双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手，双向回转机构包括两个支座、位于两个支座之间并分别连接两个支座的十字轴组件，十字轴组件包括十字连接架与相同的四根连杆构件；十字连接架包括铰接座一、铰接座二以及四个连接耳座，铰接座一通过第一轴连接至其中一个支座，铰接座二通过第二轴连接至另外一个支座，第一轴与第二轴之间互相垂直，连接耳座上设有连接孔；连杆构件包括连杆本体、弹性件、铰接座三与限位件，弹性件套设在连杆本体上，连杆本体的一端通过铰接座三连接至支座，限位件设在连杆本体的另一端上；本发明专利技术采用柔性化结构，以完成不同工件的抓取，具有通用性强、适用性广的优点。

Two way rotary mechanism, multi degree of freedom device and flexible mechanical grab

【技术实现步骤摘要】
双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手
本专利技术涉及一种双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手。
技术介绍
现有的抓手为刚性结构，末端为金属卡具，执行机构无法满足抓取易碎或者需要特殊保护表面的物体。对于工件的抓取任务，需要特制对应的工具，导致增加时间和生产成本。例如在现有的汽车制造领域中，需要使用机械抓手来移动、搬运、安装保险杠，目前混线生产的保险杠线中，需要导入多个抓手多台机器人才能实现自动化下线，成本高；此外，由于不同车型的保险杠形状都不相同，传统汽车保险杠抓手均为专用型的抓手设计，一个抓手只能对应一种保险杠，通用性较差。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手，以解决现有技术中的难题。本专利技术的第一目的是提供了一种双向回转机构，包括对置的两个支座、位于两个支座之间并分别连接两个支座的十字轴组件，其中，十字轴组件包括十字连接架与相同的四根连杆构件；十字连接架包括铰接座一、铰接座二以及四个连接耳座，铰接座一通过第一轴连接至其中一个支座，铰接座二通过第二轴连接至另外一个支座，第一轴与第二轴之间互相垂直，连接耳座上设有连接孔；连杆构件包括连杆本体、弹性件、铰接座三与限位件，弹性件套设在连杆本体上，连杆本体的一端通过铰接座三连接至支座，限位件设在连杆本体的另一端上，连杆本体能够贯穿连接孔并压缩弹性件；其中，四根连杆构件中，相邻的两个连杆构件与不同的支座相连接。在本专利技术的上述技术方案中，其中一个支座受到垂直与其表面的作用力时，四根连杆构件中的弹性件受力平衡，此时两个支座之间互相平行；其中一个支座受到非垂直与其表面的作用力时，四根连杆构件中的至少一个弹性件进一步压缩，其他的弹性件反向复原，形成平衡状态。进一步的，本专利技术的十字轴组件能够实现两个支座之间动态的受力平衡，在受力后通过多个连杆构件中的连杆本体与弹性件之间的抵接关系，实现两个支座之间柔性化调整，适用于多种不同的场合。根据本专利技术的另一种实施方式，限位件为限位螺母或者限位销。根据本专利技术的另一种实施方式，支座上设有凸出的连接块，连接块上设有通孔，铰接座一通过第一轴与其中一个连接块相连，铰接座二通过第二轴与另外一个连接块相连。本专利技术中，通过特别设计的十字连接架与连杆构件之间的配合连接，实现两个自由度的转动，在用于抓取物体时，能够有效吸收两个自由度的偏差，柔性化结构具有较高的匹配能力，便于进行模块化、通用化设计。本专利技术的第二目的是提供一种多自由度装置，其特征在于，包括前述的双向回转机构、以及用于驱动支座产生位移的横移机构，其中横移机构包括基座、导向轨与活动块，导向轨安装在基座上，活动块与导向轨配合连接，其中两个支座分别为外支座与内支座，内支座固定在活动块上并能够沿着导向轨的导向方向进行位移。在本专利技术的上述技术方案中，横移机构能够驱动支座(双向回转机构)进行位移，以改变双向回转机构的位置。根据本专利技术的另一种实施方式，进一步包括驱动支座复位的回弹机构，回弹机构包括与导向轨平行的直导杆、固定在直导杆上的挡圈、套在直导杆上的弹簧，直导杆的一端固定在基座上，弹簧的两端分别抵在挡圈与基座上。根据本专利技术的另一种实施方式，还设有俯仰机构，俯仰机构包括回转轴、固定块一、固定块二，固定块一安装在活动块上，回转轴安装在固定块一上，并且回转轴能够相对固定块一进行回转转动，固定块二安装在回转轴上，其中一个支座与固定块二相连接。根据本专利技术的另一种实施方式，固定块一和/或固定块二上设有锁定螺栓。根据本专利技术的另一种实施方式，回转轴的轴向与导向轨的导向方向之间垂直。本专利技术的第三目的是提供一种柔性机械抓手，包括前述的多自由度装置、抓手本体、支撑臂，抓手本体设置在的自由度装置中的外支座上，的多自由度装置中的基座设置在支撑臂的执行末端上。根据本专利技术的另一种实施方式，抓手本体包括抓手框架、固定安装在抓手框架上的若干吸盘，若干吸盘呈阵列式分布。根据本专利技术的另一种实施方式，抓手本体还包括柔性垫，柔性垫位于若干吸盘的吸取面上，其中柔性垫的厚度为5mm—50mm。本专利技术具备以下有益效果：本专利技术的双向回转机构能够实现两个自由度的转动，并且能够自动回位，能够适用于较多的场合，尤其是不同工件的抓取过程，便于模块化、通用化设计；本专利技术的多自由度装置在进行围绕第一轴、第二轴转动的同时，还设置了横移机构，以改变双向回转机构的空间位置，使其能够适应于不同的待夹取工件；此外，设置的回弹机构能够使得双向回转机构顺利回位，进而整个多自由度装置形成为可以自动复位的结构，使用范围广。本专利技术的柔性机械抓手通过吸盘的方式进行工件的抓取，不会破坏工件的表面，同时抓手本体安装在多自由度装置的执行末端，其能够适合与不同规格工件的抓取，尤其是表面不平整、不规则的工件，具有较好的抓取效果；此外，本专利技术中在吸盘的吸取面上还设置了柔性垫，例如海绵体，其具有较好的受压收缩能力，可以有效消除因工件表面不平整因素所导致的抓取失败几率，提高抓取的效率与稳定性。下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。附图说明图1是本专利技术柔性机械抓手的结构示意图；图2是本专利技术柔性机械抓手的局部示意图，其显示了多自由度装置与抓手本体部分；图3是图2的侧视图；图4是图2的爆炸示意图；图5是本专利技术双向回转机构的爆炸示意图；图6是本专利技术支座的结构示意图；图7是本专利技术十字连接架的结构示意图；图8是本专利技术横移机构的结构示意图；图9是本专利技术俯仰机构的结构示意图；图10是本专利技术柔性机械抓手的抓取远离示意图；图11是本专利技术吸盘的分布示意图；图12是本专利技术吸盘的设置示意图。具体实施方式本示例中以柔性机械抓手综合显示多自由度装置与双向回转机构的具体结构，其中，单独取出双向回转机构、或者多自由度装置以进行其他场合的使用均可，本示例是针对其一种具体的使用场合进行说明其结构，本领域技术人员应当作广义的理解，而不是作为本专利技术的限定。下面以应用于汽车保险杠的抓取场合为例，进行介绍如下：一种抓取汽车保险杠的工装，包括桁架100、设置在桁架100上的两个柔性机械抓手，两个柔性机械抓手能够产生对向的滑动位移，以配合抓取汽车保险杠，如图1－12所示，柔性机械抓手包括支撑臂200、横移机构300、回弹机构400、俯仰机构500、双向回转机构600与抓手本体700，其中横移机构300、回弹机构400、俯仰机构500、双向回转机构600形成多自由度装置。横移机构300能够驱动俯仰机构500与双向回位机构进行位置的改变，其包括基座310、两个导向轨320、设在导向轨320上的活动块330，基座310固定在支撑臂200上，两个导向轨320平行设置在基座310上，活动块330与导向轨320之间配合连接，以实现通过活动块330的滑动推动前端的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向回转机构，其特征在于，包括对置的两个支座(610、620)、位于两个所述支座(610、620)之间并分别连接两个所述支座(610、620)的十字轴组件(630)，其中，所述十字轴组件(630)包括：/n十字连接架(631)；/n相同的四根连杆构件(632)；/n所述十字连接架(631)包括铰接座一(6311)、铰接座二(6312)以及四个连接耳座(6313)，所述铰接座一(6311)通过第一轴(633)连接至其中一个所述支座，所述铰接座二(6312)通过第二轴(634)连接至另外一个所述支座，所述第一轴(633)与所述第二轴(634)之间互相垂直，所述连接耳座(6313)上设有连接孔(6314)；/n所述连杆构件(632)包括连杆本体(6321)、弹性件(6322)、铰接座三(6323)与限位件(6324)，所述弹性件(6322)套设在所述连杆本体(6321)上，所述连杆本体(6321)的一端通过铰接座三(6323)连接至所述支座(610、620)，所述限位件(6324)设在所述连杆本体(6321)的另一端上，所述连杆本体(6321)能够贯穿所述连接孔(6314)并压缩所述弹性件(6322)；/n其中，四根所述连杆构件(632)中，相邻的两个所述连杆构件(632)与不同的所述支座相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双向回转机构，其特征在于，包括对置的两个支座(610、620)、位于两个所述支座(610、620)之间并分别连接两个所述支座(610、620)的十字轴组件(630)，其中，所述十字轴组件(630)包括：
十字连接架(631)；
相同的四根连杆构件(632)；
所述十字连接架(631)包括铰接座一(6311)、铰接座二(6312)以及四个连接耳座(6313)，所述铰接座一(6311)通过第一轴(633)连接至其中一个所述支座，所述铰接座二(6312)通过第二轴(634)连接至另外一个所述支座，所述第一轴(633)与所述第二轴(634)之间互相垂直，所述连接耳座(6313)上设有连接孔(6314)；
所述连杆构件(632)包括连杆本体(6321)、弹性件(6322)、铰接座三(6323)与限位件(6324)，所述弹性件(6322)套设在所述连杆本体(6321)上，所述连杆本体(6321)的一端通过铰接座三(6323)连接至所述支座(610、620)，所述限位件(6324)设在所述连杆本体(6321)的另一端上，所述连杆本体(6321)能够贯穿所述连接孔(6314)并压缩所述弹性件(6322)；
其中，四根所述连杆构件(632)中，相邻的两个所述连杆构件(632)与不同的所述支座相连接。


2.如权利要求1所述的双向回转机构，其特征在于，所述限位件(6324)为限位螺母或者限位销。


3.如权利要求1所述的双向回转机构，其特征在于，所述支座(610、620)上设有凸出的连接块(641)，所述连接块(640)上设有通孔(641)，所述铰接座一(6311)通过所述第一轴(633)与其中一个所述连接块(640)相连，所述铰接座二(6312)通过所述第二轴(634)与另外一个所述连接块(640)相连。


4.一种多自由度装置，其特征在于，包括如权利要求1－3任一所述的双向回转机构(600)、以及用于驱动所述支座产生位移的横移机构(300)，其中所述横移机构(300)包括基座(310)、导向轨(320)与活动块(330)，所述导向轨(320)安装在所述基座(310)上，所述活动块(330)与所述导向轨(320)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永扬，匡迪，谢流民，
申请(专利权)人：广州风神汽车有限公司，东风汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44