一种防堵塞的搬运机械手

1.本发明涉及多自由度搬运机械手技术领域，特别涉及一种防堵塞的搬运机械手。


背景技术：

2.机器人代替人工已成为生产型企业转型升级的必然趋势，当需要多自由度抓取、移动、放置物体的时候，通常都会采用机器人来完成，机器人通过计算机和伺服控制技术实现多自由度任意位置与角度的位移，从而实现搬运物体的目的。
3.搬运机械手在抓取物件时，一般有两种方式，一种是通过机械爪进行抓取，另一种是通过负压吸附方式进行吸附抓取，而通过负压吸附方式进行吸附抓取的搬运机械手在使用时，需要对真空负压吸附设备进行维护保养，避免管道损坏、堵塞或者真空泵损坏，而导致吸附力不足，造成搬运物无法吸附移动或者掉落，造成安全隐患。特别是在搬运灰尘或者杂物比较多的物体时，比如家具、木材、加工钢件等，由于铁屑、木屑、粉尘比较多，在进行负压吸附搬运的时候，很容易将灰尘、杂物吸入，造成真空管路的堵塞。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种防堵塞的搬运机械手，结构简单，避免机械手在进行负压吸附时外部粉尘杂质被吸入、保证气管管道畅通的同时，提高吸附过程的稳定性。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
6.一种防堵塞的搬运机械手，包括机械手本体；
7.所述机械手本体的活动端装设有移动吸附机构，所述移动吸附机构包括活动安装架、真空吸附盘、高压冲气装置和控制器；
8.所述真空吸附盘和所述高压冲气装置分别配合安装在所述活动安装架上，且所述真空吸附盘与所述高压冲气装置分别与外部气压源相连通；
9.所述控制器分别与所述活动安装架、真空吸附盘以及高压冲气装置相控制连接；
10.所述高压冲气装置用于对待运物表面进行高压气流冲刷，所述真空吸附盘用于与待运物表面的吸附固定，所述活动安装架可上下活动设置。
11.本发明的有益效果在于：本发明提供一种防堵塞的搬运机械手，通过在机械手本体的活动端处设置由可上下活动的活动安装架、真空吸附盘、高压冲气装置和控制器构成一体的移动吸附机构，在真空吸附盘吸附待运物之前，可以先由控制器控制高压冲气装置对待运物表面进行高压气流冲刷，将外部粉尘杂质吹掉后，再由控制器控制真空吸附盘对待运物进行吸附固定以进行后续的运输，其中活动安装架的上下活动特性可实现对真空吸附盘吸取待运物进行一定的缓冲，在避免机械手在进行负压吸附时外部粉尘杂质被吸入、保证气管管道畅通的同时，有效提高吸附过程的稳定性。
附图说明
12.图1为本发明实施例的一种防堵塞的搬运机械手的整体结构示意图；
13.图2为本发明实施例的一种防堵塞的搬运机械手中移动吸附机构的结构示意图；
14.图3为移动吸附机构的吸附状态示意图；
15.图4为移动吸附机构的仰视图。
16.标号说明：
17.1、移动吸附机构；2、活动安装架；21、安装杆；22、上架体；23、下架体；24、弹簧体；25、触控开关；26、固定底盘；3、真空吸附盘；31、吸盘本体；32、密封胶圈；33、吸气口；34、第二连接管；35、第二电磁阀；4、高压冲气装置；41、喷气口；42、感应器；43、第一连接管；44、第一电磁阀；5、控制器；
18.10、机械手本体；20、活动端。
具体实施方式
19.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
20.请参照图1至图4，一种防堵塞的搬运机械手，包括包括机械手本体；
21.所述机械手本体的活动端装设有移动吸附机构，所述移动吸附机构包括活动安装架、真空吸附盘、高压冲气装置和控制器；
22.所述真空吸附盘和所述高压冲气装置分别配合安装在所述活动安装架上，且所述真空吸附盘与所述高压冲气装置分别与外部气压源相连通；
23.所述控制器分别与所述活动安装架、真空吸附盘以及高压冲气装置相控制连接；
24.所述高压冲气装置用于对待运物表面进行高压气流冲刷，所述真空吸附盘用于与待运物表面的吸附固定，所述活动安装架可上下活动设置。
25.由上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过在机械手本体的活动端处设置由可上下活动的活动安装架、真空吸附盘、高压冲气装置和控制器构成一体的移动吸附机构，在真空吸附盘吸附待运物之前，可以先由控制器控制高压冲气装置对待运物表面进行高压气流冲刷，将外部粉尘杂质吹掉后，再由控制器控制真空吸附盘对待运物进行吸附固定以进行后续的运输，其中活动安装架的上下活动特性可实现对真空吸附盘吸取待运物进行一定的缓冲，在避免机械手在进行负压吸附时外部粉尘杂质被吸入、保证气管管道畅通的同时，有效提高吸附过程的稳定性。
26.进一步地，所述活动安装架包括安装杆、上架体、下架体以及弹簧体；
27.所述安装杆的上端与所述机械手本体的活动端固定连接，所述上架体固定套设在所述安装杆靠近所述上端的位置，所述下架体活动套设在位于所述上架体下方的所述安装杆处；
28.所述弹簧体套设在位于所述上架体和所述下架体之间的所述安装杆处，且所述弹簧体的上下两端分别与所述上架体和所述下架体固定连接；
29.所述真空吸附盘固定在所述下架体下方，所述上架体的底面与所述下架体的顶面分别对应安装有触控开关，所述触控开关与所述控制器电连接。
30.由上述描述可知，活动安装杆由上、下两个架体以及中部的弹簧体构成，其中下架
体可以通过与弹簧弹性配合并活动套设在安装杆上，当真空吸附盘与待运物接触并进行下压过程中，下架体沿着安装杆向上滑动，弹簧体被压紧，为真空吸附盘与待运物的抵接过程提供缓冲力，避免真空吸附盘与待运物过快碰撞造成待测物被磨损；同时配合上架体和下架体之间对应的触控开关，在真空吸附盘未完全与待运物抵接充分时，由于上下触控开关未接触，不会触发进行吸附操作，以避免真空吸附盘与待运物未贴紧还存在缝隙时就开启吸附而吸入外部粉尘杂质，造成吸气管道堵塞影响吸附力，而当真空吸附盘完全与待运物抵接时，上下触控开关接触，此时电路闭合，控制器即可控制真空吸附盘进入负压吸附操作，将待运物进行负压吸附固定。
31.进一步地，所述触控开关为金属导电圈。
32.由上述描述可知，触控开关采用金属导电圈，灵敏度高，一旦接触便可立即触发电路闭合，确保真空吸附的及时。
33.进一步地，所述安装杆的下端固定连接有一固定底盘，所述下架体活动套设在位于所述上架体与所述固定底盘之间的所述安装杆处。
34.由上述描述可知，固定底盘可用于对下架体的向下活动进行限位，避免下架体滑出安装杆。
35.进一步地，所述下架体的底部装设有一连接底面，所述固定底盘位于所述下架体的底面与所述连接底面之间。
36.由上述描述可知，固定底盘安装在下架体的底面与连接底面之间，以确保固定底盘的稳固牢靠。
37.进一步地，所述真空吸附盘包括吸盘本体、密封胶圈；
38.所述吸盘本体可拆卸旋转安装在所述下架体下方；
39.所述密封胶圈围绕所述吸盘本体底部边缘一圈设置。
40.由上述描述可知，真空吸附盘由吸盘本体再配合一圈的密封胶圈构成，符合真空吸附原理的同时，密封胶圈也能作为缓冲件避免吸附过程对待运物造成摩擦。
41.进一步地，所述高压冲气装置包括感应器、喷气口、第一连接管和第一电磁阀；
42.所述感应器设置在所述吸盘本体的底部；
43.所述喷气口开设在所吸盘本体的底部并通过所述第一连接管与外部高压气源相连接；
44.所述喷气口处设置有第一电磁阀；
45.所述第一电磁阀与所述感应器分别与所述控制器控制连接。
46.由上述描述可知，将高压充气装置的喷气口设置在吸盘底部，并配合感应器实现当真空吸附盘移动到待运物上方时，能有感应器及时感应到待运物，并发出感应信号给控制器，由控制器控制第一电磁阀启动将外部高压气源的高压气流通过第一连接管喷出喷气口，吹向待运物表面，对待运物表面的粉尘杂质进行气流冲刷，提高待运物表面的清洁度，以确保后续负压吸附时不会由于粉尘杂质的吸入造成气流管道堵塞而影响吸附力效果。
47.进一步地，所述真空吸附盘还包括吸气口、第二连接管和第二电磁阀；
48.所述吸气口开设在所述吸盘本体的底部并通过所述第二连接管与外部负压气源相连接；
49.所述吸气口吸气口处设置有第二电磁阀，且所述第二电磁阀与所述控制器控制连
接。
50.由上述描述可知，同样的，进行负压吸附的吸气口也开设在吸盘底部，并配合第二连接管与外部负压气源相连通，当触控开关触碰时触发电路闭合，说明此时吸盘与待运物已经完全抵接，则控制器控制第二电磁阀启动，吸盘本体、密封胶圈和待测物表面之间形成的内部密封空间的气体由外部负压气源从吸气口经第二连通管吸入，此时外部气压小于内部气压，待运物即被吸附固定在吸盘下方。
51.进一步地，所述喷气口和所述吸气口均开设在所述吸盘本体底部中间的位置处。
52.由上述描述可知，从吸盘的中部对待运物表面的粉尘杂质进行气流冲刷和对待运物进行负压吸附，确保粉尘杂质冲刷的全面干净以及确保吸附力效果。
53.进一步地，所述真空吸附盘为三个，且呈“品”字形结构分布。
54.由上述描述可知，三个真空吸附盘，提高吸附能力。
55.本发明的一种防堵塞的搬运机械手，可应用于各种需要搬运物体的场景，以下结合具体的实施例进行说明：
56.请参照图1及图2，本发明的实施例一为：
57.一种防堵塞的搬运机械手，如图1所示，包括包括机械手本体10，机械手本体10的活动端20装设有移动吸附机构1。
58.如图2所示，移动吸附机构1包括活动安装架2、真空吸附盘3、高压冲气装置4和控制器5。在本实施例中，真空吸附盘3和高压冲气装置4分别配合安装在活动安装架2上，且真空吸附盘3与高压冲气装置4分别与外部气压源相连通；控制器5分别与活动安装架2、真空吸附盘3以及高压冲气装置4相控制连接；其中高压冲气装置4用于对待运物表面进行高压气流冲刷，真空吸附盘3用于与待运物表面的吸附固定，活动安装架2可上下活动设置。
59.即在本实施例中，通过在机械手本体10的活动端20处设置由可上下活动的活动安装架2、真空吸附盘3、高压冲气装置4和控制器5构成一体的移动吸附机构1，在真空吸附盘3吸附待运物之前，可以先由控制器5控制高压冲气装置4对待运物表面进行高压气流冲刷，将外部粉尘杂质吹掉后，再由控制器5控制真空吸附盘3对待运物进行吸附固定以进行后续的运输，其中活动安装架2的上下活动特性可实现对真空吸附盘3吸取待运物进行一定的缓冲，在避免机械手在进行负压吸附时外部粉尘杂质被吸入、保证气管管道畅通的同时，有效提高吸附过程的稳定性。
60.请参照图2至图3，本发明的实施例二为：
61.一种防堵塞的搬运机械手，在上述实施例一的基础上，在本实施例中，如图2所示，活动安装架2包括安装杆21、上架体22、下架体23以及弹簧体24。
62.其中，安装杆21的上端与机械手本体10的活动端20固定连接，上架体22固定套设在安装杆21靠近上端的位置，下架体23活动套设在位于上架体22下方的安装杆21处，弹簧体24套设在位于上架体22和下架体23之间的安装杆21处，且弹簧体24的上下两端分别与上架体22和下架体23固定连接；安装杆21的下端固定连接有一固定底盘26，下架体23活动套设在位于上架体22与固定底盘26之间的安装杆21处，其中固定底盘26可用于对下架体23的向下滑动进行限位，避免下架体23滑出安装杆21，同时下架体23的底部装设有一未在图中示出的连接底面，固定底盘26则位于下架体23的底面与连接底面之间，以确保固定底盘26的稳固牢靠；真空吸附盘3固定在下架体23下方，上架体22的底面与下架体23的顶面分别对
应安装有触控开关25，其中触控开关25为金属导电圈，并与控制器5电连接，可在上下两个触控开关25触碰时使电路导通，从而像控制器5发出电信号。
63.即在本实施例中，活动安装杆21由上、下两个架体以及中部的弹簧体24构成，其中下架体23可以通过与弹簧弹性配合并活动套设在安装杆21上，当真空吸附盘3与待运物接触并进行下压过程中，下架体23沿着安装杆21向上滑动，弹簧体24被压紧，为真空吸附盘3与待运物的抵接过程提供缓冲力，避免真空吸附盘3与待运物过快碰撞造成待测物被磨损；同时配合上架体22和下架体23之间对应的触控开关25，在真空吸附盘3未完全与待运物抵接充分时，即如图2所示的状态，由于上下触控开关25未接触，不会触发进行吸附操作，以避免真空吸附盘3与待运物未贴紧还存在缝隙时就开启吸附而吸入外部粉尘杂质，造成吸气管道堵塞影响吸附力，而当真空吸附盘3完全与待运物抵接时，上下触控开关25接触，即如图3所示的状态，此时电路闭合，控制器5即可控制真空吸附盘3进入负压吸附操作，将待运物进行负压吸附固定。
64.请参照图2至图3，本发明的实施例三为：
65.一种防堵塞的搬运机械手，在上述实施例一或实施例二的基础上，在本实施例中，如图3或图4所示，真空吸附盘3包括吸盘本体31、密封胶圈32。
66.其中，如图3所示，吸盘本体31通过可拆卸部件旋转安装在下架体23下方，密封胶圈32则围绕吸盘本体31底部边缘一圈设置，符合真空吸附原理的同时，也能作为缓冲件避免吸附过程对待运物造成摩擦。
67.同时，如图4所示，高压冲气装置4包括感应器42、喷气口41、第一电磁阀44和如图2所示的第一连接管43，其中感应器42设置在吸盘本体31的底部，喷气口41开设在所吸盘本体31的底部并通过第一连接管43与外部高压气源相连接；同时喷气口41处设置有第一电磁阀44，在本实施例中第一电磁阀44与感应器42分别与控制器5控制连接。
68.即将高压充气装置的喷气口41设置在吸盘底部，并配合感应器42实现当真空吸附盘3移动到待运物上方时，能有感应器42及时感应到待运物，并发出感应信号给控制器5，由控制器5控制第一电磁阀44启动将外部高压气源的高压气流通过第一连接管43喷出喷气口41，吹向待运物表面，对待运物表面的粉尘杂质进行气流冲刷，提高待运物表面的清洁度，以确保后续负压吸附时不会由于粉尘杂质的吸入造成气流管道堵塞而影响吸附力效果。
69.同时，在本实施例中，如图4及图3所示，真空吸附盘3还包括吸气口33、第二连接管34和第二电磁阀35。其中吸气口33开设在吸盘本体31的底部并通过第二连接管34与外部负压气源相连接；吸气口33吸气口33处设置有第二电磁阀35，且在本实施例中第二电磁阀35也与控制器5控制连接。
70.即与高压冲气装置4一样，进行负压吸附的吸气口33也开设在吸盘底部，并配合第二连接管34与外部负压气源相连通，当触控开关25触碰时触发电路闭合，说明此时吸盘与待运物已经完全抵接，则控制器5控制第二电磁阀35启动，吸盘本体31、密封胶圈32和待测物表面之间形成的内部密封空间的气体由外部负压气源从吸气口33经第二连通管吸入，此时外部气压小于内部气压，待运物即被吸附固定在吸盘下方。
71.其中值得说明的是，喷气口41和吸气口33均开设在吸盘本体31底部中间的位置处，以从吸盘的中部对待运物表面的粉尘杂质进行气流冲刷和对待运物进行负压吸附，同时确保粉尘杂质冲刷的全面干净以及确保吸附力效果。
72.以下说明本实施例中采用一种防堵塞的搬运机械手进行待运物吸附搬运使用方法。
73.步骤一：对待运物表面进行清理
74.机械手本体10将移动吸附机构1移动到待运物的上方，吸盘本体31底部的感应器42感应到待运物后，发送感应信号给控制器5，控制器5接收到感应信号后即可发出启动信号控制第一电磁阀44开启，此时外部高压气源的高压气流即可通过第一连接管43通向喷气口41，并由喷气口41将高压气流喷向待运物表面进行粉尘杂质等冲刷清理，完成清理操作。
75.步骤二：真空吸附盘3的抵接吸附
76.完成步骤一的待运物表面的清理后，机械手本体10再驱动活动安装架2向下移动，真空吸附盘3轻触于待运物表面并继续向下运动时，带动下架体23沿着安装杆21向上滑动，当下架体23顶面的触控开关25与上架体22底面的触控开关25相抵接时，启动电路闭合，触控开关25发送电信号给控制器5，控制器5接收电信号后控制机械手本体10停止向下移动，并发出启动信号给第二电磁阀35，第二电磁阀35启动，真空吸附盘3通过吸气口33和第二连接管34与外部负压气源进行负压吸附操作，将待运物进行负压吸附固定。
77.步骤三：搬运待运物
78.完成步骤二的负压吸附固定后，控制器5控制机械手本体10将待运物移动到需要放置位置，然后关闭第二电磁阀35，真空吸附盘3与待运物分离，完成搬运动作。
79.另外值得说明的是，本实施例中采用三个真空吸附盘3，且三个真空吸附盘3呈“品”字形结构分布，以提高吸附能力。在其他等同实施例中，真空吸附盘3的数量也可以根据实际需要进行调整。
80.综上所述，本发明提供的一种防堵塞的搬运机械手，具有以下有益效果：
81.1、利用活动安装架可以使真空吸附盘在与待运物抵接前，不会触发启动进行吸附操作，当真空吸附盘完成抵接后，带动活动安装架上的触控开关相抵接而启动控制器控制真空吸附盘进行负压吸附操作，避免外部粉尘吸入造成管道堵塞而影响吸附效果；
82.2、利用高压气流将待运物的表面粉尘杂质进行气流冲刷，提高待运物表面的清洁度，然后再进行负压吸附固定，不仅保护了气流管道不被堵塞，而且保证了吸附力的稳定性及吸附效果；
83.3、整体结构简单。
84.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，包括机械手本体；所述机械手本体的活动端装设有移动吸附机构，所述移动吸附机构包括活动安装架、真空吸附盘、高压冲气装置和控制器；所述真空吸附盘和所述高压冲气装置分别配合安装在所述活动安装架上，且所述真空吸附盘与所述高压冲气装置分别与外部气压源相连通；所述控制器分别与所述活动安装架、真空吸附盘以及高压冲气装置相控制连接；所述高压冲气装置用于对待运物表面进行高压气流冲刷，所述真空吸附盘用于与待运物表面的吸附固定，所述活动安装架可上下活动设置。2.根据权利要求1所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述活动安装架包括安装杆、上架体、下架体以及弹簧体；所述安装杆的上端与所述机械手本体的活动端固定连接，所述上架体固定套设在所述安装杆靠近所述上端的位置，所述下架体活动套设在位于所述上架体下方的所述安装杆处；所述弹簧体套设在位于所述上架体和所述下架体之间的所述安装杆处，且所述弹簧体的上下两端分别与所述上架体和所述下架体固定连接；所述真空吸附盘固定在所述下架体下方，所述上架体的底面与所述下架体的顶面分别对应安装有触控开关，所述触控开关与所述控制器电连接。3.根据权利要求2所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述触控开关为金属导电圈。4.根据权利要求2所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述安装杆的下端固定连接有一固定底盘，所述下架体活动套设在位于所述上架体与所述固定底盘之间的所述安装杆处。5.根据权利要求4所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述下架体的底部装设有一连接底面，所述固定底盘位于所述下架体的底面与所述连接底面之间。6.根据权利要求2所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述真空吸附盘包括吸盘本体、密封胶圈；所述吸盘本体可拆卸旋转安装在所述下架体下方；所述密封胶圈围绕所述吸盘本体底部边缘一圈设置。7.根据权利要求6所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述高压冲气装置包括感应器、喷气口、第一连接管和第一电磁阀；所述感应器设置在所述吸盘本体的底部；所述喷气口开设在所吸盘本体的底部并通过所述第一连接管与外部高压气源相连接；所述喷气口处设置有第一电磁阀；所述第一电磁阀与所述感应器分别与所述控制器控制连接。8.根据权利要求7所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述真空吸附盘还包括吸气口、第二连接管和第二电磁阀；所述吸气口开设在所述吸盘本体的底部并通过所述第二连接管与外部负压气源相连接；所述吸气口吸气口处设置有第二电磁阀，且所述第二电磁阀与所述控制器控制连接。
9.根据权利要求8所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述喷气口和所述吸气口均开设在所述吸盘本体底部中间的位置处。10.根据权利要求1所述的一种防堵塞的搬运机械手，其特征在于，所述真空吸附盘为三个，且呈“品”字形结构分布。

技术总结
本发明公开了一种防堵塞的搬运机械手，包括包括机械手本体；机械手本体的活动端装设有移动吸附机构，移动吸附机构包括活动安装架、真空吸附盘、高压冲气装置和控制器；真空吸附盘和高压冲气装置分别配合安装在活动安装架上，且真空吸附盘与高压冲气装置分别与外部气压源相连通；控制器分别与活动安装架、真空吸附盘以及高压冲气装置相控制连接；高压冲气装置用于对待运物表面进行高压气流冲刷，真空吸附盘用于与待运物表面的吸附固定，活动安装架可上下活动设置。本发明结构简单，能在避免机械手在进行负压吸附时外部粉尘杂质被吸入、保证气管管道畅通的同时，有效提高吸附过程的稳定性。定性。定性。


技术研发人员：黄庆专 李燕玉 周冬妮
受保护的技术使用者：福建电力职业技术学院
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/5