo)致控制復(fù)雜，工作效率下降。為了解決這個問題，其中一個很好的方案就是設(shè)計一種帶有肘關(guān)節(jié)、能彎曲的工業(yè)機器人抓手，這樣可以大大簡化工業(yè)機器人調(diào)整到合適的加工面的動作過程，控制程序也大為簡化，工作效率可以提高。但是長期以來一直沒有具體應(yīng)用的原因是沒能設(shè)計出一種既能自如地屈伸，又能分別在伸直和彎曲的狀態(tài)下鎖定不移位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種帶有肘關(guān)節(jié)、能彎曲的工業(yè)機器人抓手。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種工業(yè)機器人抓手，包括拋光輪及拋光輪安裝座，拋光輪安裝在拋光輪安裝座上，其特征在于還設(shè)有用于固定在拋光機機身上的基座，所述拋光輪安裝座可滑動地安裝在基座上，所述拋光輪安裝座與基座之間設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述基座上還設(shè)有以一個恒定的力阻止所述拋光輪安裝座滑動后退的阻力裝置。采用上述技術(shù)方案，由于工業(yè)機器人抓手的連桿鉸鏈軸處于第一連桿與推拉桿的鉸接點與抓手鉸接軸中心之間連線的相對于前臂彎曲方向的另一側(cè)，當(dāng)驅(qū)動推拉桿前推時，由于連桿鉸鏈軸與抓手鉸接軸中心之間具有力臂，推拉桿前推通過第一連桿使前臂彎曲到位，當(dāng)前臂彎曲到位后，如果有反向外力作用在前臂時，由于第一連桿是剛性的，在推拉桿沒有后退的情況下，前臂將無法繞抓手鉸接軸反向旋轉(zhuǎn)而達到鎖定目的；在前臂彎曲狀態(tài)下，當(dāng)推拉桿后拉時，通過第一連桿將帶動前臂反向旋轉(zhuǎn)而伸直，當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)伸直到位后，如有外力作用在前臂上欲使其彎曲時，由于所述第二連桿的中心線與推拉桿軸線垂直并頂在導(dǎo)向槽端部使得前臂無法繞抓手鉸接軸反向旋轉(zhuǎn)而達到鎖定目的，當(dāng)前臂需要彎曲時，驅(qū)動推拉桿前推，使所述第二連桿端部滑向另一端，推拉桿前推通過第一連桿使前臂彎曲到位。所以本發(fā)明工業(yè)機器人抓手既能自如地屈伸，又能分別在伸直和彎曲的狀態(tài)下鎖定不移位。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為本發(fā)明具體實施例伸直狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2為本發(fā)明具體實施例彎曲狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖3為圖1 A - A剖視圖。
具體實施例方式工業(yè)機器人抓手包括分體設(shè)置的前臂2和后臂1，所述前臂2的后端與后臂1前端通過抓手鉸接軸3鉸接，抓手鉸接軸3與所述前臂2及后臂1的中心軸相垂直。所述抓手鉸接軸安裝座設(shè)有一對垂直向前的后臂立板101，所述前臂2的后端上同樣設(shè)有一對垂直向后的前臂立板201，前臂立板201和后臂立板101上設(shè)有軸孔，抓手鉸接軸3穿過前臂立板201和后臂立板101上的軸孔使前臂2和后臂1鉸接，所述后臂1的直缸體102中設(shè)有活塞103，外套體103和直缸體102壁上設(shè)有氣道分別聯(lián)通至直缸體102內(nèi)腔的兩端，所述活塞105的活塞桿104從前端伸出構(gòu)成所述推拉桿及其驅(qū)動機構(gòu)，所述抓手鉸接軸安裝座還在前臂2的旋轉(zhuǎn)軌跡中設(shè)置擋塊限制所述前臂2的旋轉(zhuǎn)角度構(gòu)成限位結(jié)構(gòu)。如圖1、2所示，本具體實施例中，前臂2和后臂1整體以圓柱狀為宜，本具體實施例中后臂1包括筒狀外套體103、圓柱形直缸體102、設(shè)置在直缸體102中的活塞桿104及固定在直缸體102前端上的抓手鉸接軸安裝座100，外套體103兩端設(shè)有軸承，直缸體102固定在軸承上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外套體103中的，抓手鉸接軸安裝座100的底部與直缸體102端部相配構(gòu)成直缸體102的端蓋，外套體103和直缸體102壁上設(shè)有氣道分別聯(lián)通至直缸體102內(nèi)腔的兩端， 底部中心設(shè)有活塞桿104穿孔，活塞桿104從前端即活塞桿穿孔中穿出構(gòu)成推拉桿及其驅(qū)動機構(gòu)，所述抓手鉸接軸安裝座100底部表面對稱設(shè)有一對垂直向前的后臂立板101，后臂立板101最好靠近圓周邊緣設(shè)置，中間可以方便平面二連桿4的安裝。為了完成對工件的夾緊動作，所述前臂2包括由一個夾頭缸體202及夾頭活塞203構(gòu)成的夾頭氣動驅(qū)動裝置和夾頭裝置，夾頭缸體202側(cè)壁上設(shè)有分別與內(nèi)腔上下兩端聯(lián)通的氣道，夾頭缸體202的直徑略小于直缸體102，基本等于兩個后臂立板101之間的距離，所述前臂2的后端即夾頭缸體202后端面上同樣設(shè)有一對垂直向后的前臂立板201，前臂立板201和后臂立板101上對應(yīng)位置設(shè)有軸孔，抓手鉸接軸3穿過前臂立板201和后臂立板101上的軸孔使前臂2和后臂1鉸接，抓手鉸接軸3與前臂2及后臂1的中心軸相垂直，所述前臂2與后臂1之間設(shè)有限位結(jié)構(gòu)使得前臂2具有一個前臂2中心軸與后臂1中心軸相平行的第一位置(伸直狀態(tài))和前臂2中心軸與后臂1中心軸相垂直的第二位置(彎曲狀態(tài))，所述前臂2與后臂1的設(shè)置在第一位置(伸直狀態(tài))時，其中心軸線最好為重合。為了驅(qū)動抓手和提高抓手的可靠性，所述工業(yè)機器人抓手還設(shè)有曲直臂驅(qū)動及鎖定機構(gòu)，所述曲直臂驅(qū)動及鎖定機構(gòu)包括一個可沿后臂1中心軸平行方向直線運動的推拉桿及其驅(qū)動機構(gòu)和平面二連桿4機構(gòu)，如
4圖1-3所示，本具體實施例中，推拉桿由從直缸體102前端伸出的活塞桿104構(gòu)成，所述平面二連桿4機構(gòu)由一段弧形的第一連桿401和第二連桿402的一端通過連桿鉸鏈軸403鉸接構(gòu)成，第一連桿401的弧度與連桿鉸鏈軸403直徑相配，第二連桿402可以是直的，第一連桿401采用弧形有利于前臂2獲得較大的彎曲角度，所述平面二連桿4機構(gòu)中的連桿鉸鏈軸403設(shè)置在前臂2鉸接部即臨近抓手鉸接軸3，本具體實施例中連桿鉸鏈軸403固定在前臂立板201上，所述連桿鉸鏈軸403與抓手鉸接軸3平行，所述平面二連桿機構(gòu)4中的第一連桿401的端部與推拉桿即活塞桿104定位鉸接，第一連桿401的內(nèi)凹側(cè)朝向抓手鉸接軸3，所述第二連桿402的端部可滑動地置于一段導(dǎo)向槽5中，所述導(dǎo)向槽5與方向與推拉桿運動方向一致，所述連桿鉸鏈軸403處于第一連桿401與推拉桿的鉸接點與抓手鉸接軸 3中心之間連線的相對于前臂2彎曲方向的另一側(cè)，當(dāng)前臂2處于第一位置(伸直狀態(tài))時， 所述連桿鉸鏈軸403位置在推拉桿的鉸接點與抓手鉸接軸3中心之間，所述導(dǎo)向槽5處于連桿鉸鏈軸403與抓手鉸接軸3中心連線相對于連桿鉸鏈軸403的外側(cè)，所述平面二連桿4 機構(gòu)設(shè)有復(fù)位件404使所述第二連桿402的端部具有一個滑向?qū)虿?靠近抓手鉸接軸3 一端的力，所述導(dǎo)向槽5的位置要滿足當(dāng)前臂2處于第一位置(伸直狀態(tài))時，所述第二連桿 402的中心線與推拉桿即活塞桿104軸線垂直。所述復(fù)位件404由扭簧構(gòu)成，套設(shè)在連桿鉸鏈軸403上。如圖2所示，為了使前臂2可靠地定位，在前臂2與后臂1之間設(shè)有限位結(jié)構(gòu)使得前臂2具有一個前臂2中心軸與后臂1中心軸相平行的第一位置和前臂2中心軸與后臂1中心軸相垂直的第二位置的旋轉(zhuǎn)角度限位結(jié)構(gòu)，本具體實施例中，在兩個后臂立板101 之間的兩端分別垂直設(shè)置兩個高度不同的大擋塊6和小擋塊7構(gòu)成限位結(jié)構(gòu)，大擋塊6和小擋塊7在前臂2的旋轉(zhuǎn)軌跡中，大擋塊6高度滿足當(dāng)前臂2處于第一位置(伸直狀態(tài))時正好抵在前臂2端面上，小擋塊7高度滿足當(dāng)前臂2處于第二位置(彎曲90°狀態(tài))時正好抵在前臂2側(cè)壁上。本具體實施例的導(dǎo)向槽5設(shè)置在大擋塊6上，導(dǎo)向槽5與活塞桿軸線平行。 夾頭裝置可根據(jù)具體工件的結(jié)構(gòu)進行設(shè)置，本具體實施例是以對水龍頭進行拋光作業(yè)的工業(yè)機器人抓手為例，夾頭裝置包括撐桿205和撐桿容置件206，所述撐桿容置件 206呈中空管狀，撐桿容置件206前段直徑與水龍頭閥芯容腔直徑間隙配合，側(cè)壁沿軸向部分敞開，底部設(shè)有法蘭結(jié)構(gòu)與夾頭缸體202端蓋固定連接，所述撐桿205前端向彎折敞開側(cè)彎折，所述撐桿205彎折部設(shè)有銷軸207將所述撐桿205設(shè)置在撐桿容置件206中，所述撐桿205末端設(shè)有與撐桿205軸線相交的斜槽208，所述夾頭活塞桿204端部設(shè)有圓銷209與斜槽208活動配合構(gòu)成聯(lián)動，并形成一個以所述銷軸207為支點的杠桿機構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)機器人抓手，其特征在于所述機器人抓手包括分體設(shè)置的前臂和后臂， 所述前臂的后端與后臂前端通過抓手鉸接軸鉸接，抓手鉸接軸與所述前臂及后臂的中心軸相垂直，所述前臂與后臂之間設(shè)有限位結(jié)構(gòu)使得前臂具有一個前臂中心軸與后臂中心軸相平行的第一位置和前臂中心軸與后臂中心軸相垂直的第二位置，所述工業(yè)機器人抓手還設(shè)有曲直臂驅(qū)動及鎖定機構(gòu)，所述曲直臂驅(qū)動及鎖定機構(gòu)包括一個可沿后臂中心軸平行方向直線運動的推拉桿及其驅(qū)動機構(gòu)和平面二連桿機構(gòu)，所述平面二連桿機構(gòu)中的連桿鉸鏈軸設(shè)置在前臂鉸接部，所述連桿鉸鏈軸與抓手鉸接軸平行，所述平面二連桿機構(gòu)中的第一連桿的端部與推拉桿定位鉸接，所述第二連桿的端部可滑動地置于一段導(dǎo)向槽中，所述導(dǎo)向槽與方向與推拉桿運動方向一致，所述連桿鉸鏈軸處于第一連桿與推拉桿的鉸接點與抓手鉸接軸中心之間連線的相對于前臂彎曲方向的另一側(cè)，所述導(dǎo)向槽處于連桿鉸鏈軸與抓手鉸接軸中心連線相對于連桿鉸鏈軸的外側(cè)，所述平面二連桿機構(gòu)設(shè)有復(fù)位件使所述第二連桿的端部具有一個滑向?qū)虿劭拷ナ帚q接軸一端的力，所述前臂處于第一位置時，所述第二連桿的中心線與推拉桿軸線垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機器人抓手，其特征在于所述后臂包括筒狀外套體、可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外套體中的圓柱形直缸體、設(shè)置在直缸體中的活塞桿及固定在直缸體前端上的抓手鉸接軸安裝座，所述抓手鉸接軸安裝座設(shè)有一對垂直向前的后臂立板，所述前臂的后端上同樣設(shè)有一對垂直向后的前臂立板，前臂立板和后臂立板上設(shè)有軸孔，抓手鉸接軸穿過前臂立板和后臂立板上的軸孔使前臂和后臂鉸接，所述后臂的直缸體中設(shè)有活塞，外套體和直缸體壁上設(shè)有氣道分別聯(lián)通至直缸體內(nèi)腔的兩端，所述活塞的活塞桿從前端伸出構(gòu)成所述推拉桿及其驅(qū)動機構(gòu)，所述抓手鉸接軸安裝座還在前臂的旋轉(zhuǎn)軌跡中設(shè)置擋塊限制所述前臂的旋轉(zhuǎn)角度構(gòu)成限位結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)機器人抓手，其特征在于所述前臂包括由一個夾頭缸體及夾頭活塞構(gòu)成的夾頭氣動驅(qū)動裝置和夾頭裝置，所述夾頭裝置包括撐桿和撐桿容置件，所述撐桿容置件呈中空管狀，側(cè)壁沿軸向部分敞開，底部與夾頭缸體固定連接，所述撐桿前端向彎折敞開側(cè)彎折，所述撐桿彎折部設(shè)有銷軸將所述撐桿設(shè)置在撐桿容置件中，所述撐桿末端設(shè)有與撐桿軸線相交的斜槽，所述夾頭活塞桿端部設(shè)有圓銷與斜槽活動配合構(gòu)成聯(lián)動，并形成一個以所述銷軸為支點的杠桿機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)機器人抓手，包括拋光輪及拋光輪安裝座，拋光輪安裝在拋光輪安裝座上、用于固定在拋光機機身上的基座，所述拋光輪安裝座可滑動地安裝在基座上，所述拋光輪安裝座與基座之間設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述基座上還設(shè)有以一個恒定的力阻止所述拋光輪安裝座滑動后退的阻力裝置。采用上述技術(shù)方案，由于設(shè)有以一個恒定的力阻止所述拋光輪安裝座滑動后退的阻力裝置，在拋光操作中，當(dāng)壓在拋光輪上的力小于阻力裝置的阻力時，拋光輪安裝座不會后退，當(dāng)壓在拋光輪上的力大于阻力裝置的阻力時，拋光輪安裝座就會后退，減少了拋光輪與工件之間的壓力，使壓力不會超過所設(shè)定的值。
文檔編號B25J18/04GK102248541SQ20111017265
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者尚俊峰, 蔡曙春, 蔡曙鶴, 賀干群 申請人:浙江金石家居用品有限公司