[发明专利]一种堆垛机器人夹持式末端执行器及夹持方法

权利要求书

1.一种堆垛机器人夹持式末端执行器，其特征在于：包括承重板，梯形螺杆，夹持机构，双输出轴电动机；所述的承重板上设有夹持机构，夹持机构包括两个相对移动的夹持部，双输出轴电动机的两个驱动轴经联轴器通过梯形螺杆与夹持机构的夹持部相连，双输出轴电动机驱动夹持机构的夹持部向承重板中心处收拢或远离；夹持机构的夹持部在收拢状态下处于夹持状态，夹持机构的夹持部在分离状态下向处于释放状态。

2.根据权利要求1所述的堆垛机器人夹持式末端执行器，其特征在于：所述的双输出轴电动机布置在承重板的中心处；位于梯形螺杆同向延伸的承重板上端面分别设有供夹持机构中夹持部滑动的水平导轨，夹持机构中的两个夹持部沿水平导轨延伸方向滑动。

3.根据权利要求1或2所述的堆垛机器人夹持式末端执行器，其特征在于：所述的夹持部包括用于安装螺杆套筒的支撑架，梯形螺杆贯穿螺杆套筒彼此通过螺纹相互配合；支撑架布置于横板上，横板横跨承重板，横板的长度大于承重板的宽度，沿横板的长度方向两端通过支撑板向下设有底座，底座内设有夹紧杆，夹紧杆延伸出底座的两侧端面，底座的一侧设有液压缸支撑板，液压缸支撑板上设有双作用液压缸，双作用液压缸驱动端一侧经滚轮与夹紧杆的一端相连，夹紧杆的另一端设有橡胶垫，双作用液压缸的驱动端驱动夹紧杆伸缩。

4.根据权利要求3所述的堆垛机器人夹持式末端执行器，其特征在于：所述的底座内具有供夹紧杆滑动的夹紧腔，还设有放置斜头推杆的推杆腔，推杆腔垂直于夹紧腔且相互贯通；所述的斜头推杆的一端与回位弹簧相连，斜头推杆的另一端为斜头面，夹紧杆的杆体上设有与斜头推杆相互配合的倾斜面；通过回位弹簧将斜头推杆的斜头面与夹紧杆相互抵触。

5.根据权利要求3所述的堆垛机器人夹持式末端执行器，其特征在于：所述的双作用液压缸与底座之间设有转向块，转向块通过圆柱导轨与承重板相连，转向块沿圆柱导轨延伸方向滑动，双作用液压缸的驱动端设有滚轮，转向块与滚轮相接触，转向块与滚轮的接触面为弧形面。

6.根据权利要求3所述的堆垛机器人夹持式末端执行器，其特征在于：所述的底座面向橡胶垫的一端面设有距离传感器，橡胶垫面向底座的一端面设有压力传感器。

7.利用权利要求1至6任意一项所述的堆垛机器人夹持式末端执行器的夹持方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一、板材经传送带传送到夹持式末端执行器正下方，夹持机构上的距离传感器测量板材与夹紧杆之间的距离；并将测得的信号传递给外部的PLC控制器；

步骤二、PLC控制器收到反馈信号后，驱动双输出轴电动机调节夹持机构中夹持部之间距离;

步骤二、PLC控制器继续驱动双作用液压缸推动活塞杆向外输出压力，推动着夹紧杆夹紧板材；

步骤三、夹紧杆继续向内运动后，夹紧杆上的橡胶垫和压力传感器便开始与板材进行接触，双作用液压缸因保压作用使得输出的力保持不变，完成夹持工作；

步骤四、当堆垛机器人将板材搬运到合适的位置时，PLC控制器发出指令，双作用液压缸活塞杆退回，夹紧杆与转向块在回位弹簧作用下恢复至初始位置，将夹持的位置调整到预先设定的最初夹持点，进行下一次的堆垛工作。

8.根据权利要求7所述的堆垛机器人夹持式末端执行器的夹持方法，其特征在于：所述的步骤二中距离传感器测量板材和夹紧杆之间的距离为3cm后，将信号传递至PLC控制器，PLC控制器控制双输出轴电动机停止转动，此时梯形螺杆自锁，以保证定位后的夹持位置。

9.根据权利要求7所述的堆垛机器人夹持式末端执行器的夹持方法，其特征在于：所述的步骤三中夹紧杆继续向内运动后，压力传感器与板材进行接触，当夹持力达到500N时，压力传感器开始工作，将测量的实时夹持力返回至PLC控制器并与预定值进行实时对比；当达到预定值时，PLC控制器控制双作用液压缸输出的力保持不变，完成夹持工作，若压力传感器测量的力大于1250N时，发出信号给PLC控制器报警。