專利名稱：可替換式單關節機器人柔性手部的設計的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機器人柔性手部的設計，屬于機械制造領域。
背景技術：
通過對現有碼垛機器人手部和搬運機器人手部的觀察與分析，發現現有機器人手部多是針對某一項具體工作而設計出來的專用機械手，因此它主要存在以下問題(I)設計較為單一。一般一套機械手一旦設計出來投入生產運營后，其形狀、結構、尺寸即固定，也就是說一套機械手只能單一的重復運作某一項工作。(2)材料浪費嚴重。當機械手所對應的某項具體工作完成后，機械手也就處于了閑 置或廢棄狀態，給企業生產帶來較大損失。(3)適用范圍狹窄。因為多數機器人手部都是針對某一項或某些具體工作而專門設計的，所以其適用范圍窄小，缺乏通用性。綜上所述，本發明對機器人手部進行結構上的改進設計，以提高機械手的利用率，提聞生廣效率。

發明內容
針對現有常用機器人手部設計方面存在的不足，特從以下3個方面考慮現有常用機器人手部的結構改進(I)解決現有機器人手部結構設計單一，只能完成某項或某些具體工作，多設計幾組機器人手指以滿足完成更多生產任務的要求。(2)解決機器人手部材料浪費的問題，將機器人手部驅動設備、固定支架及連桿設計成統一尺寸型號，以增加材料的利用率。(3)針對現有常用機器人手部適用范圍較小，將設計出的多組機器人手指與機器人手部驅動設備、固定支架、連桿等通過燕尾槽連接，設計成為一套可替換式機械手。該可替換式機器人柔性手部主要由液壓缸、固定支架、連桿、手指、(可替換式)手指等組成。通過液壓缸的上下往復運動，帶動手指實現對物體的有效夾取。當夾持不同尺寸、不同形狀的物體時，僅通過更換與手指相匹配的手指即可實現對這些物體的可靠夾取。本發明的有益效果是(I)能夠滿足多種形狀工件的夾持要求此次設計了三種機器人手部夾持裝置，更換不同形狀手指即可滿足對不同形狀工件的夾持要求。(2)方便安裝、更換在設計中充分考慮到經濟性、效率等方面的問題，機器人手部液壓缸、固定支架、連桿采用同一裝置，與手指通過對應的燕尾槽相連接，在夾持不同形狀工件時僅需更換相應的手指即可，安裝、更換方便，節省時間，同時提高生產效率。(3)適用性廣
與現有僅針對某項或某些工作而生產的專用機械手相比，可替換式機械手在生產時，可根據不同生產工件的形狀要求，及時設計并制作出相應的手指進行更換(只需具有相同的燕尾槽連接接口)，以滿足生產要求，應用范圍更加廣泛。
四

圖I是本發明的結構示意圖。圖2是可替換式單關節機器人柔性手部及可替換式手指的三維示意圖。下面結合附圖和實例對本發明進一步說明。
五具體實施例方式在圖I中，本次設計以夾持圓柱形物體的機械手為例。該機械手設計是采用兩個手指，手指是直接與工件接觸的部件，手指松開和夾緊工件，是通過手指的張開與閉合來實 現的。當安裝在固定支架2上的液壓缸I驅動活塞桿7向上運動時，活塞桿拉動圓柱銷6和連桿3使手指4閉合，從而夾緊工件；當液壓缸驅動使活塞桿向下運動時，活塞桿拉動圓柱銷6和連桿3使手指4張開，從而松弛工件。機器人手指的更換主要通過連接處的燕尾槽5連接，因此在設計手指時只需為其設計相應的燕尾槽接口即可方便更換手指，以滿足對不同形狀工件的夾持要求，也可節省更換時間，增加工作效率。同時可根據不同工件的形狀要求，及時設計并制作出相應的手指進行更換，以滿足生產要求。在圖2中，該設計主要是通過改變機器人手指的形狀來滿足對不同工件的夾持要求，主要設計了三種夾持方案第一種是球體夾持手指，所采用的是手指2，可以滿足生產過程中對球體類工件的夾持任務的要求；第二種是立方體夾持手指，所采用的是手指3，以完成對立方體類工件的夾持任務的要求；第三種是圓柱體夾持手指，所采用的是手指1，用來完成對圓柱體類工件的夾持任務的要求。此次設計的動力選擇了液壓缸驅動，只要通過控制液壓缸活塞桿的行程，即可根據不同形狀工件的夾緊力需求設置合適的活塞桿行程，進而控制夾持裝置的開合狀態，以提供不同的夾緊力來滿足對工件的夾持要求。
權利要求
1.可替換式單關節機器人柔性手部的設計。采用可替換式手指，其特征是通過快速改變手指的形狀來滿足對不同形狀和不同尺寸的工件的夾持需求。手指與連桿之間采用燕尾槽。主要設計了三種夾持方案第一種是球體夾持手指，可以滿足生產過程中對球體類工件的夾持任務的要求；第二種是立方體夾持手指，以完成對立方體類工件的夾持任務的要求；第三種是圓柱體類夾持手指，用來完成對圓柱體類工件的夾持任務的需求。
2.根據權利要求I所述的可替換式單關節手指，其特征是機器人手部中手指與連桿之間采用燕尾槽連接方式，連桿上燕尾槽的尺寸是固定的，不同形狀與尺寸的手指時只需具有相匹配的燕尾槽接口就能方便更換，以滿足對不同工件的夾持要求。該機構既能節省更換時間，增加工作效率，也可根據不同工件的形狀和尺寸要求，快速設計并制作出相應的可替換式手指，高效滿足生產要求。
3.根據權利要求I所述的可替換式單關節機械手，其特征是此次設計的動力采用液壓系統驅動，只要控制液壓缸活塞桿的行程，就能根據不同形狀工件的夾緊力需求控制手指的開合狀態，進而提供不同的夾緊力來滿足對工件的夾持要求；此次設計的活塞桿行程一致。
全文摘要
本發明屬于機械制造領域。針對目前常用碼垛機器人、搬運機器人手部存在其手指結構單一，很難對不同形狀與不同尺寸的工件可靠夾持的不足，提出采用可替換式單關節手指來夾取一系列不同形狀的工件。該機構采用液壓系統驅動，通過控制液壓缸活塞桿的行程，并根據不同形狀工件的夾緊力需求控制手指的開合狀態，以提供相應的夾緊力來滿足對工件的夾持要求；此次設計的活塞桿行程一致。機器人手部中手指與連桿之間采用燕尾槽連接方式，連桿上燕尾槽的尺寸是固定的，不同形狀與尺寸的手指時只需具有相匹配的燕尾槽接口就能方便更換，以滿足對不同工件的夾持要求。該機構既能節約材料，節省更換時間，增加工作效率，也可根據不同工件的形狀和尺寸要求，快速設計并制作出相應的可替換式手指，滿足高效生產要求。
文檔編號B25J15/00GK102717389SQ201210232518
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者張立軍, 申蜀密 申請人:中國石油大學(華東)