本發(fā)明涉及一種真空吸附式手爪，特別是涉及一種單自由度真空吸附式手爪。

背景技術(shù)：

真空吸附式手爪在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，但在很多場合單靠一個(gè)真空吸附式手爪不能完成復(fù)雜的操作任務(wù)，特別是和機(jī)器人配合時(shí)，往往需要增加額外的自由度。因此，發(fā)明一種用于機(jī)器人的單自由度真空吸附式手爪對于用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的任務(wù)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種單自由度真空吸附式手爪，用來配合機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的工業(yè)任務(wù)。

本發(fā)明單自由度真空吸附式手爪包括連接器1，轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2和移動(dòng)關(guān)節(jié)3。其中連接器1一端安裝在機(jī)器人的末端，另一端安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2上，其主要功能是將末端操作器固定在機(jī)器人的末端上。轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2一端與連接器1固定，另一端安裝移動(dòng)關(guān)節(jié)3，且為末端操作器提供一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。移動(dòng)關(guān)節(jié)3安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2上，為整個(gè)末端操作器提供一個(gè)移動(dòng)自由度。

連接器1包括下連接盤1-1，連接卡環(huán)1-2，固定螺栓1-3和上連接盤1-4。其中上連接盤1-4的上端面上開有4個(gè)均布的盲孔，其側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)1-2外側(cè)凸臺(tái)相吻合；其底面開有4個(gè)均布的通孔，以便通過螺栓將其固定在機(jī)器人上。下連接盤1-1的上端面上有4個(gè)圓柱形的定位銷，當(dāng)下連接盤1-1與上連接盤1-4裝配在一起時(shí)，下連接盤1-1的定位銷伸入上連接盤1-4的盲孔中，進(jìn)而防止下連接盤1-1與上連接盤1-4之間產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動(dòng)；下連接盤1-4的側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)1-2外側(cè)凸臺(tái)相吻合以便于實(shí)現(xiàn)與連接卡環(huán)1-2的固定；下連接盤1-4的底面開有4個(gè)均布的通孔，以便實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)1的連接。上連接盤1-4與下連接盤1-1通過連接卡環(huán)1-2軸向固定的，連接卡環(huán)1-2通過固定螺栓1-3緊固鎖死。

轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2包括后殼2-1，角度傳感器2-2，主軸2-3，無軸電機(jī)2-4，電機(jī)座2-5，制動(dòng)器2-6，連接盤2-7和外殼2-8。無軸電機(jī)2-4通過電機(jī)座2-5安裝在外殼2-8上。無軸電機(jī)2-8中間安裝一個(gè)主軸2-3，主軸2-3的末端安裝角度傳感器2-2，用來檢測主軸2-3的轉(zhuǎn)角。在無軸電機(jī)2-4的前端安裝制動(dòng)器2-6，制動(dòng)器2-6的外圈安裝在外殼2-8的內(nèi)孔上，內(nèi)圈與主軸2-3裝配在一起，斷電時(shí)可以為主軸提供一定的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在主軸2-3的最前端安裝連接盤2-7，通過連接盤2-7可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2與移動(dòng)關(guān)節(jié)3的連接。后殼2-1安裝在外殼2-8的后側(cè)，以使外殼2-8處于封閉狀態(tài)。

移動(dòng)關(guān)節(jié)3包括連接軸3-1，連接座3-2，外置彈簧長行程真空吸盤3-3，關(guān)節(jié)固定釘3-4，連接器固定釘3-5，連接蓋3-6和吸盤固定釘3-7。連接軸3-1開有盲孔，與連接盤2-7前端的定位銷配合，并通過連接器固定釘3-5固定，這樣就實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2與移動(dòng)關(guān)節(jié)3的裝配。連接座3-2的末端通過連接器固定釘3-4固定在連接軸3-1的前端，其前端通過吸盤固定釘3-7安裝連接蓋3-6。連接蓋3-6中間開有通孔，并通過螺母與外置彈簧長行程真空吸盤3-3裝配在一起。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）使用定位銷和緊固螺釘進(jìn)行關(guān)節(jié)連接，拆卸方便，可以迅速地實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的互換；

（2）使用無軸電機(jī)進(jìn)行提供動(dòng)力，角度傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)角定位，定位精度高、轉(zhuǎn)動(dòng)速度快，穩(wěn)定準(zhǔn)確；

（3）整體結(jié)構(gòu)簡單，便于維修與調(diào)試。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的單自由度真空吸附式手爪主視圖；

圖2為本發(fā)明的連接器1主視圖；

圖3為本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2剖視圖；

圖4為本發(fā)明的移動(dòng)關(guān)節(jié)3主視圖；

圖5為本發(fā)明的移動(dòng)關(guān)節(jié)3俯視圖；

圖6為本發(fā)明的單自由度真空吸附式手爪和機(jī)器人裝配示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖說明本發(fā)明結(jié)構(gòu)和操作。

本發(fā)明單自由度真空吸附式手爪包括連接器1，轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2和移動(dòng)關(guān)節(jié)3。其中連接器1一端安裝在機(jī)器人的末端，另一端安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2上，其主要功能是將末端操作器固定在機(jī)器人的末端上。轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2一端與連接器1固定，另一端安裝移動(dòng)關(guān)節(jié)3，且為末端操作器提供一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。移動(dòng)關(guān)節(jié)3安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2上，為整個(gè)末端操作器提供一個(gè)移動(dòng)自由度。

連接器1包括下連接盤1-1，連接卡環(huán)1-2，固定螺栓1-3和上連接盤1-4。其中上連接盤1-4的上端面上開有4個(gè)均布的盲孔，其側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)1-2外側(cè)凸臺(tái)相吻合；其底面開有4個(gè)均布的通孔，以便通過螺栓將其固定在機(jī)器人上。下連接盤1-1的上端面上有4個(gè)圓柱形的定位銷，當(dāng)下連接盤1-1與上連接盤1-4裝配在一起時(shí)，下連接盤1-1的定位銷伸入上連接盤1-4的盲孔中，進(jìn)而防止下連接盤1-1與上連接盤1-4之間產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動(dòng)；下連接盤1-4的側(cè)面開有矩形的圓環(huán)槽，且圓環(huán)槽與連接卡環(huán)1-2外側(cè)凸臺(tái)相吻合以便于實(shí)現(xiàn)與連接卡環(huán)1-2的固定；下連接盤1-4的底面開有4個(gè)均布的通孔，以便實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)1的連接。上連接盤1-4與下連接盤1-1通過連接卡環(huán)1-2軸向固定的，連接卡環(huán)1-2通過固定螺栓1-3緊固鎖死。

轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2包括后殼2-1，角度傳感器2-2，主軸2-3，無軸電機(jī)2-4，電機(jī)座2-5，制動(dòng)器2-6，連接盤2-7和外殼2-8。無軸電機(jī)2-4通過電機(jī)座2-5安裝在外殼2-8上。無軸電機(jī)2-8中間安裝一個(gè)主軸2-3，主軸2-3的末端安裝角度傳感器2-2，用來檢測主軸2-3的轉(zhuǎn)角。在無軸電機(jī)2-4的前端安裝制動(dòng)器2-6，制動(dòng)器2-6的外圈安裝在外殼2-8的內(nèi)孔上，內(nèi)圈與主軸2-3裝配在一起，斷電時(shí)可以為主軸提供一定的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在主軸2-3的最前端安裝連接盤2-7，通過連接盤2-7實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2與移動(dòng)關(guān)節(jié)3的連接。后殼2-1安裝在外殼2-8的后側(cè)，以使外殼2-8處于封閉狀態(tài)。

移動(dòng)關(guān)節(jié)3包括連接軸3-1，連接座3-2，外置彈簧長行程真空吸盤3-3，關(guān)節(jié)固定釘3-4，連接器固定釘3-5，連接蓋3-6和吸盤固定釘3-7。連接軸3-1開有盲孔，與連接盤2-7前端的定位銷配合，并通過連接器固定釘3-5固定，這樣就實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2與移動(dòng)關(guān)節(jié)3的裝配。連接座3-2的末端通過連接器固定釘3-4固定在連接軸3-1的前端，其前端通過吸盤固定釘3-7安裝連接蓋3-6。連接蓋3-6中間開有通孔，并通過螺母與外置彈簧長行程真空吸盤3-3裝配在一起。

將單自由度真空吸附式手爪上的連接器1拆開，并將上連接盤1-4通過止口和緊固螺栓安裝在機(jī)器人的末端。將下連接盤1-1通過螺栓固定在轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2上。將下連接盤1-1與上連接盤1-4對齊，并使下連接盤的定位銷插入上連接盤的盲孔中。將連接卡環(huán)1-4兩端的凸臺(tái)嵌入到上連接盤1-4與下連接盤1-1的圓環(huán)槽中，使上連接盤1-4與下連接盤1-1安裝在一起。在連接卡環(huán)的缺口處，通過固定螺栓1-3將連接卡環(huán)鎖緊，使機(jī)器人專用末端操作器安裝在機(jī)器人的末端。開始運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2中的制動(dòng)器2-6通電，制動(dòng)器松開，無軸電機(jī)2-4提供轉(zhuǎn)矩使操作器保持固定的位姿。機(jī)器人末端移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)2中的無軸電機(jī)2-4驅(qū)動(dòng)主軸2-3轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸2-3通過連接盤2-7帶動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)3轉(zhuǎn)動(dòng)，角度傳感器2-2實(shí)時(shí)監(jiān)測主軸的轉(zhuǎn)角。當(dāng)單自由度真空吸附式手爪對準(zhǔn)被操作對象時(shí)，真空吸盤產(chǎn)生負(fù)壓吸附住被操作對象，當(dāng)單自由度真空吸附式手爪對準(zhǔn)被操作對象時(shí)，真空吸盤負(fù)壓松開被操作對象。當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，無軸電機(jī)2-4和制動(dòng)器2-6斷電，制動(dòng)器2-6抱合并提供鎖緊力矩，使單自由度真空吸附式手爪保持在關(guān)機(jī)的位置。