一种机器人末端装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动化领域，尤其是涉及一种机器人的末端装置。


背景技术：

2.现有的机器人在手臂端往往设有取放料机构，而取放料机构往往只设置一个夹爪或者吸盘，每次只能取放一个物料，效率低。另外，即使取放料机构设有多个夹爪或者吸盘，但是各夹爪或者吸盘或无法进行独立自转，或结构/控制方案复杂等，有待进一步优化。另外，对于涉及多个夹爪或者吸盘都需要气动控制时，通气结构和线路往往比较复杂，容易影响气道密封性和机器人的运动或旋转，进而降低机器人的效率或性能。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是为了克服现有技术的部分不足，提供一种机器人的取放料机构：机器人末端装置。
4.本实用新型的机器人末端装置，其特征在于，包括转塔座、转塔旋转组件、通气组件和若干取料头，若干所述取料头分别与所述转塔座可转动地连接；所述转塔旋转组件驱动所述转塔座旋转以切换所述取料头；所述通气组件包括设于所述转塔座或所述转塔旋转组件上的第一气嘴、设于所述取料头的第二气嘴、以及若干能够连通所述第一气嘴和第二气嘴的通气通道。
5.优选地，所述机器人末端装置还包括连接法兰，所述连接法兰连接转塔旋转组件的旋转部位与所述转塔座；所述通气组件还包括气管和套设于所述连接法兰的第一滑环套，所述第一滑环套和所述连接法兰之间设有若干第一滑环密封圈，所述第一滑环密封圈互相间在连接法兰表面至少形成若干与所述取料头数量相同的环形气道；所述连接法兰内设有若干第一气道，所述第一气道与所述环形气道一对一连通，所述气管连通所述第一气道和所述第二气嘴。
6.进一步，所述第一气道朝向所述转塔座内部的一端还设有第三气嘴，所述气管连通所述第三气嘴和所述第二气嘴。
7.进一步，所述气管一端连通所述第三气嘴，另一端从所述转塔座内部穿出后连接所述第二气嘴。
8.进一步，所述机器人末端装置还包括取料头旋转组件，所述取料头旋转组件驱动各所述取料头的旋转，所述取料头旋转组件包括取料头驱动同步轮、取料头驱动轴、驱动锥齿轮、子锥齿轮和取料头自转轴，所述取料头驱动同步轮设于所述取料头驱动轴的一端，所述取料头驱动轴的另一端设有所述驱动锥齿轮；每个所述取料头对应设有一所述取料头自转轴，所述取料头自转轴一端和所述取料头连接，另一端设有所述子锥齿轮；各所述子锥齿轮分别与所述驱动锥齿轮齿合连接。
9.进一步，所述取料头自转轴内设有第二气道，所述第二气嘴能够连通所述第二气道；所述取料头自转轴上套设有第二滑环套，所述第二滑环套和取料头自转轴之间设有两
个第二滑环密封圈，所述两个第二滑环密封圈将第二气嘴连通所述第二气道的通道密封。
10.进一步，所述取料头还包括手指气缸，所述第二气道连通所述手指气缸以控制所述手指气缸的开合。
11.进一步，所述手指气缸上设有第四气嘴，所述第二气道连通所述第四气嘴和所述第二气嘴。
12.进一步，所述转塔座包括基板和若干侧板，所述侧板的基板的外边连接，所述取料头设于所述侧板。
13.进一步，所述取料头驱动轴一端穿过所述基板到达所述转塔座的内部，所述驱动锥齿轮内置于转塔座内部，所述子锥齿轮和所述驱动锥齿轮于转塔座内部齿合连接。
14.进一步，所述转塔旋转组件包括转塔驱动同步轮、转塔驱动轴和减速器，所述转塔驱动同步轮驱动所述转塔驱动轴旋转，并通过所述减速器以实现减速、或增大扭矩或减小运动惯量。
15.进一步，所述取料头旋转组件的所述取料头驱动同步轮和所述转塔旋转组件的所述转塔驱动同步轮同轴设置。
16.本实用新型的有益效果将结合具体实施方式进行描述。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
18.图1为机器人末端装置的某视角的结构示意图；
19.图2为图1的a-a处剖视图；
20.图3为图1中机器人末端装置的立体结构示意图；
21.图4为机器人末端装置为不同形状和取料头设置的示意图；
22.图５为机器人末端装置的局部剖视图；
23.图６为机器人末端装置的局部剖视图；
24.图７为机器人末端装置的局部结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后等
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，在本实用新型中仅对涉及到技术问题解决的结构、组成方案进行描述时候，对于公知的必要的结构、零件和连接关系，或者结合附图和公知常识可确定的技术特征，下
面虽然没有描述，但不等于技术方案里不存在，更不应该成为公开不充分理由。
28.参考图１、２、３、５、６和７，某优选实施例中，一种机器人末端装置，其包括转塔座11、转塔旋转组件、通气组件和若干取料头14，若干所述取料头14分别与所述转塔座11可转动地连接；所述转塔旋转组件驱动所述转塔座11旋转以切换所述取料头14；所述通气组件包括设于所述转塔座11或所述转塔旋转组件上的第一气嘴２１、设于所述取料头14的第二气嘴２２、以及若干能够连通所述第一气嘴２１和第二气嘴２２的通气通道。其中机器人末端装置还包括连接法兰２３，所述连接法兰２３连接转塔旋转组件的旋转部位与所述转塔座11；所述通气组件还包括气管２６和套设于所述连接法兰２３的第一滑环套２４，所述第一滑环套２４和所述连接法兰２３之间设有若干第一滑环密封圈２５，所述第一滑环密封圈２５互相间在连接法兰２３表面至少形成若干与所述取料头14数量相同的环形气道；所述连接法兰２３内设有若干第一气道２３１，所述第一气道２３１与所述环形气道一对一连通，所述气管２６连通所述第一气道２３１和所述第二气嘴２２。这样，通过第一气嘴２１、环形气道、第一气道２３１、气管２６、第二气嘴２２的组合，可以简化多个取料头14的通气线路和气动控制方案，实现多个取料头14的多路通气和控制需求、确保整个通气过程的密封性，而且不影响转塔座11的旋转和取料头14的自转，一定程度提高机器人的效率或性能。
29.所述第一气道２３１朝向所述转塔座11内部的一端还设有第三气嘴２７，所述气管２６连通所述第三气嘴２７和所述第二气嘴２２。所述气管２６一端连通所述第三气嘴２７，另一端从所述转塔座11内部穿出后连接所述第二气嘴２２。这样，气从第一气嘴２１进入后，经过转塔座11内部后再通往第二气嘴２２，可缩短气通道，降低气管过长对转塔座11和取料头14旋转的影响。
30.其中所述机器人末端装置还包括取料头旋转组件，所述取料头旋转组件驱动各所述取料头14的旋转，所述取料头旋转组件包括取料头14驱动同步轮、取料头14驱动轴、驱动锥齿轮、子锥齿轮和取料头14自转轴，所述取料头14驱动同步轮设于所述取料头14驱动轴的一端，所述取料头14驱动轴的另一端设有所述驱动锥齿轮；每个所述取料头14对应设有一所述取料头14自转轴，所述取料头14自转轴一端和所述取料头14连接，另一端设有所述子锥齿轮；各所述子锥齿轮分别与所述驱动锥齿轮齿合连接。所述取料头14自转轴内设有第二气道３３，所述第二气嘴２２能够连通所述第二气道３３；所述取料头14自转轴上套设有第二滑环套３１，所述第二滑环套３１和取料头14自转轴之间设有两个第二滑环密封圈３２，所述两个第二滑环密封圈３２将第二气嘴２２连通所述第二气道３３的通道密封。这样，无论转塔座11旋转还是取料头14自转，进气通道的密封性都不受影响，提高气动控制的质量和性能。
31.所述取料头14为真空吸头或者夹爪，当为夹爪时，所述取料头14还包括手指气缸，所述第二气道３３连通所述手指气缸以控制所述手指气缸的开合。优选地，所述手指气缸上设有第四气嘴２８，所述第二气道３３连通所述第四气嘴２８和所述第二气嘴２２。这样，内部采用气滑环通气，结构紧凑灵活，可通正气压或负压，头部可接吸盘或夹爪拾取物料。
32.下面结合图1至3，对某优选实施例中机器人末端装置的结构做更详细的描述：
33.转塔座11，转塔座11具有基板111和若干侧板112。
34.转塔旋转组件，用于驱动转塔整体的旋转，以切换不同的取料头14去拾取物料。
35.若干取料头14，各取料头14分别设置在转塔座11对应的侧板112。
36.取料头旋转组件，用于驱动各取料头14的旋转。
37.取料头旋转组件包括取料头驱动同步轮121、取料头驱动轴122、驱动锥齿轮123、子锥齿轮124、取料头自转轴125等。其中，取料头驱动同步轮121设于取料头驱动轴122的一端，取料头驱动同步轮121通过第一电机和对应同步带驱动旋转。取料头驱动轴122的另一端设有驱动锥齿轮123，即大锥齿轮。每个取料头14对应设有一取料头自转轴125，取料头自转轴125一端和取料头14连接，另一端设有子锥齿轮124，即小锥齿轮。子锥齿轮124和驱动锥齿轮123齿合连接。优选地，取料头驱动轴122一端穿过所述转塔座11的基板111到达转塔座11的内部，所述驱动锥齿轮123内置于转塔座11内部，所述子锥齿轮124和驱动锥齿轮123于转塔座11内部齿合连接。这样，机器人末端装置结构整体紧凑，取料头驱动同步轮121的旋转使取料头驱动轴122的驱动锥齿轮123旋转，进而通过驱动锥齿轮123带动若干子锥齿轮124同步旋转。子锥齿轮124的旋转又分别带动对应的取料头自转轴125旋转，进而使取料头14旋转。优选地，取料头自转轴125和取料头驱动轴122互相垂直。
38.取料头14可以是真空吸头144，或者夹爪，其中当取料头14为夹爪时，每个夹爪设有手指气缸142、进气组件141和夹头143。进气组件141包括进气嘴、密封圈、进气滑环、气管等构成，最终通过进气组件141气动控制手指气缸142的开合，进而通过手指气缸142驱动夹头143的开合以实现取放料。当取料头14为真空吸头144，则包括吸盘和进气组件141，通过进气组件141实现吸盘的真空吸附控制以实现取放料。
39.机器人末端装置的取料头14可以全部为夹爪，或者真空吸头144，或者部分为夹爪，部分为真空吸头144，以满足多样化的取放料需求。
40.转塔旋转组件包括转塔驱动同步轮131、转塔驱动轴132和减速器133等。其中转塔驱动同步轮131通过第二电机和对应同步带驱动旋转，转塔驱动同步轮131驱动转塔驱动轴132旋转，并通过减速器133以实现减速、或增大扭矩或减小运动惯量。优选地，取料头旋转组件的取料头驱动同步轮121和转塔旋转组件的转塔驱动同步轮131同轴设置。这样，机器人末端装置结构紧凑精度高；通过驱动锥齿轮123传动，由一个动力同时驱动多个取料头14同时旋转，结构紧凑平稳，承载能力较高，可灵活变换多头数量，降低硬件成本。每个取料头14采用模块化设计，内部采用进气滑环通气等进气组件141，结构紧凑灵活，可通正气压或负压，头部可接吸盘或夹爪拾取物料。
41.参考图4，根据具体实施需要，如图4的a和c ，转塔座11的基板111可以呈八边形，即转塔座11对应有8个侧板112。每其中相间隔的4个侧板112分别设有一个取料头14，即共4个取料头14。4个取料头14中，可以如a所示，两个为夹爪，两个为真空吸头144，也可以如c所示，全部为夹爪。如图4的b，转塔座11的基板111可以呈六边形，即转塔座11对应有6个侧板112。每其中相间隔的3个侧板112分别设有一个取料头14，即共3个取料头14，同样，3个取料头14可以为真空吸头144或者夹爪，或者部分为真空吸头144，部分为夹爪。如图4的d，转塔座11的基板111可以呈五边形，即转塔座11对应有5个侧板112。每其中每个侧板112分别设有一个取料头14，即共5个取料头14，5个取料头14可以为真空吸头144或者夹爪，或者部分为真空吸头144，部分为夹爪。如图4的e，转塔座11的基板111可以呈六边形，即转塔座11对应有6个侧板112。每其中每个侧板112分别设有一个取料头14，即共6个取料头14，6个取料头14可以为真空吸头144或者夹爪，或者部分为真空吸头144，部分为夹爪。这样，一个动力同时驱动多头同时旋转，结构紧凑平稳，承载能力较高，可灵活变换多头数量，降低硬件成本，并且取料头14可接吸盘或夹爪，或者它们的组合，以拾取物料，能够满足多种多样的取
放料需求。