一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手的制作方法

1.本实用新型涉及机械手技术领域，更具体而言，涉及一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手。


背景技术：

2.对于表面涂了漆和料的不规则圆柱形工件，漆料的强度并不高，机器人搬运这类工件时，抓手对工件表面的压强要足够低，才不会伤到工件的表面。一般的剪刀式抓手只有一组抓瓣，如果工件不是特别规则，抓瓣总只会与工件突出部位或直径较大的部位接触，接触面积减少，造成工作局部受力过大，破坏工件表面。也有用多组抓瓣的抓手，但结构复杂，重量大，多用于大型机械，不适用于机器人。
3.因此，有必要对现有技术进行改进。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的不足，提供一种可对较不规则圆柱形工件轻柔抓取且不损伤工件表面的轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，包括机架、气胀橡胶管、旋转轴和抓瓣，所述旋转轴设置在机架上，所述气胀橡胶管与旋转轴平行设置，气胀橡胶管连接有充放气装置，所述抓瓣转动设置在旋转轴上，抓瓣的一端为夹持端，抓瓣另一端设置有与气胀橡胶管侧面相抵触的约束支架。
7.进一步的，所述抓瓣与机架之间设置有回位弹簧，所述回位弹簧驱动约束支架向靠近气胀橡胶管的方向运动。
8.进一步的，所述机架上固定设置有张开定位架，所述气胀橡胶管套设在张开定位架的外侧，气胀橡胶管的两端均与张开定位架密封连接，所述张开定位架与气胀橡胶管相重合的部位设置有通气孔，所述张开定位架一端封闭，张开定位架另一端设置有气管快速接头，所述气管快速接头与充放气装置连接。
9.进一步的，所述抓瓣中部固定设置有转动套，抓瓣通过转动套与旋转轴铰接，所述抓瓣的夹持面为圆弧形，所述夹持面上设置有乳胶皮。
10.进一步的，所述抓瓣的约束支架为环形且环形的开口端设置有梳状结构，抓瓣每两个为一组，同组抓瓣的夹持端相向设置，同组抓瓣的约束支架通过梳状结构相互交叉设置；
11.所述抓瓣设置有多组，多组抓瓣沿旋转轴长度方向排布。
12.进一步的，相邻抓瓣之间设置有压力轴承。
13.进一步的，所述抓瓣为碳钢、不锈钢或铝合金材质。
14.进一步的，所述充放气装置为空压机。
15.本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果为：
16.1、本实用新型通过使用气胀橡胶管驱动夹瓣进行夹持操作，这样可使作用在剪刀抓手上的力相对均衡，但剪刀的开合度可以不一致，对于直径不断缓慢变化的圆柱形状工件，多个抓瓣如同人手的多个手指一样，抓瓣开合度随工件的直径变化而变化，但每个抓瓣的力量差异很小，达到人手一样抓住工件的目的，针对强度较小或表面涂漆的工件，可防止工件损坏。
17.2、本实用新型约束支架采用相互交叉的梳状结构，在气胀橡胶管进行收缩或膨胀时，约束支架均可将气胀橡胶管完全包围，提高工作稳定性。
附图说明
18.下面将通过附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
19.图1为本实用新型立体结构示意图；
20.图2为本实用新型侧视结构示意图；
21.图3为本实用新型俯视结构示意图；
22.图4为抓瓣俯视结构示意图。
23.图中：1-机架，11-张开定位架，12-气管快速接头，2-气胀橡胶管，3-旋转轴，4-抓瓣，41-夹持端，42-约束支架，43-转动套，44-乳胶皮，45-梳状结构，5-回位弹簧。
具体实施方式
24.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。
25.实施例：
26.如图1至图4所示，一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，包括机架1、气胀橡胶管2、旋转轴3和抓瓣4，旋转轴3设置在机架1上，气胀橡胶管2与旋转轴3平行设置，气胀橡胶管2连接有充放气装置，充放气装置可采用空压机，通过充放气装置控制气胀橡胶管2的收缩和膨胀状态，抓瓣4转动设置在旋转轴3上，抓瓣4的一端为夹持端41，用于夹持工件，抓瓣4另一端设置有与气胀橡胶管2侧面相抵触的约束支架42，当气胀橡胶管2膨胀时，驱动抓瓣4绕旋转轴3进行转动，进而通过夹持端41对工件进行夹紧，抓瓣4与机架1之间设置有回位弹簧5，回位弹簧5驱动约束支架42向靠近气胀橡胶管2的方向运动，当气胀橡胶管放气收缩时，抓瓣4在回位弹簧5的弹力作用下绕旋转轴3反向转动，进而使夹持端41松开工件。
27.抓瓣4中部固定设置有转动套43，抓瓣4通过转动套43与旋转轴3铰接，抓瓣4的夹持面为圆弧形，方便对工件进行夹持，夹持面上设置有乳胶皮44，通过乳胶皮减小对工件的磨损，同时也可补偿夹持面与工件之间的间隙。
28.抓瓣4的约束支架42为环形且环形的开口端设置有梳状结构45，抓瓣4每两个为一组，同组抓瓣4的夹持端41相向设置，同组抓瓣4的约束支架42通过梳状结构45相互交叉设置，使得在气胀橡胶管进行收缩或膨胀时，约束支架均可将气胀橡胶管完全包围，提高工作稳定性。
29.抓瓣4设置有多组，多组抓瓣4沿旋转轴3长度方向排布，单个抓瓣夹持面的高度根
据工件直径的变化梯度大小决定，变化梯度越大，抓瓣高度越小，原则上，在抓瓣抱紧工件时，抓瓣夹持面与工件外表面之间的最大间隙差小于1mm，这个间隙由乳胶皮来补偿。
30.对于直径不断缓慢变化的圆柱形状工件，多个抓瓣如同人手的多个手指一样，抓瓣开合度随工件的直径变化而变化，由于回位弹簧5的回弹力相比于气涨橡胶管对抓瓣的推力几乎可以忽略不计，因此，每个抓瓣的夹紧力差异很小，达到人手一样抓住工件的目的，针对强度较小或表面涂漆的工件，可防止工件损坏。
31.本实施例中，抓瓣阻力臂的长度等于工件半径增加30-50mm；动力臂的长度由工件能承受的压强与压缩气体的压强计算，动力臂长≥阻力臂*(接触压强/空气压强)；抓瓣数≥安全系统*工件重量/每个抓瓣的抓力，每个抓瓣间要留有一定的间隙，以避免抓瓣间相互干扰。
32.为了便于气胀橡胶管2与充放气装置连接，在气胀橡胶管内部插设一根钢管作为张开定位架11，张开定位架11固定设置在机架1上，气胀橡胶管2的两端均与张开定位架11密封连接，防止气胀橡胶管2与张开定位架11的外壁之间漏气，张开定位架11与气胀橡胶管2相重合的部位设置有通气孔，使得气胀橡胶管2内腔与张开定位架11的内腔连通，张开定位架11一端封闭，张开定位架11另一端设置有气管快速接头12，通过气管快速接头12与充放气装置进行快速连接，并通过充放气装置和通气孔对膨胀橡胶管进行充放气。
33.为减小抓瓣转动时的阻力，相邻抓瓣4之间均设置有压力轴承。
34.抓瓣4可采用碳钢、不锈钢、铝合金材质或其他材质。
35.本抓棒机器人抓手结构可用于20kg至1000kg的机器人抓手，抓手能均衡所有面的接触压力，达到能如同人手或更胜效果，轻柔抓取较不规则圆柱状工件且不伤其表面。
36.上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：包括机架(1)、气胀橡胶管(2)、旋转轴(3)和抓瓣(4)，所述旋转轴(3)设置在机架(1)上，所述气胀橡胶管(2)与旋转轴(3)平行设置，气胀橡胶管(2)连接有充放气装置，所述抓瓣(4)转动设置在旋转轴(3)上，抓瓣(4)的一端为夹持端(41)，抓瓣(4)另一端设置有与气胀橡胶管(2)侧面相抵触的约束支架(42)。2.根据权利要求1所述的一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：所述抓瓣(4)与机架(1)之间设置有回位弹簧(5)，所述回位弹簧(5)驱动约束支架(42)向靠近气胀橡胶管(2)的方向运动。3.根据权利要求1所述的一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：所述机架(1)上固定设置有张开定位架(11)，所述气胀橡胶管(2)套设在张开定位架(11)的外侧，气胀橡胶管(2)的两端均与张开定位架(11)密封连接，所述张开定位架(11)与气胀橡胶管(2)相重合的部位设置有通气孔，所述张开定位架(11)一端封闭，张开定位架(11)另一端设置有气管快速接头(12)，所述气管快速接头(12)与充放气装置连接。4.根据权利要求1所述的一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：所述抓瓣(4)中部固定设置有转动套(43)，抓瓣(4)通过转动套(43)与旋转轴(3)铰接，所述抓瓣(4)的夹持面为圆弧形，所述夹持面上设置有乳胶皮(44)。5.根据权利要求1所述的一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：所述抓瓣(4)的约束支架(42)为环形且环形的开口端设置有梳状结构(45)，抓瓣(4)每两个为一组，同组抓瓣(4)的夹持端(41)相向设置，同组抓瓣(4)的约束支架(42)通过梳状结构(45)相互交叉设置；所述抓瓣(4)设置有多组，多组抓瓣(4)沿旋转轴(3)长度方向排布。6.根据权利要求5所述的一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：相邻抓瓣(4)之间设置有压力轴承。7.根据权利要求1所述的一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：所述抓瓣(4)为碳钢、不锈钢或铝合金材质。8.根据权利要求1所述的一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，其特征在于：所述充放气装置为空压机。

技术总结
本实用新型涉及机械手技术领域，更具体而言，涉及一种轻巧均衡抓力的抓棒机器人抓手，目的是抓手抓住不等径圆柱形状工件时，能达到人手抓物一样的效果，多个抓瓣作用在棒表面的压强基本相等，避免了抓手抓伤工件的问题。本实用新型包括机架、多组抓瓣、气胀橡胶管、张开定位架、旋转轴、压力轴承、回位弹簧等，每组抓瓣是剪刀形的，后面使用气胀橡胶管驱动，这样可使作用在剪刀抓手上的力基本一致，但剪刀的开合度可以不一致，对于直径不断缓慢变化的圆柱形状工件，多个抓瓣如同人手的多个手指一样，抓瓣开合度随工件的直径变化而变化，但每个抓瓣的力量能保持一致，达到人手一样抓住工件的目的。件的目的。件的目的。


技术研发人员：张志安 弓悦
受保护的技术使用者：山西昊业新材料开发有限公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/9/3