分拣机器人用三自由度自适应柔性抓手制造技术

本发明专利技术公开了一种分拣机器人用三自由度自适应柔性抓手，包括支座、主动支链、从动支链和自适应夹紧带。本发明专利技术通过四个主动支链驱动自适应夹紧带抓取或释放铸件，可看成一个具有空间两平移一转动最多三个运动自由度的并联机构，运动自由度多；自适应夹紧带能与被抓取的铸件表面很好的贴合，接触面积大，实现自适应抓取，可避免在抓取过程中损伤铸件；夹紧缸、自适应夹紧带均可根据被抓取物品的需要更换，对被抓取铸件等物品表面形状的适应性强。能够满足多种类型铸件的抓取和分拣需要，特别适合于中小型铸件及其它铸造生产用零部件抓取和分拣。本发明专利技术还具有设备成本相对较低、结构紧凑、能耗小，以及调节方便、维护简单等优点。维护简单等优点。维护简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
分拣机器人用三自由度自适应柔性抓手


[0001]本专利技术属于工业机器人设备
，特别涉及一种分拣机器人用三自由度自适应柔性抓手。

技术介绍

[0002]工业机器人高度的柔性化能够满足现代化绿色铸造生产中的各种特殊要求，铸造生产采用机器人，不仅可把操作工人从繁重、单调的体力劳动中解放出来，节约劳动力，而且还是提高铸件生产效率、制造精度和质量、实现铸造生产自动化、智能化的重要手段。铸造机器人不仅可用于压铸、精铸生产中的铸件搬运和传送，还可用在砂型铸造的造型、制芯、下芯、浇注、清理、切割打磨以及检验等工序中。而铸造机器人执行取芯、组芯、下芯、搬运和分拣等作业任务时，除机器人本体外，作为末端执行器的机器人抓手便成为重要的关键设备。在中小型铸件的生产中，浇口杯、砂芯组件和铸件的形状往往不规则，异形结构较多，现有抓手在执行抓取任务时，抓手与浇口杯、砂芯组件和铸件的接触面积较小，抓手的适应性差，容易损伤或破坏浇口杯、砂芯组件和铸件。目前，现有机器人抓手多为刚性抓手，不能自动适应被抓取物的表面形状。
[0003]针对中小型铸件生产中机器人执行抓取任务时中存在的问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。如申请号为201710029023.9的中国专利公开了一种多用型机器人手臂手爪结构，包括基座、爪臂、气缸、翻转托板、联动板和控制器，结构简单，爪臂的长度无法根据所需夹取的铸件大小实现调节，抓取时稳定性较差，且工作空间相对较小，无法满足结构复杂铸件的抓取。申请号为201410281605.2的中国专利公开了一种多功能机器人手爪，由电机驱动部分、真空吸盘和机械手爪部分构成，真空吸盘不适用于表面复杂的铸件，机械手爪工作空间较小，对异形铸件的抓取类型范围受限。申请号为201110297466.9的中国专利提出机器人手爪装置，通过滑动机构带动抓取件滑动调节抓取位置，定位精度较高，但因手爪不可调节导致在抓取过程中无法选择最佳抓取位置，不能满足异形铸件抓取作业要求。申请号为201010605168.7的中国专利公开了一种机器人手爪，包括气缸体、双向气缸、定位销钉和抓取钳板，这类手爪进行作业时存在以下缺点：1)灵活性较低，适应性有限；2)抓取稳定性较差；3)无法满足异形截面复杂铸件的作业要求。申请号为201410689752.3的中国专利公开了一种机器人手爪装置，包括机械爪、滑块、提升件、安装板和拉升件，可实现铸件抓取和提升，但手爪的工作空间较小，且灵活性差，工作效率低。
[0004]综上，现有可用于铸件分拣的分拣机器人抓手大多属于刚性抓手，不具备与铸件表面形状自适应的特征，无法满足铸件分拣时自适应可靠抓取作业需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种分拣机器人用三自由度自适应柔性抓手，能够满足多种类型铸件的抓取和分拣需要，特别适合于中小型铸件及其它铸造生产用零部件抓取和分拣，为开发高效、实用的铸件分拣机器人提供支撑。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
[0007]一种分拣机器人用三自由度自适应柔性抓手，包括支座、主动支链、从动支链和自适应夹紧带。其中，所述的支座包括支座体、连接法兰，所述的支座体整体呈工字型且左右两端均向下挠曲，用于安装主动支链和从动支链；在所述的支座体的四个角部下方均设有外耳座，用于安装主动支链；在所述的支座体的前后两侧中部下方设有四个对称布置的内耳座，用于安装从动支链；所述的外耳座、所述的内耳座均通过焊接或整体铸造成型的方法与支座体固连。用于和分拣机器人相连接的连接法兰位于支座体的中心位置且与支座体通过焊接或整体铸造成型的方法相连接，在所述的连接法兰的中部设有工艺孔，用于减轻支座的总重量并方便本专利技术在分拣机器人末端连接法兰的定位和安装，在所述的连接法兰的外侧还设有连接螺栓孔，用于本专利技术与分拣机器人末端连接法兰相连接；在所述的支座体的外侧设有外加强筋，在支座体的中部左右两侧上表面设有内一加强筋，在支座体的中部前后两侧上表面还设有内二加强筋，且内一加强筋、内二加强筋的内侧端均与连接法兰固连。所述的自适应夹紧带有两条，且对称安装在支座的下方，所述的自适应夹紧带的两端通过铰链与所述的主动支链的下端相连接，自适应夹紧带的中部通过铰链与所述的从动支链的下端相连接。
[0008]所述的主动支链、所述的从动支链安装在支座体的下方。所述的主动支链有四组，且对称布置在支座体的下方，用于支撑并驱动自适应夹紧带包裹或释放铸件，所述的主动支链的顶部通过铰链与支座体的外耳座相连接；所述的从动支链有四组，且对称布置在支座体的下方，用于支撑自适应夹紧带，所述的从动支链的顶部通过铰链与支座体的内耳座相连接。
[0009]所述的主动支链包括夹紧缸、过渡接头、外链板吊耳。其中，所述的夹紧缸用于驱动主动支链实现伸长或缩短，在夹紧缸的上端设有限位吊耳，且在所述的限位吊耳的一侧设有限位面，夹紧缸上端的限位吊耳通过铰链与支座体下方的外耳座相连接；所述的过渡接头用于连接夹紧缸的活塞杆和外链板吊耳，过渡接头的上端与夹紧缸的活塞杆的下端通过螺纹或焊接的方法固连，所述的外链板吊耳的上端与过渡接头的下端通过铰链相连接，所述的外链板吊耳下端与自适应夹紧带的两端通过铰链相连接。为了精确控制自适应夹紧带对被抓取铸件的包裹压力，还需要在夹紧缸与过渡接头之间设置三维力传感器。所述的夹紧缸可采用双作用气缸、双作用液压缸或电动推杆，当所述的夹紧缸采用双作用气缸时需要为本专利技术配置气泵及气源处理原件、气管及电磁阀；当所述的夹紧缸采用双作用液压缸时需要为本专利技术配置小型液压泵站、液压管路及电磁阀；当所述的夹紧缸采用电动推杆时需要为本专利技术配置电动推杆控制器。
[0010]在所述的外耳座的内侧设有限位挡块，与限位吊耳的限位面配合实现夹紧缸的轴线与连接法兰的中心轴线之间的夹角范围为5
°‑
85
°
。
[0011]所述的从动支链包括上连杆、下连杆、弹簧和内链板吊耳。其中，所述的上连杆的上端通过铰链与支座体下方的内耳座相连接，所述的下连杆的上端与上连杆的下端通过铰链相连接，所述的下连杆的下端与内链板吊耳通过铰链相连接，所述的内链板吊耳的下端与自适应夹紧带的中部通过铰链相连接；所述的弹簧的上端钩挂在上连杆的中上部的内侧端，所述的弹簧的下端钩挂在下连杆的中下部的内侧端，用于控制上连杆、下连杆之间的夹角，进而实现自适应夹紧带保持夹紧铸件前的初试状态。
[0012]所述的自适应夹紧带包括扁平状金属夹紧层、防脱钩爪和柔性防护套。其中，所述的扁平状金属夹紧层用于包裹铸件，所述的防脱钩爪用于连接扁平状金属夹紧层和主动支链，特别是在抓取或夹持铸件时还可防止铸件滑脱；所述的扁平状金属夹紧层的左右两端与防脱钩爪的上端通过铰链相连接；所述的柔性防护套套装在扁平状金属夹紧层和防脱钩爪的外部，用于防护扁平状金属夹紧层和防脱钩爪，避免执行抓取和夹紧任务时损伤铸件，同时增加自适应夹紧带与铸件之间的摩擦力；所述的防脱钩爪的中部与外链板吊耳的下端通过铰链相连接，所述的扁平状金属夹紧层的中部与内链板吊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分拣机器人用三自由度自适应柔性抓手，包括支座、主动支链、从动支链和自适应夹紧带，其特征在于：所述的支座包括支座体、连接法兰，所述的支座体整体呈工字型且左右两端均向下挠曲，在所述的支座体的四个角部下方均设有外耳座，在所述的支座体的前后两侧中部下方设有四个对称布置的内耳座，所述的外耳座、所述的内耳座均通过焊接或整体铸造成型的方法与支座体固连；所述的连接法兰位于支座体的中心位置且与支座体通过焊接或整体铸造成型的方法相连接，在所述的连接法兰的中部设有工艺孔，在所述的连接法兰的外侧还设有连接螺栓孔；在所述的支座体的外侧设有外加强筋，在支座体的中部左右两侧上表面设有内一加强筋，在支座体的中部前后两侧上表面还设有内二加强筋，且内一加强筋、内二加强筋的内侧端均与连接法兰固连；所述的主动支链、所述的从动支链安装在支座体的下方，所述的主动支链有四组，对称布置在支座体的下方，且主动支链的顶部通过铰链与支座体的外耳座相连接；所述的从动支链有四组，对称布置在支座体的下方，且从动支链的顶部通过铰链与支座体的内耳座相连接；所述的自适应夹紧带有两条，且对称安装在支座的下方，所述的自适应夹紧带的两端通过铰链与所述的主动支链的下端相连接，自适应夹紧带的中部通过铰链与所述的从动支链的下端相连接；所述的主动支链包括夹紧缸、过渡接头、外链板吊耳，在所述的夹紧缸的上端设有限位吊耳，且在所述的限位吊耳的一侧设有限位面，夹紧缸上端的限位吊耳通过铰链与支座体下方的外耳座相连接，所述的过渡接头的上端与夹紧缸的活塞杆的下端通过螺纹或焊接的方法固连，所述的外链板吊耳的上端与过渡接头的下端通过铰链相连接，所述的外链板吊耳的下端与自适应夹紧带的两端通过铰链相连接；所述的从动支链包括上连杆、下连杆、弹簧和内链板吊耳，所述的上连杆的上端通过铰链与支座体下方的内耳座相连接，所述的下连杆的上端与上连杆的下端通过铰链相连接，所述的下连杆的下端与内链板吊耳通过铰链相连接，所述的内链板吊耳的下端与自适应夹紧带的中部通过铰链相连接，所述的弹簧的上端钩挂在上连杆的中上部的内侧端，所述的弹簧的下端钩挂在下连杆的中下部的内侧端；所述的自适应夹紧带包括扁平状金属夹紧层、防脱钩爪和柔性防护套，所述的扁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成军，程彪，沈豫浙，凌六一，胡鹏，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：