螺丝夹紧机构及螺丝输送装置的制作方法

本发明涉及机器人手臂组装技术领域，具体涉及一种螺丝夹紧机构及螺丝输送装置。

背景技术：

机器人手腕部与减速机组装连接时，需要通过螺丝将减速机的与机器人腕部进行连接，通过人工进行螺丝连接时，人手只需将螺丝移动至螺纹孔并放下即可，然而，通过机械化操作进行旋拧螺丝时，没有人工参与，如何将每一颗螺丝都移动至相对应的螺纹孔处是需要解决的问题。

为了解决将螺丝移动至对应螺纹孔的问题，首先要解决的是，如何将螺丝夹住和如何放下，在现有技术中，通过各种驱动装置显然能够实现抓取和放下螺丝的操作；然而，当一次需要移送的螺丝数量较多时，通过驱动装置驱动对每一颗螺丝的夹取和放下的操作，无疑会使夹紧机构的结构变得复杂，无法保证夹紧机构的稳定运行。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的螺丝夹紧机构采用驱动装置驱动进行螺丝的夹取和放下，导致夹紧机构的结构复杂的缺陷，从而提供一种结构简单的能够夹取和放下螺丝夹紧机构。

本发明还提供一种具有螺丝夹紧机构的螺丝输送装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的螺丝夹紧机构，包括相对设置的用于夹住螺丝的一对卡爪，所述卡爪包括：

连接座；

卡接块，通过铰轴与所述连接座连接，在所述卡接块的自由端与所述连接座之间设有弹性件，所述弹性件平行于所述卡接块的转动平面，并且弹性件的两端分别朝向所述连接座和所述卡接块垂直设置；

在所述弹性件的作用下，所述卡接块在所述连接座上被转动至对螺丝夹紧的卡接位置；

沿着所述螺丝的轴线朝向克服所述弹性件的偏压力的方向推动螺丝后，所述卡接块在所述连接座上被转动至解除对螺丝夹紧的通过位置。

作为优选方案，两个所述卡接块的相对面包括通过面和卡接面，所述通过面和卡接面均为弧形面；

在所述卡接块位于卡接位置时，两个所述卡接面平行相对；

在所述卡接块位于通过位置时，两个所述通过面平行相对。

作为优选方案，所述连接座和所述卡接块上均具有用于容纳所述弹性件的容纳孔。

作为优选方案，所述卡爪具有多个，多个所述卡爪通过连接座连接在安装盘上，使被夹紧的螺丝组成预设形状，在所述安装盘上设有用于通过螺丝的螺丝避位孔。

本发明提供的螺丝输送装置，包括上述方案中任一项所述的螺丝夹紧机构，还包括，

螺丝输送板，用于安装所述螺丝夹紧机构的安装盘；

螺丝输送滑台，与所述螺丝输送板连接，通过电机驱动所述螺丝输送板沿预设路径滑动。

作为优选方案，还包括，

输送板升降气缸，设置在所述螺丝输送滑台与所述螺丝输送板之间，用于通过气动驱动所述螺丝输送板进行上下往复移动。

作为优选方案，还包括，

位置检测装置，用于检测所述螺丝输送滑台的滑动端被驱动到达的位置。

作为优选方案，所述位置检测装置具有至少三个，其中第一位置检测装置设置在所述螺丝输送滑台的初始位置，用于检测所述螺丝输送滑台的滑动端是否到达初始位置；

第二位置检测装置设置在所述螺丝输送滑台的滑动端朝向一端的预设极限位置，用于检测所述螺丝输送滑台的滑动端是否到达此极限位置；

第三位置检测装置设置在所述螺丝输送滑台的滑动端朝向另一端的预设极限位置，用于检测所述螺丝输送滑台的滑动端是否到达此极限位置。

作为优选方案，还包括，

螺丝容纳盘，用于容纳螺丝，并适于放置在预设位置；

螺丝移动装置，将螺丝从所述螺丝容纳盘内依次移动至所述螺丝夹紧机构上。

作为优选方案，所述螺丝移动装置包括，

螺丝吸头，通过吸力将螺丝头从顶部吸住；

吸头移动装置，用于驱动所述螺丝吸头沿预设轨迹进行移动。

作为优选方案，所述吸头移动装置采用悬臂式滑台。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的螺丝夹紧机构，卡接块在弹性件的作用下对螺丝进行卡接后能够将螺丝夹住，对螺丝施加朝向克服弹性件的推力后，推动卡接块绕铰轴在连接座上转动一定角度，从而能够解除对螺丝的卡紧，将螺丝放下，螺丝夹紧机构的本身不采用驱动装置，因此简化了螺丝夹紧机构的结构，在使用过程中能够更加稳定可靠。

2.本发明提供的螺丝夹紧机构，在卡接块上与螺丝接触的两个面均为弧形面，从而与螺丝的外壁配合时，能够更好的将螺丝夹紧和使螺丝在弧形面之间滑动。

3.本发明提供的螺丝夹紧机构，在连接座和卡接块上均具有用于容纳弹性件的容纳孔，将弹性件放置在容纳孔中进行弹性变形，能够更好的对弹性件进行固定，从而增加机构运行的稳定可靠性。

4.本发明提供的螺丝夹紧机构，具有多个卡爪，通过连接座固定在安装盘上，在安装盘上排列成预设的形状，使被夹住的多颗螺丝排列成预设的形状，从而能够使螺丝与连接孔一一对应，便于后续操作时将螺丝拆入到连接孔内。

5.本发明提供的螺丝输送装置，包括上述所述的螺丝夹紧机构，还包括螺丝输送板和螺丝输送滑台，通过螺丝输送板和螺丝输送滑台能够将螺丝夹紧机构进行移动，从而将被夹紧的螺丝从放置位置移动至预设位置。

6.本发明提供的螺丝输送装置，具有输送板升降气缸，设置在螺丝输送滑台与螺丝输送板之间，用于通过气动驱动螺丝输送板进行上下往复移动，从而在放置螺丝时能够使螺丝更近距离的与连接孔接触，使螺丝能够更精准的插入到连接孔内。

7.本发明提供的螺丝输送装置，具有位置检测装置，用于检测螺丝输送滑台的滑动端被驱动到达的位置，并通过对螺丝输送滑台的位置进行反馈，判断螺丝夹紧机构所达到的位置。

8.本发明提供的螺丝输送装置，位置检测装置具有至少三个，分别检测螺丝夹紧机构的初始位置、朝向螺丝输送滑台一端输送时的极限位置和朝向螺丝输送滑台另一端复原时的极限位置；设备启动时，将螺丝夹紧机构在螺丝输送滑台上滑动，当到达初始位置时，此时初始位置处的位置检测装置及时进行反馈，使螺丝夹紧机构停止在初始位置，因此便于螺丝夹紧机构快速找到初始位置；设备运行中，将螺丝夹紧机构在螺丝输送滑台上滑动，当螺丝夹紧机构到达两端极限位置时，在两端极限位置处的位置检测装置及时进行反馈，使螺丝输送滑台及时停止或反方向移动，防止运动部件超出行程，撞击到其他东西。

9.本发明提供的螺丝输送装置，包括螺丝容纳盘和螺丝移动装置，螺丝容纳盘用于容纳螺丝，并被放置在预设位置，然后通过螺丝移动装置逐一将螺丝移动至螺丝夹紧机构上。

10.本发明提供的螺丝输送装置，螺丝移动装置包括螺丝吸头和吸头移动装置，通过螺丝吸头采用吸力将螺丝进行吸住和放下，通过吸头移动装置驱动螺丝吸头沿预设轨迹进行移动，从而将螺丝逐一移动到螺丝夹紧机构上。

11.本发明提供的螺丝输送装置，吸头移动装置采用悬臂式滑台，悬臂式滑台在工业应用上较为成熟，能够进行横坐标、纵坐标和竖轴的移动，且便于控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为用于将机器人腕部与机器人小臂中的减速机进行螺丝连接的安装装置的立体结构示意图。

图2为夹爪机构的立体结构示意图。

图3为夹爪机构隐藏一个爪手的立体结构示意图。

图4为夹爪机构隐藏两个爪手的立体结构示意图。

图5为夹爪机构的滑动件的立体结构示意图。

图6为孔对位机构的立体结构示意图。

图7为孔对位机构的俯视图。

图8为孔对位机构的后侧立体结构示意图。

图9为孔对位机构上未放置机器人手臂时的立体结构示意图。

图10为孔对位机构的转动夹爪的立体结构示意图。

图11为螺丝输送装置的立体结构示意图。

图12为螺丝输送滑台的立体结构示意图。

图13为图12中位置检测装置的位置的立体结构示意图。

图14为螺丝夹紧机构的立体结构示意图。

图15为安装盘的立体结构示意图。

图16为图14中隐藏安装盘的立体结构示意图。

图17为螺丝与卡爪的立体结构示意图。

图18为卡爪的立体结构示意图。

图19为悬臂式滑台的立体结构示意图。

图20为螺丝吸头的立体结构示意图。

图21为螺丝容纳盘的立体结构示意图。

图22为螺丝容纳盘的放置架的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、机械臂；11、工位台；12、存放台；13、螺丝旋拧装置；14、相机检测装置；

2、机器人手臂；21、机器人腕部；22、机器人小臂；23、减速机；

3、夹爪机构；301、夹爪安装板；302、第一夹爪；303、第一移动滑台；304、第二夹爪；305、第二移动滑台；306、夹爪驱动板；307、第三移动滑台；308、斜槽；309、滑动件；310、夹爪驱动装置；311、阻挡块；312、液压缓冲器；

5、孔对位机构；501、定位柱；502、推动机构；503、滑台模组；504、推板；505、定位台阶；506、转动夹爪；507、爪手；508、转动台；509、激光检测器；510、激光避位孔；

6、螺丝输送装置；601、螺丝输送板；602、螺丝输送滑台；603、输送板升降气缸；604、位置检测装置；605、螺丝容纳盘；606、螺丝吸头；607、悬臂式滑台；608、放置架；

7、螺丝夹紧机构；701、安装盘；702、螺丝避位孔；703、卡爪；704、连接座；705、弹性件；706、卡接块；707、通过面；708、卡接面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种用于将机器人腕部21与机器人小臂22中的减速机23进行螺丝连接的安装装置，如图1所示，包括：夹爪机构3、孔对位机构5、螺丝输送装置6和螺丝旋拧装置13。其中，所示夹爪机构3用于将连接有减速机23的机器人手臂2进行夹取和在机械臂1的驱动下对机器人手臂2进行移动，从而使待组装的机器人手臂2在用于组装的工位台11和用于临时放置的存放台12之间移动；所述孔对位机构5用于将机器人手臂2与减速机23组件固定在工位台11上，并通过与减速机23同步轮的连接，驱动减速机23同步轮转动，进而驱动减速机23上的连接孔与机器人腕部21的连接孔对正；所述螺丝输送装置6用于将螺丝按照机器人腕部21上连接孔的位置进行布置，并将布置好的螺丝伸入到机器人腕部21与减速机23进行连接的连接孔上方；所述螺丝旋拧装置13通过伸入到机器人小臂22中，对机器人减速机23上方的螺丝进行旋拧。

如图2～5所示，所述夹爪机构3包括:夹爪安装板301、第一夹爪302、第二夹爪304、夹爪驱动板306和夹爪驱动装置310；其中，所述第一夹爪302通过第一移动滑台303连接在所述夹爪安装板301的正面；所述第二夹爪304与所述第一夹爪302相对，通过第二移动滑台305连接在所述夹爪安装板301的正面，所述第一移动滑台303与所述第二移动滑台305在所述夹爪安装板301上平行设置；所述夹爪驱动板306通过第三移动滑台307连接在所述夹爪安装板301的正面，所述第三移动滑台307与所述第一移动滑台303和所述第二移动滑台305垂直设置；所述夹爪驱动装置310连接在所述夹爪安装板301上，驱动端与所述夹爪驱动板306连接，用于驱动所述夹爪驱动板306沿着所述第三移动滑台307的路径往复移动；并且，为了使第一夹爪302、第二夹爪304和夹爪驱动板306能够更稳定的移动，将所述第一移动滑台303、第二移动滑台305和所述第三移动滑台307的滑道均设置为并列的两排，其中每排设有连续的两个滑台进行支撑。

具体的，所述夹爪驱动板306采用具有气缸的夹爪驱动装置310进行驱动，并通过滑槽结构分别与所述第一夹爪302和所述第二夹爪304滑动连接，所述滑槽结构包括斜槽308和滑动件309；所述斜槽308设置在所述夹爪驱动板306上，随着所述夹爪驱动板306沿所述第三移动滑台307进行整体移动，所述斜槽308沿所述第一移动滑台303和所述第二移动滑台305的方向具有朝向所述第三移动滑台307的斜度，并且，所述滑槽结构中用于与所述第一夹爪302连接的斜槽与用于与所述第二夹爪304连接的斜槽的倾斜方向相同，均为朝向所述夹爪驱动装置310的方向倾斜；所述滑动件309连接在所述第一夹爪302和所述第二夹爪304上，滑动端插入到所述斜槽308内，所述滑动件309随着所述斜槽308的移动被驱动进行沿所述第一移动滑台303和所述第二移动滑台305的方向移动，并且，所述滑动件309的用于插入所述斜槽308的部分为带有轴承的滚轮，滚轮能够沿中心轴转动。

所述夹爪机构3还包括限位结构，用于阻止所述第一夹爪302和所述第二夹爪304进行相互靠近时到达预设位置后的继续移动，所述限位结构包括:阻挡块311和缓冲件；其中所述阻挡块311安装在所述夹爪安装板301的正面；所述缓冲件采用液压缓冲器312，安装在所述第一夹爪302和所述第二夹爪304上，与所述阻挡块311相对，当所述第一夹爪302和所述第二夹爪304相互靠近到达预设位置时，所述缓冲件与所述阻挡块311接触。

如图6～10所示，所述孔对位机构5包括：工位台11、定位装置、相机检测装置14、转动夹爪506和激光检测器509；其中所述工位台11用于放置机器人手臂2，机器人手臂2通过机械臂1及夹爪机构3从存放台12上移动至工位台11进行组装；所述定位装置连接在所述工位台11上，用于对放置在工位台11上的机器人手臂2进行定位；所述相机检测装置14位于所述工位台11的上方，正对机器人腕部21的螺丝连接孔上端，通过拍照检测减速机23与机器人腕部21进行螺丝的连接孔是否对正；所述转动夹爪506位于所述工位台11的下方，根据所述相机检测装置14反馈的信息，通过对减速机23同步轮的旋转调整减速机23的连接孔的角度，从而使减速机23与机器人腕部21的用于螺丝连接的连接孔进行对正。所述激光检测器509设置在所述工位台11的下方，通过检测激光穿过所述工位台11上的激光避位孔510后对工件进行检测，用于检测在工位台11上是否存在机器人手臂2，并将检测信号传送至控制器。

具体的，所述定位装置包括：定位柱501、推动机构502和定位台阶505；其中所述定位柱501竖直设置在工位台11上，用于阻挡所述机器人手臂2的一侧；所述推动机构502连接在所述工位台11上，与所述定位柱501相对，通过推动所述机器人手臂2，使所述机器人手臂2移动至预设位置。

所述推动机构502包括：滑台模组503和推板504；所述滑台模组503连接在所述工位台11上，通过气动驱动推动端朝向机器人手臂2移动；所述推板504连接在所述滑台模组503的推动端。所述推动机构502具有三个，其中第一推动机构502与所述定位柱501相对，并设置在所述工位台11的背面，其推动端的推板504穿过所述工位台11向上伸出；其中第二推动机构502和第三推动机构502相对设置，并且所述第二推动机构502和所述第三推动机构502的伸缩方向与所述第一推动机构502垂直。

所述定位台阶505包括有弧形结构，支撑在机器人小臂的安装减速机组件处的下方，用于套入所述机器人小臂中，对机器人小臂进行定位。

所述转动夹爪506包括：爪手507和转动台508；所述爪手507具有至少三根，均匀设置在所述转动夹爪506一端的转动平面上，根据控制器的控制通过驱动能够朝向中心进行相互靠近或相互远离；所述转动台508与所述爪手507连接，根据控制器的控制进行驱动所述爪手507绕中心线的转动；并且，所述爪手507采用气动驱动，所述转动台508采用电动驱动。

所述相机检测装置14将照片信息传送至控制器，控制器根据对图像信息的处理发送控制信号，控制转动夹爪506的转动角度。

所述控制器控制所述定位装置对所述机器人手臂2进行定位。

如图11～18所示，所述螺丝输送装置6包括螺丝夹紧机构7，所述螺丝夹紧机构7包括相对设置的用于夹住螺丝的一对卡爪703，所述卡爪703包括：连接座704和卡接块706；其中所述卡接块706通过铰轴与所述连接座704连接，在所述卡接块706的自由端与所述连接座704之间设有弹性件705，并且在所述连接座704和所述卡接块706上均具有用于容纳所述弹性件705的容纳孔，所述弹性件705平行于所述卡接块706的转动平面，并且弹性件705的两端分别朝向所述连接座704和所述卡接块706垂直设置，在所述弹性件705的作用下，所述卡接块706在所述连接座704上被转动至对螺丝夹紧的卡接位置，沿着所述的轴线朝向克服所述弹性件705的偏压力的方向推动螺丝后，所述卡接块706在所述连接座704上被转动至解除对螺丝夹紧的通过位置。

具体的，两个所述卡接块706的相对面包括通过面707和卡接面708，所述通过面707和卡接面708均为弧形面，在所述卡接块706位于卡接位置时，两个所述卡接面708平行相对，在所述卡接块706位于是螺丝滑动通过的通过位置时，两个所述通过面707平行相对。

所述卡爪703具有多个，多个所述卡爪703通过连接座704连接在安装盘701上，使被夹紧的螺丝组成预设形状，在所述安装盘701上设有用于通过螺丝的螺丝避位孔702。

如图11、19～22所示，所述螺丝输送装置6还包括：螺丝输送板601、螺丝输送滑台602、输送板升降气缸603、位置检测装置604、螺丝容纳盘605和螺丝移动装置；所述螺丝输送板601用于安装所述螺丝夹紧机构的安装盘701；所述螺丝输送滑台602与所述螺丝输送板601连接，通过电机驱动所述螺丝输送板601沿预设路径滑动；所述输送板升降气缸603设置在所述螺丝输送滑台602与所述螺丝输送板601之间，用于通过气动驱动所述螺丝输送板601进行上下往复移动；所述位置检测装置604用于检测所述螺丝输送滑台602的滑动端被驱动到达的位置，所述位置检测装置604具有至少三个，其中第一位置检测装置604设置在所述螺丝输送滑台602的初始位置，用于检测所述螺丝输送滑台602的滑动端是否到达初始位置，其中第二位置检测装置604设置在所述螺丝输送滑台602的滑动端朝向一端的预设极限位置，用于检测所述螺丝输送滑台的滑动端是否到达此极限位置，其中第三位置检测装置604设置在所述螺丝输送滑台602的滑动端朝向另一端的预设极限位置，用于检测所述螺丝输送滑台的滑动端是否到达此极限位置。

所述螺丝容纳盘605用于容纳螺丝，并适于放置在预设位置，将摆好螺丝的螺丝容纳盘605放置在放置架608上，在放置架608上具有定位柱501能够对螺丝容纳盘605的位置进行限制，同时，在放置架608上还具有用于固定螺丝容纳盘605卡扣，通过卡扣和定位柱501的配合进行防止螺丝容纳盘605滑动。

所述螺丝移动装置用于将螺丝从所述螺丝容纳盘605内依次移动至所述螺丝夹紧机构7上，包括螺丝吸头606和吸头移动装置，所述螺丝吸头606通过吸力将螺丝头从顶部吸住；所述吸头移动装置采用悬臂式滑台607，用于驱动所述螺丝吸头606沿预设轨迹进行移动。

实施例2

本实施例提供一种机器人腕部21与小臂中减速机23的安装方法，包括以下步骤：

将机器人手臂2放置在工位台11上。

当工位台11下方的激光检测器509，检测到在工位台11上存在机器人手臂2后，将检测信号传送至控制器。

工位台11上的定位装置接收控制器的信号后，对放置在工位台11上的机器人手臂2进行定位。

相机检测装置14从工位台11的上方，正对机器人腕部21的螺丝连接孔进行拍照，并将照片信息传送至控制器。

工位台11下方的转动夹爪506接收控制器的信号后，对减速机23同步轮进行旋转，进而调整减速机23的连接孔角度，使减速机23与机器人腕部21的用于螺丝连接的连接孔对正。

螺丝移动装置将螺丝从螺丝容纳盘605将螺丝依次插入到螺丝夹紧机构7内。

螺丝输送滑台602将位于螺丝夹紧机构7的螺丝伸入到机器人腕部21内，使螺丝正对机器人腕部21的用于与减速机23连接的连接孔的上方。

螺丝旋拧装置13伸入到机器人小臂22中，对位于机器人减速机23上方的螺丝进行旋拧。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。