一种工业机器人复合夹具

本实用新型属于机械设备技术领域，具体为一种工业机器人复合夹具。

背景技术：

目前，在工业生产过程中，产线主要通过大量使用工业机器人来完成各种工件的加工制作。工业机器人能按照预设程序自动完成工作，不仅替代了人力，还大大提高了劳动生产率。现有技术中的工业机器人复合夹具，主要靠机械传动，利用单一机械手爪抓取工件，夹紧力过大，会造成工件损伤，很难应用于陶瓷件、精密件等脆性较高工件的生产中，为此，我们推出一种工业机器人复合夹具。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中机器人复合夹具单一抓取因夹紧力过大造成工件受损的问题，提供一种新型机器人复合夹具，可以广泛应用于陶瓷件、精密件等脆性较高的工件的工业生产中。

本实用新型提供了一种工业机器人复合夹具，包括：

缸体，包括缸套、左活塞和右活塞，所述缸套内部设有限位隔档，左活塞位于所述限位隔档的左侧，右活塞位于所述限位隔档的右侧，所述左活塞和右活塞均设有贯穿活塞头和活塞杆的第一导气通道，左活塞的活塞杆左端固连有第一壳体，所述第一壳体与缸体的缸套滑动连接，所述左活塞内第一导气通道的进气口与供气装置连接；

吸盘，左端固连有吸盘连杆，吸盘连杆内设有与吸盘连通的第二导气通道，吸盘连杆左端通过电磁阀固连于所述右活塞活塞杆右端；

手爪，包括手爪主体杆、手爪连杆和手爪内执行杆，所述手爪主体杆通过设在所述第一壳体外表面的壳体爪座与第一壳体铰接，手爪连杆通过设在所述缸套外表面的缸体爪座铰接在缸体右端，所述手爪连杆与手爪主体杆中间部位铰接，且两者之间的连接角始终小于度，所述手爪内执行杆用螺栓连接于手爪主体杆远离第一壳体一端。

较佳地，所述右活塞的活塞杆以及之间还设有第二壳体，所述电磁阀位于第二壳体内。

较佳地，还包括双作用缸，所述双作用缸设于第二壳体内，包括双作用缸缸套和双作用缸活塞，所述双作用缸缸套内设有双作用缸隔档，所述双作用缸缸套左侧设有第一进气口，双作用缸隔档左侧的双作用缸缸套上设有第二进气口，双作用缸隔档右侧的双作用缸缸套上设有第一出气口，双作用缸缸套右侧设有第二出气口，双作用缸缸套内径小于缸套内径，所述电磁阀为三位四通电磁阀，电磁阀的进气口a通过第一导气管与所述右活塞第一导气通道连接，所述电磁阀的出气口p与双作用缸的第一进气口通过内进气管连接，双作用缸的第二出气口通过第二导气管与吸盘连杆的第二导气通道相连。

较佳地，所述电磁阀的出气口t与双作用缸通过外进气管连接，所述手爪主体杆远离第一壳体一端用螺栓连接有手爪外执行杆。

较佳地，所述手爪主体杆右端外侧壁附着压力传感器，所述压力传感器与控制器电连接，用于将检测到的压力信号传输至控制器，所述控制器与设置在第一导气通道进气口上的调速阀电连接。

较佳地，所述手爪内执行杆与手爪外执行杆远离手爪主体杆的一端固连有橡胶垫。

较佳地，所述橡胶垫工作面为v形槽面，且工作面上有防滑槽。

特别说明，缸套内位于所述限位隔档左侧的腔体和位于所述限位隔档右侧的腔体内径相同，所述缸套左右两底面设有排气孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型有效解决了靠单一手爪抓取物体由于夹紧力过大造成工件损伤，以及靠单一吸盘吸取物件不牢靠的问题。且本实用新型手爪和吸盘共用一套供气系统，结构相对简单。所述手爪主体杆与手爪内执行杆螺栓连接端连接角度可调，因此适用范围较宽，且有夹紧力随动调控装置，可有效降低夹紧冲击力，从而减小对工件的损伤，结构精巧，可以广泛应用于陶瓷件、精密件等工业生产中。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2及实施例3的结构示意图；

图3为本实用新型实施例2及实施例3中第二壳体的结构示意图；

图4为本实用新型橡胶垫的结构示意图；

图5为本实用新型三位四通电磁阀的结构示意图。

附图标记说明：

1.第一壳体，2.手爪，201.手爪主体杆，202.手爪连杆，203.手爪内执行杆，204.手爪外执行杆，205.壳体爪座，206.缸体爪座，3.第二壳体，301.双作用缸缸套，302.电磁阀，303.外进气管，304.双作用缸，305.第二导气管，306.双作用缸活塞，307.内进气管，308.第一导气管，309.第一进气口，310.第二进气口，311.第二出气口，312.双作用缸隔档，313.第一出气口，4.缸体，401.左活塞，402.第一导气通道，403.缸套，404.右活塞，405.限位隔档，501.压力传感器，502.调速阀，6.吸盘连杆，601.第二导气通道，7.吸盘，8.橡胶垫，801.工作面，802.防滑槽。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供的一种工业机器人复合夹具，包括缸体4、吸盘7以及手爪2等，其中缸体4包括缸套403、左活塞401和右活塞404，所述缸套403内部设有限位隔档405，左活塞401位于所述限位隔档405的左侧，右活塞404位于所述限位隔档405的右侧，所述左活塞401和右活塞404均设有贯穿活塞头和活塞杆的第一导气通道402，左活塞401的活塞杆左端固连有第一壳体1，所述第一壳体1与缸体4的缸套403滑动连接，所述左活塞401内第一导气通道402的进气口与供气装置连接；吸盘7左端固连有吸盘连杆6，吸盘连杆6内设有与吸盘7连通的第二导气通道601，吸盘连杆6左端通过电磁阀302固连于所述右活塞404活塞杆右端；手爪2包括手爪主体杆201、手爪连杆202和手爪内执行杆203，所述手爪主体杆201通过设在所述第一壳体1外表面的壳体爪座205与第一壳体1铰接，手爪连杆202通过设在所述缸套403外表面的缸体爪座206铰接在缸体4右端，所述手爪连杆202与手爪主体杆201中间部位铰接，且两者之间的连接角始终小于90度，所述手爪内执行杆203用螺栓连接于手爪主体杆201远离第一壳体1一端。

现以所述电磁阀302为三位四通电磁，a、p口接通为例，简述其工作原理：

夹取动作的实现：

通过夹具体进气三位四通电磁阀置于常位，此时，气体从左活塞的第一导气通道进入缸体两活塞之间的腔体，由于三位四通电磁阀置于常位，吸盘不导通，气体只能撑大缸体左、右活塞之间的腔体容积，由于左活塞通过第一壳体与机械臂固定，缸套和右活塞是自由端，因此气体推动缸套和右活塞向右运动，缸套带动手爪连杆铰接于缸体爪座的一端向右运动，由于手爪主体杆的左端铰接于第一壳体，第一壳体在机械臂上固定处于未动作状态，所以手爪主体杆只能相对于箱体爪座转动，又因为手爪连杆的另一端与手爪主体杆中部连接，因此两者的叠加运动为手爪主体杆逆时针转动，手爪连杆既向右运动，又逆时针转动，因此两者的连接角增大，手爪张开，缸套和右活塞带动带动吸盘向右运动，当气体将缸体两活塞之间的腔体容积撑到最大时，由于缸套的限位作用，缸套和右活塞不再向右运动，此时，手爪张到最大，吸盘伸出手爪到达最右位置；此时，移动机械臂到工件所在位置，当吸盘接触工件外表面时，夹具体排气三位四通电磁阀置于下位，气体从吸盘和工件的接触面排出，吸盘吸紧工件。继续排气时由于工件表面和吸盘之间的负压增大，缸体左、右活塞之间的腔体容积将减小，拉动右活塞和缸套向左运动，右活塞和缸套带动吸盘向左运动，使手爪有足够的空间夹取工件，缸套的向左运动同理会使手爪主体杆和手爪连杆的叠加运动为手爪主体杆顺时针转动，手爪连杆既向左运动，又顺时针转动，因此两者的连接角减小，手爪收紧，此时夹具既夹紧又吸紧工件。

放置动作的实现：

工件到达预定位置之后通过，夹具体进气三位四通电磁阀置于下位，此时，气体通过三位四通电磁阀进入吸盘和工件接触面，吸盘放开物体，之后同理会使右活塞和缸套右移，手爪张开，物体放置完毕。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，为了即能实现抓取外部特征比较明显的工件又能实现撑取内部特征比较明显的腔体工件。

其中，所述右活塞404的活塞杆以及吸盘连杆6之间还设有第二壳体3，所述电磁阀302位于第二壳体3内。

其中，还包括双作用缸304，所述双作用缸304设于第二壳体3内，包括双作用缸缸套301和双作用缸活塞306，所述双作用缸缸套301内设有双作用缸隔档312，所述双作用缸缸套301左侧设有第一进气口309，双作用缸隔档312左侧的双作用缸缸套301上设有第二进气口310，双作用缸隔档312右侧的双作用缸缸套301上设有第一出气口313，双作用缸缸套301右侧设有第二出气口311，双作用缸缸套301内径小于缸套403内径，所述电磁阀302为三位四通电磁阀，电磁阀302的进气口a通过第一导气管308与所述右活塞404第一导气通道402连接，所述电磁阀302的出气口p与双作用缸304的第一进气口309通过内进气管307连接，双作用缸304的第二出气口311通过第二导气管305与吸盘连杆6的第二导气通道601相连。

其中，所述电磁阀302的出气口t通过外进气管303与第二进气口310连接，所述手爪主体杆201远离第一壳体1一端用螺栓连接有手爪外执行杆204。

现简述实施例2的工作原理：

夹取动作的实现：

通过夹具体进气三位四通电磁阀置于下位，此时，气体从左活塞的第一导气通道进入缸体两活塞之间的腔体，然后气体通过右活塞的第一导气通道，穿过三位四通电磁阀从内进气管进入双作用缸最左边腔体，由于双作用缸缸套内径小于缸套内径，根据压强相同时面积大则压力大可知，气体先推动双作用缸活塞向右运动，当双作用缸活塞到达右限位之后，此时气体只能撑大缸体左、右活塞之间的腔体容积，由于左活塞通过第一壳体与机械臂固定，缸套和右活塞是自由端，因此气体推动缸套和右活塞向右运动，缸套带动手爪连杆铰接于缸体爪座的一端向右运动，由于手爪主体杆的左端铰接于第一壳体，第一壳体在机械臂上固定处于未动作状态，所以手爪主体杆只能相对于箱体爪座转动，又因为手爪连杆的另一端与手爪主体杆中部连接，因此两者的叠加运动为手爪主体杆逆时针转动，手爪连杆既向右运动，又逆时针转动，因此两者的连接角增大，手爪张开，缸套和右活塞带动第二壳体向右运动，从而带动吸盘向右运动，当气体将缸体两活塞之间的腔体容积撑到最大时，由于缸套的限位作用，缸套和右活塞不再向右运动，此时，双作用缸活塞到达双作用缸最右位置，手爪张到最大，吸盘伸出手爪到达最右位置；此时，移动机械臂到工件所在位置，当吸盘接触工件外表面时，夹具体排气三位四通电磁阀置于下位，同理气体先从从双作用缸最左边腔体排出拉动双作用缸活塞左移，吸盘吸紧工件。继续排气时由于工件表面和吸盘之间的负压增大，当双作用吸盘缸活塞所受气压大于右活塞所受气压时，缸体左、右活塞之间的腔体容积将减小，气压拉动右活塞和缸套向左运动，右活塞和缸套带动第二壳体向左运动，从而带动吸盘向左运动，使手爪有足够的空间夹住工件，缸套的向左运动同理会使两者的叠加运动为手爪主体杆顺时针转动，手爪连杆既向左运动，又顺时针转动，因此两者的连接角减小，手爪收紧，此时夹具既夹紧又吸紧工件。

放置动作的实现：

工件到达预定位置之后通过，夹具体进气三位四通电磁阀置于下位，此时，气体通过三位四通电磁阀进入双作用缸，同理双作用缸活塞先右移，吸盘放开物体，之后同理会使右活塞和缸套右移，手爪张开，物体放置完毕。

撑取动作的实现：

夹具体排气三位四通电磁阀置于上位，此时，由于双作用缸缸套内径小于缸套内径，根据压强相同时面积大则压力大可知，气体先从双作用缸中间左侧腔体通过外进气管穿过三位四通电磁阀，再通过右活塞的第一导气通道后进入缸体两活塞之间的腔体，从而拉动双作用缸活塞向右运动，当双作用缸活塞到达右限位之后，继续排气只能缩小缸体两活塞之间的腔体容积，由于左活塞通过第一壳体与机械臂固定，缸套和右活塞是自由端，因此气体只能拉动缸套和右活塞向左运动，同理，手爪主体杆顺时针转动，手抓连杆既向左运动，又顺时针转动，因此两者的连接角减小，手爪收紧，缸套和右活塞带动第二壳体向左运动，从而带动吸盘向左运动，当腔体容积缩到最小时，由于缸套的限位作用，此时缸套和右活塞不再向左运动，此时，双作用缸活塞到达双作用缸最右位置，手爪收紧到最小，吸盘收进手爪到达最左位置；此时移动机械臂到工件所在位置，手爪伸进工件腔体内时，夹具体进气三位四通电磁阀置于常位，此时，气体通过左活塞的第一导气通道进入缸体两活塞之间的腔体，由于三位四通电磁阀不能导通，此时气体只能推动缸套和右活塞向右运动，同理，手爪主体杆逆时针转动，手抓连杆既向右运动，又逆时针转动，因此两者的连接角增大，手爪撑开，当手爪外执行杆接触到工件内表面时，由于工件支撑力的作用缸套停止向右运动，右活塞继续向右运动，直至吸盘接触到工件腔体内底面，此时将三位四通电磁阀置于上位，气体进入双作用缸中间左侧腔体，推动双作用缸活塞向左运动，吸盘吸取工件，此时夹具既撑紧又吸紧工件；

放置动作的实现：

工件到达预定位置之后通过，夹具体排气三位四通电磁阀置于上位，此时，气体通过三位四通电磁阀先从双作用缸中间左侧腔体排出，拉动双作用缸活塞向右运动，吸盘放开物体，之后，气体从缸体两活塞之间的腔体排出，拉动缸套和右活塞向左运动，同理，手爪收紧，放开被撑紧的工件。

实施例3

在实施例1或2的基础上，为了实现对夹紧力的控制，以及减少夹紧冲击力对工件的损伤。在所述手爪主体杆201右端外侧壁附着压力传感器501，所述压力传感器501与控制器电连接，用于将检测到的压力信号传输至控制器，所述控制器与设置在第一导气通道402进气口上的调速阀502电连接。

工作原理如下：压力传感器将压力信号转化为电信号传输至控制器，经控制器处理，当检测到的压力信号大于设定的阈值时，控制器控制调速阀减小气体流速。当检测到的压力信号小于于设定的阈值时，控制器控制调速阀加大气体流速。

作为一种优选方式，上述实施例中的手爪内执行杆203与手爪外执行杆204远离手爪主体杆201的一端固连有橡胶垫8。

其中，所述橡胶垫8工作面801为v形槽面，且工作面上有防滑槽802。

减少了对工件表面造成损伤的同时，增大了与工件的接触面积，增大摩擦力，从而起到防滑的作用。

需要说明，缸套内位于所述限位隔档左侧的腔体和位于所述限位隔档右侧的腔体内径相同，所述缸套左右两底面设有排气孔。从而保证缸套和右活塞同幅运动，以及缸体的正常运行。

特别的，所述手爪主体杆上的压力传感器，当检测到压力升高时，通过控制单元会降低进出夹具体气体流速，来降低手爪对工件的冲击。当检测到压力超过阀值时，通过控制单元使调速阀完全关闭，从而确保手爪的夹紧力始终处于预设夹紧力之内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。