旋转抓取装置的制作方法

本发明涉及机械手技术领域，特别是涉及一种旋转抓取装置。

背景技术：

一般地，通过人工、四轴机械手或六轴机械手实现手机壳等工件的上下料工作，但是，人工上下料效率低，四轴机械手只能局限在水平空间内，六轴机械手灵活度虽高，但存在成本高昂、控制程序复杂和占用空间大等缺陷。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能实现多角度抓取且结构简单的旋转抓取装置。

一种旋转抓取装置，应用在机械手上并用于取放工件，包括：

固定件，与所述机械手连接；

旋转机构，包括安装在所述固定件上的安装架，与所述安装架转动连接的主轴，固定在所述主轴上的齿轮，及驱动所述齿轮转动的传动组件；及

抓取机构，与所述主轴连接并用于取放所述工件。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括与所述安装架滑动配合并与所述齿轮啮合的齿条，及驱动所述齿条滑动的驱动气缸，所述驱动气缸的缸筒固定在所述固定件上，所述驱动气缸的活塞杆与所述齿条连接。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括安装在所述齿条的端部并与所述驱动气缸的活塞杆连接的连接器，所述连接器上开设有与所述齿条配合的t型槽。

在其中一个实施例中，还包括如下中的至少一个：

所述连接器上安装有端部能与所述安装架抵接、并用于控制所述驱动气杆活塞杆行程的调节螺钉；

所述连接器上安装有能防止碰撞的缓冲器。

在其中一个实施例中，所述安装架上设置有与所述主轴配合的通孔，所述旋转机构还包括安装在所述通孔中并与所述主轴配合的滚动轴承。

在其中一个实施例中，所述抓取机构包括分别固定在所述主轴两端上的两个支耳，连接在两个所述支耳之间的连接板，及固定在所述连接板上的吸附组件。

在其中一个实施例中，所述吸附组件包括固定在所述连接板上、并以所述连接板的中心呈辐射状布置的四个支撑板，及固定在所述支撑板远离所述连接板一端上的吸附器。

在其中一个实施例中，所述吸附器与所述支撑板垂直连接，所述支撑板开设有与所处吸附器连接的腰型孔。

在其中一个实施例中，所述安装架为敞口结构，所述安装架包括与所述主轴连接且相对设置的两个第一侧板，设置在所述两个第一侧板之间并与所述传动组件配合的两个第二侧板。

在其中一个实施例中，所述固定件包括固定板。

本发明提供的旋转抓取装置，由于设置旋转机构，当传动组件驱动齿轮转动时，齿轮通过主轴带动抓取机构转动，抓取机构转动的角度范围可以在0°到90°之间。因此，抓取机构可以从相对水平面平行的位置转动到与水平面垂直的位置，在抓取机构对工件进行抓取或摆放的过程中，抓取机构可以调整自身的倾斜角度，从而于垂直方向上施加对工件的作用力，顺利实现对工件的抓取或摆放，提高旋转抓取装置了对工件上、下料的效率和精度。

附图说明

图1为一实施例提供的旋转抓取装置与机械手装配的结构示意图；

图2为一实施例提供的吸附有工件的旋转抓取装置的装配结构示意图；

图3为一实施例提供的吸附有工件的旋转抓取装置的分解结构示意图；

图4为一实施例提供的未吸附有工件的旋转抓取装置的装配结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

同时参阅图1至图3，一种旋转抓取装置10，应用在机械手20上并用于抓取工件400，工件400可以为手机壳等。该旋转抓取装置10包括固定件100、旋转机构200和抓取机构300。固定件100固定在机械手20上的旋转轴21上，机械手20可以为四轴机械手等。旋转机构200包括安装架210、主轴220、齿轮230和传动组件240。安装架210固定安装在固定件100上，主轴220与安装架210转动连接，即主轴220可以相对安装架210转动，齿轮230固定在主轴220上，传动组件240用于驱动齿轮230转动。抓取机构300与主轴220连接，抓取机构300用于抓取工件400。

参阅图3，当传动组件240驱动齿轮230转动时，齿轮230通过主轴220带动抓取机构300转动，抓取机构300转动的角度范围可以在0°到90°之间。因此，抓取机构300可以从相对水平面平行的位置转动到与水平面垂直的位置，在抓取机构300对工件400进行抓取或摆放的过程中，抓取机构300可以调整自身的角度，从而于垂直方向上施加对工件400的作用力，顺利实现对工件400的抓取或摆放。

参阅图3，在一些实施例中，固定件100包括固定板110，安装架210为上下开口的敞口结构，安装架210包括两个第一侧板211和两个第二侧板212。两个第一侧板211平行且相对设置，第二侧板212设置在第一侧板211之间，即第二侧板212的两端分别与两个第一侧板211连接，安装架210的横截面为矩形。主轴220的两端转动安装在两个第一侧板211上，齿轮230刚好位于两个第一侧板211之间。当然，可以理解，安装架210还存在其它结构形式。

第一侧板211上设置有通孔，主轴220与该通孔配合，为避免主轴220在转动过程中产生跳动，安装孔中还可以安装滚动轴承，主轴220与该滚动轴承直接配合，可以减少主轴220和第一侧板211的磨损，并提高主轴220的旋转精度。

同时参阅图2和图3，在一些实施例中，传动组件240包括齿条241和驱动气缸242。齿条241与两个第二侧板212滑动配合，齿条241与主轴220为空间垂直关系。驱动气缸242的缸筒固定在固定板110上，驱动气缸242的活塞杆与齿条241连接。第二侧板212上设置有滑孔，齿条241与该滑孔滑动配合。当然，齿条241与齿轮230对应的部分设施轮齿，与滑孔配合的部分不设置轮齿，齿条241上不设置轮齿的部分与第二侧板212上的滑孔滑动配合，当驱动气缸242带动活塞杆往复运动时，齿条241相对第二侧板212往复滑动。可以理解，第二侧板212的滑孔中可以安装导套，齿条241与导套直接配合，导套中开设存储润滑油的导油槽，这样可以提高齿条241滑动的精度和灵敏度。

在齿条241与齿轮230的啮合作用下，当驱动气缸242驱动齿条241相对第二侧板212往复运动时，齿条241的直线运动将转化为齿轮230和主轴220的旋转运动，从而使主轴220带动抓取机构300转动。当然，在其它实施例中，传动组件240还存在其它替代形式，例如，用蜗杆替代齿条241与主轴220上的齿轮230配合，通过伺服电机驱动蜗杆转动以带动齿轮230转动，同样可以驱动主轴220带动抓取机构300转动。

在一些实施例中，传动组件240还包括连接器243，连接器243的一个侧面与齿条241连接，连接器243的另一侧面与驱动气缸242的活塞杆连接。具体的，连接器243上开设有t型槽243c，该t型槽243c与设置在齿条241端部的t型凸块相配合，t型槽243c可以起到对齿条241的定位和加强连接作用，提高齿条241的运动精度与连接器243的连接强度。

在一些实施例中，连接器243上安装有调节螺钉243a，调节螺钉243a的端部能与安装架210上的第二侧板212抵接，当驱动气缸242推动连接器243靠近安装架210运动，直至调节螺钉243a的端部与安装架210抵接，此时，驱动气缸242的活塞杆停止向安装架210方向运动。因此，调节螺钉243a可以控制驱动气杆活塞杆的行程。当调节螺钉243a与安装架210抵接时，位于安装架210与连接器243之间的调节螺钉243a的长度越长，驱动气缸242的活塞杆的行程越短，主轴220带动抓取机构300转动的角度越小；反之，位于安装架210与连接器243之间的调节螺钉243a的长度越小，驱动气缸242的活塞杆的行程越长，主轴220带动抓取机构300转动的角度越大。

连接器243上还安装有缓冲器243b，例如，缓冲器243b可以采用弹性材料制成，当驱动气缸242的活塞杆的行程接近最大值时，缓冲器243b与安装架210接触，驱动气缸242的活塞杆做减速运动，当驱动气缸242的活塞杆的行程达到最大值时，驱动气缸242的活塞杆的速度减为零，这样能有效避免调节螺钉243a或连接器243与安装架210之间产生的剧烈碰撞，防止工件400因振动而产生跌落，提高抓取机构300对工件400抓取的可靠性。

抓取机构300包括两个支耳310、连接板320和吸附组件330。两个支耳310的一端分别固定在主轴220的两端上，安装架210被夹置在两个支耳310之间，连接板320连接在两个支耳310的另一端上，当然，支耳310的另一端凸出第二侧板212一定的高度，即保证连接板320与安装架210之间保持适当的间距，防止转动过程中的干涉现象。

同时参阅图3和图4，在一些实施例中，吸附组件330包括支撑板331和吸附器332。支撑板331的数量为四个，当然也可以为三个或六个等。具体的，四个支撑板331以连接板320的几何中心呈辐射状布置，换言之，四个支撑板331所在直线的延长线相交于连接板320的几何中心，例如，当连接板320的外部轮廓为矩形时，四个支撑板331分别与连接板320上的对角线重合。吸附器332固定在支撑板331远离连接板320的一端上。

吸附器332与支撑板331垂直连接，支撑板331上开设有腰型孔331a，通过改变吸附器332在腰型孔331a中的相对位置，可以调整各个吸附器332之间的距离，从而使得抓取机构300可以适用对不同尺寸工件400的抓取。具体的，吸附器332可以采用真空吸附的方法，在对工件400的吸附过程中，吸附器332垂直对工件400施加作用力。

在吸附过程中，具体的，由于支撑板331的数量为四个，四个支撑板331呈辐射状布置，相邻两个支撑板331上的两个吸附器332共同吸附一个工件400，抓取机构300可以同时抓取两个工件400。因此，在抓取机构300上同时吸附有两个工件400的前提下，当其中一组相邻的两个吸附器332继续保持对工件400的吸附作用时，另外一组相邻的两个吸附器332将停止工作以对工件400进行下料，下料完毕后再重新在新的工位上吸附工件400，也就是说，两组相邻的两个吸附器332可以分别独立的工作、以实现对工件400进行上料和下料，这样消除了中间等待时间，极大的提高了抓取机构300上、下料的工作效率。

当旋转抓取装置10工作时，例如，驱动气缸242的活塞杆完全收缩时，吸附器332处于竖直状态，即吸附器332与水平面垂直，可以对放置在水平面上的工件400进行抓取。当驱动气缸242的活塞杆以设定的行程伸出时，支耳310带动吸附器332顺时针转动，吸附器332与水平面保持一定的夹角，可以对与水平面呈一定夹角的工件400进行抓取，吸附器332相对水平面的倾斜角度可以通过调节驱动气缸242的活塞杆的行程进行控制，而驱动气缸242的活塞杆的行程可以由调节螺钉243a进行调节。因此，无论工件400相对水平面以何种角度放置，或者工件400相对加工工位需以何种方式摆放，抓取机构300均能对工件400进行精确和快速的上料或下料。

该旋转抓取装置10结构简单，控制方便，同时通过设置旋转机构200，在原有自由度的基础上增加新的一个自由度，提高了机械手20取放工件400的灵活度。因此，在确保结构简单和成本合理的基础上，旋转抓取装置10能有效提高机械手20对工件400的多自由度抓取。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。