本發(fā)明涉及智能機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種施力可調(diào)的機(jī)械手及使用其的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著科技的不斷進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)在近年來發(fā)展迅速，在我國工業(yè)機(jī)器人越來越受到人們的追捧，為企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供支持。但現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人在抓取物件時(shí)為剛性接觸物件，因此為避免接觸物件時(shí)沖擊力過大，必須降低抓取速度，從而影響抓取效率。尤其對(duì)于具有吸盤式抓持器的機(jī)器人，在抓取時(shí)需要吸盤式抓持器以定量的力值壓向接觸物件，才能建立真空吸緊接觸物件。因此具有吸盤式抓持器的機(jī)器人對(duì)接觸力要求很高，接觸力太小吸不住接觸物件，接觸力過大又容易對(duì)接觸物件造成損壞。而現(xiàn)有的具有吸盤式抓持器的機(jī)器人對(duì)接觸力不可硬件調(diào)控，需要軟件調(diào)控，操作復(fù)雜，不便于生產(chǎn)工人使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種可根據(jù)不同接觸物件的壓力要求，硬件式調(diào)控接觸力的施力可調(diào)的機(jī)械手及使用其的機(jī)器人。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種施力可調(diào)的機(jī)械手，包括機(jī)械手臂和機(jī)械手腕，所述機(jī)械手腕包括手腕軸和抓持器，所述抓持器安裝于所述手腕軸的一端，所述手腕軸的另一端與所述機(jī)械手臂的一端活動(dòng)連接；

所述機(jī)械手臂包括觸發(fā)擋板，所述觸發(fā)擋板的一側(cè)與所述機(jī)械手臂的一端連接；

所述機(jī)械手腕還包括觸發(fā)傳感器、傳感器安裝座、施力彈簧和施力調(diào)整螺 母；所述手腕軸包括安裝部，所述安裝部設(shè)置于所述手腕軸的一端，所述抓持器設(shè)置于所述安裝部的一端，所述傳感器安裝座的一側(cè)與所述安裝部的一側(cè)連接，所述觸發(fā)傳感器安裝于所述傳感器安裝座的朝向所述觸發(fā)擋板的一端；所述觸發(fā)傳感器包括觸片，所述觸片朝向所述觸發(fā)擋板安裝；

所述施力調(diào)整螺母嵌套于所述手腕軸并設(shè)置于所述觸發(fā)擋板和所述安裝部之間；所述施力彈簧套于所述手腕軸，所述施力彈簧的一端抵著所述觸發(fā)擋板，所述施力彈簧的另一端抵著所述施力調(diào)整螺母。

優(yōu)選地，還設(shè)有控制處理器，所述機(jī)械手臂、所述抓持器和所述觸發(fā)傳感器均與所述控制處理器電連接。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手腕還設(shè)有位置調(diào)整螺母，所述位置調(diào)整螺母嵌套于所述手腕軸的另一端的近端部。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手腕還設(shè)有施力調(diào)整刻度表，所述施力調(diào)整刻度表設(shè)置于所述手腕軸的一端的近端部，靠近所述安裝部。

優(yōu)選地，所述施力調(diào)整刻度表的調(diào)整范圍為0mm-25mm。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手腕還設(shè)有位置調(diào)整刻度表，所述位置調(diào)整刻度表設(shè)置于所述手腕軸的另一端。

優(yōu)選地，所述位置調(diào)整刻度表的調(diào)整范圍為0mm-5mm。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手臂還包括手腕安裝腔，所述手腕安裝腔設(shè)置于所述機(jī)械手臂的內(nèi)部，所述手腕軸的另一端穿過所述機(jī)械手臂的一端，并延伸至所述手腕安裝腔內(nèi)。

優(yōu)選地，所述抓持器為吸盤式抓持器，所述手腕軸和所述安裝部設(shè)有連通的負(fù)壓吸管，所述手腕軸的另一端連通吸氣裝置。

優(yōu)選地，使用所述施力可調(diào)的機(jī)械手的機(jī)器人，包括機(jī)器人本體和所述施 力可調(diào)的機(jī)械手，所述施力可調(diào)的機(jī)械手和所述機(jī)器人本體連接。

所述施力可調(diào)的機(jī)械手根據(jù)不同接觸物件所需的抓取壓力不同，調(diào)節(jié)所述施力彈簧的壓縮量，既保證了有足夠的壓力讓吸盤式的所述抓持器吸緊所述接觸物件，防止沒吸緊所述接觸物件造成的工作事故，又避免了壓力過大對(duì)所述接觸物件造成損壞。同時(shí)，所述施力彈簧起到緩沖作用，削弱所述接觸物件的沖擊力對(duì)所述機(jī)械手腕的影響。而且采用觸片式的所述觸發(fā)傳感器，感應(yīng)更為敏感精確。

使用所述施力可調(diào)的機(jī)械手的機(jī)器人可根據(jù)不同接觸物件的壓力要求，調(diào)節(jié)所述施力可調(diào)的機(jī)械手的施力允許范圍，使用范圍廣，更好地適應(yīng)不同的生產(chǎn)需求。

附圖說明

附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。

圖1是本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械手剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例的手腕軸結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：機(jī)械手臂1；機(jī)械手腕2；手腕安裝腔11；觸發(fā)擋板12；手腕軸21；抓持器22；觸發(fā)傳感器23；傳感器安裝座24；施力彈簧25；施力調(diào)整螺母26；安裝部211；觸片231；位置調(diào)整螺母27；施力調(diào)整刻度表28；位置調(diào)整刻度表29。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本實(shí)施例的施力可調(diào)的機(jī)械手，如圖1所示，包括機(jī)械手臂1和機(jī)械手腕2，所述機(jī)械手腕2包括手腕軸21和抓持器22，所述抓持器22安裝于所述手腕軸 21的一端，所述手腕軸21的另一端與所述機(jī)械手臂1的一端活動(dòng)連接；

所述機(jī)械手臂1包括觸發(fā)擋板12，所述觸發(fā)擋板12的一側(cè)與所述機(jī)械手臂1的一端連接；所述機(jī)械手腕2還包括觸發(fā)傳感器23、傳感器安裝座24、施力彈簧25和施力調(diào)整螺母26；所述手腕軸21包括安裝部211，所述安裝部211設(shè)置于所述手腕軸21的一端，所述抓持器22設(shè)置于所述安裝部211的一端，所述傳感器安裝座24的一側(cè)與所述安裝部211的一側(cè)連接，所述觸發(fā)傳感器23安裝于所述傳感器安裝座24的朝向所述觸發(fā)擋板12的一端；所述觸發(fā)傳感器23包括觸片231，所述觸片231朝向所述觸發(fā)擋板12安裝；

所述施力調(diào)整螺母26嵌套于所述手腕軸21并設(shè)置于所述觸發(fā)擋板12和所述安裝部211之間；所述施力彈簧25套于所述手腕軸21，所述施力彈簧25的一端抵著所述觸發(fā)擋板12，所述施力彈簧25的另一端抵著所述施力調(diào)整螺母26。

優(yōu)選地，還設(shè)有控制處理器，所述機(jī)械手臂1、所述抓持器22和所述觸發(fā)傳感器23均與所述控制處理器電連接。

所述施力可調(diào)的機(jī)械手可通過所述施力彈簧25和所述施力調(diào)整螺母26，調(diào)節(jié)所述抓持器22對(duì)接觸物件的壓力，從而可根據(jù)不同接觸物件的壓力要求，調(diào)節(jié)所述機(jī)械手腕2的施力允許范圍。

作業(yè)時(shí)，所述控制處理器驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手臂1向所述接觸物件移動(dòng)，當(dāng)所述機(jī)械手腕2的所述抓持器22壓向所述接觸物件，將產(chǎn)生反向的沖擊力，使與所述抓持器22連接的所述手腕軸21受力形變，從而使安裝于所述手腕軸21上的所述觸發(fā)傳感器23向所述觸發(fā)擋板12移動(dòng)，直到當(dāng)所述抓持器22與所述接觸物件之間壓力達(dá)到壓力預(yù)設(shè)值時(shí)，所述觸發(fā)傳感器23的所述觸片231與所述觸發(fā)擋板12接觸，從而所述觸發(fā)傳感器23產(chǎn)生并傳送觸發(fā)信號(hào)至所述控制處 理器；所述控制處理器驅(qū)使所述機(jī)械手臂1停止移動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)吸盤式的所述抓持器22的內(nèi)部建立真空，吸緊所述接觸物件，然后再驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手臂往回移動(dòng)，從而所述施力可調(diào)的機(jī)械手完成一個(gè)抓取接觸物件的動(dòng)作。

所述施力彈簧25套于所述手腕軸21，所述施力彈簧25的一端與所述觸發(fā)擋板12連接，所述施力彈簧25的另一端抵著所述施力調(diào)整螺母26，從而在所述抓持器22與所述接觸物件接觸時(shí)，所述施力彈簧25為所述抓持器22提供支持力，減小所述接觸物件帶來的沖擊力，減小所述手腕軸21的形變量。通過所述施力調(diào)整螺母26調(diào)節(jié)所述施力彈簧25的壓縮量，即可調(diào)節(jié)所述施力彈簧25所能提供的支持力大小，從而調(diào)節(jié)所述抓持器22對(duì)所述接觸物件的壓力大小。例如，調(diào)大所述施力彈簧25的壓縮量，觸發(fā)所述觸發(fā)傳感器23的所需形變量越大，從而所述抓持器22對(duì)所述接觸物件的壓力越大。

所述施力可調(diào)的機(jī)械手根據(jù)不同接觸物件所需的抓取壓力不同，調(diào)節(jié)所述施力彈簧25的壓縮量，既保證了有足夠的壓力讓吸盤式的所述抓持器22吸緊所述接觸物件，防止沒吸緊所述接觸物件造成的工作事故，又避免了壓力過大對(duì)所述接觸物件造成損壞。同時(shí)，所述施力彈簧25起到緩沖作用，削弱所述接觸物件的沖擊力對(duì)所述機(jī)械手腕2的影響。而且采用觸片式的所述觸發(fā)傳感器23，感應(yīng)更為敏感精確。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手腕2還設(shè)有位置調(diào)整螺母27，如圖1所示，所述位置調(diào)整螺母27嵌套于所述手腕軸21的另一端的近端部。所述位置調(diào)整螺母27用于調(diào)節(jié)所述觸發(fā)傳感器23的觸片231與所述觸發(fā)擋板12間的相對(duì)距離，從而調(diào)節(jié)所述抓持器22對(duì)所述接觸物件的壓力。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手腕2還設(shè)有施力調(diào)整刻度表28，如圖2所示，所述施力調(diào)整刻度表28設(shè)置于所述手腕軸21的一端的近端部，靠近所述安裝部211。 由于所述施力彈簧25的彈力是線性增加的，即所述施力調(diào)整螺母26可線性調(diào)節(jié)所述施力彈簧25的壓縮量，因此設(shè)置所述施力調(diào)整刻度表28可更為直觀便捷地調(diào)節(jié)和觀察所述施力彈簧25的施力情況。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手腕2還設(shè)有位置調(diào)整刻度表29，如圖2所示，所述位置調(diào)整刻度表29設(shè)置于所述手腕軸21的另一端。除了所述施力彈簧25壓縮量外，所述抓持器22對(duì)所述接觸物件的壓力還由所述觸片231與所述觸發(fā)擋板12間的相對(duì)距離決定，因此設(shè)置所述位置調(diào)整刻度表29便于調(diào)節(jié)所述位置調(diào)整螺母27，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述觸片231與所述觸發(fā)擋板12間的相對(duì)距離。

優(yōu)選地，所述施力調(diào)整刻度表28的調(diào)整范圍為0mm-25mm。

優(yōu)選地，所述位置調(diào)整刻度表29的調(diào)整范圍為0mm-5mm。

所述機(jī)械手腕2的施力允許范圍是由所述施力彈簧25壓縮量和所述觸片231與所述觸發(fā)擋板12間的相對(duì)距離決定，所述接觸物件的壓力要求不同，則所述機(jī)械手腕2的施力允許范圍就不同。若所述接觸物件為建筑玻璃，所述施力彈簧25壓縮量為5mm-15mm，優(yōu)選為10mm；所述觸片231與所述觸發(fā)擋板12間的相對(duì)距離為1mm-3mm,優(yōu)選為2.5mm。若所述接觸物件為手機(jī)屏幕玻璃，所述施力彈簧25壓縮量為0mm-5mm，優(yōu)選為3mm；所述觸片231與所述觸發(fā)擋板12間的相對(duì)距離為0.1mm-1mm,優(yōu)選為0.7mm。若所述接觸物件為鋁板或鋼板，所述施力彈簧25壓縮量為15mm-25mm，優(yōu)選為21mm；所述觸片231與所述觸發(fā)擋板12間的相對(duì)距離為3mm-5mm,優(yōu)選為4.5mm。所述施力可調(diào)的機(jī)械手根據(jù)不同的接觸物件調(diào)節(jié)施力允許范圍，擴(kuò)大使用范圍，更好地適應(yīng)生產(chǎn)需求。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手臂1還包括手腕安裝腔11，如圖1所示，所述手腕安裝腔11設(shè)置于所述機(jī)械手臂1的內(nèi)部，所述手腕軸21的另一端穿過所述機(jī)械手臂1的一端，并延伸至所述手腕安裝腔11內(nèi)。設(shè)置所述手腕安裝腔11，并所 述手腕軸21的另一端延伸至所述手腕安裝腔11內(nèi)，從而對(duì)所述手腕軸21起到防塵防腐蝕的保護(hù)作用，增長所述手腕軸21的使用壽命。

優(yōu)選地，所述抓持器22為吸盤式抓持器，所述手腕軸21和所述安裝部211設(shè)有連通的負(fù)壓吸管，所述手腕軸21的另一端連通吸氣裝置。所述抓持器22為吸盤式抓持器，通過施壓并吸盤內(nèi)部建立真空來吸緊所述接觸物件，適用于搬運(yùn)板型接觸物件，如玻璃、鋼板等。

本實(shí)施例的使用所述施力可調(diào)的機(jī)械手的機(jī)器人，包括機(jī)器人本體和所述施力可調(diào)的機(jī)械手，所述施力可調(diào)的機(jī)械手和所述機(jī)器人本體連接。使用所述施力可調(diào)的機(jī)械手的機(jī)器人可根據(jù)不同接觸物件的壓力要求，調(diào)節(jié)所述施力可調(diào)的機(jī)械手的施力允許范圍，使用范圍廣，更好地適應(yīng)不同的生產(chǎn)需求。

本實(shí)施例所述的施力可調(diào)的機(jī)械手具有以下有益效果：1.可根據(jù)不同接觸物件所需的抓取壓力不同，調(diào)節(jié)所述施力彈簧25的壓縮量，既保證了有足夠的壓力讓吸盤式的所述抓持器22吸緊所述接觸物件，防止沒吸緊所述接觸物件造成的工作事故，又避免了壓力過大對(duì)所述接觸物件造成損壞；2.采用觸片式的所述觸發(fā)傳感器23，感應(yīng)更為敏感精確；3.設(shè)置所述施力調(diào)整刻度表28和所述位置調(diào)整刻度表29，更為直觀便捷地調(diào)節(jié)和觀察所述機(jī)械手腕2的施力情況。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。