一种瓶体抓取机械手末端执行器的制作方法

本发明涉及一种机械手末端执行器，具体涉及一种瓶体抓取机械手末端执行器，属于机械手的技术领域。

背景技术：

随着机器人技术的不断发展，机械手已经在工业生产流水线中得到了普及，目前的瓶体抓取机械手末端执行器主要有两种方式，第一种是有圆弧形抓取槽的双钳，工作时圆弧形抓取槽会紧紧夹住目标瓶体，这种装置应用范围比较狭窄，一旦双钳加工完成，所能抓取的瓶体的尺寸也就唯一确定，而且不能适用于不同姿态的目标瓶体，同时，不可控的夹紧力可能会导致一些易碎瓶体的损坏；第二种是通过气压的吸收与释放来实现瓶体抓起和放置，这种传统的装置虽然能顺利抓取瓶体，但同样面对着会对易碎类瓶体造成损坏的问题。

对现有技术文献的检索发现，专利CN204868852U提出了一种瓶类物料抓取装置，通过圆弧形抓取槽的夹紧以实现瓶体的抓取，虽然其通过结构的优化减小了抓取槽与瓶体的接触面积，减小了因夹紧力过大导致瓶体损坏的风险，但同样面临着应用对象单一的问题，而且不能适用于瓶体的不同姿态，实用性大大降低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种瓶体抓取机械手末端执行器，该机械手末端执行器能够在水平圆周上自由转动，适应目标瓶体不同姿态、不同尺寸，扩大了整体装置的工作区间，提高了整体装置的实用性。

一种瓶体抓取机械手末端执行器，该机械手末端执行器由连杆板、机械爪、驱动机构及传动机构组成，外围设备为机械臂；

连杆板水平安装在机械臂末端，机械爪垂直安装在连杆板上，机械爪在驱动机构和传动机构的控制下实现在水平圆周上的转动和抓取间距的调节。

进一步地，所述驱动机构分为控制机械爪转动的驱动机构Ⅰ和控制机械爪两指间距离调节的驱动机构Ⅱ。

进一步地，所述传动机构分为实现机械爪转动的传动机构Ⅰ和实现机械爪两指间距离调节的传动机构Ⅱ。

进一步地，所述驱动机构为舵机。

进一步地，机械爪包括左指、右指及手指连接件；

两个以上左指之间和两个以上右指之间通过手指连接件固定连接，左指与右指各指之间交错排列。

进一步地，机械爪包括左从动手指Ⅰ、左从动手指Ⅱ、其余三个左指、右从动手指Ⅰ、右从动手指Ⅱ、其余三个右指、左传动轴Ⅰ、左传动轴Ⅱ、右传动轴Ⅰ、右传动轴Ⅱ以及手指连接件；

所述左从动手指Ⅰ和左从动手指Ⅱ与左传动轴Ⅱ转动配合，其余三个左指与左传动轴Ⅰ转动配合，左从动手指Ⅰ、左从动手指Ⅱ和其余三个左指共五个左指，五个左指之间通过手指连接件固定连接，右从动手指Ⅰ和右从动手指Ⅱ与右传动轴Ⅱ转动配合，其余三个右指与右传动轴Ⅰ转动配合，右从动手指Ⅰ、右从动手指Ⅱ和其余三个右指共五个右指，五个右指之间通过手指连接件固定连接，五个左指与五个右指之间交错排列。

进一步地，传动机构Ⅰ为中心轴，所述传动机构Ⅱ为齿轮副。

进一步地，左指与右指上均设有两片橡胶垫。

进一步地，齿轮副的齿轮与机械爪固定连接。

有益效果：

1、本发明能够在水平圆周上自由转动，以左指与右指靠近或远离的形式实现瓶体的抓取与放置，使机械爪可以适应目标瓶体不同姿态、不同尺寸，扩大了整体装置的工作区间，提高了整体装置的实用性。

2、本发明的机械臂末端不直接连接机械爪，而是先连接水平连杆板，扩大了整体装置的工作区间。

3、本发明只通过主动齿轮便能将运动传递到左、右手指，简单高效。

4、本发明在每个手指上安置两片橡胶垫，增加了与目标瓶体之间的摩擦力，增加了工作时的稳定性。

5、本发明手指之间交错排列的方式，使机械爪能适应长度较长的瓶体，同时也增加了工作时的扭矩，从而增加了工作时瓶体的平稳性。

6、本发明让机械爪在舵机的驱动下可以作水平圆周上的旋转运动，这样使机械爪可以根据目标瓶体的不同姿态作出相应的旋转调整，从而以较好的角度实施抓取工作，增加了装置的适用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的剖视图。

其中，1-舵机Ⅰ，2-垂直连接板，3-主动齿轮，4-左从动手指Ⅱ，5-从动齿轮，6-舵机安装块Ⅰ，7-右从动手指Ⅱ，8-舵机Ⅱ，9-橡胶垫，10-连杆板，11-左传动轴Ⅰ，12-舵机安装块Ⅱ，13-左从动手指Ⅰ，14-销，15-螺钉，16-左传动轴Ⅱ，17-轴承套筒，18-右传动轴Ⅱ，19-右从动手指Ⅰ，20-舵机安装块Ⅰ，21-手指连接件，22-右传动轴Ⅰ，23-腕关节连接处。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种瓶体抓取机械手末端执行器，该机械手末端执行器由连杆板、机械爪、驱动机构及传动机构组成，外围设备为机械臂。

连杆板水平安装在机械臂末端，机械爪垂直安装在连杆板上，机械爪在驱动机构和传动机构的控制下实现在水平圆周上的转动和抓取间距的调节。驱动机构分为控制机械爪转动的驱动机构Ⅰ、控制机械爪两指间距离调节的驱动机构Ⅱ，传动机构分为实现机械爪转动的传动机构Ⅰ及实现机械爪两指间距离调节的传动机构Ⅱ。

本实施例中，驱动机构为舵机Ⅰ1和舵机Ⅱ8，传动机构为中心轴和齿轮副，机械手末端执行器由连杆板10、机械爪、中心轴、垂直连接板2、舵机Ⅰ1、舵机Ⅱ8、舵机安装块Ⅰ6、舵机安装块Ⅱ12、传动轴及齿轮副组成，如图1所示。

连杆板10末端安装有中心轴，轴线方向与连杆板10所在平面垂直，中心轴上端连接舵机Ⅰ1，下端与垂直连接板2固定连接，垂直连接板2与舵机安装块Ⅱ12上表面固定连接，机械爪通过传动轴固定连接在舵机安装块Ⅱ12内，舵机安装块Ⅱ12中安装有舵机Ⅱ8，齿轮副安装在机械爪上，舵机Ⅱ8通过驱动齿轮副调节抓取间距来控制机械爪的抓取和放置动作，舵机Ⅰ1通过驱动中心轴的转动实现机械爪在水平面内的旋转运动，舵机Ⅰ1安装在舵机安装块Ⅰ6内。

机械爪包括左从动手指Ⅰ13、左从动手指Ⅱ4、其余三个左指、右从动手指Ⅰ19、右从动手指Ⅱ7、其余三个右指、左传动轴Ⅰ11、左传动轴Ⅱ16、右传动轴Ⅰ22、右传动轴Ⅱ18以及手指连接件21。

如图2所示，左从动手指Ⅰ13和左从动手指Ⅱ4与左传动轴Ⅱ16转动配合，其余三个左指与左传动轴Ⅰ11转动配合，左从动手指Ⅰ13、左从动手指Ⅱ4和其余三个左指共五个左指，五个左指之间通过通过螺钉15与手指连接件21固定连接，右从动手指Ⅰ19和右从动手指Ⅱ7与右传动轴Ⅱ18转动配合，右传动轴Ⅱ18外设有轴承套筒17，其余三个右指与右传动轴Ⅰ22转动配合，右从动手指Ⅰ19、右从动手指Ⅱ7和其余三个右指共五个右指，五个右指之间通过通过螺钉15与手指连接件21固定连接，五个左指与五个右指之间交错排列，左指与右指上均设有两片橡胶垫9。

齿轮副包括主动齿轮3和从动齿轮5，主动齿轮3与从动齿轮5互相啮合，左从动手指Ⅰ13通过销14固定连接在主动齿轮3上，右从动手指Ⅰ通过螺钉与从动齿轮5固定连接，齿轮直接带动手指的运动。

工作时，连杆板10首端的腕关节连接处23与机械臂连接，连杆板10需维持水平状态，需与中心轴轴线方向互相垂直。舵机Ⅰ1的正反转直接驱动中心轴转动，中心轴将运动传递给垂直连接板2及舵机安装块Ⅱ6，带动舵机Ⅱ8及机械爪在水平圆周上转动。这样使机械爪可以根据目标瓶体的不同姿态作出相应的旋转调整，从而以较好的角度实施抓取工作，增加了装置的适用性。

舵机Ⅱ8直接驱动左侧的主动齿轮3转动，主动齿轮3将运动传递到左从动手指Ⅰ13，然后左从动手指Ⅰ13将运动传递到其余的左从动手指；对于右侧手指的运动，主动齿轮3将运动传递到从动齿轮5，然后从动齿轮5带动右从动手指Ⅰ19运动，其次右从动手指Ⅰ19将运动传递到其余的右从动手指，确保了左、右指间运动的同步性，这样就可以通过控制舵机Ⅱ8的正反转调节两指间的距离，实现左指与右指之间的夹紧与放松。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。