一种工业用机械手护垫的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种工业用机械手护垫，在工业生产中能够更加灵敏快速抓取目标物件，并且在抓取的过程中不易损坏物件，延长机械手使用寿命。橡胶垫表面采用颗粒状凸圆形结构，能够增大接触面积，增加表面摩擦力，使得物件抓取过程不易滑落。
【专利说明】—种工业用机械手护垫
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业以及机械制造业领域，特别涉及一种工业用机械手护垫。
【背景技术】
[0002]在电子、轻工、食品和医药等行业中，通常需要以很高的速度完成诸如插装、封装、包装、分检等操作，相应的操作对象一般具有体积小、重量轻的特征。为了提高自动化程度和保证产品质量，上述操作通常需要高速机械手来完成。通常，完成上述操作主要依赖手工或串联机械手，后者主要包括关节型、直角坐标型和极坐标型三种形式。这类机械手虽然具有作业空间大等优点，但由于需在各关节上设置驱动装置，故各动臂的运动惯量较大、制造成本较高、因而不宜实现高速或超高速操作。与串联构型相比，并联机械手因采用闭环结构，故具有刚度大、精度高，承载能力强、自重负荷比小等优点，故特别适于对物料的高速操作。随着我国工业自动化水平的不断提高，在机械加工与制造领域，以及各种装配与包装自动化生产线上，机械手的应用已相当普遍。机械手通常担负着上料、下料，搬运或装卸零件的重复动作等，以实现生产自动化。本课题研究的二指张角式机械手是指工业机械手，能模仿人手简单的张开与闭合动作。
[0003]机械手的诞生与应用是生产和社会发展的需要，同时又是科学技术发展和现代化生产的基础上发展的新一代机器人。可以减轻劳动强度，保证生产质量、实现生产安全，尤其是在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆及有毒气体和放射性等恶劣的环境中，使用机械手更具有显著的优越性。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。因此它对为实现生产过程自动化，提高劳动生产率，减轻工人劳动强度，保证产品质量，实现安全生产，改善劳动条件等起到重要作用。
[0004]械手主要由抓手、运动机构和控制系统三大部分组成，抓手是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持的物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求可以有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使抓手完成各种转动(或摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手自由度有2-3个。
[0005]机械手分类一般有如下方法:
[0006]( I)液压式:
[0007]其驱动系统是由液动机、伺服阀、油泵、油箱等组成。通常它有很大的抓举能力，其特点是结构紧凑，动作平稳，耐冲击，耐震动防爆好。但液压组件要求较高的制造精度和密封性能。
[0008](2)气动式:
[0009]其驱动系统是由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是电源方便，动作迅速，结构简单，造价较低，维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓取力能力较低。
[0010](3)电动式:
[0011]电力驱动是目前使用较多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大，信号检测、传递、处理方便，并可采用灵活的控制方案。由于电机速度高，通常采用减速机构。
[0012]按用途分可分为如下几类:
[0013](I)专用机械手:
[0014]它附属于主机、具有固定的程序而无独立控制系统。专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产自动刀机械手，如自动机床、自动线的上、下料机械手。
[0015](2)通用机械手:
[0016]它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。在允许的性能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用。其显著特点就是驱动系统和控制系统是独立的。通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。
[0017]工业机器人自60年代初问世以来，经过40多年的发展，现在已经成为制造业生产自动化中重要的机电设备。目前，正式投入使用的绝大部分是第一代机器人，即程序控制机器人，这代机器人基本上采用点位控制系统，没有感觉外界环境信息的感觉器官，主要用于焊接、喷漆和上下料。第二代机器人具有感觉器官，仍然以程序控制为基础，但可以根据外界环境信息对控制程序进行校正。这代机器人通常采用接触传感器一类的简单传感装置和相应的适应性算法。现在，第三代机器人正在第一、第二代机器人的基础上蓬勃发展起来，它是能感知外界环境与对象物，并具有对复杂信息进行准确处理，对自己行为做出自主决策能力的智能化机器人。它能识别景物，具有触觉、视觉、力觉、听觉、味觉等多种感觉，能实现搜索、追踪、辨色识图等多种仿生动作，具有专家知识、语音功能和自学能力等人工智能。在机器人前沿技术方面出现了:仿人型机器人、微型机器人和微操作系统(如细小工业管道机器人移动探测系统、微型飞行器等)、机器人化机器、智能机器人(不仅可以进行事先设定的动作，还可按照工作状况相应地进行动作，如回避障碍物的移动，作业顺序的规划，有效的动态学习等)。机器人的应用领域正在向非制造业和服务业方向扩展，并且蓬勃发展的军用机器人也将越来越多地装备部队。国外工业机器人领域近几年有如下几个发展趋势:机器人性能不断提高，而单机价格不断下降；机械结构向模块化、可重构化发展；控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展；传感器作用日益重要；虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制。
[0018]国内方面，目前在一些机种方面，如喷涂机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人、装配机器人、特种机器人(水下、爬壁、管道、遥控等机器人)基本掌握了机器人操作机的设计制造技术，解决了控制驱动系统的设计和配置，软件的设计和编制等关键技术，还掌握了自动化喷漆线、弧焊自动线及其周边配套设备的全套自动通信、协调控制技术；在基础元件方面，谐波减速器、机器人焊接电源、焊缝自动跟踪装置也有了突破。从技术方面来说，我国已经具备了独立自主发展中国机器人技术的基础。机器人技术离不开机械手的发展，这就对机械手的设计制造提出了更高的要求。
[0019]由于近些年，人们意识到气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。气动机械手强调模块化的形式，现代传输技术的气动机械手在控制方面采取了先进的阀岛技术(可重复编程等)，气动伺服系统(可任意位置上精确定位)，在执行机构上全部采用模块化的拼装结构。由于气压传动系统使用安全、可靠，可以在高温、震动、易燃、易爆、强磁、多尘埃、辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手，具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以，气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和药品包装、精密仪器、农用装备和军事工业等领域。
[0020]经过数十年的发展，机械手的应用广度、技术发展上都有了长足的进步。尤其是近二十年，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到了广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统的自动化程度更高，控制方式更加灵活，性能更可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促使了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国内外都在大力研究。
【发明内容】
[0021]为了使机械手在工业生产中更加方便的应用，在抓取物件时使其更加牢固，并且减小机械手的磨损程度，本发明的目的在于提出一种工业用机械手护垫，使得我国工业流水操作作业更加效率化、智能化、现代化。
[0022]为了达到此目的，本发明采用以下技术方案:
[0023]一种工业用机械手护垫，包括:机械手底座、橡胶垫、紧固垫片、螺钉。
[0024]当物件到达时，机械手张开，使用液压或者气压驱动机械手，使其抓住物件，由于现代工业对抓取质量要求较高，抓取力过大或者过小都会影响抓取效果。抓取力过大，物件可能会产生不可修复变形；抓取力过小，可能使物件滑落，从而起不到抓取作用。
[0025]可以把机械手手部面积设计得较大些，增加物件的受力面积，在保证受力不变的情况下减小压强，同时把手爪的掌面安装橡胶垫，橡胶垫材料用一般的合成橡胶，可多次更换橡胶垫，其表面是均匀分布的颗粒状凸圆形，以增大摩擦，如附图1所示，这样，可使物件在夹紧过程中被抓物体的受力从开始到加紧有一个缓慢的过程，从而保护被抓物体的表面。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明一种工业用机械手护垫的装配爆炸示意图。
[0027]其中图标如下:
[0028]1、机械手底座；2、橡胶垫；3、紧固垫片；4、螺钉。
【具体实施方式】
[0029]以下是【具体实施方式】:
[0030]当物件到达时，由气压或者液压驱动机械手，使其张开，物件到达合适位置，气压或者液压驱动机械手，夹紧物件，由于现代工业对抓取质量要求较高，抓取力过大或者过小都会影响抓取效果。抓取力过大，物件可能会产生不可修复变形；抓取力过小，可能使物件滑落，从而起不到抓取作用。
[0031]本发明采用橡胶垫表面是均匀分布的颗粒状凸圆形结构，以增大摩擦力，物件在夹紧过程中被抓物体的受力从开始到加紧有一个缓慢的过程，从而保护被抓物体的表面，使其不会产生变形，同时抓取也十分牢固。当机械手把物件运送到指定的位置，由液压或者气压驱动机械手，使其张开，这样就完成了一次运送工业物件的过程，从而优化了抓取效果ο
【权利要求】
1.一种工业用机械手护垫，包括:机械手底座、橡胶垫、紧固垫片、螺钉，其特征在于橡胶垫表面采用颗粒状凸圆形结构，能够增大接触面积，增加表面摩擦力，使得物件抓取过程不易滑落。
【文档编号】B25J15/00GK104275699SQ201310292426
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】李飞 申请人:无锡成博科技发展有限公司