本發明涉及機械手技術領域，特別是涉及一種旋轉抓取裝置。

背景技術：

一般地，通過人工、四軸機械手或六軸機械手實現手機殼等工件的上下料工作，但是，人工上下料效率低，四軸機械手只能局限在水平空間內，六軸機械手靈活度雖高，但存在成本高昂、控制程序復雜和占用空間大等缺陷。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種能實現多角度抓取且結構簡單的旋轉抓取裝置。

一種旋轉抓取裝置，應用在機械手上并用于取放工件，包括：

固定件，與所述機械手連接；

旋轉機構，包括安裝在所述固定件上的安裝架，與所述安裝架轉動連接的主軸，固定在所述主軸上的齒輪，及驅動所述齒輪轉動的傳動組件；及

抓取機構，與所述主軸連接并用于取放所述工件。

在其中一個實施例中，所述傳動組件包括與所述安裝架滑動配合并與所述齒輪嚙合的齒條，及驅動所述齒條滑動的驅動氣缸，所述驅動氣缸的缸筒固定在所述固定件上，所述驅動氣缸的活塞桿與所述齒條連接。

在其中一個實施例中，所述傳動組件包括安裝在所述齒條的端部并與所述驅動氣缸的活塞桿連接的連接器，所述連接器上開設有與所述齒條配合的t型槽。

在其中一個實施例中，還包括如下中的至少一個：

所述連接器上安裝有端部能與所述安裝架抵接、并用于控制所述驅動氣桿活塞桿行程的調節螺釘；

所述連接器上安裝有能防止碰撞的緩沖器。

在其中一個實施例中，所述安裝架上設置有與所述主軸配合的通孔，所述旋轉機構還包括安裝在所述通孔中并與所述主軸配合的滾動軸承。

在其中一個實施例中，所述抓取機構包括分別固定在所述主軸兩端上的兩個支耳，連接在兩個所述支耳之間的連接板，及固定在所述連接板上的吸附組件。

在其中一個實施例中，所述吸附組件包括固定在所述連接板上、并以所述連接板的中心呈輻射狀布置的四個支撐板，及固定在所述支撐板遠離所述連接板一端上的吸附器。

在其中一個實施例中，所述吸附器與所述支撐板垂直連接，所述支撐板開設有與所處吸附器連接的腰型孔。

在其中一個實施例中，所述安裝架為敞口結構，所述安裝架包括與所述主軸連接且相對設置的兩個第一側板，設置在所述兩個第一側板之間并與所述傳動組件配合的兩個第二側板。

在其中一個實施例中，所述固定件包括固定板。

本發明提供的旋轉抓取裝置，由于設置旋轉機構，當傳動組件驅動齒輪轉動時，齒輪通過主軸帶動抓取機構轉動，抓取機構轉動的角度范圍可以在0°到90°之間。因此，抓取機構可以從相對水平面平行的位置轉動到與水平面垂直的位置，在抓取機構對工件進行抓取或擺放的過程中，抓取機構可以調整自身的傾斜角度，從而于垂直方向上施加對工件的作用力，順利實現對工件的抓取或擺放，提高旋轉抓取裝置了對工件上、下料的效率和精度。

附圖說明

圖1為一實施例提供的旋轉抓取裝置與機械手裝配的結構示意圖；

圖2為一實施例提供的吸附有工件的旋轉抓取裝置的裝配結構示意圖；

圖3為一實施例提供的吸附有工件的旋轉抓取裝置的分解結構示意圖；

圖4為一實施例提供的未吸附有工件的旋轉抓取裝置的裝配結構示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“內”、“外”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

同時參閱圖1至圖3，一種旋轉抓取裝置10，應用在機械手20上并用于抓取工件400，工件400可以為手機殼等。該旋轉抓取裝置10包括固定件100、旋轉機構200和抓取機構300。固定件100固定在機械手20上的旋轉軸21上，機械手20可以為四軸機械手等。旋轉機構200包括安裝架210、主軸220、齒輪230和傳動組件240。安裝架210固定安裝在固定件100上，主軸220與安裝架210轉動連接，即主軸220可以相對安裝架210轉動，齒輪230固定在主軸220上，傳動組件240用于驅動齒輪230轉動。抓取機構300與主軸220連接，抓取機構300用于抓取工件400。

參閱圖3，當傳動組件240驅動齒輪230轉動時，齒輪230通過主軸220帶動抓取機構300轉動，抓取機構300轉動的角度范圍可以在0°到90°之間。因此，抓取機構300可以從相對水平面平行的位置轉動到與水平面垂直的位置，在抓取機構300對工件400進行抓取或擺放的過程中，抓取機構300可以調整自身的角度，從而于垂直方向上施加對工件400的作用力，順利實現對工件400的抓取或擺放。

參閱圖3，在一些實施例中，固定件100包括固定板110，安裝架210為上下開口的敞口結構，安裝架210包括兩個第一側板211和兩個第二側板212。兩個第一側板211平行且相對設置，第二側板212設置在第一側板211之間，即第二側板212的兩端分別與兩個第一側板211連接，安裝架210的橫截面為矩形。主軸220的兩端轉動安裝在兩個第一側板211上，齒輪230剛好位于兩個第一側板211之間。當然，可以理解，安裝架210還存在其它結構形式。

第一側板211上設置有通孔，主軸220與該通孔配合，為避免主軸220在轉動過程中產生跳動，安裝孔中還可以安裝滾動軸承，主軸220與該滾動軸承直接配合，可以減少主軸220和第一側板211的磨損，并提高主軸220的旋轉精度。

同時參閱圖2和圖3，在一些實施例中，傳動組件240包括齒條241和驅動氣缸242。齒條241與兩個第二側板212滑動配合，齒條241與主軸220為空間垂直關系。驅動氣缸242的缸筒固定在固定板110上，驅動氣缸242的活塞桿與齒條241連接。第二側板212上設置有滑孔，齒條241與該滑孔滑動配合。當然，齒條241與齒輪230對應的部分設施輪齒，與滑孔配合的部分不設置輪齒，齒條241上不設置輪齒的部分與第二側板212上的滑孔滑動配合，當驅動氣缸242帶動活塞桿往復運動時，齒條241相對第二側板212往復滑動。可以理解，第二側板212的滑孔中可以安裝導套，齒條241與導套直接配合，導套中開設存儲潤滑油的導油槽，這樣可以提高齒條241滑動的精度和靈敏度。

在齒條241與齒輪230的嚙合作用下，當驅動氣缸242驅動齒條241相對第二側板212往復運動時，齒條241的直線運動將轉化為齒輪230和主軸220的旋轉運動，從而使主軸220帶動抓取機構300轉動。當然，在其它實施例中，傳動組件240還存在其它替代形式，例如，用蝸桿替代齒條241與主軸220上的齒輪230配合，通過伺服電機驅動蝸桿轉動以帶動齒輪230轉動，同樣可以驅動主軸220帶動抓取機構300轉動。

在一些實施例中，傳動組件240還包括連接器243，連接器243的一個側面與齒條241連接，連接器243的另一側面與驅動氣缸242的活塞桿連接。具體的，連接器243上開設有t型槽243c，該t型槽243c與設置在齒條241端部的t型凸塊相配合，t型槽243c可以起到對齒條241的定位和加強連接作用，提高齒條241的運動精度與連接器243的連接強度。

在一些實施例中，連接器243上安裝有調節螺釘243a，調節螺釘243a的端部能與安裝架210上的第二側板212抵接，當驅動氣缸242推動連接器243靠近安裝架210運動，直至調節螺釘243a的端部與安裝架210抵接，此時，驅動氣缸242的活塞桿停止向安裝架210方向運動。因此，調節螺釘243a可以控制驅動氣桿活塞桿的行程。當調節螺釘243a與安裝架210抵接時，位于安裝架210與連接器243之間的調節螺釘243a的長度越長，驅動氣缸242的活塞桿的行程越短，主軸220帶動抓取機構300轉動的角度越小；反之，位于安裝架210與連接器243之間的調節螺釘243a的長度越小，驅動氣缸242的活塞桿的行程越長，主軸220帶動抓取機構300轉動的角度越大。

連接器243上還安裝有緩沖器243b，例如，緩沖器243b可以采用彈性材料制成，當驅動氣缸242的活塞桿的行程接近最大值時，緩沖器243b與安裝架210接觸，驅動氣缸242的活塞桿做減速運動，當驅動氣缸242的活塞桿的行程達到最大值時，驅動氣缸242的活塞桿的速度減為零，這樣能有效避免調節螺釘243a或連接器243與安裝架210之間產生的劇烈碰撞，防止工件400因振動而產生跌落，提高抓取機構300對工件400抓取的可靠性。

抓取機構300包括兩個支耳310、連接板320和吸附組件330。兩個支耳310的一端分別固定在主軸220的兩端上，安裝架210被夾置在兩個支耳310之間，連接板320連接在兩個支耳310的另一端上，當然，支耳310的另一端凸出第二側板212一定的高度，即保證連接板320與安裝架210之間保持適當的間距，防止轉動過程中的干涉現象。

同時參閱圖3和圖4，在一些實施例中，吸附組件330包括支撐板331和吸附器332。支撐板331的數量為四個，當然也可以為三個或六個等。具體的，四個支撐板331以連接板320的幾何中心呈輻射狀布置，換言之，四個支撐板331所在直線的延長線相交于連接板320的幾何中心，例如，當連接板320的外部輪廓為矩形時，四個支撐板331分別與連接板320上的對角線重合。吸附器332固定在支撐板331遠離連接板320的一端上。

吸附器332與支撐板331垂直連接，支撐板331上開設有腰型孔331a，通過改變吸附器332在腰型孔331a中的相對位置，可以調整各個吸附器332之間的距離，從而使得抓取機構300可以適用對不同尺寸工件400的抓取。具體的，吸附器332可以采用真空吸附的方法，在對工件400的吸附過程中，吸附器332垂直對工件400施加作用力。

在吸附過程中，具體的，由于支撐板331的數量為四個，四個支撐板331呈輻射狀布置，相鄰兩個支撐板331上的兩個吸附器332共同吸附一個工件400，抓取機構300可以同時抓取兩個工件400。因此，在抓取機構300上同時吸附有兩個工件400的前提下，當其中一組相鄰的兩個吸附器332繼續保持對工件400的吸附作用時，另外一組相鄰的兩個吸附器332將停止工作以對工件400進行下料，下料完畢后再重新在新的工位上吸附工件400，也就是說，兩組相鄰的兩個吸附器332可以分別獨立的工作、以實現對工件400進行上料和下料，這樣消除了中間等待時間，極大的提高了抓取機構300上、下料的工作效率。

當旋轉抓取裝置10工作時，例如，驅動氣缸242的活塞桿完全收縮時，吸附器332處于豎直狀態，即吸附器332與水平面垂直，可以對放置在水平面上的工件400進行抓取。當驅動氣缸242的活塞桿以設定的行程伸出時，支耳310帶動吸附器332順時針轉動，吸附器332與水平面保持一定的夾角，可以對與水平面呈一定夾角的工件400進行抓取，吸附器332相對水平面的傾斜角度可以通過調節驅動氣缸242的活塞桿的行程進行控制，而驅動氣缸242的活塞桿的行程可以由調節螺釘243a進行調節。因此，無論工件400相對水平面以何種角度放置，或者工件400相對加工工位需以何種方式擺放，抓取機構300均能對工件400進行精確和快速的上料或下料。

該旋轉抓取裝置10結構簡單，控制方便，同時通過設置旋轉機構200，在原有自由度的基礎上增加新的一個自由度，提高了機械手20取放工件400的靈活度。因此，在確保結構簡單和成本合理的基礎上，旋轉抓取裝置10能有效提高機械手20對工件400的多自由度抓取。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。