机械手和搬运设备的制作方法

本申请涉及机械手技术领域，特别是涉及一种机械手和搬运设备。

背景技术：

随着工业4.0的推进，工业机器人的用途越来越多。在搬运/码垛行业中机器人越来越多的替代人工劳动，极大的降低了人工的劳动强度。在码垛搬运行业中，机器人的手掌设计直接关系到机器人型号的选择，进而涉及到企业成本的考虑。机器人箱类手掌设计要结构简单，同时兼顾质量轻便，这样才能提高机器人的性价比，提高企业对机器人的利用化。机器人手掌采用海绵吸盘的应用越来越多，但对某些料件由于包装纸箱等质量较差，不能采用海绵吸盘的形式进行料件的搬运。

现有的机械手对纸箱等工件的搬运能力较弱，且较难同时适配对多种规格的工件的搬运工作。

技术实现要素：

本申请主要提供一种机械手和搬运设备，以解决机械手对纸箱等工件的搬运能力较弱且难以同时适配对多种规格的工件的搬运的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种机械手。该机械手包括：托架，包括底托架、侧挡架和导向架，底托架和导向架间隔设置，侧挡架连接于底托架与导向架之间；压持机构，设置于导向架；其中，压持机构可调整自身与底托架之间的空间大小，以配合底托架固定工件。

在一些实施方式中，所述机械手还包括推移机构，所述推移机构设置于所述导向架，所述推移机构推移所述工件远离所述侧挡架。

在一些实施方式中，所述推移机构包括第一驱动件、固定座和挡板，所述第一驱动件连接所述固定座，所述挡板连接于所述固定座朝向所述侧挡架的一侧；

所述导向架包括间隔设置的两个第一导向件，所述两个第一导向件与所述侧挡架连接，所述固定座滑动设置于所述两个第一导向件上，所述第一驱动件驱动所述固定座沿所述第一导向件运动，带动所述挡板推移所述工件远离所述侧挡架。

在一些实施方式中，所述压持机构包括第二驱动件和压紧件，所述第二驱动件设置于所述固定座，所述第二驱动件连接所述压紧件，所述第二驱动件驱动所述压紧件将所述工件压紧于所述底托架上。

在一些实施方式中，所述固定座背离所述挡板的一侧设有感应光耦，所述感应光耦检测到所述底托架上置有工件时，所述第二驱动件驱动所述压紧件压紧所述工件。

在一些实施方式中，所述第一驱动件为推拉气缸，所述推拉气缸连接于所述固定座，所述推拉气缸的活塞轴连接于所述侧挡架；所述第二驱动件为压紧气缸，两个所述压紧气缸连接于所述固定座，所述压紧气缸的活塞轴连接于所述压紧件。

在一些实施方式中，所述固定座背离所述底托架的一侧设有机械臂安装位。

在一些实施方式中，所述挡板朝向所述侧挡架的一侧设置有缓冲件。

在一些实施方式中，所述固定座的两侧均连接有第二导向件，所述第二导向件与所述第一导向件滑动设置。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种搬运设备。该搬运设备包括机械臂和如上述的机械手，机械臂连接机械手。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种机械手和搬运设备。本申请通过将底托架和导向架间隔设置，并将压持机构设置于导向架上，且限定压持机构可调整自身与底托架之间的空间大小，从而压持机构配合底托架夹持固定工件；由于底托架承载工件，则工件搁置于底托架上后则无需担心底托架对工件的支撑力不够而使得工件从底托架上脱落，以及进一步设置压持机构配合底托架固定工件，进而有效地提升机械手对工件的搬运能力，以及压持机构可调整自身与底托架之间的空间大小，进而机械手可同时适配对多种规格的工件的夹持搬运。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的机械手一实施例的结构示意图；

图2是图1中机械手抓取工件的状态示意图；

图3是图2中消除工件后机械手的结构示意图；

图4是图2中机械手卸载工件后的状态示意图；

图5是本申请提供的搬运设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

本申请提供一种机械手100，参阅图1至图2，图1是本申请提供的机械手一实施例的结构示意图，图2是图1中机械手抓取工件的状态示意图。

该机械手100大致包括托架10、压持机构20和推移机构30。

托架10包括底托架11、侧挡架13和导向架15，底托架11和导向架15间隔设置，侧挡架13连接于底托架11与导向架15之间。

底托架11可以包括并列的多个拖杆，或者底托架11可以是托盘，只需底托架11能够承载工件即可，本申请对其结构不作限制。

侧挡架13可以包括交叉设置的多个档杆，交叉设置的多个档杆组成一个矩形框架，侧挡架13也可以是板状结构件，侧挡架13垂直连接于底托架11。

导向架15与底托架11间隔平行设置，导向架15与底托架11之间构成工件的容置空间。

压持机构20设置于导向架15。其中，压持机构20可调整自身与底托架11之间的空间大小，以配合底托架11固定工件。

压持机构20可以包括气缸和压紧板，气缸固定于导向架15上，气缸的活塞轴连接压紧板，压紧板位于导向架15与底托架11之间，且压紧板与底托架11平行设置，则气缸驱动压紧板在导向架15与底托架11之间升降运动，从而调整压紧板与底托架11之间的间距以适配各种规格的工件，并配合底托架11夹持固定工件。

例如工件是各种规格的物料箱，则在工件置于底托架11上后，压紧板从一侧压紧工件于底托架11上。

压持机构20也可以包括电机、丝杠和压紧板，电机固定于导向架15，电机的转动轴与丝杆连接，并通过丝杠驱动压紧板在导向架15与底托架11之间运动。

本申请实施例通过将底托架11和导向架15间隔设置，并将压持机构20设置于导向架15上，且限定压持机构20可调整自身与底托架11之间的空间大小，从而压持机构20配合底托架11夹持固定工件。由于底托架11承载工件，则工件搁置于底托架11上后则无需担心底托架11对工件的支撑力不够而使得工件从底托架11上脱落，以及进一步设置压持机构20配合底托架11固定工件，进而有效地提升机械手100对工件的搬运能力，以及压持机构20可调整自身与底托架11之间的空间大小，进而机械手100可同时适配对多种规格的工件的夹持搬运。

继续参阅图1，推移机构30设置于导向架15，推移机构30推移工件远离侧挡架13，以将位于底托架11上的工件推移离开底托架11，从而卸载工件。

例如，机械手100将工件运送到工件码垛区域，压持机构20松开工件，推移机构30向远离侧挡架13的方向运动以将工件卸载至码垛区域。

导向架15包括间隔设置的两个第一导向件151，两个第一导向件151与侧挡架13连接。推移机构30包括第一驱动件31、固定座33和挡板35，第一驱动件31连接固定座33，固定座33滑动设置于两个第一导向件151上，挡板35连接于固定座33朝向侧挡架13的一侧，第一驱动件31驱动固定座33沿第一导向件151运动，并带动挡板35推移工件远离侧挡架13。

第一导向件151可以是导向轴或导轨，第一导向件151的一端连接于侧挡架13上，第一导向件151的另一端固定连接有缓冲块152，以防止固定座33脱离第一导向件151。

如图4所示，挡板35朝向侧挡架13的一侧设置有缓冲件36，缓冲件36的数量可以是一个、二个或三个等数量，缓冲件36用于间隔缓冲挡板35和侧挡架13，防止挡板35碰撞侧挡架13。

固定座33滑动设置于两个第一导向件151上，具体地，固定座33的两侧均固定连接有第二导向件34，第二导向件34与第一导向件151滑动设置。

例如，第一导向件151是导向光轴，第二导向件34是直线轴承，直线轴承固定连接于固定座33上，且直线轴承与导向光轴滑动装配，以规范固定座33的运动路线，提升固定座33的运动精准度，以提高卸载工件的效率。

固定座33背离底托架11的一侧还设有机械臂安装位331，机械臂安装位331用于连接机械臂的末端。

固定座33可以呈平板状，且固定座33的轮廓形状与底托架11的轮廓形状大致相似，从而固定座33沿导向架15与底托架11的间隔方向在底托架11上的投影与底托架11大致重合时，固定座33的质心与底托架11的质心也大致对应重合。

进一步地，合理设置压持机构20、导向架15和推移机构30的安装方位，使得在挡板35抵靠于侧挡架13上时，压持机构20、导向架15和推移机构30的组合质心与底托架11的质心大致对位，且由于，压持机构20、导向架15和推移机构30的组合质量较大，因而压持机构20、导向架15、推移机构30和底托架11的组合质心偏向于固定座33，且在机械手100抓取工件后，工件与机械手100的组合质心也偏向于固定座33，换言之，工件与机械手100的组合质心也偏向于固定座33上的机械臂安装位331。

因而使得工件与机械手100的组合质心尽量靠近机械臂的末端，工件与机械手100对应于机械臂的末端所产生的力矩将相对地减小，使得机械臂通过机械手100搬运工件的有效负载将增大，有利于提升机械手100搬运负载的能力。

压持机构20包括第二驱动件21和压紧件23，第二驱动件21设置于固定座33，第二驱动件21连接压紧件23，第二驱动件21驱动压紧件23将工件压紧于底托架11上。

本实施例中，第一驱动件31为推拉气缸，推拉气缸连接于固定座33，推拉气缸的活塞轴连接于侧挡架13，从而推拉气缸驱动活塞杆伸缩时可推移固定座33沿第一导向件151运动。

第二驱动件21为压紧气缸，两个压紧气缸连接于固定座33，压紧气缸33的活塞轴连接于压紧件23。压紧件23可以是板状结构，压紧件23也可以是弹性垫，从而压紧气缸驱动活塞杆伸缩时可使得压紧件23压紧工件于底托架11或松开工件。

在其他实施方式中，第一驱动件31和第二驱动件21还可以是电缸或电机等，本申请对此不作限制。

固定座33背离挡板35的一侧设有感应光耦37，感应光耦37检测到底托架11上置有工件时，第二驱动件21驱动压紧件23压紧工件。

该感应光耦37可以是距离传感器或视觉传感器，其能够检测到底托架11上有无工件即可，本申请对感应光耦37的具体类型不作限制。

结合参阅图2和图3，机械手100夹持工件的大致过程为：感应光耦37检测到底托架11上承载有工件时，第二驱动件21驱动压紧件23向工件运动以压持固定工件于底托架11，且此时挡板35位于侧挡架13和工件之间。

结合参阅图2至图4，机械手100卸载工件的大致过程为：机械手100运动到码垛区域后，第二驱动件21驱动压紧件23松开工件，第一驱动件31驱动固定座33沿第一导向件151远离侧挡架13，进而固定座33带动挡板35抵推工件脱离底托架11，以将工件卸载于码垛区域。

本申请还提供一种搬运设备200，该搬运设备200包括机械臂203和如上述的机械手100，机械臂203连接机械手100，机械臂203用于搬运机械手100。

具体地，机械臂203的末端连接于固定座33的机械臂安装位331。

区别于现有技术的情况，本申请公开了一种机械手和搬运设备。本申请通过将底托架和导向架间隔设置，并将压持机构设置于导向架上，且限定压持机构可调整自身与底托架之间的空间大小，从而压持机构配合底托架夹持固定工件；由于底托架承载工件，则工件搁置于底托架上后则无需担心底托架对工件的支撑力不够而使得工件从底托架上脱落，以及进一步设置压持机构配合底托架固定工件，进而有效地提升机械手对工件的搬运能力，以及压持机构可调整自身与底托架之间的空间大小，进而机械手可同时适配对多种规格的工件的夹持搬运。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。