一种施力可调的机械手及使用其的机器人的制作方法

本发明涉及智能机器人领域，尤其涉及一种施力可调的机械手及使用其的机器人。

背景技术：

随着科技的不断进步，机器人技术在近年来发展迅速，在我国工业机器人越来越受到人们的追捧，为企业的转型升级提供支持。但现有的工业机器人在抓取物件时为刚性接触物件，因此为避免接触物件时冲击力过大，必须降低抓取速度，从而影响抓取效率。尤其对于具有吸盘式抓持器的机器人，在抓取时需要吸盘式抓持器以定量的力值压向接触物件，才能建立真空吸紧接触物件。因此具有吸盘式抓持器的机器人对接触力要求很高，接触力太小吸不住接触物件，接触力过大又容易对接触物件造成损坏。而现有的具有吸盘式抓持器的机器人对接触力不可硬件调控，需要软件调控，操作复杂，不便于生产工人使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种可根据不同接触物件的压力要求，硬件式调控接触力的施力可调的机械手及使用其的机器人。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种施力可调的机械手，包括机械手臂和机械手腕，所述机械手腕包括手腕轴和抓持器，所述抓持器安装于所述手腕轴的一端，所述手腕轴的另一端与所述机械手臂的一端活动连接；

所述机械手臂包括触发挡板，所述触发挡板的一侧与所述机械手臂的一端连接；

所述机械手腕还包括触发传感器、传感器安装座、施力弹簧和施力调整螺 母；所述手腕轴包括安装部，所述安装部设置于所述手腕轴的一端，所述抓持器设置于所述安装部的一端，所述传感器安装座的一侧与所述安装部的一侧连接，所述触发传感器安装于所述传感器安装座的朝向所述触发挡板的一端；所述触发传感器包括触片，所述触片朝向所述触发挡板安装；

所述施力调整螺母嵌套于所述手腕轴并设置于所述触发挡板和所述安装部之间；所述施力弹簧套于所述手腕轴，所述施力弹簧的一端抵着所述触发挡板，所述施力弹簧的另一端抵着所述施力调整螺母。

优选地，还设有控制处理器，所述机械手臂、所述抓持器和所述触发传感器均与所述控制处理器电连接。

优选地，所述机械手腕还设有位置调整螺母，所述位置调整螺母嵌套于所述手腕轴的另一端的近端部。

优选地，所述机械手腕还设有施力调整刻度表，所述施力调整刻度表设置于所述手腕轴的一端的近端部，靠近所述安装部。

优选地，所述施力调整刻度表的调整范围为0mm-25mm。

优选地，所述机械手腕还设有位置调整刻度表，所述位置调整刻度表设置于所述手腕轴的另一端。

优选地，所述位置调整刻度表的调整范围为0mm-5mm。

优选地，所述机械手臂还包括手腕安装腔，所述手腕安装腔设置于所述机械手臂的内部，所述手腕轴的另一端穿过所述机械手臂的一端，并延伸至所述手腕安装腔内。

优选地，所述抓持器为吸盘式抓持器，所述手腕轴和所述安装部设有连通的负压吸管，所述手腕轴的另一端连通吸气装置。

优选地，使用所述施力可调的机械手的机器人，包括机器人本体和所述施 力可调的机械手，所述施力可调的机械手和所述机器人本体连接。

所述施力可调的机械手根据不同接触物件所需的抓取压力不同，调节所述施力弹簧的压缩量，既保证了有足够的压力让吸盘式的所述抓持器吸紧所述接触物件，防止没吸紧所述接触物件造成的工作事故，又避免了压力过大对所述接触物件造成损坏。同时，所述施力弹簧起到缓冲作用，削弱所述接触物件的冲击力对所述机械手腕的影响。而且采用触片式的所述触发传感器，感应更为敏感精确。

使用所述施力可调的机械手的机器人可根据不同接触物件的压力要求，调节所述施力可调的机械手的施力允许范围，使用范围广，更好地适应不同的生产需求。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明其中一个实施例的机械手剖面结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例的手腕轴结构示意图。

其中：机械手臂1；机械手腕2；手腕安装腔11；触发挡板12；手腕轴21；抓持器22；触发传感器23；传感器安装座24；施力弹簧25；施力调整螺母26；安装部211；触片231；位置调整螺母27；施力调整刻度表28；位置调整刻度表29。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的施力可调的机械手，如图1所示，包括机械手臂1和机械手腕2，所述机械手腕2包括手腕轴21和抓持器22，所述抓持器22安装于所述手腕轴 21的一端，所述手腕轴21的另一端与所述机械手臂1的一端活动连接；

所述机械手臂1包括触发挡板12，所述触发挡板12的一侧与所述机械手臂1的一端连接；所述机械手腕2还包括触发传感器23、传感器安装座24、施力弹簧25和施力调整螺母26；所述手腕轴21包括安装部211，所述安装部211设置于所述手腕轴21的一端，所述抓持器22设置于所述安装部211的一端，所述传感器安装座24的一侧与所述安装部211的一侧连接，所述触发传感器23安装于所述传感器安装座24的朝向所述触发挡板12的一端；所述触发传感器23包括触片231，所述触片231朝向所述触发挡板12安装；

所述施力调整螺母26嵌套于所述手腕轴21并设置于所述触发挡板12和所述安装部211之间；所述施力弹簧25套于所述手腕轴21，所述施力弹簧25的一端抵着所述触发挡板12，所述施力弹簧25的另一端抵着所述施力调整螺母26。

优选地，还设有控制处理器，所述机械手臂1、所述抓持器22和所述触发传感器23均与所述控制处理器电连接。

所述施力可调的机械手可通过所述施力弹簧25和所述施力调整螺母26，调节所述抓持器22对接触物件的压力，从而可根据不同接触物件的压力要求，调节所述机械手腕2的施力允许范围。

作业时，所述控制处理器驱动所述机械手臂1向所述接触物件移动，当所述机械手腕2的所述抓持器22压向所述接触物件，将产生反向的冲击力，使与所述抓持器22连接的所述手腕轴21受力形变，从而使安装于所述手腕轴21上的所述触发传感器23向所述触发挡板12移动，直到当所述抓持器22与所述接触物件之间压力达到压力预设值时，所述触发传感器23的所述触片231与所述触发挡板12接触，从而所述触发传感器23产生并传送触发信号至所述控制处 理器；所述控制处理器驱使所述机械手臂1停止移动，并驱动吸盘式的所述抓持器22的内部建立真空，吸紧所述接触物件，然后再驱动所述机械手臂往回移动，从而所述施力可调的机械手完成一个抓取接触物件的动作。

所述施力弹簧25套于所述手腕轴21，所述施力弹簧25的一端与所述触发挡板12连接，所述施力弹簧25的另一端抵着所述施力调整螺母26，从而在所述抓持器22与所述接触物件接触时，所述施力弹簧25为所述抓持器22提供支持力，减小所述接触物件带来的冲击力，减小所述手腕轴21的形变量。通过所述施力调整螺母26调节所述施力弹簧25的压缩量，即可调节所述施力弹簧25所能提供的支持力大小，从而调节所述抓持器22对所述接触物件的压力大小。例如，调大所述施力弹簧25的压缩量，触发所述触发传感器23的所需形变量越大，从而所述抓持器22对所述接触物件的压力越大。

所述施力可调的机械手根据不同接触物件所需的抓取压力不同，调节所述施力弹簧25的压缩量，既保证了有足够的压力让吸盘式的所述抓持器22吸紧所述接触物件，防止没吸紧所述接触物件造成的工作事故，又避免了压力过大对所述接触物件造成损坏。同时，所述施力弹簧25起到缓冲作用，削弱所述接触物件的冲击力对所述机械手腕2的影响。而且采用触片式的所述触发传感器23，感应更为敏感精确。

优选地，所述机械手腕2还设有位置调整螺母27，如图1所示，所述位置调整螺母27嵌套于所述手腕轴21的另一端的近端部。所述位置调整螺母27用于调节所述触发传感器23的触片231与所述触发挡板12间的相对距离，从而调节所述抓持器22对所述接触物件的压力。

优选地，所述机械手腕2还设有施力调整刻度表28，如图2所示，所述施力调整刻度表28设置于所述手腕轴21的一端的近端部，靠近所述安装部211。 由于所述施力弹簧25的弹力是线性增加的，即所述施力调整螺母26可线性调节所述施力弹簧25的压缩量，因此设置所述施力调整刻度表28可更为直观便捷地调节和观察所述施力弹簧25的施力情况。

优选地，所述机械手腕2还设有位置调整刻度表29，如图2所示，所述位置调整刻度表29设置于所述手腕轴21的另一端。除了所述施力弹簧25压缩量外，所述抓持器22对所述接触物件的压力还由所述触片231与所述触发挡板12间的相对距离决定，因此设置所述位置调整刻度表29便于调节所述位置调整螺母27，进而调节所述触片231与所述触发挡板12间的相对距离。

优选地，所述施力调整刻度表28的调整范围为0mm-25mm。

优选地，所述位置调整刻度表29的调整范围为0mm-5mm。

所述机械手腕2的施力允许范围是由所述施力弹簧25压缩量和所述触片231与所述触发挡板12间的相对距离决定，所述接触物件的压力要求不同，则所述机械手腕2的施力允许范围就不同。若所述接触物件为建筑玻璃，所述施力弹簧25压缩量为5mm-15mm，优选为10mm；所述触片231与所述触发挡板12间的相对距离为1mm-3mm,优选为2.5mm。若所述接触物件为手机屏幕玻璃，所述施力弹簧25压缩量为0mm-5mm，优选为3mm；所述触片231与所述触发挡板12间的相对距离为0.1mm-1mm,优选为0.7mm。若所述接触物件为铝板或钢板，所述施力弹簧25压缩量为15mm-25mm，优选为21mm；所述触片231与所述触发挡板12间的相对距离为3mm-5mm,优选为4.5mm。所述施力可调的机械手根据不同的接触物件调节施力允许范围，扩大使用范围，更好地适应生产需求。

优选地，所述机械手臂1还包括手腕安装腔11，如图1所示，所述手腕安装腔11设置于所述机械手臂1的内部，所述手腕轴21的另一端穿过所述机械手臂1的一端，并延伸至所述手腕安装腔11内。设置所述手腕安装腔11，并所 述手腕轴21的另一端延伸至所述手腕安装腔11内，从而对所述手腕轴21起到防尘防腐蚀的保护作用，增长所述手腕轴21的使用寿命。

优选地，所述抓持器22为吸盘式抓持器，所述手腕轴21和所述安装部211设有连通的负压吸管，所述手腕轴21的另一端连通吸气装置。所述抓持器22为吸盘式抓持器，通过施压并吸盘内部建立真空来吸紧所述接触物件，适用于搬运板型接触物件，如玻璃、钢板等。

本实施例的使用所述施力可调的机械手的机器人，包括机器人本体和所述施力可调的机械手，所述施力可调的机械手和所述机器人本体连接。使用所述施力可调的机械手的机器人可根据不同接触物件的压力要求，调节所述施力可调的机械手的施力允许范围，使用范围广，更好地适应不同的生产需求。

本实施例所述的施力可调的机械手具有以下有益效果：1.可根据不同接触物件所需的抓取压力不同，调节所述施力弹簧25的压缩量，既保证了有足够的压力让吸盘式的所述抓持器22吸紧所述接触物件，防止没吸紧所述接触物件造成的工作事故，又避免了压力过大对所述接触物件造成损坏；2.采用触片式的所述触发传感器23，感应更为敏感精确；3.设置所述施力调整刻度表28和所述位置调整刻度表29，更为直观便捷地调节和观察所述机械手腕2的施力情况。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。