專利名稱：一種多功能機械手爪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多功能機械手爪，可安裝于機器人上，用于一次抓取多個物體，并將這其進(jìn)行整理，達(dá)到移動并整理、擺放物體的目的。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)線、倉庫、碼頭，磚廠等場合廣泛使用機器人的機械手爪將塊狀物體抓取起來，在移動擺放到指定位置。由于采用計算機控制機械手爪的操作，其過程精確、快速，較人工操作省時、省力。機械手爪抓取物體時，先在垂直目標(biāo)物體方向上抓取物體，將物體移動到目標(biāo)位置后將物體放開?，F(xiàn)有的機械手爪跟據(jù)手爪的數(shù)量分為單手爪與多手爪。單手爪一次只能抓取一個物體，其工作效率較低，不適合用于大量物體的抓取。多手爪雖能一次抓取多個物體，但是因為所有手爪都由一套連動機構(gòu)來控制，在抓取多個物體時會由于塊狀物體的形狀差別，手爪不能同時夾緊多塊物體或者為了夾緊多塊物體增加手爪的夾緊力將物體夾壞。同時在一些場合需要將夾取的物體移動到指定位置，進(jìn)行整理擺放后包裝，現(xiàn)有的機械手爪無法滿足上述要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能機械手爪，該手爪能夠一次抓取并夾緊多個物體，將物體移動到指定位置后，能對多個物體進(jìn)行整理擺放。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種多功能機械手爪，其包括:多對相鄰平行排列的左、右抓取爪，左、右整理爪，前、后爪；各對左、右抓取爪適于相對位移，左、右整理爪適于相對位移，前、后爪適于相對位移，且左、右整理爪與前、后爪適于構(gòu)成矩形框體。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了另一種多功能機械手爪，其包括:骨架，多對相鄰平行排列的左、右抓取爪，左、右整理爪，前、后爪，以及沿骨架長度方向設(shè)置的第一、第二對導(dǎo)軌。所述左抓取爪的頂部兩端分別通過滑塊滑動配合在所述的第一對導(dǎo)軌上，右抓取爪固定于該第一對導(dǎo)軌上，各左抓取爪的頂部固定在一傳動桿上，該傳動桿與一液壓缸的活塞傳動連接；所述左整理爪的頂部兩端分別通過滑塊滑動配合在該第二對導(dǎo)軌上，右整理爪固定在第二對導(dǎo)軌上，左、右整理爪平行對齊設(shè)置；骨架上還設(shè)有適于與所述第二對導(dǎo)軌構(gòu)成矩形的第三對導(dǎo)軌；前爪的頂部兩端分別通過滑塊滑動配合在該第三對導(dǎo)軌上，后爪固定在該第三對導(dǎo)軌上，前爪與右整理爪分別與其他兩個液壓缸的活塞傳動連接。各左抓取爪的中下部的右側(cè)面上設(shè)有摩擦片，右抓取爪的中下部的左側(cè)面上設(shè)有彈性元件。左抓取爪與右抓取爪通過螺栓分別與滑塊、限位板連接，安裝與拆卸方便，可以根據(jù)抓取物體的數(shù)量增加或者減少左抓取爪與右抓取爪的個數(shù)。在每個左抓取爪、前爪及右整理爪上分別設(shè)有用于檢測左、右抓取爪，前、后爪以及左、右整理爪的間距的激光傳感器。[0010]本實用新型另提供了一種機器人，其包括機械臂、設(shè)于該機械臂上的機械手爪，該機械手爪包括:多對相鄰平行排列的左、右抓取爪，左、右整理爪，前、后爪；各對左、右抓取爪適于相對位移，左、右整理爪適于相對位移，前、后爪適于相對位移，左、右整理爪與前、后爪適于構(gòu)成矩形框體。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有的技術(shù)效果是:(1)本實用新型中的多功能機械手爪包括抓取手爪與整理手爪，既能抓取、移動物體至指定位置，又能將物體進(jìn)行整理、排列，然后擺放整齊；(2)多功能機械手爪包括多個抓取手爪，能同時抓取多個物體并移動至指定位置；(3)各左抓取爪上設(shè)有摩擦片，能夠增加抓取物體時的摩擦力，增強抓取手爪對各種物體的適應(yīng)能力；(4)各右抓取爪上設(shè)有彈性元件，在抓取多個物體時不會因為塊狀物體的形狀差別，手爪無法同時夾緊多塊物體；同時也不會為了夾緊多塊物體增加手爪的夾緊力將物體夾壞；(5)采用機械手爪的機器人能夠一次完成對多個物體的抓取與整理、搬運，提聞了企業(yè)的生廣效率。

為了清楚說明本實用新型的創(chuàng)新原理及其相比于現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢，下面借助于附圖通過應(yīng)用所述原理的非限制性實例說明兩個可能的實施例。在圖中:圖1為實施例1的多功能機械手爪的軸測圖；圖2為實施例1的多功能機械手爪的翻轉(zhuǎn)軸測圖；圖3為實施例1的多功能機械手爪的底面圖；圖4為實施例2的多功能機械手爪的軸測圖；圖5為實施例2的多功能機械手爪的翻轉(zhuǎn)軸測圖；圖6為實施例2的多功能機械手爪的底面圖。
具體實施方式
實施例1如圖1與圖2所示，本實施例的安裝于機器人上的多功能機械手爪包括:骨架1，第一接頭2，左抓取爪3，右抓取爪4，左整理爪5，右整理爪6，前爪7，后爪8，激光傳感器9，摩擦片10，彈性元件11，第一對導(dǎo)軌12，第二對導(dǎo)軌13，第三對導(dǎo)軌14，第一滑塊15，第二滑塊16，第三滑塊17，限位板18，限位塊19，傳動桿20，第二接頭21，第三接頭22，第一液壓缸23，第二液壓缸24，第三液壓缸25。多功能機械手爪的骨架I上平行設(shè)有六個左抓取爪3與右抓取爪4，其中六個左抓取爪3與對應(yīng)的第一滑塊15連接，第一滑塊15安裝在第一對導(dǎo)軌12上并可沿其滑動，第一對導(dǎo)軌12通過標(biāo)準(zhǔn)螺栓與骨架I連接，六個右抓取爪4與限位塊19連接，限位塊19安裝于第一對導(dǎo)軌12上并卡在限位板18的凹槽中，限位塊19通過標(biāo)準(zhǔn)螺栓與骨架I連接，左抓取爪3中下部的右側(cè)面上設(shè)有摩擦片10，右抓取爪4中下部的右側(cè)面上設(shè)有彈性元件11，骨架I上設(shè)有第一液壓缸23，其通過傳動桿20、第一接頭2與六個左抓取爪3連接，當(dāng)?shù)谝灰簤焊?3工作時，通過傳動桿20、第一接頭2帶動六個左抓取爪3往復(fù)運動，與六個固定的右抓取爪4 一起完成抓取、釋放物體的動作。如圖3所示，然后由第二液壓缸24通過第二接頭21控制左整理爪5利用第二滑塊16沿著第二對導(dǎo)軌13向右整理爪6運動，由第三液壓缸25通過第三接頭22控制前爪7利用第三滑塊17沿著第三對導(dǎo)軌14向后爪8運動，右整理爪6固定在第二對導(dǎo)軌13上，后爪8固定在第三對導(dǎo)軌14上，將多個物體夾緊在所述矩形框體內(nèi)。如圖1所示，在六個左抓取爪3上設(shè)有激光傳感器9，用于測量左抓取爪與右抓取爪之間的距離及手爪與地面或者物體的距離，將測量信號通過導(dǎo)線傳給機器人的電腦，用于判斷左右抓取手爪的間距及手爪與地面或者物體的距離，能實現(xiàn)機器人電腦對左右抓取手爪移動距離的精確控制。如圖2所示，在左整理爪5與前爪7上也設(shè)有同樣的激光傳感器9，用于測量左右整理爪之間、前后爪的間距及手爪與地面或者物體的距離，方便機器人電腦控制。上述多功能機械手爪的工作方法包括:首先根據(jù)激光傳感器9的信號，由第一液壓缸23通過傳動桿20、第一接頭2帶動六個左抓取爪3由第一滑塊15沿第一對導(dǎo)軌12移動，調(diào)整其與對應(yīng)的右抓取爪4的距離，以適合抓取物體的尺寸，機器人控制多功能機械手爪移動至多個物體上方并降下，由激光傳感器9感知手爪與物體邊界的距離以及手爪與地面間的距離，適合抓取時，由第一液壓缸23通過傳動桿20、第一接頭2帶動六個左抓取爪3，利用第一滑塊15沿第一對導(dǎo)軌12分別朝向六個右抓取爪4運動，右抓取爪4由限位板18與限位塊19固定在第一對導(dǎo)軌12上，左右抓取手爪收攏，由摩擦片10與彈性元件11夾緊物體。然后機器人升起多功能機械手爪并移動至指定位置，降下多功能機械手爪，由第一液壓缸23通過傳動桿20、第一接頭2帶動六個左抓取爪3遠(yuǎn)離六個右抓取爪4，松開物體完成多個物體的搬運。然后機器人電腦根據(jù)整理手爪上的激光傳感器9感知物體擺放的位置，然后由第三液壓缸25通過第三接頭22控制前爪7利用第三滑塊17沿著第三對導(dǎo)軌14向后爪8運動，由第二液壓缸24通過第二接頭21控制左整理爪5利用第二滑塊16沿著第二對導(dǎo)軌13向右整理爪6運動，后爪8固定在第三對導(dǎo)軌14上，右整理爪6固定在第二對導(dǎo)軌13上，通過上述手爪的運動將多個物體夾緊在所述矩形框體內(nèi)。最后根據(jù)物體放置的次序，由第三液壓缸25通過第三接頭22控制前爪7或者由第二液壓缸24控制左整理爪5移動，使得由左整理爪5與右整理爪6或者由前爪7與后爪8將整理后的多個物體夾緊移動至指定位置進(jìn)行擺放或者包裝，如此重復(fù)進(jìn)行。左抓取爪3中下部的右側(cè)面上設(shè)有摩擦片10，能夠增加抓取物體時的摩擦力，增強抓取手爪對各種物體的適應(yīng)能力。右抓取爪4中下部的右側(cè)面上設(shè)有彈性元件11，在抓取多個物體時不會因為塊狀物體的形狀差別，手爪無法同時夾緊多塊物體；同時也不會為了夾緊多塊物體增加手爪的夾緊力將物體夾壞。實施例2見圖4至6，本實施例提供的多功能機械手爪，相對于實施例1的變型之處在于:如圖4、圖5所示，在六個右抓取爪4與第一對導(dǎo)軌12之間設(shè)有第四滑塊31，使得六個右抓取爪可以在第一對導(dǎo)軌12上自由滑動。在骨架I上設(shè)有第一液壓缸23，六個右抓取爪4通過第二傳動桿34及第四接頭33與第四液壓缸32連接，第二傳動桿34穿過了六個左抓取爪3的通孔35，當(dāng)?shù)谒囊簤焊?2工作時，六個右抓取爪4可以相對左抓取爪3運動，其運動方式由機器人電腦控制。此改進(jìn)能夠增大左抓取爪3與右抓取爪4之間的最大距離，適應(yīng)更大的物體；同時通過自由調(diào)節(jié)左抓取爪3與右抓取爪4的運動，使得抓取物體過程更靈活，提高了抓取的準(zhǔn)確率與抓取速度。如圖6所示，在右整理爪6上設(shè)有第五接頭37，后爪8上設(shè)有第六接頭38。骨架I上設(shè)有第五液壓缸36通過第五接頭37控制右整理爪6，使其可以通過第五滑塊40在第二對導(dǎo)軌13上滑動。骨架I上設(shè)有第六液壓缸39通過第六接頭38控制后爪8，使其可以通過第六滑塊41在第三對導(dǎo)軌14上滑動。當(dāng)液壓缸工作時，左整理爪5可以相對右整理爪6運動，后爪8可以相對前爪7運動，其運動方式可以由機器人電腦控制。此改進(jìn)能夠增大左整理爪5與右整理爪6的最大間距以及前爪7與后爪8的最大間距，以適應(yīng)更大的物體；同時通過自由調(diào)節(jié)左、右整理爪與前、后爪的運動，使得整理物體過程更靈活、方便，提高了整理的準(zhǔn)確率與整理速度。實施例3本實施例的變型之處在于:用六個獨立氣缸替換所述的第一液壓缸23，第二液壓缸24，第三液壓缸25，第四液壓缸32，第五液壓缸36及第六液壓缸39，在骨架I上設(shè)有小型氣泵及高壓儲氣罐，利用氣壓作為機械手爪的動力源，控制速度更快，管路布置方便，方便根據(jù)物體的種類調(diào)節(jié)儲氣罐氣壓，改變機械手爪的抓緊力。實施例4本實例的變型之處在于:骨架I上不再設(shè)有液壓缸及傳動桿，由不同長度的六個齒條分別與左抓取爪、右抓取爪、左整理爪、右整理爪、前爪、后爪的上部固定連接，在骨架I上設(shè)有六個伺服電動機，電動機轉(zhuǎn)子頭部設(shè)有小齒輪，小齒輪分別與上述的六個齒條哨合配合，當(dāng)伺服電動機工作時，轉(zhuǎn)子帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪帶動齒條移動，其移動方向與伺服電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向有關(guān)，通過控制伺服電動機正反轉(zhuǎn)可以改變齒條左右移動，移動距離由伺服電動機工作時間決定。該方案利用伺服電動機控制機械手爪運動，控制過程靈敏，可以精確控制手爪的移動距離，對于抓取要求較高的物體適應(yīng)能力強。對于應(yīng)用本實用新型創(chuàng)新原理的實施例的上述說明是為了在這里要求的專有權(quán)利范圍內(nèi)提供所述原理的非限制性實例。例如可以根據(jù)手爪體的尺寸調(diào)整液壓缸的位置，根據(jù)抓取手爪的位置調(diào)整傳動桿與接頭的位置，根據(jù)整理手爪的位置調(diào)整滑塊及導(dǎo)軌的位置，在左、右抓取手爪上都布置摩擦片或彈性元件，在四個整理手爪上都布置摩擦片或彈性元件，根據(jù)應(yīng)用場合的不同增加或減少抓取手爪及整理手爪的個數(shù)等。
權(quán)利要求1.一種多功能機械手爪，其特征在于包括:多對相鄰平行排列的左、右抓取爪，左、右整理爪，前、后爪；各對左、右抓取爪適于相對位移，左、右整理爪適于相對位移，前、后爪適于相對位移，且左、右整理爪與前、后爪適于構(gòu)成矩形框體。
2.一種多功能機械手爪，其特征在于包括:骨架，多對相鄰平行排列的左、右抓取爪，左、右整理爪，前、后爪，以及沿骨架長度方向設(shè)置的第一、第二對導(dǎo)軌； 所述左抓取爪的頂部兩端分別通過滑塊滑動配合在所述的第一對導(dǎo)軌上，右抓取爪固定于該第一對導(dǎo)軌上，各左抓取爪的頂部固定在一傳動桿上，該傳動桿與一液壓缸的活塞傳動連接； 所述左整理爪的頂部兩端分別通過滑塊滑動配合在第二對導(dǎo)軌上，右整理爪固定在該第二對導(dǎo)軌上，左、右整理爪平行對齊設(shè)置； 骨架上還設(shè)有適于與所述第二對導(dǎo)軌構(gòu)成矩形的第三對導(dǎo)軌；前爪的頂部兩端分別通過滑塊滑動配合在該第三對導(dǎo)軌上，后爪固定在該第三對導(dǎo)軌上，前爪與右整理爪分別與其他兩個液壓缸的活塞傳動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能機械手爪，其特征包括:各左抓取爪的中下部的右側(cè)面上設(shè)有摩擦片，右抓取爪的中下部的左側(cè)面上設(shè)有彈性元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能機械手爪，其特征包括:在每個左抓取爪、前爪及右整理爪上分別設(shè)有用于檢測左、右抓取 爪，前、后爪以及左、右整理爪的間距的激光傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能機械手爪，其包括多對相鄰平行排列的左、右抓取爪，左、右整理爪，前、后爪；左、右整理爪與前、后爪適于構(gòu)成矩形框體；各對左、右抓取爪適于相對位移，左、右整理爪適于相對位移，前、后爪適于相對位移；該機械手爪既能抓取、移動多個物體至指定位置，又能將物體進(jìn)行整理、排列，然后擺放整齊；左抓取爪上設(shè)有摩擦片，右抓取爪上設(shè)有彈性元件，既能增加抓取物體時的摩擦力，又能增強抓取手爪對各種物體的適應(yīng)能力；采用該機械手爪的機器人能夠一次完成對多個物體的抓取、整理與搬運，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。
文檔編號B25J15/00GK203077290SQ20132002553
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者駱敏舟, 孫繼斌, 陳賽旋, 趙賢相 申請人:江蘇中科友特機器人科技有限公司