机器人夹具机构的制作方法

本发明涉及机器人夹具机构(robotic gripper mechanism)，且更确切地，涉及用于操纵所选择的物件或零件的机器人夹具机构。特别地，本发明涉及一种机器人夹具机构，当遇到不期望的力时，其允许夹具机构的部分进行位移。

背景技术：

在工业或公共机构的中的许多应用中，使用机器人机构来操纵零件或物件。通常，对于这样的机器人机构来说，操作的区域是非常紧张的。当在紧张的区域中进行操作时，当机构降低进入拾取位置时，机构可能无意地撞击物件。由于夹具机构通常以相对高的速度来移动，以实现良好的吞吐率，在机构通路上的障碍的这样的无意撞击可能对夹具机构造成显著的损坏，导致使用夹具机构的整个系统的耗费成本的停机，且还可能损坏提供障碍的物件。

因此期望提供一种简易且廉价的机构，以当夹具机构降低进入操作位置时，在无意地遇到障碍的情况下，保护夹具机构并防止其受到损坏。

技术实现要素：

通过如本文所公开的用于与机器人定位系统一起使用的夹具机构来提供解决方案。所述夹具机构包含外壳、夹具臂和保持凸起。所述夹具臂从所述外壳延伸。所述夹具臂具有设置在其远端处的夹具指。所述保持凸起设置在所述外壳上并与所述夹具臂协作，以在所述夹具臂上施加保持力。其中，当外力在平行于所述外壳的纵向轴线的方向上施加至所述夹具指时，如果所述外力大于所述保持力，则所述夹具臂将相对于所述外壳移动。

通过下文对优选实施例的更详细的描述，并结合附图以示例的方式来说明本发明的构思，本发明的其他特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是被示出为在初始位置的两个说明性夹具机构的透视图。

图2是图1的其中一个夹具机构的透视图，其示出了在部分偏移位置的夹具臂，在所述部分偏移位置中，所述夹具臂已经在平行于夹具机构的外壳的纵向轴线的方向上移动。

图3是图2的夹具臂的安装部分的放大透视图。

图4是图1的其中一个夹具机构的透视图，其示出了在部分偏移位置的夹具臂，在所述部分偏移位置中，所述夹具臂已经在平行和垂直于夹具机构的外壳的纵向轴线的方向上移动。

图5是图4的夹具臂的安装部分的放大透视图。

图6是图1的其中一个夹具机构的透视图，其示出了在完全位移位置的夹具臂，在所述完全偏移位置中，所述夹具臂已经在平行和垂直于夹具机构的外壳的纵向轴线的方向上移动。

图7是图6的夹具臂的安装部分的放大透视图。

图8是夹具臂的安装部分的透视图，其中凸起的外壳的一部分被移除。

图9是夹具机构的可移动凸起以及外壳的夹具臂接收槽的放大透视图。

具体实施方式

根据本发明的构思的说明性实施例的描述意在结合附图来阅读，附图应被视为整个书面描述的部分。在本文所公开的发明的实施例的描述中，任何关于方向或取向的引用仅是为了便于描述，而非以任何方式限制本发明的范围。相对的术语，例如“下面”、“上面”、“水平”、“竖直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶”和“底”以及它们的派生物(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应当被解释为是指如随后在所讨论的附图中描述或示出的取向。这些术语仅是为了便于描述，并非需要装置以特定的取向来构造或操作，除非明确地如此指出。例如“附接的”、“粘接的”、“连接的”、“联接的”、“互连的”以及类似的术语是指这样的关系：其中多个结构直接地或通过中间结构间接地彼此固定或附接，以及可移动的或刚性的附接(或关系)两者，除非另有明确的描述。此外，通过参考优选的实施例说明了本发明的特征和益处。相应地，本发明显然不应当限制为这些优选的实施例，这些优选的实施例说明了一些特征的某些可能的非限定性组合，这些特征可能单独存在或以特征的其他组合存在，本发明的范围由随附的权利要求限定。

首先参考图1，夹具机构10被示出为具有外壳12以及延伸部分或夹具臂14。例如通过一个或多个螺栓16将外壳12安装至合适的机器人定位系统(未示出)，该系统优选地能够在三个维度上移动，以将机构10定位在将被操纵的物件或零件上方，从而允许臂14就位以夹持物件或零件。这样的机器人定位系统的细节并非本发明的部分，且任何合适的机器人定位系统(现有的或将来开发的)可以被使用以执行定位功能。

外壳12具有夹具臂接收长形槽或凹陷20，以在其中接收臂14的一部分。槽20通过外壳12的底壁22延伸。销接收凹陷24通过外壳12的侧壁26延伸至臂接收槽20。销接收凹陷24具有凹部25以及凸轮表面或斜坡28。凸轮表面或斜坡28相对于外壳12的纵向轴线成角度。凸轮表面或斜坡28可以配置为相对于外壳12的纵向轴线成不同的角度。长形的销或凸起接收开口30与销接收凹陷24间隔开。长形的凸起接收开口30通过外壳12的侧壁26延伸至臂接收槽20，且其尺寸设定为在其中接收销或凸起，同时允许销或凸起在平行于外壳12的纵向轴线的方向上移动。安装开口32(图9)通过外壳12的侧壁26延伸至臂接收槽20。在示出的说明性实施例中，安装开口32设置在销接收凹陷24和长形的凸起接收开口30之间。然而，安装开口32可以位于其他位置，例如但不限于，在销接收凹陷24下方或凸起接收开口30上方。

如图8和图9最佳地示出的，弹簧装载或可移动保持凸起34与外壳12协作，并设置在安装开口32中并通过安装开口32延伸。在所示的实施例中，可移动凸起34包含拱形构件或球36以及弹簧38。弹簧38弹性地偏移或弹簧装载拱形构件或球36进入外壳12的臂接收槽20。虽然弹簧装载或可移动凸起34被示出为弹簧装载球机构，在不脱离本发明的范围情况下，也可以使用其他类型的凸起。

如图1至图3所示，夹具臂14具有与外壳12协作的安装部分40。安装部分40可移动地设置在臂接收长形槽20中，且其尺寸设定为相对于槽20可移动，如将更完整地描述的。夹具指42从安装部分40延伸，并设置在夹具臂14的远端。夹具指42在臂接收长形槽20的下方延伸。在示出的实施例中，安装部分40和夹具指42是分离的构件，使用已知的附接方法来附接两者。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，夹具指42可以与安装部分40一体地模制或制造。

安装部分40具有枢转凸起或销44，其设置为靠近安装部分40的从夹具指被移出的端部46。销44从安装部分40的侧壁26延伸，并接收在相应的长形凸起接收开口30中。销44的尺寸设定为在开口30中在平行于外壳12的纵向轴线的方向上可移动。稳定凸起或销48设置为靠近安装部分40的端部49，端部49接近或邻接夹具指42。销48从安装部分40的侧壁46延伸，并接收在相应的销接收凹陷24中。销48的尺寸设定为在凹陷24中可移动，如将更完整地描述的。

如图8最佳地示出的，安装部分40包含凸轮板50。在所示的实施例中，凸轮板是分离的构件，使用已知的附接技术将其附接至安装部分。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，凸轮板可以与安装部分一体地模制或制造。凸轮板50包含凹陷52，以在其中接收弹簧装载或可移动凸起34。凸起54设置为接近或邻接凹陷52。凸轮或斜坡表面56从凹陷52的底表面延伸至凸起54。取决于所需的阻力的量，如将更完整地描述的，斜坡56可以配置为相对于安装部分40的纵向轴线成不同的角度。第二凹陷58设置为接近或邻接凸起54。第二凹陷58在与第一凹陷52相反的方向上从凸起54延伸。斜坡或肩部60从凸起54延伸至凹陷58的底表面。

再此参考图1，两个夹具机构10被示出为在初始位置。在该位置，销44设置在开口30中。销44设置为接近或接合开口的底表面。销48设置在凹陷24的凹部25中。将销48设置在凹部25中防止夹持指42和臂14初始时在除了平行于外壳12的纵向轴线的之外的任何方向上相对于外壳12移动。然而，在初始位置，弹簧装载或可移动凸起34设置在凹陷52中，以防止或阻止夹持指42和臂14在平行于外壳12的纵向轴线的方向上移动。

在使用中，夹具臂14从第一位置移动至第二位置，在第二位置中，夹持指42移动并接合要被操纵的物件或零件。当这种情况发生时，且如果没有遇到不期望的障碍，夹具臂14被保持在相对于外壳12的初始位置中，如图1所示，从而允许夹持指42接合并操纵物件或零件。

在臂14的向下移动期间的任意时刻，如果遇到障碍，该障碍施加压力或力至一个或多个相应的夹具指42的底部。当这种情况发生时，压力或力通过夹具指42传递至臂14。如果由障碍施加的压力或力小于由弹簧装载或可移动凸起34施加的保持力，则臂14被保持在相对于外壳12的位置中，如图1所示，允许夹持指42移动并接合要被操纵的物件或零件。当这种情况发生时，夹具机构10被保持在初始位置，从而允许夹持指42接合并操纵物件或零件。

如果由障碍施加的压力或力大于由弹簧装载或可移动凸起34施加的保持力，则臂14在平行于外壳12的纵向轴线的方向上移动，如图2的箭头A所代表。当这种情况发生时，弹簧装载或可移动凸起34从凹陷52移动并接合斜坡56。这造成弹簧装载或可移动凸起34弹性地收缩，允许臂14相对于外壳12的持续的移动。该移动持续，直至稳定凸起或销48移动并接合凸轮表面28。当这种情况发生时，或当这种情况即将发生时，弹簧装载或可移动凸起34移动通过凸起54进入第二凹陷58。这允许夹具指42和臂14由于这样力而向上移动，防止在其远端处对臂14和夹具指42造成任何损坏。该移动还有助于防止对遇到的障碍造成任何损坏。

如果由障碍施加的压力或力持续，则臂14持续在平行于外壳12的纵向轴线的方向上移动。然而，当销48接合凸轮表面28时，持续的力造成销48和臂14在垂直于外壳12的纵向轴线的方向上具有移动分量，如图4的箭头B所代表。这造成夹具指42和臂14围绕销44枢转或旋转，允许夹具指42移动远离外壳12的纵向轴线。这允许夹具指42和臂14由于该力向上和向外移动，如图6和图7所示，防止在其远端处对臂14和夹具指42造成任何损坏。该移动还有助于防止对遇到的障碍造成任何损坏。

当夹具机构降低进入操作位置时，在无意地遇到物件或障碍的情况下，夹具臂可以相对于或独立于夹具机构的其余部分移动，从而防止对夹具指、夹具机构(其包含但不限于夹具致动器)和物件造成损坏。此外，在大于夹具指的保持力的外力在具有平行于外壳的纵向轴线的分量、垂直于的外壳的纵向轴线的分量、或两者的方向上被施加至夹具指的情况下，夹具指进行位移，从而防止对夹具指、夹具机构和物件造成损坏。

夹具机构提供了简易且廉价的机构，以当夹具机构降低进入操作位置时，在无意地遇到阻碍或障碍的情况下，保护夹具机构并防止其受到损坏。

夹具指42可以是具有适合于应用的长度和形状的单个指，或可以是两个或多个指。此外，虽然各种凸起已被示出为在外壳12和臂14之间延伸，这些仅是为了说明，且取决于应用以及其他因素，可以使用其他合适的凸起和/或机构。结构的其他细节也可以随着应用而变化。还应当注意的是，虽然在图中示出了两个夹具机构10，但可能需要不同数量的夹具机构来提升或者操纵物件或零件。

虽然已经参考优选的实施例描述了本发明，但本领域技术人员应当理解的是，在不脱离如随附的权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种变化，并以等同来替代其要素。特别地，对本领域技术人员而言清楚的是，在不脱离其精神或本质特性的情况下，本发明可以实现为其他特定形式、结构、布置、比例、尺寸、并具有其他要素、材料和部件。本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的构思的情况下，本发明可以与用于本发明的实践的结构、布置、比例、尺寸、材料和部件的多种变型一起使用，这尤其适合于特定的环境和操作要求。当前公开的实施例由此在所有的方面被视为说明性的，而非限制性的，本发明的范围由随附的权利要求限定，而不限于前文的描述或实施例。