一种机器人抓具的制作方法

本实用新型涉及工业机器人领域，具体涉及一种机器人抓具。

背景技术：

近年来，随着工业制造精度和生产节拍的不断提高，机器人抓具也逐渐呈现大型化、复杂化的趋势，这对机器人的负载提出了较高要求。工业机器人的负载越大，成本就越高，因此由抓具重量原因导致的机器人重载化的成本增加是目前机器人制造商不得不考虑的重大问题之一。

如图8所示，在汽车制造工业中，工业机器人抓具的应用里最广泛使用的是空心铝合金八角管(内含加强筋)型材或者铝合金圆管结构。由于铝合金材质的低密度(相对钢铁)，且材料易获得的特性，是目前应用最为广泛的主要原因。

而在机器人载重已达极限的情况下，制造商不得不考虑对抓具进行减重，目前一般采用碳纤维编织管代替铝合金八角管，以达到减重目的。然而，虽然碳纤维编织材料虽然比铝合金密度低，但其成本却大大增高，在重量要求不是特别苛刻的情况下是不会使用经济性极差的碳纤维编织管的。另一方面，由于碳纤维编织工艺的局限，仅仅只能采用圆管的结构形式，模块化特性大大降低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的机器人抓具采用拉挤工艺成型的碳纤维材料，通过类十字形截面的特殊设计，使抓具兼顾轻量化和模块化特性的同时，还具有极高的经济性，具体采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种机器人抓具，用于在机器人的驱动下对货物进行抓取，其特征在于，包括：多个抓手组件，具有用于抓取货物的抓手；抓具框架，由多根第一连接杆构成；以及多个第一连接组件，具有第一连接块和第二连接块，第一连接块均通过第一螺钉安装在对应的第一连接杆上，第二连接块安装在第一连接块上，用于安装抓手，其中，每根第一连接杆的截面均为类十字形，具有四个沿第一连接杆的周向均匀布置的第一凸起部，第一凸起部中的一个为第一卡合部，第一连接块具有与第一卡合部相配合的第一卡合槽，第一卡合部卡合在第一卡合槽内，从而使得第一连接块能够沿第一卡合槽的长度方向进行移动，第一凸起部中与第一卡合部相垂直的两个为第一安装部，每个第一安装部沿第一连接杆的长度方向上均设有多个间隔均匀的第一通孔，第一连接块上设有与第一通孔相配合的第一螺纹孔，使得第一螺钉能够穿过第一通孔并旋紧入对应的第一螺纹孔中，从而让第一连接块能够安装在第一连接杆上。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，抓手组件还包括第二连接杆、第三连接杆、第二连接组件以及驱动单元，第二连接块通过第二螺钉安装在第二连接杆上，第三连接杆通过第二连接组件安装在第二连接杆上，驱动单元安装在第三连接杆上，用于驱动抓手的开合。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，第二连接杆的截面为类十字形，具有四个沿第二连接杆的周向均匀布置的第二凸起部，第二凸起部中的一个为第二卡合部，第二连接块具有与第二卡合部相配合的第二卡合槽，该第二卡合槽与第一卡合槽相垂直，第二卡合部卡合在第二卡合槽内，从而使得第二连接块能够沿第二卡合槽的长度方向进行移动，第二凸起部中与第二卡合部相垂直的两个为第二安装部，每个第二安装部沿第二连接杆的长度方向上均设有多个间隔均匀的第二通孔，第二连接块上设有与第二通孔相配合的第二螺纹孔，使得第二螺钉能够穿过第二通孔并旋紧入对应的第二螺纹孔中，从而让第二连接块能够安装在第二连接杆上。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，第二连接组件包括第三连接块，该第三连接块通过第三螺钉安装在第二连接杆上，第三连接块具有与第二卡合部相配合的第三卡合槽，第二卡合部卡合在第三卡合槽内，从而使得第三连接块能够沿第三卡合槽的长度方向进行移动，第三连接块上设有与第二通孔相配合的第三螺纹孔，使得第三螺钉能够穿过第二通孔并旋紧入对应的第三螺纹孔中，从而让第三连接块能够安装在第二连接杆上。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，第二连接组件还包括安装在第三连接块上的第四连接块，该第四连接块通过第四螺钉安装在第三连接杆上，第三连接杆的截面为类十字形，具有四个沿第三连接杆的周向均匀布置的第三凸起部，第三凸起部中的一个为第三卡合部，第四连接块具有与第三卡合部相配合的第四卡合槽，第四卡合槽与第三卡合槽相垂直，第三卡合部卡合在第四卡合槽内，从而使得第四连接块能够沿第四卡合槽的长度方向进行移动，第三凸起部中与第三卡合部相垂直的两个为第三安装部，每个第三安装部沿第三连接杆的长度方向上均设有多个间隔均匀的第三通孔，第四连接块上设有与第三通孔相配合的第四螺纹孔，使得第四螺钉能够穿过第三通孔并旋紧入对应的第四螺纹孔中，从而让第四连接块能够安装在第三连接杆上。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，驱动单元为标准型夹紧气缸。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，还包括：抓具连接板，安装在抓具框架上；以及抓具连接头，用于与机器人的工作头相连接。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，抓具框架呈矩形，由四根第一连接杆头尾依次连接而成，每根第一连接杆均通过一个第一连接组件安装在相邻的第一连接杆上。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，第一连接块的第一安装面与第二连接块的第二安装面通过粘合胶互相粘合。

本实用新型提供了一种机器人抓具，还可以具有这样的特征，其中，第一连接杆为通过碳纤维拉挤成型工艺制成的碳纤维管。

实用新型作用与效果

根据本实用新型的机器人抓具，采用由多个第一连接杆构成的抓具框架，并通过第一连接组件将对应的抓手组件安装在抓具框架上，由于每根第一连接杆的截面为类十字形，包括第一卡合部和具有多个通孔的第二安装部，第一连接块具有与第一卡合部相配合地第一卡合槽以及与通孔相配合的螺纹孔，使得第一连接块能够在第一连接杆上进行移动并根据使用需求固定安装在第一连接杆上的多个位置，从而调节抓手的位置，因此，第一连接杆和第一连接组件具有模块化特性，其安装自由度很高，能够保证在每个所需位置处均能够布置抓手组件，同时本实施例中第一连接杆和第一连接组件的连接结构也能够有效地保证安装的稳定性，在可靠性和刚度方面均有保证。进一步地，由于第一连接杆的四个凸起部均能够作为卡合部和安装部，因此，进一步地提高了第一连接杆和第一连接组件的安装自由度，能够适应更多的使用需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例的机器人抓具的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的机器人抓具的工作场景示意图；

图3是本实用新型实施例的抓手组件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的抓手组件的安装结构示意图；

图5是本实用新型实施例的第一连接块和第二连接块的安装结构示意图；

图6是本实用新型实施例的第一连接杆的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的第一连接块和第一连接杆的安装结构剖面图；

图8是现有技术中实施例的机器人抓具的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图对本实用新型的机器人抓具作具体阐述。

图1是本实用新型实施例的机器人抓具的结构示意图；图2是本实用新型实施例的机器人抓具的工作场景示意图。

如图1和图2所示，本实用新型的机器人抓具100用于在机器人的驱动下对货物进行抓取，包括抓具框架10、多个抓手组件20、多个第一连接组件30、抓具连接板40以及抓具连接头50。本实施例中的机器人采用如图2所示的kuka工业机器人，货物为各种汽车零部件。

抓具框架10由多根第一连接杆101构成。在本实施例中，抓具框架呈矩形，第一连接杆101的数量为六根，均为通过碳纤维拉挤成型工艺制成的碳纤维实心杆，其中四根第一连接杆101头尾依次连接形成了抓具框架10，每根第一连接杆101均通过一个第一连接组件30安装在相邻的第一连接杆101上，其余两根第一连接杆101分别通过第一连接组件30安装在抓具框架10的中间位置处，作为抓具连接板安装杆。

抓具连接板40安装在上述抓具连接板安装杆上。

抓具连接头50安装在抓具连接板上，用于与机器人的工作头相连接，从而在机器人的机械臂的驱动下进行工作。

图3是本实用新型实施例的抓手组件的结构示意图；图4是本实用新型实施例的抓手组件的安装结构示意图。

如图3和图4所示，抓手组件20通过第一连接组件30安装在抓具框架10上，用于对货物进行抓取，包括第二连接杆201、第三连接杆202、驱动单元203、抓手204以及第二连接组件60。

第二连接块302通过第二螺钉安装在第二连接杆201上，第三连接杆202通过第二连接组件60安装在第二连接杆201上。

驱动单元203安装在第三连接杆202上，用于驱动抓手204的开合。本实施例中，驱动单元203为标准型夹紧气缸，与外界的气泵相连接，从而通过闭气或通气来控制抓手204的开启或闭合。在其他实施例中，驱动单元203还可以采用与抓手204电连接的驱动电机来控制抓手204的开合。

在本实施例中，第一连接杆101、第二连接杆201以及第三连接杆202均为同一种连接杆，第一连接组件30和第二连接组件60均为同一种连接组件，以下以第一连接杆101和第一连接组件30的安装结构为例进行说明，具体如下：

图5是本实用新型实施例的第一连接块和第二连接块的安装结构示意图。

如图5所示，第一连接组件30用于连接抓具框架10和抓手组件20，包括第一连接块301和第二连接块302。第一连接块301和第二连接块302通过沉头螺钉相连接安装，第一连接块301的第一安装面301a与第二连接块302的第二安装面302通过粘合胶互相粘合。本实施例中，第一连接组件的数量为6个，第一连接块301通过第一螺钉安装在对应的第一连接杆101上，第二连接块302安装有对应的抓手组件20。

图6是本实用新型实施例的第一连接杆的结构示意图；图7是本实用新型实施例的第一连接块和第一连接杆的安装结构剖面图。

如图6和图7所示，第一连接杆101的截面为类十字形，具有一个截面呈圆形的杆体以及四个沿第一连接杆101的周向均匀布置的第一凸起部。在其他实施例中，第一连接杆101也可以根据使用需求直接采用截面十字形的设计。

第一凸起部中的一个为第一卡合部101a。

第一连接块301具有与第一卡合部101a相配合的第一卡合槽301a。

第一卡合部101a卡合在第一卡合槽301a内，从而使得第一连接块301能够沿第一卡合槽301a的长度方向(如图3所示x方向)进行移动。

第一凸起部中与第一卡合部101a相垂直的两个为第一安装部101b。

每个第一安装部101b沿第一连接杆101的长度方向(如图3所示x方向)上均设有多个间隔均匀的第一通孔101c。

第一连接块301上设有与第一通孔101c相配合的第一螺纹孔301b，使得第一螺钉能够穿过第一通孔101c并旋紧入对应的第一螺纹孔301b中，从而让第一连接块301能够安装在第一连接杆101上。

第二连接组件60用于连接安装第二连接杆201和第三连接杆202，包括第三连接块601和第四连接块602。第三连接块601和第四连接块602的安装方式与第一连接块301和第二连接块302的安装方式相同。本实施例中，每一个抓手组件20中的第三连接块601和第四连接块602的数量均为一个，第三连接块601通过第三螺钉安装在对应的第二连接杆201上，第四连接块602通过第四螺钉安装在对应的第三连接杆202上。

同样地，第二连接杆201的截面为类十字形，具有四个沿第二连接杆201的周向均匀布置的第二凸起部。

第二凸起部中的一个为第二卡合部201a。

第二连接块302具有与第二卡合部201a相配合的第二卡合槽302a，该第二卡合槽302a与第一卡合槽301a相垂直。

第二卡合部201a卡合在第二卡合槽302a内，从而使得第二连接块302能够沿第二卡合槽302a的长度方向(如图3所示y方向)进行移动。

第二凸起部中与第二卡合部201a相垂直的两个为第二安装部201b。

每个第二安装部201b沿第二连接杆201的长度方向(如图3所示y方向)上均设有多个间隔均匀的第二通孔201c。

第二连接块302上设有与第二通孔201c相配合的第二螺纹孔302b，使得第二螺钉能够穿过第二通孔201c并旋紧入对应的第二螺纹孔302b中，从而让第二连接块302能够安装在第二连接杆201上。

第三连接块601具有与第二卡合部201a相配合的第三卡合槽601a。

第二卡合部201a卡合在第三卡合槽601a内，从而使得第三连接块601能够沿第三卡合槽601a的长度方向(如图3所示y方向)进行移动。

第三连接块601上设有与第二通孔201c相配合的第三螺纹孔601b，使得第三螺钉能够穿过第二通孔201c并旋紧入对应的第三螺纹孔601b中，从而让第三连接块601能够安装在第二连接杆201上。

如图3和图4所示，在本实施例中，第二连接块202和第三连接块601并不是卡合在第二连接杆上的同一个卡合部上的，也就是说，每根连接杆(即第一连接杆101、第二连接杆201以及第三连接杆202)的四个凸起部中的任意一个均可以作为卡合部来使用，与作为卡合部使用的凸起部互相垂直的两个凸起部则相对应的作为安装部来使用。

同样地，第三连接杆202的截面为类十字形，具有四个沿第三连接杆202的周向均匀布置的第三凸起部。

第三凸起部中的一个为第三卡合部202a。

第四连接块602具有与第三卡合部202a相配合的第四卡合槽602a，第四卡合槽602a与第三卡合槽601a相垂直。

第三卡合部202a卡合在第四卡合槽602a内，从而使得第四连接块602能够沿第四卡合槽602a的长度方向(如图3所示z方向)进行移动。

第三凸起部中与第三卡合部202a相垂直的两个为第三安装部202b。

每个第三安装部202b沿第三连接杆202的长度方向(如图3所示z方向)上均设有多个间隔均匀的第三通孔202c。

第四连接块602上设有与第三通孔202c相配合的第四螺纹孔602b，使得第四螺钉能够穿过第三通孔202c并旋紧入对应的第四螺纹孔602b中，从而让第四连接块能够安装在第三连接杆上。

在本实施例中，驱动单元203也是使用螺钉穿过第三通孔202c固定安装在第三连接杆202上。

在本实施例中，连接杆(即第一连接杆101、第二连接杆201以及第三连接杆202)与连接组件(即第一连接组件30和第二连接组件60)均采用模块化设计，安装结构均相同，其尺寸可以根据机器人的规格、货物的规格以及抓取的实际需求进行适应性调整。

以下结合附图对本实施例中的机器人抓具的调节使用过程进行说明，具体如下：

步骤s1，根据使用需求或货物尺寸对各个第一连接块301进行移动，从而调整第一连接块301在第一连接杆101的长度方向(如图3所示x方向)上的位置，使各个抓手的抓取点与对应的货物的抓取点在第一连接杆101的长度方向(如图3所示x方向)上相一致，然后进入步骤s2；

步骤s2，对各个第二连接块302或第三连接块601进行移动，从而调整第二连接块302或第三连接块601在第二连接杆201的长度方向(如图3所示y方向)上的位置，使各个抓手的抓取点与对应的货物的抓取点在第二连接杆201的长度方向(如图3所示y方向)上相一致，然后进入步骤s3；

步骤s3，对各个第四连接块602进行移动，从而调整第四连接块602在第三连接杆202的长度方向(如图3所示z方向)上的位置，使各个抓手的抓取点与对应的货物的抓取点在第三连接杆202的长度方向(如图3所示z方向)上相一致，然后进入步骤s4。

步骤s4，驱动单元203驱动抓手闭合抓起货物，并且在机器人的带动下将货物移动至指定位置。

实施例作用与效果

根据本实施例的机器人抓具，采用由多个第一连接杆构成的抓具框架，并通过第一连接组件将对应的抓手组件安装在抓具框架上，由于每根第一连接杆的截面为类十字形，包括第一卡合部和具有多个通孔的第二安装部，第一连接块具有与第一卡合部相配合地第一卡合槽以及与通孔相配合的螺纹孔，使得第一连接块能够在第一连接杆上进行移动并根据使用需求固定安装在第一连接杆上的多个位置，从而调节抓手的位置，因此，第一连接杆和第一连接组件具有模块化特性，其安装自由度很高，能够保证在每个所需位置处均能够布置抓手组件，同时本实施例中第一连接杆和第一连接组件的连接结构也能够有效地保证安装的稳定性，在可靠性和刚度方面均有保证。进一步地，由于第一连接杆的四个凸起部均能够作为卡合部和安装部，因此，进一步地提高了第一连接杆和第一连接组件的安装自由度，能够适应更多的使用需求。

由于第二连接杆和第三连接杆与第一连接杆的结构相同，第二连接组件与第一连接组件的结构相同，因此，抓手组件中的安装自由度也很高，各个连接杆和连接组件的互相配合能够实现抓手在xyz三维方向上的位置调节，从而让抓手准确定位至货物的抓取点，抓取效率更高，抓取工作的可靠性和稳定性更强。

由于第一连接杆、第二连接杆以及第三连接杆采用通过碳纤维拉挤成型工艺制成的碳纤维管，因此，不但保证了本实施例的机器人抓具的抗弯抗扭强度，同时也降低了制造成本，经济性更好。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。