一种用于工业机器人的抓取装置

技术领域

本发明涉及一种抓取装置设备，具体为一种用于工业机器人的抓取装置，属于抓取设备应用技术领域。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

现有的工业机器人抓取装置多数结构简单，存在一定的使用弊端，例如大多数结构都为动力组件带动夹具进行夹紧然后抓取工件，动力组件如摆动气缸或电机，这样设计的夹具直接的间距不可调，限制了装置适用性，其次夹取角度不可调，再遇到不同工件时，无法调整夹取角度使得装置能够更加牢靠的夹取工件，为此，我们提出一种用于工业机器人的抓取装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的工业机器人抓取装置多数结构简单，存在一定的使用弊端，例如大多数结构都为动力组件带动夹具进行夹紧然后抓取工件，动力组件如摆动气缸或电机，这样设计的夹具直接的间距不可调，限制了装置适用性，其次夹取角度不可调，再遇到不同工件时，无法调整夹取角度使得装置能够更加牢靠的夹取工件的问题，而提出一种用于工业机器人的抓取装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于工业机器人的抓取装置，包括基板，所述基板的前后两侧对称安装有导向轴，且导向轴的两端均安装有直线轴承，所述基板的左右两侧对称设置有活动板，且活动板的内侧与其所靠近的直线轴承固定连接，两组所述活动板相对的一侧上均固定连接齿杆，并且两组所述齿杆均延伸到基板的内部呈对称分布，所述基板的上端面通过带座轴承安装有蜗杆，且蜗杆的一端固定连接有从动轮，所述蜗杆的外部设置有动力箱，且动力箱与基板的上端面固定连接，所述动力箱的顶端内壁上固定连接有电机安装板，且电机安装板的底端安装有电机，所述电机输出轴末端通过联轴器固定连接有传动轴，且传动轴上安装有主动轮，所述主动轮和从动轮之间通过皮带进行传动连接，所述蜗杆背侧的基板上端面固定连接有齿轮轴安装板，且齿轮轴安装板上亦通过带座轴承转动连接有第一齿轮轴，所述第一齿轮轴的轴端外壁上固定连接有与蜗杆相互啮合的涡轮，所述活动板的外侧均固定连接有安装块，且安装块靠近活动板的一侧均通过滚珠轴承转动连接有第二齿轮轴，所述第二齿轮轴的另一端固定连接有翻转板，且翻转板的靠近基板的一侧对称固定连接有夹具组件。

本发明的进一步技术改进在于：所述基板上开设两个导向轴安装孔和两个齿杆安装孔且各自关于基板的中心线呈对称分布，两个所述齿杆安装孔均位于导向轴安装孔的里侧，所述导向轴安装于导向轴安装孔内，所述齿杆安装于齿杆安装孔内，并且所述齿杆和齿杆安装孔之间通过衬套进行滑动连接。

本发明的进一步技术改进在于：所述基板的正面和背面均开设有开槽，且开槽的深度等于导向轴安装孔的轴线到基板边侧的垂直距离，所述开槽的宽度为0.5mm，所述基板的中心处还开设有放置孔，所述第一齿轮轴的齿轮端位于放置孔内。

本发明的进一步技术改进在于：所述导向轴、活动板、翻转板各设置有两个且关于基板的中心线呈对称分布，所述直线轴承和夹具组件各设置有四个且关于基板的中心线呈对称分布。

本发明的进一步技术改进在于：所述夹具组件包括有长条板、连接块、两个夹块和四个导向块，两个所述夹块分别对称固定安装于长条板的一侧，所述连接块安装于两个所述夹块之间，并且两个所述夹块上均开始有导向孔，所述连接块在导向孔内滑动，两个所述夹块的两侧均开始有滑槽，四个所述导向块分别固定在所述长条板的两侧呈对称分布，四个所述导向块分别与四个所述滑槽配合使用。

本发明的进一步技术改进在于：所述动力箱的正面和背面有均安装有封板，且封板和动力箱之间通过螺钉固定连接，所述动力箱的顶端固定连接有法兰头。

本发明的进一步技术改进在于：所述传动轴的两端安装有两个带座轴承，其中一个带座轴承固定在电机安装板的底端，另外一个带座轴承固定在动力箱的侧壁。

本发明的进一步技术改进在于：所述安装块的一侧固定连接有气缸，且气缸的活塞杆末端固定连接有连接板，所述连接板上通过螺钉固定连接有齿条，所述翻转板上固定连接有导块，并且所述齿条上开设与导块配合使用的导向槽。

本发明的进一步技术改进在于：该装置的使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：将装置中的法兰头与工业机器人的法兰端相互连接，其次将夹具组件的角度调整好以便于取得更适合工件的夹取角度，气缸的活塞杆向外伸出，带动连接板和齿条同时移动，使得齿条啮合第二齿轮轴旋动90°，继而带动第二齿轮轴上固定的翻转板旋动90°，进而使得翻转板上固定的夹具组件跟随其转动90°，从而使得夹具能够旋转90°，使得装置能够切换夹取角度以适应不同种工件；

步骤二：调整夹块之间的间距以适应当前工件的体积大小，夹块在导向块和滑槽的作用下能够自由滑动，通过内六角圆柱头螺钉能够使得夹块在导向块和长条板的作用下被抵紧，实现了两个夹块之间的间距可调；

步骤三：电机转动能够带动传动轴转动，传动轴转动后主动轮跟随其转动，在皮带和从动轮的传动关系下，进而带动从动轮转动，使得蜗杆跟随从动轮转动，蜗杆啮合涡轮转动，使得第一齿轮轴上齿轮啮合齿杆，两个齿杆为对称分布在涡轮的两侧，如此实现两个齿杆的不同向运动，使得两个齿杆上固定的活动板相互靠近或分开，活动板靠近时即四个夹具组件相互靠近，实现对工件的夹取，反之分开为放开对工件的夹取。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、装置设置有动力组件，通过电机转动能够带动传动轴转动，传动轴转动后主动轮跟随其转动，在皮带和从动轮的传动关系下，带动从动轮转动，使得蜗杆跟随从动轮转动，蜗杆啮合涡轮转动，使得第一齿轮轴上齿轮啮合齿杆，两个齿杆为对称分布在涡轮的两侧，如此实现两个齿杆的不同向运动，使得两个齿杆上固定的活动板相互靠近或分开，活动板靠近时即四个夹具组件相互靠近，实现对工件的夹取，反之分开为放开对工件的夹取，因主动轮的直径大于从动轮的直径，当电机转动一圈时能够迅速带动从动轮转动多圈，从而使得装置夹取速度快，结构稳定易于维护检修，整体结构为可拆卸式，制造成本较低。

2、装置设置为可调间距的夹块，夹块在导向块和滑槽的作用下能够自由滑动，通过内六角圆柱头螺钉能够使得夹块在导向块和长条板的作用下被抵紧，实现了两个夹块之间的间距可调，在批量生产时，能够适应多种规格大小的工件的夹取，提高了装置的适应性。

3、装置设置夹具角度的可调，通过气缸的活塞杆向外伸出，带动连接板和齿条同时移动，使得齿条啮合第二齿轮轴旋动90°，继而带动第二齿轮轴上固定的翻转板旋动90°，进而使得翻转板上固定的夹具组件跟随其转动90°，使得夹具能够旋转90°，从而使得装置能够切换夹取角度以适应不同种工件。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的整体结构示意图之一。

图2为本发明的整体结构示意图之二。

图3为本发明的整体结构示意图之三。

图4为本发明中基板结构示意图。

图5为本发明中基板的内部结构连接关系示意图。

图6为本发明中第一齿轮轴和涡轮的结构示意图。

图7为本发明中气缸和齿条所在部分的结构示意图。

图8为本发明的局部结构分解示意图。

图9为本发明中夹具组件所在部分的结构分解示意图。

图10为本发明中夹具组件的结构分解示意图。

图11为本发明在调整夹块角度后的状态示意图。

图中：1、基板；101、放置孔；102、导向轴安装孔；103、齿杆安装孔；104、开槽；2、导向轴；3、直线轴承；4、活动板；5、齿杆；6、蜗杆；7、从动轮；8、主动轮；9、皮带；10、动力箱；11、电机安装板；12、电机；13、传动轴；14、齿轮轴安装板；15、第一齿轮轴；16、涡轮；17、安装块；18、第二齿轮轴；19、翻转板；20、夹具组件；2001、长条板；2002、连接块；2003、夹块；2004、导向块；2005、导向孔；2006、滑槽；21、封板；22、法兰头；23、气缸；24、连接板；25、齿条；26、导块；27、导向槽；28、衬套。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-11所示，一种用于工业机器人的抓取装置，包括基板1，基板1的前后两侧对称安装有导向轴2，且导向轴2的两端均安装有直线轴承3，基板1的左右两侧对称设置有活动板4，且活动板4的内侧与其所靠近的直线轴承3固定连接，即活动板4通过直线轴承3与导向轴2进行滑动连接，两组活动板4相对的一侧上均固定连接齿杆5，并且两组齿杆5均延伸到基板1的内部呈对称分布，基板1的上端面通过带座轴承安装有蜗杆6，且蜗杆6的一端固定连接有从动轮7，蜗杆6的外部设置有动力箱10，且动力箱10与基板1的上端面固定连接，动力箱10的顶端内壁上固定连接有电机安装板11，且电机安装板11的底端安装有电机12，电机12输出轴末端通过联轴器固定连接有传动轴13，且传动轴13上安装有主动轮8，主动轮8和从动轮7之间通过皮带9进行传动连接，蜗杆6背侧的基板1上端面固定连接有齿轮轴安装板14，且齿轮轴安装板14上亦通过带座轴承转动连接有第一齿轮轴15，第一齿轮轴15的轴端外壁上固定连接有与蜗杆6相互啮合的涡轮16，活动板4的外侧均固定连接有安装块17，且安装块17靠近活动板4的一侧均通过滚珠轴承转动连接有第二齿轮轴18，第二齿轮轴18的另一端固定连接有翻转板19，且翻转板19的靠近基板1的一侧对称固定连接有夹具组件20。

基板1上开设两个导向轴安装孔102和两个齿杆安装孔103且各自关于基板1的中心线呈对称分布，两个齿杆安装孔103均位于导向轴安装孔102的里侧，导向轴2安装于导向轴安装孔102内，齿杆5安装于齿杆安装孔103内，并且齿杆5和齿杆安装孔103之间通过衬套28进行滑动连接。衬套28可为自润滑式衬套。

基板1的正面和背面均开设有开槽104，且开槽104的深度等于导向轴安装孔102的轴线到基板1边侧的垂直距离，开槽104的宽度为0.5mm，基板1的中心处还开设有放置孔101，第一齿轮轴15的齿轮端位于放置孔101内。将内六角圆柱头螺钉旋入进基板1顶端的四个沉头孔内，螺钉底端经过开槽104即能够压紧导向轴2，这样将导向轴2固定住，拆卸较为便捷。

导向轴2、活动板4、翻转板19各设置有两个且关于基板1的中心线呈对称分布，直线轴承3和夹具组件20各设置有四个且关于基板1的中心线呈对称分布。

动力箱10的正面和背面有均安装有封板21，且封板21和动力箱10之间通过螺钉固定连接，动力箱10的顶端固定连接有法兰头22。法兰头22便于和工业机器人的法兰端连接，设置封板21便于打开对动力箱10内部的零部件进行检修。

传动轴13的两端安装有两个带座轴承，其中一个带座轴承固定在电机安装板11的底端，另外一个带座轴承固定在动力箱10的侧壁。两个带座轴承能够让传动轴13的实现转动。

通过采用上述技术方案：装置设置有动力组件，通过电机12转动能够带动传动轴13转动，传动轴13转动后主动轮8跟随其转动，在皮带9和从动轮7的传动关系下，带动从动轮7转动，使得蜗杆6跟随从动轮7转动，蜗杆6啮合涡轮16转动，使得第一齿轮轴15上齿轮啮合齿杆5，两个齿杆5为对称分布在涡轮16的两侧，如此实现两个齿杆5的不同向运动，使得两个齿杆5上固定的活动板4相互靠近或分开，活动板4靠近时即四个夹具组件20相互靠近，实现对工件的夹取，反之分开为放开对工件的夹取，因主动轮8的直径大于从动轮7的直径，当电机12转动一圈时能够迅速带动从动轮7转动多圈，从而使得装置夹取速度快，结构稳定易于维护检修，整体结构为可拆卸式，制造成本较低。

实施例2

请参阅图1-11所示，一种用于工业机器人的抓取装置，包括基板1，基板1的前后两侧对称安装有导向轴2，且导向轴2的两端均安装有直线轴承3，基板1的左右两侧对称设置有活动板4，且活动板4的内侧与其所靠近的直线轴承3固定连接，即活动板4通过直线轴承3与导向轴2进行滑动连接，两组活动板4相对的一侧上均固定连接齿杆5，并且两组齿杆5均延伸到基板1的内部呈对称分布，基板1的上端面通过带座轴承安装有蜗杆6，且蜗杆6的一端固定连接有从动轮7，蜗杆6的外部设置有动力箱10，且动力箱10与基板1的上端面固定连接，动力箱10的顶端内壁上固定连接有电机安装板11，且电机安装板11的底端安装有电机12，电机12输出轴末端通过联轴器固定连接有传动轴13，且传动轴13上安装有主动轮8，主动轮8和从动轮7之间通过皮带9进行传动连接，蜗杆6背侧的基板1上端面固定连接有齿轮轴安装板14，且齿轮轴安装板14上亦通过带座轴承转动连接有第一齿轮轴15，第一齿轮轴15的轴端外壁上固定连接有与蜗杆6相互啮合的涡轮16，活动板4的外侧均固定连接有安装块17，且安装块17靠近活动板4的一侧均通过滚珠轴承转动连接有第二齿轮轴18，第二齿轮轴18的另一端固定连接有翻转板19，且翻转板19的靠近基板1的一侧对称固定连接有夹具组件20。

夹具组件20包括有长条板2001、连接块2002、两个夹块2003和四个导向块2004，两个夹块2003分别对称固定安装于长条板2001的一侧，连接块2002安装于两个夹块2003之间，连接块2002和夹块2003上与工件所接触的外表面上均设置防滑纹，并且两个夹块2003上均开始有导向孔2005，连接块2002在导向孔2005内滑动，两个夹块2003的两侧均开始有滑槽2006，四个导向块2004分别固定在长条板2001的两侧呈对称分布，四个导向块2004分别与四个滑槽2006配合使用。

通过采用上述技术方案：装置设置为可调间距的夹块2003，夹块2003在导向块2004和滑槽2006的作用下能够自由滑动，通过内六角圆柱头螺钉能够使得夹块2003在导向块2004和长条板2001的作用下被抵紧，实现了两个夹块2003之间的间距可调，在批量生产时，能够适应多种规格大小的工件的夹取，提高了装置的适应性。

实施例3

请参阅图1-11所示，一种用于工业机器人的抓取装置，包括基板1，基板1的前后两侧对称安装有导向轴2，且导向轴2的两端均安装有直线轴承3，基板1的左右两侧对称设置有活动板4，且活动板4的内侧与其所靠近的直线轴承3固定连接，即活动板4通过直线轴承3与导向轴2进行滑动连接，两组活动板4相对的一侧上均固定连接齿杆5，并且两组齿杆5均延伸到基板1的内部呈对称分布，基板1的上端面通过带座轴承安装有蜗杆6，且蜗杆6的一端固定连接有从动轮7，蜗杆6的外部设置有动力箱10，且动力箱10与基板1的上端面固定连接，动力箱10的顶端内壁上固定连接有电机安装板11，且电机安装板11的底端安装有电机12，电机12输出轴末端通过联轴器固定连接有传动轴13，且传动轴13上安装有主动轮8，主动轮8和从动轮7之间通过皮带9进行传动连接，蜗杆6背侧的基板1上端面固定连接有齿轮轴安装板14，且齿轮轴安装板14上亦通过带座轴承转动连接有第一齿轮轴15，第一齿轮轴15的轴端外壁上固定连接有与蜗杆6相互啮合的涡轮16，活动板4的外侧均固定连接有安装块17，且安装块17靠近活动板4的一侧均通过滚珠轴承转动连接有第二齿轮轴18，第二齿轮轴18的另一端固定连接有翻转板19，且翻转板19的靠近基板1的一侧对称固定连接有夹具组件20。

安装块17的一侧固定连接有气缸23，且气缸23的活塞杆末端固定连接有连接板24，连接板24上通过螺钉固定连接有齿条25，翻转板19上固定连接有导块26，并且齿条25上开设与导块26配合使用的导向槽27

该装置的使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：将装置中的法兰头22与工业机器人的法兰端相互连接，其次将夹具组件20的角度调整好以便于取得更适合工件的夹取角度，气缸23的活塞杆向外伸出，带动连接板24和齿条25同时移动，使得齿条25啮合第二齿轮轴18旋动90°，继而带动第二齿轮轴18上固定的翻转板19旋动90°，进而使得翻转板19上固定的夹具组件20跟随其转动90°，从而使得夹具能够旋转90°，使得装置能够切换夹取角度以适应不同种工件；

步骤二：调整夹块2003之间的间距以适应当前工件的体积大小，夹块2003在导向块2004和滑槽2006的作用下能够自由滑动，通过内六角圆柱头螺钉能够使得夹块2003在导向块2004和长条板2001的作用下被抵紧，实现了两个夹块2003之间的间距可调，在批量生产时，能够适应多种规格大小的工件的夹取，提高了适应性；

步骤三：电机12转动能够带动传动轴13转动，传动轴13转动后主动轮8跟随其转动，在皮带9和从动轮7的传动关系下，进而带动从动轮7转动，使得蜗杆6跟随从动轮7转动，蜗杆6啮合涡轮16转动，使得第一齿轮轴15上齿轮啮合齿杆5，两个齿杆5为对称分布在涡轮16的两侧，如此实现两个齿杆5的不同向运动，使得两个齿杆5上固定的活动板4相互靠近或分开，活动板4靠近时即四个夹具组件20相互靠近，实现对工件的夹取，反之分开为放开对工件的夹取。

通过采用上述技术方案：装置设置夹具角度的可调，通过气缸23的活塞杆向外伸出，带动连接板24和齿条25同时移动，使得齿条25啮合第二齿轮轴18旋动90°，继而带动第二齿轮轴18上固定的翻转板19旋动90°，进而使得翻转板19上固定的夹具组件20跟随其转动90°，使得夹具能够旋转90°，从而使得装置能够切换夹取角度以适应不同种工件。

本发明在使用时，将装置中的法兰头22与工业机器人的法兰端相互连接，其次将夹具组件20的角度调整好以便于取得更适合工件的夹取角度，气缸23的活塞杆向外伸出，带动连接板24和齿条25同时移动，使得齿条25啮合第二齿轮轴18旋动90°，继而带动第二齿轮轴18上固定的翻转板19旋动90°，进而使得翻转板19上固定的夹具组件20跟随其转动90°，从而使得夹具能够旋转90°，使得装置能够切换夹取角度以适应不同种工件；调整夹块2003之间的间距以适应当前工件的体积大小，夹块2003在导向块2004和滑槽2006的作用下能够自由滑动，通过内六角圆柱头螺钉能够使得夹块2003在导向块2004和长条板2001的作用下被抵紧，实现了两个夹块2003之间的间距可调，在批量生产时，能够适应多种规格大小的工件的夹取，提高了适应性；电机12转动能够带动传动轴13转动，传动轴13转动后主动轮8跟随其转动，在皮带9和从动轮7的传动关系下，进而带动从动轮7转动，使得蜗杆6跟随从动轮7转动，蜗杆6啮合涡轮16转动，使得第一齿轮轴15上齿轮啮合齿杆5，两个齿杆5为对称分布在涡轮16的两侧，如此实现两个齿杆5的不同向运动，使得两个齿杆5上固定的活动板4相互靠近或分开，活动板4靠近时即四个夹具组件20相互靠近，实现对工件的夹取，反之分开为放开对工件的夹取，因主动轮8的直径大于从动轮7的直径，当电机12转动一圈时能够迅速带动从动轮7转动多圈，从而使得装置夹取速度快，结构稳定易于维护检修。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。