机械手旋转多吸嘴机构的制作方法

1.本实用新型涉及机器人设计领域，更为具体地，涉及一种机械手旋转多吸嘴机构。


背景技术：

2.近年来，随着工业自动化的发展，工业机器人得到过了广泛应用；工业机器人：是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。工业机器人根据其功能和结构可分为众多种类，其中，机械手连接吸嘴实现吸附功能的机器人在精密仪器的使用过程中应用非常普遍。
3.通常情况下，同一个机械手需要连接多个吸嘴，因此，多个吸嘴只能随着该机械手同时运动。然而，在实际使用过程中，有时候只需要使用其中一个或几个吸嘴，而此时，现有的吸嘴工业机器人由于结构的限制，无法实现该功能。
4.此外，现有的吸嘴工业机器人均是通过气管为吸管提供吸气功能，然后，由于吸管需要随着机械手进行转动，此时，随着使用频率的增加，经常会出现气管扭转的问题，降低气管的使用寿命。
5.基于以上技术问题，亟需一种能够实现各吸嘴单独运动且防止气管扭转的吸嘴工业机器人。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种机械手旋转多吸嘴机构，以解决现有的吸嘴工业机器人的气管使用寿命短且工作效率低的问题。
7.本实用新型实施例中提供的机械手旋转多吸嘴机构，包括在所述机械手手腕轴上的固定连接有吸嘴导向座，在所述吸嘴导向座内活动连接有至少两个吸嘴，其中，
8.在所述吸嘴导向座的上方设置有上分气块，所述上分气块为所述吸嘴提供动力气压，以使任意一个吸嘴在所述吸嘴导向座内上下运动；
9.在所述吸嘴导向座上设置有下分气块，所述下分气块为运动至所述吸嘴导向座的内部的下端的所述吸嘴提供吸气负压。
10.此外，优选的结构是，在所述吸嘴导向座内设置有至少两个收容导向槽，各吸嘴活动连接在相应的所述收容导向槽内；并且，
11.在所述上分气块的下表面开设有第一导通孔，其中，
12.在所述机械手手腕轴转动停止后，所述第一导通孔与任意一个收容导向槽的上端连通，以使与所述收容导向槽内的吸嘴在所述上分气块提供的动力气压的作用下上下运动。
13.此外，优选的结构是，在所述机械手手腕轴上固定连接有手腕轴夹紧座，所述吸嘴导向座固定在所述手腕轴夹紧座的下端；并且，
14.在所述手腕轴夹紧座内开设有与各收容导向槽相连通的导通槽，所述第一导通孔
通过所述导通槽与所述收容导向槽相连通。
15.此外，优选的结构是，在各吸嘴的侧壁上开设有第一通气孔，在所述吸嘴导向座的接触面上开设有第二通气孔，所述第二通气孔的外端与所述下分气块相连通；并且，
16.当所述吸嘴在所述上分气块的作用下运动至所述收容导向槽的下端时，所述第一通气孔与所述第二通气孔位置对应；并且，
17.所述下分气块通过所述第一通气孔以及所述第二通气为所述吸嘴提供吸气负压。
18.此外，优选的结构是，在所述下分气块的下表面设置有第二导通孔，所述下分气块通过所述第二导通孔与所述第二通气孔连通。
19.此外，优选的结构是，在所述机械手本体上设置有本体夹紧块，在所述本体夹紧块上固定连接有防转导向杆，其中，
20.在所述上分气块和所述下分气块上均一体成型有防转导向槽，所述上分气块和所述下分气块均通过所述防转导向槽与所述防转导向杆活动连接。
21.此外，优选的结构是，所述上分气块通过上轴承组件与所述手腕轴夹紧座转动连接，所述下分气块通过下轴承组件与所述手腕轴夹紧座转动连接。
22.此外，优选的结构是，所述上轴承组件的内环与所述手腕轴夹紧座固定连接，在所述上轴承组件的外环上连接有上压缩弹簧，其中，
23.所述上压缩弹簧远离所述上轴承组件的一端与所述上分气块相连，所述上分气块的下表面通过所述上压缩弹簧与所述手腕轴夹紧座紧密贴合；并且，
24.所述下轴承组件的内环与所述手腕轴夹紧座固定连接，在所述下轴承组件的外环上连接有下压缩弹簧，其中，
25.所述下压缩弹簧远离所述下轴承组件的一端与所述下分气块相连，所述上分气块的下表面通过所述下压缩弹簧与所述吸嘴导向座的接触面紧密贴合。
26.此外，优选的结构是，所述上轴承组件和所述下轴承组件均为滚针轴承。
27.此外，优选的结构是，在所述上分气块上设置有上接头，所述上分气块通过所述上接头与外界的气压源连接；
28.在所述下分气块上设置有下接头，所述下分气块通过所述下接头与外界的气压源连接。
29.从上面的技术方案可知，本实用新型提供的机械手旋转多吸嘴机构，实现吸嘴的旋转、各吸嘴的单独上下运动，同时避免气管的旋转，防止因机械手旋转导致的气管扭转变形。机械手手腕轴(z轴)的上下运动可为多吸嘴提供同时上下运动，由机械手的z轴实现，单独上下运动则由此机构的正压气动实现。此外，通过与工业机器人搭配使用，不但能够解决气管的扭转缠绕难题，正负压分别统一接口，节省布管空间和电磁阀数量，节省成本，另外，通过设置多个吸嘴提升机械手取料速度，从而提升设备节拍。
附图说明
30.通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
31.图1为本实用新型实施例提供的机械手旋转多吸嘴机构的立体图；
32.图2为本实用新型实施例提供的旋转吸嘴的局部放大图；
33.图3为本实用新型实施例提供的旋转吸嘴的爆炸图；
34.图4为本实用新型实施例提供的旋转吸嘴的剖面图；
35.其中的附图标记包括：机械手1、旋转吸嘴2、防转导向杆3、机械手手腕轴4、上轴承组件5、上压缩弹簧6、上接头7、手腕轴夹紧座8、下轴承组件9、吸嘴导向座10、接触面101、收容导向槽102、下接头11、吸嘴12、第一通气孔121、下分气块13、下压缩弹簧14、上分气块15、防转导向槽151、本体夹紧块16、机械手本体17、上气路19、左下气路20、右下气路21。
36.在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
37.为详细描述本实用新型的机械手旋转多吸嘴机构的结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。
38.为了说明本实用新型提供的机械手旋转多吸嘴机构的具体结构，图1至图4分别从不同角度对机械手旋转多吸嘴机构的结构进行了示例性标示。具体地，图1示出了本实用新型实施例提供的机械手旋转多吸嘴机构的立体结构；图2示出了本实用新型实施例提供的旋转吸嘴的局部放大结构；图3示出了本实用新型实施例提供的旋转吸嘴的爆炸结构；图4示出了本实用新型实施例提供的旋转吸嘴的剖面结构。
39.如图1至图4共同所示，本实用新型实施例提供的机械手旋转多吸嘴机构包括机械手1和旋转吸嘴2。其中，机械手1包括机械手本体17和连接在机械手本体17上的机械手手腕轴4；机械手手腕轴4可相对于机械手本体17进行旋转和上下运动。
40.所述旋转吸嘴2包括固定连接在所述机械手手腕轴4上的吸嘴导向座10，在吸嘴导向座10内活动连接有多个吸嘴12；并且，在吸嘴导向座10的上方设置有上分气块15，上分气块15为吸嘴12提供动力气压，以使吸嘴导向座10内的任意一个吸嘴12在吸嘴导向座10内上下运动；在吸嘴导向座10上设置有下分气块13，下分气块13为运动至吸嘴导向座10的内部的下端的吸嘴12提供吸气负压。
41.具体地，在吸嘴导向座10内设置有多个收容导向槽102，各吸嘴12活动连接在相应的收容导向槽102内，收容导向槽102为各吸嘴12的上下运动提供导向作用；并且，在上分气块15的下表面开设有第一导通孔(图中未示出)，在机械手手腕轴4转动停止后，第一导通孔与任意一个收容导向槽102的上端连通，以使与收容导向槽102内的吸嘴12在上分气块15提供的动力气压的作用下上下运动。
42.更为具体地，在机械手手腕轴4上固定连接有手腕轴夹紧座8，吸嘴导向座10固定在手腕轴夹紧座8的下端；并且，在手腕轴夹紧座8内开设有与各收容导向槽102相连通的导通槽(图中未示出)，第一导通孔通过导通槽与收容导向槽102相连通。
43.此外，在各吸嘴12的侧壁上均开设有第一通气孔121，在吸嘴导向座10的接触面101上开设有第二通气孔(图中未示出)，第二通气孔的外端与下分气块13相连通；并且，当吸嘴12在上分气块15的作用下运动至收容导向槽102的下端时，第一通气孔121与第二通气孔位置对应；此时，下分气块13通过第一通气孔121以及第二通气为吸嘴12提供吸气负压。
44.另外，在下分气块13的下表面开设有第二导通孔(图中未示出)，下分气块13通过第二导通孔与第二通气孔连通。
45.为便于理解本实用新型提供的机械手旋转吸嘴122机构的结构。下面结合图4对本
实用新型提供的机械手旋转吸嘴122机构的气路原理进行说明。
46.具体地，当吸嘴导向座10随着机械手手腕轴4的转动使吸嘴导向座10内的某一个收容导向槽102与上分气块15的下表面开设的第一导通孔位置对应时，上分气块15的内腔、第一导通孔、以及该收容导向槽102形成上气路19；此时，即可通过上分气块15改变上气路19内的气压(气压上升或下降)，当上气路19内的气压的上升时，该收容导向槽102内的吸嘴12即会在高气压的推动下向下运动，当上气路19内的气压的下降时，该收容导向槽102内的吸嘴12即会在低气压的作用下向上运动。
47.此外，当该收容导向槽102内的吸嘴12在高气压的推动下向下运动止最下端时，第一通气孔121与第二通气孔位置对应；此时，该位置处的下分气块13的内腔、第二通气孔、第一通气孔121以及吸嘴12内腔形成左下气路20；此时，即可通过下分气块13降低左下气路20内的气压，以为为此位置的吸嘴12提供负压吸气功能。
48.相应地，通过转动机械手手腕轴4即可实现其他位置的吸嘴12进行上下运动(与上气路19的工作原理相同)以及负压吸气功能(对应右下气路21，与左下气路20的工作原理相同)。
49.具体地，在上分气块15上设置有上接头7，上分气块15通过上接头7与外界的气压源连接；在下分气块13上设置有下接头11，下分气块13通过下接头11与外界的气压源连接。
50.在实际使用过程中，机械手手腕轴4旋转到位后(即吸嘴导向座10内的某一个收容导向槽102与上分气块15的下表面开设的第一导通孔位置对应时)，通过上接头7接通正压气，通过上气路19，正压气作用至吸嘴12的上端面，使此位置的吸嘴12向下伸出，其他吸嘴12保持上下不动。此位置的吸嘴12向下运动后，通过下接头11接通负气压，吸嘴12完成吸取物料。然后通过上接头7接通负压气，吸嘴12通过压差产生向上运动动力，完成带动物料实现上移动作；最后机械手手腕轴4再次旋转带动吸嘴12及其吸附的物料转动至放料位置，至此完成吸取动作。
51.此外，在机械手本体17上还通过夹紧方式固定有本体夹紧块16，在本体夹紧块16上固定连接有防转导向杆3，在上分气块15和下分气块13上均一体成型有防转导向槽151，上分气块15和下分气块13均通过防转导向槽151与防转导向杆3活动连接。
52.具体地，防转导向杆3共2件，且成180
°
分别固定于本体夹紧块16上，从而对下分气块13和上分气块15起防止转动和上下导向的作用。
53.此外，上分气块15通过上轴承组件5与手腕轴夹紧座8转动连接，下分气块13通过下轴承组件9与手腕轴夹紧座8转动连接，通过这种设计，机械手手腕轴4带动手腕轴夹紧座8进行旋转，从而实现吸嘴12的旋转功能，同时上分气块15与下分气块13均只会随着机械手手腕轴4上下运动，并且在防转导向杆3的作用下而不会随着机械手手腕轴4转动，从而满足上述的气路变换的需求。
54.更为具体地，上轴承组件5的内环与手腕轴夹紧座8固定连接，在上轴承组件5的外环上连接有上压缩弹簧6，上压缩弹簧6远离上轴承组件5的一端与上分气块15相连，上分气块15的下表面通过上压缩弹簧6与手腕轴夹紧座8紧密贴合；并且，下轴承组件9的内环与手腕轴夹紧座8固定连接，在下轴承组件9的外环上连接有下压缩弹簧14，下压缩弹簧14远离下轴承组件9的一端与下分气块13相连，上分气块15的下表面通过下压缩弹簧14与吸嘴导向座10的接触面101紧密贴合。
55.需要说明的是，通过在上轴承组件5的外环与上分气块15之间连接上压缩弹簧6；上分气块15的下表面即可在上压缩弹簧6的作用下与手腕轴夹紧座8紧密贴合，从而防止分气块的下表面与手腕轴夹紧座8之间出现漏气的问题。此外，由于上轴承组件5的内环与手腕轴夹紧座8连接，上压缩弹簧6与上轴承组件5的外环相连，此时上压缩弹簧6的即可在上轴承组件5的作用下，克服机械手手腕轴4的转动，防止上压缩弹簧6扭转，延长其使用寿命。
56.基于相同的工作原理，下轴承组件9能够为下压缩弹簧14提供防转功能，防止下压缩弹簧14扭转；并且，下压缩弹簧14能够实现下分气块13的下表面与吸嘴导向座10的接触面101紧密接触，防止漏气。对于具体地实现方法，在此不再赘述。
57.在本实用新型的实施例中，上轴承组件5和下轴承组件9均可选用滚针轴承，从而提高轴承的转动连接效果。
58.通过上述具体实施例可以确定，本实用新型提供的机械手旋转多吸嘴机构至少存在以下优点：
59.1、本方案通过自行设计动、静的气路配合，通过内部的开槽结构(上气路等)替换原有的气管通路，能够有效地解决原有的机械手带动吸嘴旋转时气管旋转的难题；
60.2、通过气路设计，可实现正压与负压独立控制，从而实现吸嘴吸气与吸嘴上下运动的分别控制；
61.3、能够实现多吸嘴上下同时运动及单吸嘴单独上下运动的创新；
62.4、通过单机械手同时携带多吸嘴的创新，减少机械手往复运动的次数，从而大大提升取料效率。
63.如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出机械手旋转多吸嘴机构。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的机械手旋转多吸嘴机构，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。