一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的制作方法

[0001]
本发明涉及先进制造与自动化领域，具体是涉及一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统。


背景技术：

[0002]
在给电子产品组装过程中，需要对产品进行热熔、贴膜、按键测试、激光打码和数据检测等等工序，工作流程繁琐复杂，每一工序都需要抓取零件或产品，传统工作方式需要有多套夹爪机构来实现抓取不同的产品或零件，或采用人工操作，需要作业员手动对产品做取放料、热熔、贴膜、按键测试、激光打码、数据检测等工作，其工作效率低，机器人设备，机器人抓取功能单一，在一个行程之内只能抓取一个零部件，工作效率低下，难以满足人们的日常生产需求。
[0003]
机器人抓取工具，是用来机器人上对其他物件进行抓取、搬运工作的一种机械装置，随着机器人的发展，机器人抓取工具也越来越多样化，各行各业的工作效率得到了大幅度的提高，节约了人力物力，在搬运等领域得到了广泛的应用，传统的机器人抓取工具在使用时存在一定的弊端，其只有一种抓取工具，不能抓取不同类型的物件，使用时存在局限性，此外，其结构为固定结构，不易拆卸，不利于设备的运输与维修等工作的进行，并且其没有设置观察用的窗口，不能第一时间了解设备内部情况，给机器人抓取工具的使用带来了一定的麻烦。
[0004]
传统的机器人夹取工具大多无法自动切换，对于不同零件需要用到不同的夹具，然而，通过人工切换夹具往往需要耗费一定的时间，工作效率也大大降低，对于这种问题，需要设计一种能够自由切换多夹爪的机械手。


技术实现要素：

[0005]
为解决上述技术问题，提供一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统，本技术方案解决了传统的机械臂无法自动切换多夹爪的问题。
[0006]
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统，包括：底座；方向调节组件，用于调节抓取反向，方向调节组件设置于底座的顶部；一级角度调节组件，用于初步调节抓取角度，一级角度调节组件设置于方向调节组件的顶部；二级角度调节组件，用于进一步调节抓取角度，二级角度调节组件设置于一级角度调节组件上；伸缩组件，用于调节抓取的距离，伸缩组件设置于二级角度调节组件上；多夹爪切换组件，设置于伸缩组件上。
[0007]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，
方向调节组件包括：底盘，固定设置于底座的顶部；旋转电机，底盘的顶部中心设有一个安装壳，旋转电机呈竖直状态设置于安装壳内，旋转电机的输出端面向上设置；圆架体，固定设置于底盘的顶部，圆架体还套设于安装壳上，圆架体的顶部呈闭口状，并且圆架体的顶部还设有一个圆形槽，旋转电机的输出轴穿过圆架体的顶部向上伸出；行星齿轮机构，用于稳定调节抓取方向，行星齿轮机构设置于圆形槽上。
[0008]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，行星齿轮机构包括：主动齿轮，固定套设于旋转电机的输出轴；内圈齿轮，固定设置于圆形槽的内侧壁上，主动齿轮与内圈齿轮之间共轴线；从动齿轮，设置有三个，三个从动齿轮沿着主动齿轮的圆周方向均匀分布，三个从动齿轮还分别与主动齿轮和内圈齿轮之间相互啮合，每个从动齿轮还均套设于一个转轴上；转盘，圆架体的顶部还设有一个圆台，转盘转动设置于圆台上，转盘还固定套设于三个转轴上，一级角度调节组件设置于转盘的顶部。
[0009]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，一级角度调节组件包括：铰接座，固定设置于转盘的顶部；第一机械臂，一端通过一个铰接轴接设置于铰接座上，二级角度调节组件设置于第一机械臂的自由端；第一单轴电机，用于驱动第一机械臂的转动，铰接座的侧壁设有一个第一支撑台，第一单轴电机固定设置于第一支撑台上；第一联轴器，用于第一单轴电机的输出轴和铰接轴的的连接，第一联轴器固定套设于第一单轴电机的输出端和铰接轴的连通处；第一机壳，用于防护第一单轴电机，第一机壳固定设置于第一支撑台上，第一单轴电机位于第一机壳内。
[0010]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，二级角度调节组件包括：第二机械臂，第一机械臂的自由端设有一个铰接部，第二机械臂的一端也通过一个铰接轴接设置于铰接部上，第二机械臂位于铰接部的一端还向内开设有一个便于第二机械臂摆动的槽口，伸缩组件设置于第二机械臂上；第二单轴电机，用于驱动第二机械臂的转动，铰接部的侧壁设有一个第二支撑台，第二单轴电机固定设置于第二支撑台上；第二联轴器，用于第二单轴电机的输出轴和相应铰接轴的的连接，第二联轴器固定套设于第二单轴电机的输出端和相应铰接轴的连通处；第二机壳，用于防护第二单轴电机，第二机壳固定设置于第二支撑台上，第二单轴电机位于第二机壳内。
[0011]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，伸缩组件包括：
伸缩臂，第二机械臂的自由端向内延伸设有一个伸缩口，伸缩臂能够移动的设置于伸缩口内，伸缩臂位于第二机械臂的开口端还设有一个矩形板，伸缩臂的顶部远离矩形板的一端还穿过第二机械臂向外延伸设有一个挡块，并且第二机械臂的顶部沿着第二机械臂的长度方向还设有一个用于挡块移动的条形口，多夹爪切换组件设置于矩形板上；推动机构，用于推动伸缩臂在伸缩口内活动调节抓取距离，推动机构设置于第二机械臂上。
[0012]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，推动机构包括：伸缩气杆，设置有两个，两个伸缩气杆对称设置于第二机械臂的两侧，每个伸缩气杆均沿着第二机械臂的长度方向设置，并且每个伸缩气杆的输出端均面向矩形板，每个伸缩气杆还均通过一个固定件固定于第二机械臂的侧壁上，矩形板的两侧分别设有一个套接部，每个伸缩气杆的输出端均固定于相应的套接部内。
[0013]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，多夹爪切换组件包括：间歇电机，呈竖直状态固定设置于矩形板上，间歇电机的输出端还面向外；第三机壳，固定设置于矩形板上，间歇电机还位于第三机壳内；空心柱，固定设置于第三机壳的向外侧，空心柱与间歇电机的输出轴共轴线，空心柱的内侧中部还设有一个安装台；圆柱，转动设置于空心柱内，圆柱面向间歇电机的一端还穿过安装台设有一个凸杆，并且凸杆与间歇电机的输出端之间还通过一个第三联轴器连接；切换机构，设置于圆柱的向外端上。
[0014]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，切换机构包括：十字板，固定设置于圆柱的向外端上，十字板的每个向外端上均设有一个底板；抓取装置，设置有四个，每个抓取装置分别设置于每个底板上。
[0015]
作为一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统的一种优选方案，抓取装置包括：外壳，每个外壳分别固定设置于十字板的每个底板上，每个外壳内还分别固定安装有不同类型的第一夹爪、第二夹爪、第三夹爪和第四夹爪。
[0016]
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：操作人员驱动机械臂时，为了能够对不同类型的零件进行抓取，因此，需要切换夹取工具，多夹爪切换组件通过根据不同类型的零件进行切换夹取的夹爪，方向调节组件调节夹取的方向，一级角度调节组件和二级角度调节组件均是为了调节抓取的角度，能够更好的便于零件的夹取，伸缩组件是为了夹取零件的距离不够时，通过伸缩组件调节夹取的距离，最终，不同类型的零件在多夹爪切换组件的作用下更好的夹取，本发明解决了传统的机械臂无法自动切换多夹爪的问题，提高了工作效率，以及节省了时间。
[0017]
附图说明
[0018]
图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明的正视图；图3为方向调节组件的立体结构示意图；图4为方向调节组件的立体结构分解示意图；图5为本发明的局部立体结构示意图；图6为图5的正视图；图7为伸缩组件的立体结构示意图；图8为伸缩组件的立体结构分解示意图；图9为多夹爪切换组件的立体结构示意图；图10为多夹爪切换组件的剖视图。
[0019]
图中标号为：底座1、底盘2、旋转电机3、安装壳4、圆架体5、主动齿轮6、内圈齿轮7、从动齿轮8、转轴9、转盘10、铰接座11、第一机械臂12、第一单轴电机13、第一支撑台14、第一联轴器15、第一机壳16、第二机械臂17、铰接部18、槽口19、第二单轴电机20、第二支撑台21、第二联轴器22、第二机壳23、伸缩臂24、矩形板25、挡块26、条形口27、伸缩气杆28、固定件29、套接部30、间歇电机31、第三机壳32、空心柱33、安装台34、圆柱35、凸杆36、第三联轴器37、十字板38、底板39、外壳40、第一夹爪41、第二夹爪42、第三夹爪43、第四夹爪44。
具体实施方式
[0020]
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0021]
参照图1至图10所示，一种用于机械臂的多夹爪自动切换系统，包括：底座1；方向调节组件，用于调节抓取反向，方向调节组件设置于底座1的顶部；一级角度调节组件，用于初步调节抓取角度，一级角度调节组件设置于方向调节组件的顶部；二级角度调节组件，用于进一步调节抓取角度，二级角度调节组件设置于一级角度调节组件上；伸缩组件，用于调节抓取的距离，伸缩组件设置于二级角度调节组件上；多夹爪切换组件，设置于伸缩组件上。
[0022]
操作人员驱动机械臂时，为了能够对不同类型的零件进行抓取，因此，需要切换夹取工具，多夹爪切换组件通过根据不同类型的零件进行切换夹取的夹爪，方向调节组件调节夹取的方向，一级角度调节组件和二级角度调节组件均是为了调节抓取的角度，能够更好的便于零件的夹取，伸缩组件是为了夹取零件的距离不够时，通过伸缩组件调节夹取的距离，最终，不同类型的零件在多夹爪切换组件的作用下更好的夹取。
[0023]
方向调节组件包括：底盘2，固定设置于底座1的顶部；旋转电机3，底盘2的顶部中心设有一个安装壳4，旋转电机3呈竖直状态设置于安装壳4内，旋转电机3的输出端面向上设置；圆架体5，固定设置于底盘2的顶部，圆架体5还套设于安装壳4上，圆架体5的顶部呈闭
口状，并且圆架体5的顶部还设有一个圆形槽，旋转电机3的输出轴穿过圆架体5的顶部向上伸出；行星齿轮机构，用于稳定调节抓取方向，行星齿轮机构设置于圆形槽上。
[0024]
操作人员驱动机械臂时，为了能够对不同类型的零件进行抓取，因此，需要切换夹取工具，多夹爪切换组件通过根据不同类型的零件进行切换夹取的夹爪，方向调节组件调节夹取的方向，方向调节组件驱动时，旋转电机3带动行星齿轮机构驱动，行星齿轮机构随之在圆架体5上驱动。
[0025]
行星齿轮机构包括：主动齿轮6，固定套设于旋转电机3的输出轴；内圈齿轮7，固定设置于圆形槽的内侧壁上，主动齿轮6与内圈齿轮7之间共轴线；从动齿轮8，设置有三个，三个从动齿轮8沿着主动齿轮6的圆周方向均匀分布，三个从动齿轮8还分别与主动齿轮6和内圈齿轮7之间相互啮合，每个从动齿轮8还均套设于一个转轴9上；转盘10，圆架体5的顶部还设有一个圆台，转盘10转动设置于圆台上，转盘10还固定套设于三个转轴9上，一级角度调节组件设置于转盘10的顶部。
[0026]
当旋转电机3驱动时，主动齿轮6随之转动，由于三个从动齿轮8分别与主动齿轮6和内圈齿轮7之间相互啮合，因此，三个从动齿轮8随之沿着主动齿轮6的圆周方向均匀转动，由于每个从动齿轮8均套设于一个转轴9上，并且转盘10固定于三个转轴9上，因此，转盘10随之在圆架体5上的圆台内稳定转动。
[0027]
一级角度调节组件包括：铰接座11，固定设置于转盘10的顶部；第一机械臂12，一端通过一个铰接轴接设置于铰接座11上，二级角度调节组件设置于第一机械臂12的自由端；第一单轴电机13，用于驱动第一机械臂12的转动，铰接座11的侧壁设有一个第一支撑台14，第一单轴电机13固定设置于第一支撑台14上；第一联轴器15，用于第一单轴电机13的输出轴和铰接轴的的连接，第一联轴器15固定套设于第一单轴电机13的输出端和铰接轴的连通处；第一机壳16，用于防护第一单轴电机13，第一机壳16固定设置于第一支撑台14上，第一单轴电机13位于第一机壳16内。
[0028]
当一级角度调节组件调节抓取角度时，第一单轴电机13通过第一联轴器15驱动铰接轴转动，第一机械臂12也随之通过铰接轴在铰接座11上转动，第一机械臂12的摆动初步调节了抓取角度。
[0029]
二级角度调节组件包括：第二机械臂17，第一机械臂12的自由端设有一个铰接部18，第二机械臂17的一端也通过一个铰接轴接设置于铰接部18上，第二机械臂17位于铰接部18的一端还向内开设有一个便于第二机械臂17摆动的槽口19，伸缩组件设置于第二机械臂17上；第二单轴电机20，用于驱动第二机械臂17的转动，铰接部18的侧壁设有一个第二支撑台21，第二单轴电机20固定设置于第二支撑台21上；第二联轴器22，用于第二单轴电机20的输出轴和相应铰接轴的的连接，第二联轴器22
固定套设于第二单轴电机20的输出端和相应铰接轴的连通处；第二机壳23，用于防护第二单轴电机20，第二机壳23固定设置于第二支撑台21上，第二单轴电机20位于第二机壳23内。
[0030]
当二级角度调节组件调节抓取角度时，第二单轴电机20通过第二联轴器22驱动相应铰接轴转动，第二机械臂17也随之通过铰接轴在铰接部18上转动，第二机械臂17的摆动进一步的调节了抓取角度，一级角度调节组件和二级角度调节组件使抓取角度更加灵活。
[0031]
伸缩组件包括：伸缩臂24，第二机械臂17的自由端向内延伸设有一个伸缩口，伸缩臂24能够移动的设置于伸缩口内，伸缩臂24位于第二机械臂17的开口端还设有一个矩形板25，伸缩臂24的顶部远离矩形板25的一端还穿过第二机械臂17向外延伸设有一个挡块26，并且第二机械臂17的顶部沿着第二机械臂17的长度方向还设有一个用于挡块26移动的条形口27，多夹爪切换组件设置于矩形板25上；推动机构，用于推动伸缩臂24在伸缩口内活动调节抓取距离，推动机构设置于第二机械臂17上。
[0032]
当抓取距离不够时，伸缩臂24可以调节抓取距离，推动机构推动伸缩臂24在伸缩口内移动，伸缩臂24上的挡块26在条形口27内活动，防止伸缩臂24被推出伸缩口。
[0033]
推动机构包括：伸缩气杆28，设置有两个，两个伸缩气杆28对称设置于第二机械臂17的两侧，每个伸缩气杆28均沿着第二机械臂17的长度方向设置，并且每个伸缩气杆28的输出端均面向矩形板25，每个伸缩气杆28还均通过一个固定件29固定于第二机械臂17的侧壁上，矩形板25的两侧分别设有一个套接部30，每个伸缩气杆28的输出端均固定于相应的套接部30内。
[0034]
当推动机构推动伸缩臂24时，两个伸缩气杆28同时推动矩形板25向外移动，伸缩臂24随之在伸缩口内向外移动调节伸出距离，调整了抓取距离，便于零件的抓取。
[0035]
多夹爪切换组件包括：间歇电机31，呈竖直状态固定设置于矩形板25上，间歇电机31的输出端还面向外；第三机壳32，固定设置于矩形板25上，间歇电机31还位于第三机壳32内；空心柱33，固定设置于第三机壳32的向外侧，空心柱33与间歇电机31的输出轴共轴线，空心柱33的内侧中部还设有一个安装台34；圆柱35，转动设置于空心柱33内，圆柱35面向间歇电机31的一端还穿过安装台34设有一个凸杆36，并且凸杆36与间歇电机31的输出端之间还通过一个第三联轴器37连接；切换机构，设置于圆柱35的向外端上。
[0036]
当不同类型的零件需要不同类型的夹取工具夹取时，间歇电机31通过第三联轴器37驱动圆柱35在空心柱33内转动，圆柱35的转动带动切换机构转动。
[0037]
切换机构包括：十字板38，固定设置于圆柱35的向外端上，十字板38的每个向外端上均设有一个底板39；抓取装置，设置有四个，每个抓取装置分别设置于每个底板39上。
[0038]
当圆柱35转动时，十字板38也随之转动，十字板38每转动90
°
，每个抓取装置随之进行切换，每个抓取装置能够抓取不同类型的零件。
[0039]
抓取装置包括：外壳40，每个外壳40分别固定设置于十字板38的每个底板39上，每个外壳40内还分别固定安装有不同类型的第一夹爪41、第二夹爪42、第三夹爪43和第四夹爪44。
[0040]
当每个抓取装置抓取不同类型的零件时，第一夹爪41、第二夹爪42、第三夹爪43和第四夹爪44分别抓取不同类型的零件，最终，不同类型的零件在第一夹爪41、第二夹爪42、第三夹爪43和第四夹爪44的切换下更好的夹取。
[0041]
本发明的工作原理：本设备/装置/方法通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：步骤一、操作人员驱动机械臂时，为了能够对不同类型的零件进行抓取，因此，需要切换夹取工具，多夹爪切换组件通过根据不同类型的零件进行切换夹取的夹爪，方向调节组件调节夹取的方向，方向调节组件驱动时，旋转电机3驱动，主动齿轮6随之转动，由于三个从动齿轮8分别与主动齿轮6和内圈齿轮7之间相互啮合，因此，三个从动齿轮8随之沿着主动齿轮6的圆周方向均匀转动，由于每个从动齿轮8均套设于一个转轴9上，并且转盘10固定于三个转轴9上，因此，转盘10随之在圆架体5上的圆台内稳定转动。
[0042]
步骤二、当一级角度调节组件调节抓取角度时，第一单轴电机13通过第一联轴器15驱动铰接轴转动，第一机械臂12也随之通过铰接轴在铰接座11上转动，第一机械臂12的摆动初步调节了抓取角度，二级角度调节组件调节抓取角度时，第二单轴电机20通过第二联轴器22驱动相应铰接轴转动，第二机械臂17也随之通过铰接轴在铰接部18上转动，第二机械臂17的摆动进一步的调节了抓取角度，一级角度调节组件和二级角度调节组件使抓取角度更加灵活，抓取距离不够时，伸缩臂24可以调节抓取距离，两个伸缩气杆28同时推动矩形板25向外移动，伸缩臂24随之在伸缩口内向外移动调节伸出距离，调整了抓取距离，便于零件的抓取，伸缩臂24上的挡块26在条形口27内活动，防止伸缩臂24被推出伸缩口。
[0043]
步骤三、当不同类型的零件需要不同类型的夹取工具夹取时，间歇电机31通过第三联轴器37驱动圆柱35在空心柱33内转动，十字板38也随之转动，十字板38每转动90
°
，每个抓取装置随之进行切换，第一夹爪41、第二夹爪42、第三夹爪43和第四夹爪44分别抓取不同类型的零件，最终，不同类型的零件在第一夹爪41、第二夹爪42、第三夹爪43和第四夹爪44的切换下更好的夹取。
[0044]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。