一种零件加工用自动上下料机器人手爪结构的制作方法

本发明涉及机器人手爪结构领域，具体涉及一种零件加工用自动上下料机器人手爪结构。

背景技术：

机器人手爪结构及机械手臂，常被用来进行自动上下料使用，其中就包括零件加工用自动上下料机器人手爪结构，但是此类机器人手爪结构在使用时仍存在一定缺陷，由于不同种类的零件的大小、形状不相同，而且零件种类众多，其中也包含很多形状不规格的零件，而现有的机器人手爪结构在针对形状不规则的零件进行抓取上下料时常会因零件的形状不规则而出现夹取不牢固，容易脱落的情况，同时形状不规则的零件局部凸出也容易导致在抓取时部分爪臂折断、损坏的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种零件加工用自动上下料机器人手爪结构，可以解决现有的机器人手爪结构在使用时，由于不同种类的零件的大小、形状不相同，而且零件种类众多，其中也包含很多形状不规格的零件，而现有的机器人手爪结构在针对形状不规则的零件进行抓取上下料时常会因零件的形状不规则而出现夹取不牢固，容易脱落的情况，同时形状不规则的零件局部凸出也容易导致在抓取时部分爪臂折断、损坏的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种零件加工用自动上下料机器人手爪结构，包括顶架以及固定安装在其顶部的顶座，所述顶架底部安装有四个大爪，所述顶座顶部固定安装有电源，所述电源顶部固定安装有plc控制器，所述顶架两侧内壁上均设置有侧滑槽，所述顶架底部外壁上设置有底滑槽，两个所述侧滑槽上分别安装有两个与大爪位置相对应的侧滑块，所述侧滑块侧壁上固定安装有一个气泵，所述气泵底部连接有一根气动伸缩杆，所述气动伸缩杆底端连接有一根夹板；

所述大爪侧壁上焊接有两根活动臂，两根所述活动臂顶端之间穿接有主轴，所述主轴两端分别套接有环形转轴、锥齿轮转轴，所述环形转轴、锥齿轮转轴顶部外壁上均连接有一根支杆，两根所述支杆顶端均连接有一个底滑块，两个所述底滑块顶部均通过螺钉固定安装在底滑槽上，所述锥齿轮转轴包含第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮一端与主驱动轴相连接，所述主驱动轴一端与主驱动电机相连接，所述主驱动电机通过两根固定臂与其中一个支杆侧壁之间焊接固定，所述第二锥齿轮一端与主轴相连接，所述大爪侧壁上安装有若干个液压泵，每个所述液压泵底部均连接有一根液压伸缩杆，每根所述液压伸缩杆底端均连接有一个与其相垂直的爪臂，且每根所述液压伸缩杆底端侧壁上均固定有一个底部驱动电机，所述底部驱动电机局部嵌入液压伸缩杆内部，且所述底部驱动电机底部连接有一根底部驱动轴，所述底部驱动轴穿接在轴套上，所述轴套与爪臂的一端相连接。

优选的，所述电源通过若干根导线分别与plc控制器、液压泵、底部驱动电机、主驱动电机以及气泵之间电性连接，所述plc控制器通过若干根导线分别与液压泵、底部驱动电机、主驱动电机以及气泵之间有线连接。

优选的，位于所述顶架上同一侧的两个大爪通过底滑块与顶架底部外壁之间滑动连接，位于所述顶架上同一侧的两个夹板之间通过侧滑块与顶架侧壁之间滑动连接。

优选的，所述夹板通过气动伸缩杆与顶架之间活动连接，且夹板朝向爪臂。

优选的，所述大爪通过主轴以及两根活动臂与顶架之间活动连接，所述主轴通过锥齿轮转轴以及主驱动轴与主驱动电机之间传动连接，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合。

优选的，所述爪臂通过液压伸缩杆与大爪底部之间活动连接。

优选的，所述爪臂通过底部驱动轴以及轴套与液压伸缩杆底端转动连接。

优选的，该种机器人手爪结构的使用方法，具体步骤为：

步骤一：首先，在进行零部件上下料的自动抓取前，根据实际所需抓取零件的形状对每根爪臂高度进行调整，通过plc控制器控制对应的液压泵进行高度的控制，液压泵通过控制液压伸缩杆的伸缩来带动爪臂上下活动，当大爪底部的爪臂部分下降、部分上升时，大爪变形成与形状不规则的零件相适配的形状；

步骤二：对爪臂的方向角度进行调整，通过plc控制器控制对应的底部驱动电机进行调整，使大爪在能够进行爪臂变形的同时，能够通过底部驱动电机驱动底部驱动轴转动来带动爪臂在大爪底部调整方向；

步骤三：在完成调整后即可利用plc控制器控制主驱动电机启动，利用主驱动电机驱动主轴转动，主轴在转动时带动两个活动臂转动，实现带动大爪翻转的功能，两个相对的大爪翻转并相互靠拢实现对零件的抓取，在抓取后通过plc控制器控制气泵启动，利用气泵驱动气动伸缩杆的伸缩使得夹板靠近爪臂从而来从顶部固定所抓取零件的位置，完成上料，在抓取完需要下料时，通过plc控制器控制主驱动电机来驱动两个相对的大爪翻转并相互分离，实现下料。

本发明的有益效果：由于底滑块的存在，使得大爪在拆卸固定用的螺钉后能够利用底滑块在底滑槽上滑动而调整位置，从而整个机器人手抓结构在使用时能够灵活调整整体宽度，从而能够满足多种宽度大小不同的零件的自动抓取；

由于夹板的存在，使得四个大爪在相互配合进行零件的抓取时能够利用气泵驱动气动伸缩杆的伸缩，使得夹板靠近爪臂从而来从顶部固定所抓取零件的位置，避免掉落；

由于大爪侧壁上安装有若干个液压泵，每个液压泵底部均连接有一根液压伸缩杆，每根液压伸缩杆底端均连接有一个与其相垂直的爪臂，使得每根爪臂在使用时均能够通过plc控制器控制对应的液压泵进行高度的控制，液压泵通过控制液压伸缩杆的伸缩来带动爪臂上下活动，当大爪底部的爪臂部分下降、部分上升时，能够使得大爪变形成与形状不规则的零件相适配的形状，使得机器人手抓机构能够稳定的抓取形状不规则的零件，并且能够根据实际情况进行变形；

由于每根液压伸缩杆底端侧壁上均固定有一个底部驱动电机，底部驱动电机局部嵌入液压伸缩杆内部，且底部驱动电机底部连接有一根底部驱动轴，底部驱动轴穿接在轴套上，轴套与爪臂的一端相连接，使得每根爪臂的角度均能够通过plc控制器控制对应的底部驱动电机进行调整，使得大爪在能够进行爪臂变形的同时，能够通过底部驱动电机驱动底部驱动轴转动来带动爪臂在大爪底部调整方向，爪臂调整方向不仅能够起到分担承重提升稳定性的作用，而且能够实现避开零件的凸出部位来更好的适用于抓取形状不规则的零件。

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为本发明整体结构示意图；

图2为本发明侧视图；

图3为本发明主视图；

图4为本发明俯视图；

图5为本发明大爪结构示意图；

图6为本发明爪臂结构示意图；

图7为本发明锥齿轮转轴内部结构示意图；

图中：1、顶座；2、顶架；3、大爪；4、侧滑槽；5、电源；6、plc控制器；7、侧滑块；8、底滑块；9、底滑槽；10、液压泵；11、液压伸缩杆；12、底部驱动电机；13、爪臂；14、主驱动电机；15、主驱动轴；16、固定臂；17、支杆；18、环形转轴；19、锥齿轮转轴；20、主轴；21、活动臂；22、气泵；23、气动伸缩杆；24、夹板；25、底部驱动轴；26、轴套；27、第一锥齿轮；28、第二锥齿轮。

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。

请参阅图1-7所示，包括顶架2以及固定安装在其顶部的顶座1，顶架2底部安装有四个大爪3，顶座1顶部固定安装有电源5，电源5顶部固定安装有plc控制器6，顶架2两侧内壁上均设置有侧滑槽4，顶架2底部外壁上设置有底滑槽9，两个侧滑槽4上分别安装有两个与大爪3位置相对应的侧滑块7，侧滑块7侧壁上固定安装有一个气泵22，气泵22底部连接有一根气动伸缩杆23，气动伸缩杆23底端连接有一根夹板24；

大爪3侧壁上焊接有两根活动臂21，两根活动臂21顶端之间穿接有主轴20，主轴20两端分别套接有环形转轴18、锥齿轮转轴19，环形转轴18、锥齿轮转轴19顶部外壁上均连接有一根支杆17，两根支杆17顶端均连接有一个底滑块8，两个底滑块8顶部均通过螺钉固定安装在底滑槽9上，锥齿轮转轴19包含第一锥齿轮27和第二锥齿轮28，第一锥齿轮27一端与主驱动轴15相连接，主驱动轴15一端与主驱动电机14相连接，主驱动电机14通过两根固定臂16与其中一个支杆17侧壁之间焊接固定，第二锥齿轮28一端与主轴20相连接，大爪3侧壁上安装有若干个液压泵10，每个液压泵10底部均连接有一根液压伸缩杆11，每根液压伸缩杆11底端均连接有一个与其相垂直的爪臂13，且每根液压伸缩杆11底端侧壁上均固定有一个底部驱动电机12，底部驱动电机12局部嵌入液压伸缩杆11内部，且底部驱动电机12底部连接有一根底部驱动轴25，底部驱动轴25穿接在轴套26上，轴套26与爪臂13的一端相连接。

电源5通过若干根导线分别与plc控制器6、液压泵10、底部驱动电机12、主驱动电机14以及气泵22之间电性连接，使得plc控制器6、液压泵10、底部驱动电机12、主驱动电机14以及气泵22在运行时均有足够的电力来源，plc控制器6通过若干根导线分别与液压泵10、底部驱动电机12、主驱动电机14以及气泵22之间有线连接，使得液压泵10、底部驱动电机12、主驱动电机14以及气泵22的启动、关闭均能够通过plc控制器6进行有线控制。

位于顶架2上同一侧的两个大爪3通过底滑块8与顶架2底部外壁之间滑动连接，位于顶架2上同一侧的两个夹板24之间通过侧滑块7与顶架2侧壁之间滑动连接，使得大爪3在拆卸固定用的螺钉后能够利用底滑块8在底滑槽9上滑动而调整位置，从而整个机器人手抓结构在使用时能够灵活调整整体宽度，从而能够满足多种宽度大小不同的零件的自动抓取，而与大爪3位置相对应的夹板24能够随着大爪3在顶架2上一同进行位置调整。

夹板24通过气动伸缩杆23与顶架2之间活动连接，且夹板24朝向爪臂13，由于夹板24的存在，使得四个大爪3在相互配合进行零件的抓取时能够利用气泵22驱动气动伸缩杆23的伸缩，使得夹板24靠近爪臂13从而来从顶部固定所抓取零件的位置，避免掉落。

大爪3通过主轴20以及两根活动臂21与顶架2之间活动连接，主轴20通过锥齿轮转轴19以及主驱动轴15与主驱动电机14之间传动连接，第一锥齿轮27与第二锥齿轮28相啮合。

爪臂13通过液压伸缩杆11与大爪3底部之间活动连接，使得每根爪臂13在使用时均能够通过plc控制器6控制对应的液压泵10进行高度的控制，液压泵10通过控制液压伸缩杆11的伸缩来带动爪臂13上下活动，当大爪3底部的爪臂13部分下降、部分上升时，能够使得大爪3变形成与形状不规则的零件相适配的形状，使得机器人手抓机构能够稳定的抓取形状不规则的零件，并且能够根据实际情况进行变形。

爪臂13通过底部驱动轴25以及轴套26与液压伸缩杆11底端转动连接，使得大爪3在能够进行爪臂13变形的同时，能够通过底部驱动电机12驱动底部驱动轴25转动来带动爪臂13在大爪3底部调整方向，爪臂13调整方向不仅能够起到分担承重提升稳定性的作用，而且能够更好的适用于抓取形状不规则的零件。

该种机器人手爪结构的使用方法，具体步骤为：

步骤一：首先，在进行零部件上下料的自动抓取前，根据实际所需抓取零件的形状对每根爪臂13高度进行调整，通过plc控制器6控制对应的液压泵10进行高度的控制，液压泵10通过控制液压伸缩杆11的伸缩来带动爪臂13上下活动，当大爪3底部的爪臂13部分下降、部分上升时，大爪3变形成与形状不规则的零件相适配的形状；

步骤二：对爪臂13的方向角度进行调整，通过plc控制器6控制对应的底部驱动电机12进行调整，使大爪3在能够进行爪臂13变形的同时，能够通过底部驱动电机12驱动底部驱动轴25转动来带动爪臂13在大爪3底部调整方向；

步骤三：在完成调整后即可利用plc控制器6控制主驱动电机14启动，利用主驱动电机14驱动主轴20转动，主轴20在转动时带动两个活动臂21转动，实现带动大爪3翻转的功能，两个相对的大爪3翻转并相互靠拢实现对零件的抓取，在抓取后通过plc控制器6控制气泵22启动，利用气泵22驱动气动伸缩杆23的伸缩使得夹板24靠近爪臂13从而来从顶部固定所抓取零件的位置，完成上料，在抓取完需要下料时，通过plc控制器6控制主驱动电机14来驱动两个相对的大爪3翻转并相互分离，实现下料。

本发明的有益效果为：由于底滑块8的存在，使得大爪3在拆卸固定用的螺钉后能够利用底滑块8在底滑槽9上滑动而调整位置，从而整个机器人手抓结构在使用时能够灵活调整整体宽度，从而能够满足多种宽度大小不同的零件的自动抓取；

由于夹板24的存在，使得四个大爪3在相互配合进行零件的抓取时能够利用气泵22驱动气动伸缩杆23的伸缩，使得夹板24靠近爪臂13从而来从顶部固定所抓取零件的位置，避免掉落；

由于大爪3侧壁上安装有若干个液压泵10，每个液压泵10底部均连接有一根液压伸缩杆11，每根液压伸缩杆11底端均连接有一个与其相垂直的爪臂13，使得每根爪臂13在使用时均能够通过plc控制器6控制对应的液压泵10进行高度的控制，液压泵10通过控制液压伸缩杆11的伸缩来带动爪臂13上下活动，当大爪3底部的爪臂13部分下降、部分上升时，能够使得大爪3变形成与形状不规则的零件相适配的形状，使得机器人手抓机构能够稳定的抓取形状不规则的零件，并且能够根据实际情况进行变形；

由于每根液压伸缩杆11底端侧壁上均固定有一个底部驱动电机12，底部驱动电机12局部嵌入液压伸缩杆11内部，且底部驱动电机12底部连接有一根底部驱动轴25，底部驱动轴25穿接在轴套26上，轴套26与爪臂13的一端相连接，使得每根爪臂13的角度均能够通过plc控制器6控制对应的底部驱动电机12进行调整，使得大爪3在能够进行爪臂13变形的同时，能够通过底部驱动电机12驱动底部驱动轴25转动来带动爪臂13在大爪3底部调整方向，爪臂13调整方向不仅能够起到分担承重提升稳定性的作用，而且能够实现避开零件的凸出部位来更好的适用于抓取形状不规则的零件。

本发明在使用时，首先，对整个机器人手抓结构进行组装，在顶架2顶部固定安装顶座1，随后，在顶架2底部的两个底滑槽9上分别安装四个大爪3，由于大爪3侧壁上焊接有两根活动臂21，在活动臂21顶端之间穿接主轴20，主轴20两端再分别套接环形转轴18、锥齿轮转轴19，利用环形转轴18、锥齿轮转轴19顶部外壁上连接的支杆17与底滑块8之间焊接固定，再将底滑块8顶部通过螺钉固定安装在底滑槽9上，由于底滑块8的存在，使得大爪3在拆卸固定用的螺钉后能够利用底滑块8在底滑槽9上滑动而调整位置，从而整个机器人手抓结构在使用时能够灵活调整整体宽度，从而能够满足多种宽度大小不同的零件的自动抓取，随后，再根据四个大爪3的安装位置配套安装四个夹板24，夹板24在安装时，利用侧滑块7穿接螺钉而固定在侧滑槽4上，同时安装后的夹板24朝向爪臂13，由于夹板24的存在，使得四个大爪3在相互配合进行零件的抓取时能够通过plc控制器6(型号为：cpm1a)控制气泵22启动，利用气泵22驱动气动伸缩杆23的伸缩使得夹板24靠近爪臂13从而来从顶部固定所抓取零件的位置，避免掉落，最终，将电源5通过若干根导线分别与plc控制器6、液压泵10、底部驱动电机12、主驱动电机14以及气泵22之间电性连接，将plc控制器6通过若干根导线分别与液压泵10、底部驱动电机12、主驱动电机14以及气泵22之间有线连接，完成组装后，机器人手抓结构即可投入使用。首先，在进行零部件上下料的自动抓取前，对爪臂13进行调整，由于大爪3侧壁上安装有若干个液压泵10，每个液压泵10底部均连接有一根液压伸缩杆11，每根液压伸缩杆11底端均连接有一个与其相垂直的爪臂13，使得每根爪臂13在使用时均能够通过plc控制器6控制对应的液压泵10进行高度的控制，液压泵10通过控制液压伸缩杆11的伸缩来带动爪臂13上下活动，当大爪3底部的爪臂13部分下降、部分上升时，能够使得大爪3变形成与形状不规则的零件相适配的形状，使得机器人手抓机构能够稳定的抓取形状不规则的零件，并且能够根据实际情况进行变形；并且由于每根液压伸缩杆11底端侧壁上均固定有一个底部驱动电机12，底部驱动电机12局部嵌入液压伸缩杆11内部，且底部驱动电机12底部连接有一根底部驱动轴25，底部驱动轴25穿接在轴套26上，轴套26与爪臂13的一端相连接，使得每根爪臂13的角度均能够通过plc控制器6控制对应的底部驱动电机12进行调整，使得大爪3在能够进行爪臂13变形的同时，能够通过底部驱动电机12驱动底部驱动轴25转动来带动爪臂13在大爪3底部调整方向，爪臂13调整方向不仅能够起到分担承重提升稳定性的作用，而且能够更好的适用于抓取形状不规则的零件，在完成调整后即可利用plc控制器6控制主驱动电机14启动，利用主驱动电机14驱动主轴20转动，主轴20在转动时带动两个活动臂21转动，实现带动大爪3翻转的功能，两个相对的大爪3翻转并相互靠拢实现对零件的抓取，在抓取后通过plc控制器6控制气泵22启动，利用气泵22驱动气动伸缩杆23的伸缩使得夹板24靠近爪臂13从而来从顶部固定所抓取零件的位置，完成上料，在抓取完需要下料时，通过plc控制器6控制主驱动电机14来驱动两个相对的大爪3翻转并相互分离，实现下料。

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所述的具体实施方式。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。