[发明专利]一种带缓冲器的可自锁物料抓夹装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械抓手，尤其涉及一种带缓冲器的可自锁物料抓夹装置。

背景技术

随着机电一体化技术的飞速发展，传统工业逐渐向现代工业自动化模式转型，仓储物流机器人在当今自动化工厂中扮演着重要的角色，成为了操作人员得利的工具，它们不但节省了人工劳动力和成本，而且也极大程度的提高了工厂的作业效率。物流机器人在自动化工厂实际作业时，末端执行器的作用不容小觑，灵活的多自由度操作机械臂与精巧的末端执行器相结合是实现物料高效搬运的可靠保证。

目前，机器人末端执行器主要以电动执行器和气动执行器两种类型用处最多。电动执行器通常采用直流电机、步进电机以及伺服电机等作为驱动单元，气动执行器则采用气压推动的方式。电动执行器由于采用了电机驱动，常通过齿轮传动、带传动等中间传动机构将合适的动力和速度输出给末端机械抓手，因此结构上稍微复杂，有一定的功率损失，但是机构性能稳定可靠，工作寿命长，环境适应能力强。气动执行器结构相对简单，能耗低，响应速度快，但是定位精度和可靠性不如电动执行器。而且长期工作的气动执行器，气动元件容易老化，时常出现气体泄漏情况的发生，这时气动执行器在抓夹物料极易出现因夹紧力不足而导致物料脱落。此外，在高温严寒等极端情况下，气动执行器的环境适应性更差。

据以往机器人末端执行器的设计来看，无论是电动执行器还是气动执行器，在设计过程中通常只考虑到物料夹取动作的实现，而对末端执行器在实际抓取物料与物料接触时的冲击以及准确定位问题考虑甚少，因而执行器在工作过程中的可靠性、稳定性和安全性方面较难保证。时常会出现物料因末端执行器的冲击而受损，因夹取不牢靠而导致物料脱落以及出现抓空、漏夹等不良情况的发生。如公开日为2011年09月21日，公开号为CN102189542A的发明申请公开了一种半导体晶圆输送机械手，它能够处理对于不同直径晶圆的中心对位问题，但是其结构和定位方式均较为复杂，在执行器的控制实现方面具有一定的难度。此外，对于机械手与物料接触瞬间所产生刚性接触力也未曾考虑，因而机械手在夹取物料时存在着一定的安全隐患。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的带缓冲器的可自锁物料抓夹装置，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决执行器在抓取物料时因冲击而损失物料，因抓夹不牢靠使物料脱落以及出现抓空、漏夹等问题，本发明的目的是提供一种体积小、重量轻、结构简单紧凑、而且控制方便、定位精度高、具有可自锁性和较强的环境适应性、可保证机械臂在抓取物料时的安全性和可靠性的带缓冲器的可自锁物料抓夹装置。

本发明的带缓冲器的可自锁物料抓夹装置，包括电动夹爪以及设置在其上的弹簧缓冲机构和测量元件，其中

-所述电动夹爪包括安装板，所述安装板上设有两相向的抓手以及驱动两所述抓手相向/背向移动的驱动组件；

-所述弹簧缓冲机构包括用于与机械臂末端执行器安装法兰连接的连接块、以及与连接块滑动连接且与所述安装板连接的第一滑块，所述连接块上连接有两平行的导向轴，所述第一滑块中部具有垂直的凸起部，所述凸起部套设在两所述导向轴中部上，所述导向轴上套设有与所述连接块侧壁及凸起部侧壁相抵的弹簧；

-所述测量元件包括安装在安装板上用于检测物料是否被所述电动夹爪夹持的光电传感器、对所述抓手在闭合和张开时进行限位的光电开关，以及用于识别固定在物料台上的定位件以获取物料相对抓手的相对位置信息的视觉传感器，且光电传感器位于两抓手中间。

进一步的，所述弹簧缓冲机构还包括穿过所述第一滑块的凸起部上的通孔、端面与所述导向轴接触以对导向轴施加可变侧向力的紧定螺钉。

进一步的，所述抓手包括相连接的转接件和夹持块，两夹持块相向的表面上设有多个凸起的、用于插入到料盘侧面上的凹槽内的V形块。

进一步的，所述驱动组件包括通过轴承座安装在所述安装板上的梯形螺杆，梯形螺杆上螺接有正旋梯形螺母和反旋梯形螺母，正旋梯形螺母和反旋梯形螺母均连接有第二滑块，两第二滑块分别与两转接件连接，两第二滑块上均设有能够挡住所述光电开关对射光束的挡片，梯形螺杆通过设置在安装板上的驱动元件驱动转动。

进一步的，所述安装板上还设有与两所述第二滑块滑动连接的直线导轨。

进一步的，所述轴承通过C型卡环轴向定位在所述梯形螺杆上。

进一步的，所述驱动元件包括通过同步带及带轮与所述梯形螺杆传动连接的减速器、与减速器连接的伺服电机、与伺服电机连接的编码器，以及与编码器、光电传感器、光电开关电连接的驱动器。