[發(fā)明專利]可替換式單關(guān)節(jié)機器人柔性手部的設(shè)計

無效

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• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102717389A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張立軍;申蜀密
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(華東)
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機器人柔性手部的設(shè)計，屬于機械制造領(lǐng)域。

二、背景技術(shù)

通過對現(xiàn)有碼垛機器人手部和搬運機器人手部的觀察與分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有機器人手部多是針對某一項具體工作而設(shè)計出來的專用機械手，因此它主要存在以下問題：

(1)設(shè)計較為單一。一般一套機械手一旦設(shè)計出來投入生產(chǎn)運營后，其形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸即固定，也就是說一套機械手只能單一的重復(fù)運作某一項工作。

(2)材料浪費嚴重。當機械手所對應(yīng)的某項具體工作完成后，機械手也就處于了閑置或廢棄狀態(tài)，給企業(yè)生產(chǎn)帶來較大損失。

(3)適用范圍狹窄。因為多數(shù)機器人手部都是針對某一項或某些具體工作而專門設(shè)計的，所以其適用范圍窄小，缺乏通用性。

綜上所述，本發(fā)明對機器人手部進行結(jié)構(gòu)上的改進設(shè)計，以提高機械手的利用率，提高生產(chǎn)效率。

三、發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有常用機器人手部設(shè)計方面存在的不足，特從以下3個方面考慮現(xiàn)有常用機器人手部的結(jié)構(gòu)改進：

(1)解決現(xiàn)有機器人手部結(jié)構(gòu)設(shè)計單一，只能完成某項或某些具體工作，多設(shè)計幾組機器人手指以滿足完成更多生產(chǎn)任務(wù)的要求。

(2)解決機器人手部材料浪費的問題，將機器人手部驅(qū)動設(shè)備、固定支架及連桿設(shè)計成統(tǒng)一尺寸型號，以增加材料的利用率。

(3)針對現(xiàn)有常用機器人手部適用范圍較小，將設(shè)計出的多組機器人手指與機器人手部驅(qū)動設(shè)備、固定支架、連桿等通過燕尾槽連接，設(shè)計成為一套可替換式機械手。

該可替換式機器人柔性手部主要由液壓缸、固定支架、連桿、手指、(可替換式)手指等組成。通過液壓缸的上下往復(fù)運動，帶動手指實現(xiàn)對物體的有效夾取。當夾持不同尺寸、不同形狀的物體時，僅通過更換與手指相匹配的手指即可實現(xiàn)對這些物體的可靠夾取。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)能夠滿足多種形狀工件的夾持要求

此次設(shè)計了三種機器人手部夾持裝置，更換不同形狀手指即可滿足對不同形狀工件的夾持要求。

(2)方便安裝、更換

在設(shè)計中充分考慮到經(jīng)濟性、效率等方面的問題，機器人手部液壓缸、固定支架、連桿采用同一裝置，與手指通過對應(yīng)的燕尾槽相連接，在夾持不同形狀工件時僅需更換相應(yīng)的手指即可，安裝、更換方便，節(jié)省時間，同時提高生產(chǎn)效率。

(3)適用性廣

與現(xiàn)有僅針對某項或某些工作而生產(chǎn)的專用機械手相比，可替換式機械手在生產(chǎn)時，可根據(jù)不同生產(chǎn)工件的形狀要求，及時設(shè)計并制作出相應(yīng)的手指進行更換(只需具有相同的燕尾槽連接接口)，以滿足生產(chǎn)要求，應(yīng)用范圍更加廣泛。

四、附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是可替換式單關(guān)節(jié)機器人柔性手部及可替換式手指的三維示意圖。

下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明進一步說明。

五、具體實施方式

在圖1中，本次設(shè)計以夾持圓柱形物體的機械手為例。該機械手設(shè)計是采用兩個手指，手指是直接與工件接觸的部件，手指松開和夾緊工件，是通過手指的張開與閉合來實現(xiàn)的。當安裝在固定支架2上的液壓缸1驅(qū)動活塞桿7向上運動時，活塞桿拉動圓柱銷6和連桿3使手指4閉合，從而夾緊工件；當液壓缸驅(qū)動使活塞桿向下運動時，活塞桿拉動圓柱銷6和連桿3使手指4張開，從而松弛工件。機器人手指的更換主要通過連接處的燕尾槽5連接，因此在設(shè)計手指時只需為其設(shè)計相應(yīng)的燕尾槽接口即可方便更換手指，以滿足對不同形狀工件的夾持要求，也可節(jié)省更換時間，增加工作效率。同時可根據(jù)不同工件的形狀要求，及時設(shè)計并制作出相應(yīng)的手指進行更換，以滿足生產(chǎn)要求。

在圖2中，該設(shè)計主要是通過改變機器人手指的形狀來滿足對不同工件的夾持要求，主要設(shè)計了三種夾持方案：第一種是球體夾持手指，所采用的是手指2，可以滿足生產(chǎn)過程中對球體類工件的夾持任務(wù)的要求；第二種是立方體夾持手指，所采用的是手指3，以完成對立方體類工件的夾持任務(wù)的要求；第三種是圓柱體夾持手指，所采用的是手指1，用來完成對圓柱體類工件的夾持任務(wù)的要求。

此次設(shè)計的動力選擇了液壓缸驅(qū)動，只要通過控制液壓缸活塞桿的行程，即可根據(jù)不同形狀工件的夾緊力需求設(shè)置合適的活塞桿行程，進而控制夾持裝置的開合狀態(tài)，以提供不同的夾緊力來滿足對工件的夾持要求。