本實(shí)用新型涉及機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于抓取質(zhì)量較大、且排列緊密的圓柱形物品的機(jī)器人手抓。

背景技術(shù)：

壓縮機(jī)是家電制冷產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件，其裝配始終是家電產(chǎn)品制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，隨著勞動力成本上升、用工荒等問題的日益嚴(yán)峻，家電廠面臨著制造成本不斷上升的問題，為提高利潤空間，增強(qiáng)自身競爭力，選擇機(jī)器人代替人工操作必將成為未來家電廠的趨勢。以空調(diào)外機(jī)裝配為例，在壓縮機(jī)安裝過程中，由于壓縮機(jī)很重，搬運(yùn)過程勞動強(qiáng)度很大，為減輕勞動強(qiáng)度、提高效率可以選擇機(jī)器人代替完成壓縮機(jī)的搬運(yùn)裝配，這就涉及到工裝夾具的設(shè)計(jì)。工裝夾具的設(shè)計(jì)需要考慮到如下問題：壓縮機(jī)是重量較大的圓柱體；壓縮機(jī)供料系統(tǒng)里兩臺壓縮機(jī)之間的空間很小，所以工裝夾具抓取力要求較大，而且張開、閉合橫向上所占空間要求較小。

專利號為201420636646.4，發(fā)明名稱為《一種機(jī)器人端拾器》的中國專利，也公開了一種適于排列緊密的圓柱形工件抓取的機(jī)器人端拾器，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括圍合的三根抓指6，三根抓指6的中部鉸接在位于三根抓指6中間的一塊底盤8外圍，使所述抓指6形成一圍其中部鉸接處轉(zhuǎn)動的杠桿，三根抓指6的末端鉸接一連桿4，并通過連桿4鉸接在位于三根抓指6的中心線上的一活動塊21上，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)(氣缸)驅(qū)動活動塊21沿所述中心線上下滑動，所述活動塊21通過所述連桿4作用在所述抓指6的上端，使所述抓指6在維持圍合出的形狀基本不變的情況下，前端作小幅度的開合運(yùn)動以便實(shí)現(xiàn)工件的抓取和釋放。

上面這種機(jī)器人端拾器主要存在如下問題：

1)抓指6的開合運(yùn)動實(shí)質(zhì)是圍繞其中部鉸接點(diǎn)的一種轉(zhuǎn)動，這種運(yùn)動方式造成了無論其抓取面的具體結(jié)構(gòu)如何，與工件的接觸都只是一種線形接觸，由于作用面積小，抓指6磨損快，磨損后，抓取工件時工件易傾斜，抓取的可靠性降低；

2)上面機(jī)器人端拾器的驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用氣缸，氣缸的行程設(shè)計(jì)需預(yù)先獲取所有工件的尺寸，而且行程一旦確定，一般就不能更改，所以這種機(jī)器人端拾器適應(yīng)性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種性能可靠的機(jī)器人手抓。

本實(shí)用新型的發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種機(jī)器人手抓，包括用于提供手抓安裝接口的夾具支架，還包括驅(qū)動系統(tǒng)和圍繞圓柱中心線設(shè)置的三個抓手，所述驅(qū)動系統(tǒng)安裝在所述夾具支架上，與三個所述抓手相連，驅(qū)動三個所述抓手收攏或展開運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)對工件的抓取或釋放，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動三個所述抓手在垂直于所述中心線的一平面上圍繞所述中心線徑向運(yùn)動而收攏或展開以抓取或釋放工件，所述抓手的抓取面與所述工件表面適配，在抓取所述工件時，與所述工件的接觸為面形接觸。

區(qū)別于背景技術(shù)中端拾器抓指的轉(zhuǎn)動開合運(yùn)動方式，本實(shí)用新型抓手通過在水平面上的徑向運(yùn)動來抓取工件，在其抓取面與工件表面適配的情況下，可與工件保持很好的面形接觸，從而擴(kuò)大作用面積，有利于提高抓取過程的可靠性。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式：所述夾具支架上、圍繞所述中心線徑向安裝有三副直線導(dǎo)軌，三個所述抓手分裝在三副所述直線導(dǎo)軌上，所述驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動三個所述抓手沿所述直線導(dǎo)軌徑向運(yùn)動而收攏或展開。

每副所述直線導(dǎo)軌包括兩條平行的直線導(dǎo)軌，所述抓手橫跨在平行的兩直線導(dǎo)軌之間，使所述抓手的兩側(cè)都通過所述直線導(dǎo)軌安裝在所述夾具支架上。

所述驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動單元、導(dǎo)向柱和活動塊，所述導(dǎo)向柱安裝在所述中心線上，所述活動塊套裝在所述導(dǎo)向柱上，所述抓手的上部通過兩根平行的連桿與所述活動塊相連，使所述活動塊、抓手、兩連桿構(gòu)成一平行四邊形運(yùn)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動單元驅(qū)動所述活動塊沿所述導(dǎo)向柱上下移動，根據(jù)平行四邊形運(yùn)動機(jī)構(gòu)特性，隨所述活動塊的上下移動，所述抓手在保持與所述中心線平行的情況下，沿所述直線導(dǎo)軌移動而徑向靠近或遠(yuǎn)離所述中心線。

所述導(dǎo)向柱轉(zhuǎn)動安裝在所述中心線上，所述活動塊與所述導(dǎo)向柱構(gòu)成一將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的絲桿，所述驅(qū)動單元包括驅(qū)動電機(jī)和皮帶傳動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與所述導(dǎo)向柱平行設(shè)置，且通過所述皮帶傳動機(jī)構(gòu)與所述導(dǎo)向柱聯(lián)動，隨所述導(dǎo)向柱的轉(zhuǎn)動，所述活動塊沿所述導(dǎo)向柱上下移動。

作為本實(shí)用新型夾具支架的優(yōu)選實(shí)施方式：

所述夾具支架包括安裝板、固定板、基座，它們之間通過立柱支撐由上至下分層間隔設(shè)置，所述中心線與所述夾具支架的中心線重合，所述安裝板提供手抓安裝接口，所述導(dǎo)向柱兩端分別轉(zhuǎn)動安裝在所述固定板與所述基座上，所述皮帶傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述安裝板與固定板之間，所述驅(qū)動電機(jī)平行于所述導(dǎo)向柱安裝在所述固定板與所述基座之間，其輸出軸和所述導(dǎo)向柱的上端豎直穿過所述固定板，由所述皮帶傳動機(jī)構(gòu)連在一起實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，所述基座外圍均勻的開有三個徑向的剖切口，所述抓手位于所述剖切口中，兩側(cè)各通過一條所述直線導(dǎo)軌安裝在所述基座剖切口的兩側(cè)。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

1)本實(shí)用新型抓取工件時，抓取面與工件表面面形接觸，有利于提高抓取過程的可靠性；

2)現(xiàn)有技術(shù)中，抓指的抓取端的開合幅度是通過控制其轉(zhuǎn)動角度來實(shí)現(xiàn)的，即使抓指只轉(zhuǎn)動很小的幅度，其抓取端在平面上的位移量也可能很大，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型直接控制抓手抓取端的位移量，抓取、釋放過程在平面內(nèi)的位移量可控制在更小的范圍內(nèi)進(jìn)行，能更好的適應(yīng)排列緊密的不同尺寸的圓柱形工件的抓??；

3)相比于現(xiàn)有技術(shù)中采用氣缸驅(qū)動活動塊的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型采用驅(qū)動電機(jī)，本實(shí)用新型抓手行程控制靈活，適應(yīng)性增強(qiáng)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有機(jī)器人手抓的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型機(jī)器人手抓較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中抓手、連桿、活動塊連接結(jié)構(gòu)的爆炸圖；

其中，1-基座；2-固定板；3-安裝板；4-支柱；6-安裝孔；7-支柱；8-驅(qū)動電機(jī)；10- 導(dǎo)向柱；11-活動塊；12-同步皮帶；13-同步輪；14-連桿；15-大臂；16-滑軌；17-滑塊；18- 小臂；20-防滑橡膠塊。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可用于家電中圓柱形壓縮機(jī)的抓取及安裝，以取代生產(chǎn)線上的人力，可降低線上人員的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型用于安裝在機(jī)器人手臂末端，以便機(jī)器人可以完成家電總裝線上壓縮機(jī)的裝配，使機(jī)器人能夠精確完成壓縮機(jī)的抓取、裝配。

本實(shí)用新型機(jī)器人手抓主要由以下幾部分組成：夾具支架、三個抓手、驅(qū)動系統(tǒng)。

夾具支架用于手抓各功能部件的安裝，同時提供手抓安裝接口，以便手抓可以安裝到機(jī)器人手臂末端。

抓手、驅(qū)動系統(tǒng)都安裝在夾具支架上。

抓手用于在驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動下動作從而抓取或釋放工件。

驅(qū)動系統(tǒng)用于驅(qū)動抓手動作。

本實(shí)施例中，如圖2所示，夾具支架包括安裝板3、固定板2、基座1，它們都成圓形，它們之間通過立柱4、7支撐由上至下分層間隔設(shè)置。安裝板3上設(shè)有多個安裝孔6,以便通過安裝板3將整個手抓安裝在機(jī)器人手臂末端?；?外圍均勻的開有三個徑向的剖切口，主要用于抓手(下文講到)的安裝。

本實(shí)用新型夾具支架不限于上面結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)施例的三個抓手圍繞夾具支架的中心線分裝在基座1外圍的三個徑向的剖切口中。剖切口兩側(cè)平行的設(shè)有兩條直線導(dǎo)軌。抓手兩側(cè)分別通過兩所述直線導(dǎo)軌安裝在基座1底面。驅(qū)動系統(tǒng)通過驅(qū)動抓手沿直線導(dǎo)軌在所述剖切口中徑向移動，從而呈現(xiàn)出收攏或展開的運(yùn)動狀態(tài)，進(jìn)而抓取或釋放工件。

直線導(dǎo)軌由滑軌16和滑塊17構(gòu)成，滑軌16固定在基座1底面。抓手固定在滑塊17上。

本實(shí)用新型的驅(qū)動系統(tǒng)可以有多種選擇，其中一種最為直接的選擇為，直接通過氣缸驅(qū)動滑塊17移動，從而驅(qū)動抓手沿直線導(dǎo)軌移動。

如圖2所示，本實(shí)施例中，驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動單元、導(dǎo)向柱10和活動塊11，導(dǎo)向柱10 兩端分別轉(zhuǎn)動安裝在固定板2與基座1的中部，以便導(dǎo)向柱10中心線與夾具支架中心線重合?；顒訅K11套裝在導(dǎo)向柱10上。抓手的上部通過兩根平行的連桿14與活動塊11相連，使活動塊11、抓手、兩連桿14構(gòu)成一平行四邊形運(yùn)動機(jī)構(gòu)，如圖3所示。驅(qū)動單元驅(qū)動活動塊 11沿導(dǎo)向柱10上下移動，根據(jù)平行四邊形運(yùn)動機(jī)構(gòu)特性，隨活動塊11的上下移動，抓手在保持與導(dǎo)向柱10中心線平行的情況下，沿直線導(dǎo)軌徑向運(yùn)動靠近或遠(yuǎn)離夾具支架中心線。

本實(shí)用新型中的驅(qū)動單元可以為驅(qū)動活動塊11沿導(dǎo)向柱10上下移動的氣缸，或其他機(jī)構(gòu)。

本實(shí)施例中采用驅(qū)動電機(jī)作為動力系統(tǒng)。

本實(shí)施例中驅(qū)動單元的具體結(jié)構(gòu)為：驅(qū)動單元包括驅(qū)動電機(jī)8和皮帶傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動電機(jī)8固定在固定板2上，與導(dǎo)向柱10平行設(shè)置，其輸出軸豎直穿過固定板2。導(dǎo)向柱10的上端同樣穿過固定板2。皮帶傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在安裝板3與固定板2之間，聯(lián)動驅(qū)動電機(jī)8與導(dǎo)向柱10。聯(lián)動方式具體為：皮帶傳動機(jī)構(gòu)由同步皮帶12和兩同步輪13構(gòu)成，兩同步輪13 分別套裝在驅(qū)動電機(jī)8的輸出軸和導(dǎo)向柱10上，而同步皮帶12則環(huán)繞在兩同步輪13上。

為了讓活動塊11隨導(dǎo)向柱10轉(zhuǎn)動而上下移動，本實(shí)施例中的活動塊11與導(dǎo)向柱10構(gòu)成一將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的絲桿。如此，驅(qū)動電機(jī)8通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動導(dǎo)向柱10 轉(zhuǎn)動，隨導(dǎo)向柱10的轉(zhuǎn)動，活動塊11即沿其上下移動。

本實(shí)施例中，抓手主要由大臂15和小臂18構(gòu)成。大臂15呈倒T字形，上端中部形成剖切口，剖切口內(nèi)鉸接平行的兩連桿14的一端，活動塊11上設(shè)有三個軸向的剖切口，位置與基座1上剖切口位置對應(yīng)，兩連桿14的另一端鉸接在活動塊11位置相應(yīng)的剖切口中，以形成平行四邊形運(yùn)動機(jī)構(gòu)。大臂15水平的翼板與基座1剖切口兩側(cè)的直線導(dǎo)軌的滑塊17固連。小臂18安裝在大臂15上，下部傾向于夾具支架中心線方向，末端內(nèi)側(cè)基本為一豎向的平面，以便與較大尺寸的圓柱形工件形狀適配，且安裝有防滑橡膠塊20，保護(hù)抓取的工件在抓取過程中表面不被破壞。