一种机械手及工业机器人的制作方法

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种机械手及工业机器人。

背景技术：

随着机器人技术的不断发展，各个行业都逐渐使用机器人作为辅助设备来替代手工作业，采用机器人代替手工作业，降低了工人的工作强度，提高了生产效率，并且机器人不仅可以适应各种恶劣的生产环境，还具有控制方便、生产的产品具有精度高等优点。

目前，用于搬运的机器人，为了保证夹持强度，其夹持部的一般采用刚性结构。对于待搬运工件，在待搬运工件加工前，其表面质量不足，采用刚性结构的夹持部，不用担心对待搬运工件的表面造成损伤；而加工后的待搬运工件，对表面质量要求较高，使用机器人搬运时，容易对加工表面造成损伤。

可见，现有的工业机器人在搬运加工后的工件时，容易对加工表面造成损伤。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种机械手及工业机器人，以解决现有的工业机器人在搬运加工后的工件时，容易对加工表面造成损伤的问题。

本发明实施例提供了一种机械手，包括机架主体以及与所述机架主体连接的至少一个夹持组件，所述夹持组件包括驱动机构、第一夹持臂和第二夹持臂，所述驱动机构与所述机架主体连接，所述驱动机构驱动连接所述第一夹持臂和所述第二夹持臂，其中：

所述第一夹持臂上设置有至少一个第一刚性夹持部和至少一个第一柔性夹持部；

所述第二夹持臂上设置有至少一个第二刚性夹持部和至少一个第二柔性夹持部；

所述至少一个第一刚性夹持部和所述至少一个第二刚性夹持部配合夹持固定第一待搬运工件；或者，所述至少一个第一柔性夹持部和所述至少一个第二柔性夹持部配合夹持固定第二待搬运工件。

本发明实施例还提供一种工业机器人，包括依次设置的底座、机械臂以及上述机械手。

这样，本发明实施例中，通过将机械手的夹持部设计成包括刚性夹持部和柔性夹持部的双层夹持结构，这样可以针对不同类别的待搬运工件，使用不同的夹持部对其进行夹持固定，其中，针对表面质量较高的待搬运工件，可以使用柔性夹持部对其进行夹持固定，从而可以有效的保证待搬运工件的表面质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的机械手的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一夹持臂的局部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第二夹持臂的局部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第一夹持臂的结构示意图之一；

图5是本发明实施例提供的第一夹持臂的结构示意图之二；

图6是本发明实施例提供的机械手的工作示意图；

图7是本发明实施例提供的工业机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本发明实施例提供一种机械手100，包括机架主体10以及与所述机架主体10连接的至少一个夹持组件20，所述夹持组件20包括驱动机构21、第一夹持臂22和第二夹持臂23，所述驱动机构21与所述机架主体10连接，所述驱动机构21驱动连接所述第一夹持臂22和所述第二夹持臂23；

所述第一夹持臂22上设置有至少一个第一刚性夹持部221和至少一个第一柔性夹持部222；

所述第二夹持臂23上设置有至少一个第二刚性夹持部231和至少一个第二柔性夹持部232；

其中，所述至少一个第一刚性夹持部221和所述至少一个第二刚性夹持部231能够配合夹持固定第一待搬运工件(未图示)；或者，所述至少一个第一柔性夹持部222和所述至少一个第二柔性夹持部232能够配合夹持固定第二待搬运工件(未图示)。

在本实施方式中，第一待搬运工件可以是未加工的待搬运工件，第二待搬运工件可以是已加工的待搬运工件。通过将第一夹持臂22和第二夹持臂23上的夹持部设计成刚性夹持部和柔性夹持部的组合，这样在夹持搬运待搬运工件的时候，通过对待搬运工件进行分类，比如可以将待搬运工件分成未加工的待搬运工件和已加工的待搬运工件，并针对不同类别的待搬运工件，使用不同的夹持部对其进行夹持搬运。

具体的，对于未加工的待搬运工件，由于其表面质量粗糙，可以使用刚性夹持部对其进行夹持固定，并可以不用担心刚性夹持部对其表面造成损伤；而对于已加工的待搬运工件，由于其表面经过加工后，表面质量提高，如果继续使用刚性夹持部对其进行夹持固定，容易对其表面造成损伤，而在本实施方式中，可以使用柔性夹持部对其进行夹持固定，以确保加工好的表面不被破坏，从而可以有效的保证待搬运工件的表面质量。

其中，为降低机械手100的自重，可以将第一夹持臂22和第二夹持臂23采用中空结构的夹持臂结构。具体的，可以通过钢板折弯后整体焊接形成，只要能够满足机械手100的受力强度即可。通过将第一夹持臂22和第二夹持臂23采用中空结构，可以大幅降低机械手100的自重，并提升机械手100的搬运能力和运行效率，还可以降低机械手100在工作中的单位能耗。

其中，所述至少一个第一刚性夹持部221和所述至少一个第一柔性夹持部222均位于所述第一夹持臂22的第一侧；所述至少一个第二刚性夹持部231和所述至少一个第二柔性夹持部232均位于所述第二夹持臂23的第二侧，且所述第一夹持臂22的第一侧和所述第二夹持臂23的第二侧朝向相同。通过将设置于第一夹持臂22和第二夹持臂23上的刚性夹持部和柔性夹持部同侧且分层设置，可以方便机械手100对待搬运工件进行夹持。

可选的，第一刚性夹持部221和第一柔性夹持部222可以同轴设置于第一夹持臂22上。具体的，可以通过一第一螺栓组件223将第一刚性夹持部221和第一柔性夹持部222同轴固定设置于第一夹持臂22上。

其中，第一螺栓组件223包括第一螺栓2231和第一螺母2232，第一刚性夹持部221、第一柔性夹持部222及第一夹持臂22上均设置有供第一螺栓2231穿过的通孔，并通过第一螺栓2231和第一螺母2232之间的螺纹连接，将第一刚性夹持部221和第一柔性夹持部222固定设置在第一夹持臂22上；而且，为避免第一刚性夹持部221对第一柔性夹持部222造成挤压，还可以在第一刚性夹持部221和第一柔性夹持部222之间设置第一碟簧224。其中，第一柔性夹持部222位于第一刚性夹持部221与第一夹持臂22之间时，第一碟簧224还可以位于第一柔性夹持部222和第一夹持臂22之间，第一碟簧224还可以位于第一刚性夹持部221和第一柔性夹持部222之间。

在本实施方式中，第一螺栓2231不仅可以起到固定作用，还可以充当轴的作用。其中，第一刚性夹持部221可以与第一螺栓2231固定连接，保证第一刚性夹持部221不与绕第一螺栓2231转动，第一柔性夹持部222可以通过第一碟簧224完成轴向压紧，确保不会沿着第一螺栓2231产生串动。同时，由于第一柔性夹持部222紧贴第一刚性夹持部221，受摩擦力的作用，一般也不会绕第一螺栓2231周向转动；而当第一柔性夹持部222所受的周向力大于摩擦力时，第一柔性夹持部222又可以绕第一螺栓2231转动。

同理，可选的，第二刚性夹持部231和第二柔性夹持部232可以同轴设置于第二夹持臂23上。具体的，可以通过一第二螺栓组件233将第二刚性夹持部231和第二柔性夹持部232同轴固定设置于第二夹持臂23上。

其中，第二螺栓组件233包括第二螺栓2331和第二螺母2332，第二刚性夹持部231、第二柔性夹持部232及第二夹持臂23上均设置有供第二螺栓2331穿过的通孔，并通过第二螺栓2331和第二螺母2332之间的螺纹连接，将第二刚性夹持部231和第二柔性夹持部232固定设置在第二夹持臂23上；而且，为避免第二刚性夹持部231对第二柔性夹持部222造成挤压，还可以在第二刚性夹持部231和第二柔性夹持部232之间设置第二碟簧234。其中，第二柔性夹持部232位于第二刚性夹持部231与第二夹持臂23之间时，第二碟簧234还可以位于第二柔性夹持部232和第二夹持臂23之间第二碟簧234还可以位于第二刚性夹持部231和第二柔性夹持部232之间。

在本实施方式中，第二螺栓2331不仅可以起到固定作用，还可以充当轴的作用。其中，第二刚性夹持部231可以与第二螺栓2331固定连接，保证第二刚性夹持部231不与绕第二螺栓2331转动，第二柔性夹持部232可以通过第二碟簧234完成轴向压紧，确保不会沿着第二螺栓2331产生串动。同时，由于第二柔性夹持部232紧贴第二刚性夹持部231，受摩擦力的作用，一般也不会绕第二螺栓2331周向转动；而当第二柔性夹持部232所受的周向力大于摩擦力时，第二柔性夹持部232又可以绕第二螺栓2331转动。

其中，第一刚性夹持部221和第一柔性夹持部222还可以通过铆接或者卡接等连接方式固定在第一夹持臂22上；同理，第二刚性夹持部231和第二柔性夹持部232也可以通过铆接或者卡接等连接方式固定在第二夹持臂23上。

可选的，第一刚性夹持部221、第一柔性夹持部222、第二刚性夹持部231和第二柔性夹持部232均可以选用滑轮结构，且所述滑轮结构的周向面凹陷形成夹持面。其中，第一刚性夹持部221和第二刚性夹持部231可以选用钢材制成的滑轮结构，以保证夹持部的刚性需求；而第一柔性夹持部222和第二柔性夹持部232可以选用尼龙材料制成的滑轮结构，以保证柔性夹持部的柔性需求。

其中，本实施方式中的驱动机构21优选为具备对中功能的驱动机构，比如对中驱动气缸或者对中液压缸等，通过选用具备对中功能的驱动机构，能够保证在每次进行待搬运工件的抓取时，第一夹持臂22和第二夹持臂23可以同步对中夹紧，使得被夹持的待搬运工件始终位于夹持组件20的中间位置，便于机械手100准确的给机床上下料。不会出现因为机械手100夹紧误差过大而造成与夹具碰撞无法顺利装入的情况，从而确保夹具夹紧到位，不会出现待搬运工件松脱飞出的安全事故。而且由于装夹位置准确，还可以避免因待搬运工件装偏而造成打刀；同样，在加工过程中刀具切削位置的精准，这样的设计也能保证该生产线产出的零件的标准度和产品质量。

其中，机架主体10上还设置有与机械臂200连接的快换盘连接器30，以便机械手100能够与机械臂200快速完成对接。

其中，设置于机架主体10上的夹持组件20一般为两个，且两个夹持组件20相对于机架主体10中心对称设置，以便机械手100在搬运待搬运工件时，能够快速完成待搬运工件的位置互动功能。

如图7所示，本发明实施例还提供一种工业机器人，包括依次设置的底座300、机械臂200和上述机械手100。

其中，机械手100可以通过设置于机架主体10上的快换盘连接器30与机械臂200完成快速对接。

需要说明的是，上述机械手实施例的实现方式同样适应于该工业机器人的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

如图1、图6及图7所示，下面以工业机器人100搬运轮毂400为例，进行详细说明：

第一步：控制工业机器人前往轮毂400的毛坯料仓，将机械手100的a端的夹持组件伸向处于毛坯状态的轮毂400边缘，达到指定位置后，控制驱动机构21驱动两夹持臂同步对中夹紧，处于毛坯状态的轮毂400被夹紧后将处于理论中心位置；其中，由于处于毛坯状态的轮毂400的轮缘多有飞边毛刺，因此可以使用刚性夹持部对其进行夹持，并不用担心刚性夹持部对处于毛坯状态的轮毂400的表面造成损伤；

第二步：控制工业机器人运动，搬运处于毛坯状态的轮毂400离开料仓；

第三步：控制工业机器人搬运处于毛坯状态的轮毂400前往第一工序的加工机床，通过控制机械臂200关节旋转，将机械手100的b端的夹持组件调整到加工机床的上方，并处于松开状态，待加工机床的机床门打开后，将b端的夹持臂伸向机床内部的夹具位置；

第四步：工业机器人将b端的夹持臂伸到夹具已加工的轮毂400的边缘，达到指定位置后，控制驱动机构21驱动两夹持臂同步对中夹紧，已加工的轮毂400被夹紧后将处于理论中心位置；其中，已加工的轮毂400的表面已经经过切削，表面质量较高，因此可以使用柔性夹持部对其进行夹持，以免对其加工表面造成损伤；

第五步：工业机器人将夹持有已加工轮毂400的夹持组件移出机床，并可以通过旋转末端关节，完成两个夹持组件的位置互换；

第六步：工业机器人将机械手100的a端夹持的处于毛坯状态的轮毂400伸到机床内部的夹具上方，并将其装入机床夹具；

第七步：机床夹具夹紧到位后，工业机器人将机械手100的a端移出机床，机床门关闭，以便机床对处于毛坯状态的轮毂400进行加工处理；

第八步：工业机器人将从机床中取出的已加工的轮毂400搬运至下一工序。

通过以上流程，工业机器人可以实现待搬运工件上下料的自动化，而且通过将机械手的夹持部设计成包括刚性夹持部和柔性夹持部的双层夹持结构，这样可以针对不同类别的待搬运工件，使用不同的夹持部对其进行夹持固定，其中，针对表面质量较高的待搬运工件，可以使用柔性夹持部对其进行夹持固定，从而可以有效的保证待搬运工件的表面质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。