一种工业机器人用吸盘装置的制作方法

本实用新型涉及机器人吸取装置的技术领域，尤其涉及一种工业机器人用吸盘装置。

背景技术：

近年来，企业对香菇等产品分拣的自动化程度要求越来越高，工业机器人在自动化系统中占有重要的作用。吸盘作为工业机器人进行抓取的执行工具，其吸取力和稳定性对提升生产线的效率具有重要的作用。目前，大多数机器人用吸盘本身不具缓冲功能，拾取物件时易发生冲击和碰撞，虽可增加缓冲装置，但效果差，导致吸取能力偏低，且稳定性不够，易受外界干扰应用场合非常有限；另外，香菇类产品的大小、形状、重量各不相同，采用普通真空回路吸取的方式，因其真空吸取时泄露量大等原因，成功率非常低，不能满足用户需求。

基于此，本实用新型设计了一种工业机器人用吸盘装置，能够有效抓取不同形状、尺寸的物体，实现抓取的准确性和可靠性，具有结构紧凑、抓取稳定性高、应用范围广等优点。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工业机器人用吸盘装置，能够有效抓取不同形状、尺寸的物体，且设置压缩吸盘实现吸取缓冲，防止吸力过大损伤抓取物表面，实现抓取的准确性和可靠性，具有结构紧凑、抓取稳定性高、应用范围广等优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种工业机器人用吸盘装置，包括底座、四自由度机械臂和吸盘装置，所述四自由度机械臂的一端设置在所述底座上，所述四自由度机械臂的另一端连接着所述吸盘装置；

所述四自由度机械臂包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆、第二连杆和第三连杆依次连接实现所述四自由度机械臂末端执行器的四自由度运动，所述第二连杆；连接着所述第三连杆的一端上设置有贯穿的通孔，所述第三连杆穿过所述通孔并可沿所述通孔的轴向相对移动，且所述第三连杆还可以绕所述第三连杆与所述通孔的连接处旋转，所述第一连杆、第二连杆和第三连杆的连接关节处均设置有用于驱动所述第一连杆、第二连杆和第三连杆实现所述四自由度机械臂末端执行器的四自由度运动的驱动电机，所述驱动电机的驱动端各自分别连接着所述第一连杆、第二连杆和第三连杆；

所述吸盘装置包括吸盘、真空发生器和吸盘支架，所述吸盘和真空发生器设置在所述吸盘支架上，所述真空发生器包括进气口、出气口、真空口和真空发生器控制系统，所述真空口通过柔性导管连通所述吸盘，所述进气口通过气管连通外置气源，所述出气口连通外界，用于释放所述真空发生器内的气体，所述真空发生器控制系统通过线路连接所述真空发生器并控制其运行，所述吸盘支架设置在所述第三连杆的一端上；

所述吸盘包括压缩段，所述压缩段为可伸缩的筒装壳体，所述压缩段的一端连通所述真空口，所述压缩段的另一端可在外力的作用下被压缩从而靠近其连通所述真空口的一端。设置四自由度的机械连杆连通吸盘装置，可以在全方位的吸取工作台的的不规则摆放的待抓取物，且在吸盘上设置真空发生器配合吸盘,进行各种物料的吸附,搬运。在这类应用中,采用真空发生器配合吸盘吸取所需的抽气量小,真空度要求不高且为间歇工作，尤其适合于吸附易碎,柔软,薄的非铁,非金属材料或球型物体例如香菇类农产品的吸取。而且考虑到现阶段大多数机器人用吸盘本身不具缓冲功能，拾取物件时易发生冲击和碰撞，虽可增加缓冲装置，但效果差，导致吸取能力偏低，且稳定性不够，易受外界干扰应用场合非常有限，因此设置包括有压缩端的吸盘，使吸盘吸取时缓冲吸取力对待吸取物的抓取力碰撞到吸盘上的冲击，吸取效果更好，且不会损伤待吸取物的表面。

进一步：所述第一连杆和第二连杆互相平行设置，所述第一连杆的一端活动设置在所述底座上，所述第一连杆的另一端上活动连接着第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端连接着所述第三连杆。

进一步：所述底座上设置有连接外置电源的电源接口和连接外置控制系统的电气接口，所述电源接口分别连接着所述驱动电机并通过外置电源给所述驱动电机提供电源，所述驱动电机还分别通过线路连接着电气接口，所述真空发生器控制系统还通过线路连接所述电气接口。通过外置的电源通过电源接口给所述驱动电机提供电源，外置的控制系统通过电气接口控制驱动电机运行。

进一步：所述第三连杆的一端上可拆卸的设置有连接夹具，所述吸盘支架通过连接夹具可拆卸的设置在所述第三连杆上。设置可拆卸的连接夹具连接吸盘支架及第三连杆，便于设备的整体安装及维护。

进一步：所述吸盘支架的截断面呈台阶状，所述出气口和所述吸盘互相平行设置，且使所述出气口的出气方向与所述吸盘的吸气方向互相远离。设置相互背离的出气口及吸盘，防止出气口释放的气流冲击影像吸盘的吸取效果，提高吸取的成功率。

进一步：所述真空口通过柔性导管连通所述吸盘。设置柔性导管连通吸盘及真空口，便于调整出气口与吸盘的位置关系。

进一步：所述四自由度机械臂上还设置有用于显示所述舵机运转是否正常的安全指示灯，所述安全指示灯通过线路连接所述电气接口。设置直观的安全指示灯用于提示四自由度机械臂内部舵机运转及载荷是否正常，可及时对设备进行检查维护，提前预知设备的运行风险，进行检修维护，提高设备的运行效率。

进一步：所述压缩段的另一端连通着所述吸取端。

进一步：所述吸取端的纵截面呈伞状。增大与待吸取物的接触面积，提高吸取效率。

进一步：所述压缩段和吸取端的材质为PVC材质。采用PVC材质这类软性制造吸盘结合真空发生器的吸取力，实现吸取功能，避免损伤待抓取物的表面，降低了待吸取物的吸取损耗。

基于上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及机器人吸取装置的技术领域，尤其涉及一种工业机器人用吸盘装置，设置四自由度的机械臂连通吸盘装置，可以在全方位的吸取工作台的的不规则摆放的待抓取物，且在吸盘上设置真空发生器配合吸盘,进行各种物料的吸附,搬运。在这类应用中,采用真空发生器配合吸盘吸取所需的抽气量小,真空度要求不高且为间歇工作，尤其适合于吸附易碎,柔软,薄的非铁,非金属材料或球型物体例如香菇类农产品的吸取。设置包括有压缩端的吸盘，使吸盘吸取时缓冲吸取力对待吸取物的抓取力碰撞到吸盘上的冲击，吸取效果更好，且不会损伤待吸取物的表面。设置伞状的吸取端，增大与待吸取物的接触面积，提高吸取效率。

附图说明

图1为本实用新型一种工业机器人用吸盘装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种工业机器人用吸盘装置的吸盘装置连接在连接夹具上的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底座，11、电源接口，12、电气接口，2、四自由度机械臂，21、第一连杆，22、第二连杆，23、第三连杆，24、安全指示灯，3、吸盘装置，31、吸盘，311、压缩段，312、吸取端，32、真空发生器，321、进气口，322、出气口，323、真空口，33、吸盘支架，34、柔性导管，4、连接夹具。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1及图2所示，一种工业机器人用吸盘装置，包括底座1、四自由度机械臂2和吸盘装置3，所述四自由度机械臂2的一端设置在所述底座1上，所述四自由度机械臂2的另一端连接着所述吸盘装置3；

所述四自由度机械臂2包括第一连杆21、第二连杆22和第三连杆23，所述第一连杆21、第二连杆22和第三连杆23依次连接实现所述四自由度机械臂2末端执行器的四自由度运动，所述第二连杆22连接所述第三连杆23的一端上设置有贯穿的通孔，所述第三连杆23穿过所述通孔并可沿所述通孔的轴向相对移动，且所述第三连杆23还可以绕所述第三连杆23与所述通孔的连接处旋转，所述第一连杆21、第二连杆22和第三连杆23的连接关节处均设置有用于驱动所述第一连杆21、第二连杆22和第三连杆23实现所述四自由度机械臂2末端执行器的四自由度运动的驱动电机，所述驱动电机的驱动端各自分别连接着所述第一连杆21、第二连杆22和第三连杆23；

所述吸盘装置3包括吸盘31、真空发生器32和吸盘支架33，所述吸盘31和真空发生器32设置在所述吸盘支架33上，所述真空发生器32包括进气口321、出气口322、真空口323和真空发生器控制系统，所述真空口323通过柔性导管34连通所述吸盘31，所述进气口321通过气管连通外置气源，所述出气口322连通外界，用于释放所述真空发生器32内的气体，所述真空发生器控制系统通过线路连接所述真空发生器32并控制其运行，所述吸盘支架33设置在所述第三连杆23的一端上；

所述吸盘31包括压缩段311，所述压缩段311为可伸缩的筒装壳体，所述压缩段311的一端连通所述真空口323，所述压缩段311的另一端可在外力的作用下被压缩从而靠近其连通所述真空口323的一端。

进一步：所述第一连杆21和第二连杆22互相平行设置，所述第一连杆21的一端活动设置在所述底座1上，所述第一连杆21的另一端上活动连接着第二连杆22的一端，所述第二连杆22的另一端连接着所述第三连杆23。

进一步：所述底座1上设置有连接外置电源的电源接口11和连接外置控制系统的电气接口12，所述电源接口11分别连接着所述驱动电机并通过外置电源给所述驱动电机提供电源，所述驱动电机还分别通过线路连接着电气接口12，所述真空发生器控制系统还通过线路连接所述电气接口12。通过外置的电源通过电源接口给所述驱动电机提供电源，外置的控制系统通过电气接口控制驱动电机运行。

进一步：所述第三连杆23的一端上可拆卸的设置有连接夹具4，所述吸盘支架33通过连接夹具4可拆卸的设置在所述第三连杆23上。

进一步：所述吸盘支架33的截断面呈台阶状，所述出气口322和所述吸盘31互相平行设置，且使所述出气口322的出气方向与所述吸盘31的吸气方向互相远离。

进一步：所述真空口323通过柔性导管34连通所述吸盘31。

进一步：所述四自由度机械臂2上还设置有用于显示所述舵机运转是否正常的安全指示灯24，所述安全指示灯24通过线路连接所述电气接口12。

进一步：所述压缩段311的另一端连通所述吸取端312。

进一步：所述吸取端312的纵截面呈伞状。

进一步：所述压缩段311和吸取端312的材质为PVC材质。

本装置的工作原理：首先根据待吸取物的尺寸旋转合理的吸盘装置3，将各模块组合安装，安装完成后，通过底座1上的电气接口12连通外置的控制系统，通过控制系统控制所述第一连杆21、第二连杆22和第三连杆23内的驱动电机，驱动第一连杆21和第二连杆22旋转至待吸取物的上方，后通过控制系统驱动第三连杆23内的两个电机，考虑到待抓取物不一定正放在吸取平台上，通过第三连杆23内其中一个电机控制第三连杆23在通孔内上下移动使吸盘位于合适的吸取高度，然后通过第三连杆23内第二个电机控制第三连杆23绕第三连杆23与通孔的连接处旋转到合适的吸取角度后，通过外置的控制系统控制真空发生器32的真空发生器控制系统及外接气源，使真空发生器32内通过进气口321与出气口322之间的正负压差，使真空口323通过柔性导管34连通的吸盘31内产生吸取力，实现间歇的吸取与放置，完成吸取工序。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。