一种大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具

1.本技术涉及夹具领域，具体而言，涉及一种大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具。

背景技术：

2.现有的工业焊装夹具类似于模具，通常是针对一种零件设计一种夹具，对于能够夹持的零件有很大的局限性，使用时缺乏灵活性，不能很好的适应不同零件。对于不同零件只能额外开发新的夹具，极大的提高生产成本，造成严重的浪费，影响产品的更新换代，并且现有的夹具在对零件进行抓取、搬运的过程中由于零件自身的振动很容易对夹取位置和受力变形情况产生影响，最终影响成品的合格率。

技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其具有较高的灵活性以适应不同大小的板状零件外部或内部空隙固定和夹取。
4.本技术的实施例是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其包括固定板及多个沿周向间隔布置且连接于固定板的手爪夹具；手爪夹具包括竖直布置的升降杆、可沿水平面转动地连接于固定板的第一转动气缸和第二转动气缸及可沿水平面转动地滑动套设于升降杆上的第一连接块、第二连接块和第三连接块，第一转动气缸和第二转动气缸的气缸杆分别与第一连接块和第二连接块连接，第三连接块连接有用于驱动升降杆沿轴向移动的升降气缸，升降杆的底端连接有夹爪；第一连接块连接有用于驱动第三连接块绕升降杆旋转的第三转动气缸。
6.在一些可选的实施方案中，还包括与手爪夹具一一对应的连接板、与第一转动气缸对应连接的第一连接座及与第二转动气缸对应连接的第二连接座，连接板平行于固定板且与固定板通过连接柱连接，第一连接座和第二连接座的顶部和底部分别可沿水平方向转动地连接于固定板和对应连接板。
7.在一些可选的实施方案中，第一连接座连接有至少一根滑动贯穿其并连接第一连接块的第一导杆，和/或，第二连接座连接有至少一根滑动贯穿其并连接第二连接块的第二导杆。
8.在一些可选的实施方案中，第一连接座和第一连接块上设有对应的第一激光位移传感器和第一反光板，和/或，第二连接座和第二连接块上设有对应的第二激光位移传感器和第二反光板。
9.在一些可选的实施方案中，每个手爪夹具的连接板两端分别与相邻的手爪夹具的连接板端部通过连杆铰接。
10.在一些可选的实施方案中，第三转动气缸固定于第一连接座且气缸杆通过推杆与第三连接块铰接。
11.在一些可选的实施方案中，夹爪包括沿升降杆周向间隔布置的多对上下布置的夹头。
12.在一些可选的实施方案中，升降杆的顶部固定套设有限位块。
13.在一些可选的实施方案中，升降杆连接有用于限定限位块位置的定位销。
14.本技术的有益效果是：本技术提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具包括固定板及多个沿周向间隔布置且连接于固定板的手爪夹具；手爪夹具包括竖直布置的升降杆、可沿水平面转动地连接于固定板的第一转动气缸和第二转动气缸及可沿水平面转动地滑动套设于升降杆上的第一连接块、第二连接块和第三连接块，第一转动气缸和第二转动气缸的气缸杆分别与第一连接块和第二连接块连接，第三连接块连接有用于驱动升降杆沿轴向移动的升降气缸，升降杆的底端连接有夹爪；第一连接块连接有用于驱动第三连接块绕升降杆旋转的第三转动气缸。本技术提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具具有较高的灵活性以适应不同大小的板状零件外部或内部空隙固定和夹取，同时具有较大的工作空间和较多的自由度以完成不同工况下的夹持工作。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
16.图1为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具的第一视角的结构示意图；
17.图2为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具的第二视角的结构示意图；
18.图3为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具的第三视角的结构示意图；
19.图4为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具的第四视角的结构示意图；
20.图5为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具中手爪夹具的第一视角的结构示意图；
21.图6为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具中手爪夹具的第二视角的结构示意图；
22.图7为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具中手爪夹具的第三视角的结构示意图；
23.图8为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具中手爪夹具中升降杆、第一连接块、第二连接块和第三连接块的连接结构示意图；
24.图9为本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具中固定板、连接板、连接柱、连杆的连接结构示意图。
25.图中：100、固定板；110、连接板；120、连接柱；130、连杆；140、推杆；150、限位块；160、定位销；200、手爪夹具；210、升降杆；220、第一连接块；230、第二连接块；240、第三连接
块；250、第一转动气缸；260、第二转动气缸；270、升降板；280、升降气缸；290、夹爪；291、夹头；300、第三转动气缸；310、第一连接座；320、第二连接座；330、第一导杆；340、第二导杆；350、第一激光位移传感器；360、第一反光板；370、第二激光位移传感器；380、第二反光板。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
31.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.以下结合实施例对本技术的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具的特征和性能作进一步的详细描述。
34.如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，本技术实施例提供了一组大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其包括水平布置的环形的固定板100、三个沿周向
间隔布置且连接于固定板100的手爪夹具200及与手爪夹具200一一对应的三个连接板110，三个连接板110平行设于固定板100下方且沿固定板100周向间隔布置，连接板110和固定板100之间分别通过连接柱120连接。
35.其中，手爪夹具200包括竖直布置的升降杆210、对称设置于升降杆210两侧的第一连接座310和第二连接座320、]形的第一连接块220、]形的第二连接块230和第三连接块240，升降杆210从上至下依次滑动穿过第二连接块230的一端、第一连接块220的一端、第三连接块240、第一连接块220另一端和第二连接块230另一端，升降杆210的顶部和底部分别连接有限位块150和夹爪290，升降杆210还连接有位于限位块150上方的定位销160，夹爪290包括沿升降杆210周向间隔布置的三对夹头291，每对夹头291均上下间隔相对布置。第一连接座310和第二连接座320的顶部和底部分别通过轴承可旋转地连接于固定板100底面和对应连接板110一端顶面，第一连接座310和第二连接座320分别连接有第一转动气缸250和第二转动气缸260，第一转动气缸250的气缸杆与第一连接块220连接，第二转动气缸260的气缸杆与第二连接块230连接，升降杆210底部连接有位于夹爪290上方的升降板270，第三连接块240连接有竖直布置的升降气缸280，升降气缸280的气缸杆与升降板270顶面连接，第三连接块240铰接有推杆140，第一连接座310连接有第三转动气缸300，第三转动气缸300的气缸杆与推杆140铰接，第一转动气缸250、第二转动气缸260和第三转动气缸300的气缸杆伸缩时分别带动第一连接块220、第二连接块230和第三连接块240绕升降杆210旋转。
36.第一连接座310连接有两根滑动贯穿其并连接第一连接块220的第一导杆330，第一导杆330平行于第一转动气缸250的气缸杆，第二连接座320连接有两根滑动贯穿其并连接第二连接块230的第二导杆340，第二导杆340平行于第二转动气缸260的气缸杆。第一连接座310和第一连接块220上设有相对布置的第一激光位移传感器350和第一反光板360，第二连接座320和第二连接块230上设有相对布置的第二激光位移传感器370和第二反光板380。每个手爪夹具200的连接板110两端分别与相邻的两个手爪夹具200的连接板110端部通过连杆130铰接。
37.本技术实施例提供的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具作业时采用固定板100连接的手爪夹具200对零件进行夹取移动，具体以一个手爪夹具200的工作过程作为示例进行说明：作业人员通过控制第一转动气缸250和第二转动气缸260的气缸杆伸缩来带动第一连接块220和第二连接块230移动，从而带动第一连接块220和第二连接块230套设的升降杆210沿水平面移动，以使升降杆210底端连接的夹爪290移动至水平面的预设位置，并控制第三连接块240连接的升降气缸280伸缩气缸杆带动升降板270推动升降杆210升降，以使升降杆210底端连接的夹爪290移动至预设高度，进而控制第三转动气缸300的气缸杆伸缩带动升降气缸280及其气缸杆连接的升降板270和升降杆210旋转，以使升降杆210底端连接的夹爪290旋转至预设角度以对准零件的夹取位置，从而快速高效的对不同形状和结构的非平面、异性结构的零件进行夹取固定和移动，有效的增加了夹取过程的稳定性，减小了受力变形，同时各根手爪夹具200独立工作且互不干扰，并且使手爪夹具200具有较大的工作空间和较多的自由度，能够完成不同工况下的夹持工作，拥有较高的灵活度。
38.第一连接座310和第一连接块220上设有相对应的第一激光位移传感器350和第一反光板360，第二连接座320和第二连接块230上设有对应的第二激光位移传感器370和第二反光板380，能够利用第一激光位移传感器350和第二激光位移传感器370发射激光，并使第
一激光位移传感器350和第二激光位移传感器370接收第一反光板360和第二反光板380反射的激光来确定第一转动气缸250和第二转动气缸260的气缸杆伸缩长度，从而定位第一转动气缸250和第二转动气缸260伸缩时驱动升降杆210沿水平面移动的确切位置。
39.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。

技术特征：

1.一种大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，其包括固定板及多个沿周向间隔布置且连接于所述固定板的手爪夹具；所述手爪夹具包括竖直布置的升降杆、可沿水平面转动地连接于所述固定板的第一转动气缸和第二转动气缸及可沿水平面转动地滑动套设于所述升降杆上的第一连接块、第二连接块和第三连接块，所述第一转动气缸和所述第二转动气缸的气缸杆分别与所述第一连接块和所述第二连接块连接，所述第三连接块连接有用于驱动所述升降杆沿轴向移动的升降气缸，所述升降杆的底端连接有夹爪；所述第一连接块连接有用于驱动所述第三连接块绕所述升降杆旋转的第三转动气缸。2.根据权利要求1所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，还包括与所述手爪夹具一一对应的连接板、与所述第一转动气缸对应连接的第一连接座及与所述第二转动气缸对应连接的第二连接座，所述连接板平行于所述固定板且与所述固定板通过连接柱连接，所述第一连接座和所述第二连接座的顶部和底部分别可沿水平方向转动地连接于所述固定板和对应所述连接板。3.根据权利要求2所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，所述第一连接座连接有至少一根滑动贯穿其并连接所述第一连接块的第一导杆，和/或，所述第二连接座连接有至少一根滑动贯穿其并连接所述第二连接块的第二导杆。4.根据权利要求3所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，所述第一连接座和所述第一连接块上设有对应的第一激光位移传感器和第一反光板，和/或，所述第二连接座和所述第二连接块上设有对应的第二激光位移传感器和第二反光板。5.根据权利要求2所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，每个所述手爪夹具的所述连接板两端分别与相邻的所述手爪夹具的所述连接板端部通过连杆铰接。6.根据权利要求2所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，所述第三转动气缸固定于所述第一连接座且气缸杆通过推杆与所述第三连接块铰接。7.根据权利要求1所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，所述夹爪包括沿所述升降杆周向间隔布置的多对上下布置的夹头。8.根据权利要求1所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，所述升降杆的顶部固定套设有限位块。9.根据权利要求8所述的大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，其特征在于，所述升降杆连接有用于限定所述限位块位置的定位销。

技术总结

一种大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具，涉及夹具领域。大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具包括固定板及多个沿周向间隔布置的手爪夹具；手爪夹具包括升降杆、可转动地连接于固定板的第一转动气缸和第二转动气缸及可转动地滑动套设于升降杆上的第一连接块、第二连接块和第三连接块，第一转动气缸和第二转动气缸的气缸杆分别与第一连接块和第二连接块连接，第三连接块连接有用于驱动升降杆沿轴向移动的升降气缸，升降杆的底端连接有夹爪；第一连接块连接有用于驱动第三连接块绕升降杆旋转的第三转动气缸。大工作空间的机器人末端灵活多自由度夹具具有较高的灵活性以适应不同大小的板状零件外部或内部空隙固定和夹取。固定和夹取。固定和夹取。