一种无需驱动源的抓取机构及抓取方法技术

本发明专利技术提供一种无需驱动源的抓取机构及抓取方法，依靠自身重力和摩擦力的自锁来锁紧工件，避免能源消耗。包括勾爪抓取块组件和勾爪座组件；勾爪抓取块组件包括勾爪抓取块和纵向设置的安装板，勾爪抓取块固定在安装板的一侧；勾爪抓取块的侧面包括用于被抓取的圆弧锥面C，圆弧锥面C的轴线沿纵向设置，且锥底向下；勾爪座组件包括勾爪座和两个勾爪定位块；勾爪座上表面开设有与勾爪抓取块配合的勾爪槽，勾爪槽具有与圆弧锥面C配合的圆弧锥面D；勾爪槽的一侧面开口，以使勾爪槽向上移动时，勾爪抓取块能够进入勾爪槽中；两个勾爪定位块安装在勾爪座的两侧，抓取时，勾爪定位块与安装板接触定位。

A Grabbing Mechanism and Grabbing Method without Driving Source

The invention provides a grabbing mechanism and a grabbing method without driving source, which relies on self-locking of gravity and friction to lock the workpiece and avoid energy consumption. Including hook claw grasping block component and hook claw base component; hook claw grasping block component includes hook claw grasping block and longitudinal installation plate, hook claw grasping block is fixed on one side of the installation plate; the side of hook claw grasping block includes arc cone surface C for grasping, the axis of arc cone surface C is set along the longitudinal direction, and the cone bottom is downward; hook claw base component includes hook claw base and two hook claw positioning blocks; The upper surface of the claw base is provided with a claw groove matched with the claw grasping block, and the claw groove has an arc conical surface D matched with the arc conical surface C; one side opening of the claw groove enables the claw grasping block to enter the claw groove when the claw groove moves upward; two claw positioning blocks are installed on both sides of the claw base, and the claw positioning block contacts the installation plate when grasping.

【技术实现步骤摘要】
一种无需驱动源的抓取机构及抓取方法
本专利技术属于机械手
，具体为一种无需驱动源的抓取机构及抓取方法。
技术介绍
现有的自动化手爪种类众多，有专用的，有通用的，大部分都是定位加锁紧的基本形式，锁紧的动力源有压缩气体驱动和电驱动两种，气动锁紧方式实现起来结构紧凑，只要有压缩空气源就可以实现，电驱动方式体积较大、成本高，但具有精度高、锁紧力可调节、可进行精细化控制的优点。如无特殊说明，文中的压缩气体均是指压力在0.6MPa左右的工业用压缩空气。其中定位加锁紧的两种类型是气动握爪和机器人末端工具快换，握爪是一种能快速定位和锁紧的卡盘拉钉装置；机器人末端工具快换在机器人多个手爪需要交叉工作时用来进行快速更换机器人手爪的卡盘拉钉装置，一般都集成有电路和气路快速接插口。握爪应用上，对机械手校点的精度要求高，否则容易出现快速磨损甚至卡滞。机器人末端工具快换，本质上与握爪的原理是一样的，都是卡盘拉钉的结构，只不过应用场合不同，机器人末端工具快换是针对机器人更换手爪设计，带有丰富的电路和气路的快速接口。无论是握爪还是机器人末端工具快换，工作原理和过程都是一样的，抓取时，先要将卡盘中间的定位孔与拉钉轴向对齐，同时将一侧的定位销和卡盘上的定位孔轴向对齐，然后卡盘通入压缩空气，卡盘内钢珠松开，卡盘沿轴向直线动作，直至拉钉和定位销都准确的进入卡盘对应的定位孔中，拉钉定位面和卡盘接触；切断压缩空气，释放卡盘内的压缩空气压力，在弹簧力作用下，钢珠推出，夹紧拉钉，完成定位和锁紧，即可对工件进行搬运。可见，目前的抓取机构都需要驱动源，造成能源消耗。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种无需驱动源的抓取机构及抓取方法，依靠自身重力和摩擦力的自锁来锁紧工件，避免能源消耗。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种无需驱动源的抓取机构，包括：用于连接待抓取件的勾爪抓取块组件和用于连接机械手的勾爪座组件；勾爪抓取块组件包括勾爪抓取块和纵向设置的安装板，勾爪抓取块固定在安装板的一侧；勾爪抓取块的侧面包括用于被抓取的圆弧锥面C，圆弧锥面C的轴线沿纵向设置，且锥底向下；勾爪座组件包括勾爪座和两个勾爪定位块；勾爪座上表面开设有与勾爪抓取块配合的勾爪槽，勾爪槽具有与圆弧锥面C配合的圆弧锥面D；勾爪槽的一侧面开口，以使勾爪槽向上移动时，勾爪抓取块能够进入勾爪槽中；两个勾爪定位块安装在勾爪座的两侧，抓取时，勾爪定位块与安装板接触定位，以限制勾爪抓取块和勾爪座之间绕圆弧锥面C的轴线相对转动。优选的，勾爪抓取块的侧面由第一安装面、第二安装面、第一抓取面和第二抓取面围成，第一安装面与安装板接触，第二安装面与第一安装面相对，螺钉穿过第二安装面和第一安装面将勾爪抓取块安装在安装板上；第一抓取面和第二抓取面相对且为同轴的圆弧锥面，第一抓取面和第二抓取面组成圆弧锥面C。优选的，记圆弧锥面C的圆锥角α1，圆弧锥面C的投影角为α2，则α1为α2中最大值；α2计算公式为：其中，L2、L1是机构制决定于机械结构的定值尺寸，f是滑动摩擦系数。优选的，安装板上安装勾爪抓取块的侧面与安装板的底面之间通过圆弧面B连接；一勾爪定位块具有斜面A1，另一勾爪定位块具有斜面A2，抓取时，斜面A1和斜面A2均与安装板上的圆弧面B线接触。进一步的，斜面A1和斜面A2的倾角与圆弧锥面C的圆锥角角度相同。优选的，勾爪座组件还包括光电传感器，光电传感器固定安装在勾爪座上，用于对治具装夹位进行检测。优选的，安装板上设有定位槽，勾爪抓取块通过定位槽定位安装在安装板上。优选的，勾爪定位块通过螺钉和防松螺母安装在勾爪座上。优选的，安装板上设有第一定位销，用于安装板与待抓取件之间的定位连接；勾爪座上设有第二定位销，用于勾爪座和机械手之间的定位连接。一种所述的无需驱动源的抓取机构的抓取方法，将安装板的另一侧与待抓取件连接，将勾爪座与机械手连接，机械手控制勾爪座组件从平面内X方向或Y方向运动到勾爪抓取块下方，向上抬起勾爪座组件使勾爪抓取块进入勾爪座的勾爪槽内，完成抓取动作。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术工作时，勾爪座组件可以从平面内X方向或Y方向运动到勾爪抓取块下方，向上抬起勾爪座组件使勾爪抓取块进入勾爪座的勾爪槽内，即可完成抓取动作。在抓取原理上与现有技术有本质区别，不需要外接任何动力源，以圆弧锥面C、圆弧锥面D和勾爪定位块与安装板接触面作为定位面进行定位，圆弧锥面C和圆弧锥面D接触进行水平面X和Y方向的定位，勾爪定位块与安装板接以防止勾爪抓取块和勾爪座之间绕Z轴旋转。定位面完成定位后，依靠被抓取件自身重力和圆弧锥面C与圆弧锥面D之间的摩擦力的自锁来锁紧被抓取件；由于没有动力源，没有活动部件，不用考虑内部活动部件的空间，手爪机构的结构设计上相当简单，可以根据需要做的非常紧凑和小巧。并且，勾爪抓取块和勾爪座的圆弧面都为圆锥面，有一定的导向作用，同时增大了勾爪抓取块进入勾爪座时的位置间隙余量，降低了抓取机构对机械手校点精度的要求。可以在平面内X、Y两个方向进行抓取，可以节省上料机构的动作轴数量；机构本身对负载重量没有限制，负载的重量只受限于机构自身的强度和刚度。本专利技术可以实现工件或快换托盘的交换和搬运。进一步的，圆弧锥面C的圆锥角大小设计，不但能够很好的满足摩擦力的自锁，同时，也能够保证较好的导向作用，并能给勾爪座组件动作留有合适的定位误差。进一步的，为防止负载工件以定位块为支点，发生旋转，故将定位块的支撑斜面设置为10度的斜面，可以产生一个垂直于斜面的正压力，卡住工件防止机构倾覆。进一步的，设置光电传感器，可对治具进行检测，避免重复上料，造成误撞。本专利技术的抓取方法，依靠自身重力和摩擦力的自锁来锁紧工件，不需要消耗额外的能源，避免能源消耗。附图说明图1为本专利技术抓取机构的结构示意图。图2为本专利技术抓取机构的定位面示意图。图3为本专利技术抓取机构的抓取方向示意图。图4为本专利技术抓取机构的自锁原理示意图。图中：1-快换托盘，2-安装板，3-勾爪座，4-第二螺钉，5-第二定位销，6-第三螺钉，7-光电传感器，8-第一螺钉，9-勾爪抓取块，10-防松螺母，11-勾爪定位块，12-第一定位销。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。如图1和2所示，本专利技术所述的抓取机构，主要分为两部分：一部分是安装在待抓取件上的勾爪抓取块组件，另一部分是安装在机械手上的勾爪座组件。待抓取件为负载。本专利技术所述的托盘抓取装置，包括：安装板2、勾爪座3、螺钉4、定位销5、螺钉6、光电传感器7、第一螺钉8、勾爪抓取块9、防松螺母10和勾爪定位块11。待抓取件可以为工件或快换托盘1，本专利技术以快换托盘1为例进行说明。勾爪抓取块9通过第一螺钉8固定在安装板2的一侧，组成勾爪抓取块组件，安装板2的另一侧通过螺钉与快换托盘1连接。安装板2上有深2mm左右的定位槽，勾爪抓取块9通过定位槽定位并安装在安装板2上，定位槽保证勾爪抓取块9和安装板2之间的安装位置准确。安装板2上有销孔，安装板2通过第一定位销12定位安装在快换托盘1上，保证安装板2在快换托盘1上的安装位置。勾爪抓取块9的侧面由第一安装面、第二安装面、第一抓取面和第二抓取面围成，第一安装面与安装板2接触，第二安装面与第一安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无需驱动源的抓取机构，其特征在于，包括：用于连接待抓取件的勾爪抓取块组件和用于连接机械手的勾爪座组件；勾爪抓取块组件包括勾爪抓取块(9)和纵向设置的安装板(2)，勾爪抓取块(9)固定在安装板(2)的一侧；勾爪抓取块(9)的侧面包括用于被抓取的圆弧锥面C，圆弧锥面C的轴线沿纵向设置，且锥底向下；勾爪座组件包括勾爪座(3)和两个勾爪定位块(11)；勾爪座(3)上表面开设有与勾爪抓取块(9)配合的勾爪槽，勾爪槽具有与圆弧锥面C配合的圆弧锥面D；勾爪槽的一侧面开口，以使勾爪槽向上移动时，勾爪抓取块(9)能够进入勾爪槽中；两个勾爪定位块(11)安装在勾爪座(3)的两侧，抓取时，勾爪定位块(11)与安装板(2)接触定位，以限制勾爪抓取块(9)和勾爪座(3)之间绕圆弧锥面C的轴线相对转动。

【技术特征摘要】
1.一种无需驱动源的抓取机构，其特征在于，包括：用于连接待抓取件的勾爪抓取块组件和用于连接机械手的勾爪座组件；勾爪抓取块组件包括勾爪抓取块(9)和纵向设置的安装板(2)，勾爪抓取块(9)固定在安装板(2)的一侧；勾爪抓取块(9)的侧面包括用于被抓取的圆弧锥面C，圆弧锥面C的轴线沿纵向设置，且锥底向下；勾爪座组件包括勾爪座(3)和两个勾爪定位块(11)；勾爪座(3)上表面开设有与勾爪抓取块(9)配合的勾爪槽，勾爪槽具有与圆弧锥面C配合的圆弧锥面D；勾爪槽的一侧面开口，以使勾爪槽向上移动时，勾爪抓取块(9)能够进入勾爪槽中；两个勾爪定位块(11)安装在勾爪座(3)的两侧，抓取时，勾爪定位块(11)与安装板(2)接触定位，以限制勾爪抓取块(9)和勾爪座(3)之间绕圆弧锥面C的轴线相对转动。2.根据权利要求1所述的无需驱动源的抓取机构，其特征在于，勾爪抓取块(9)的侧面由第一安装面、第二安装面、第一抓取面和第二抓取面围成，第一安装面与安装板(2)接触，第二安装面与第一安装面相对，螺钉穿过第二安装面和第一安装面将勾爪抓取块(9)安装在安装板(2)上；第一抓取面和第二抓取面相对且为同轴的圆弧锥面，第一抓取面和第二抓取面组成圆弧锥面C。3.根据权利要求1所述的无需驱动源的抓取机构，其特征在于，记圆弧锥面C的圆锥角α1，圆弧锥面C的投影角为α2，则α1为α2中最大值；α2计算公式为：其中，L2、L1是机构制决定于机械结构的定值尺寸，f是滑动摩擦系数。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李肖龙，高霄，李冬艳，
申请(专利权)人：西安精雕软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61