专利名称：机器人手爪及采用该机器人手爪的机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人手爪及采用该机器人手爪的机器人。
背景技术：
机器人抓取产品的方式通常为抱、夹、撑、磁力等。撑的方式常见为旋转三滚珠向心膨胀式，该种机器人的手爪包括圆筒状的爪套、钢芯及三个滚珠。爪套包括抓取部及安装部，爪套的安装部的侧壁上开设有容纳孔，三个滚珠分别自套筒的安装部装入套筒并收容于容纳孔中，钢芯自套筒的安装部装入套筒并可沿套筒侧壁轴向移动。待抓取产品上通常对应开设有抓取孔，抓取孔的侧壁开设有滚珠孔。抓取产品时，手爪插入抓取孔，钢芯朝向套筒的抓取部的端面移动，三个滚珠由于受到钢芯的压力而向四周撑开，并经由容纳孔进 入抓取孔侧壁的滚珠孔以抓取产品。然而，对于一些体积较小的产品，如果开设的抓取孔的孔径过大会对产品的结构造成较大影响，因此，需要设计出直径较小的机器人手爪。由于爪套的直径较小，需相应地采用直径较小的滚珠，但是，因滚珠直径较小，滚珠进入滚珠孔的体积较小，很难确保机器人手爪和待抓取产品之间有足够的摩擦力，机器人手爪抓取产品时产品容易脱落，从而影响机器人的工作效率。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种用于有效抓取具有较小抓取孔的产品的机器人手爪及采用该机器人手爪的机器人。一种机器人手爪，其包括套筒、撑杆及滚珠，该套筒两端分别为安装部及抓取部，该抓取部的侧壁上开设有容纳孔，该滚珠活动收容于该容纳孔，该撑杆的一端设置有推顶部，该撑杆的推顶部收容于该套筒内，该撑杆可沿该套筒轴向运动，该推顶部用于推顶该滚珠以使其部分露出于容纳孔，该抓取部的端面上开设有与容纳孔相通的装配孔以使该滚珠可从该装配孔安装到该容纳孔，该机器人手爪还包括安装在该装配孔内用于防止该滚珠从该容纳孔脱出的柱塞。—种机器人，其包括连接件、气缸及机器人手爪，该气缸与该连接件的一端相固定，该机器人手爪固定在该气缸上，该机器人手爪包括套筒、撑杆及滚珠，该套筒两端分别为安装部及抓取部，该抓取部的侧壁上开设有容纳孔，该滚珠活动收容于该容纳孔，该撑杆的一端设置有推顶部，该撑杆的推顶部收容于该套筒内，该撑杆可沿该套筒轴向运动，该推顶部用于推顶该滚珠以使其部分露出于容纳孔，其特征在于该抓取部的端面上开设有与容纳孔相通的装配孔以使该滚珠可从该装配孔安装到该容纳孔，该机器人手爪还包括安装在该装配孔内用于防止该滚珠从该容纳孔脱出的柱塞。所述机器人手爪，该抓取部的端面上开设有与容纳孔相通的装配孔以使该滚珠可从该装配孔安装到该容纳孔。当待抓取产品上开设的抓取孔较小，三个滚珠无法从安装部装入容纳孔时，可经由设计较大尺寸的装配孔将滚珠经由装配孔装入容纳孔，从而使机器人手爪能有效地抓取具有较小抓取孔的产品。
图I是本发明实施方式的机器人的立体示意图。图2是图I所示机器人的立体分解示意图。图3是图I所示机器人手爪的立体示意图。 图4是图3所示机器人手爪的立体分解示意图。图5是图3所示机器人手爪沿V-V线的剖视图。主要元件符号说明机器人100连接件20气缸30感应装置40机器人手爪50本体22螺纹孔224法兰24、26螺纹通孔242紧固螺钉244锁定孔262本体300气管304固定孔305螺栓307进气孔308安装孔309套筒52安装部521抓取部523装配孔5232容纳孔524锁孔526凹槽522密封件53、54撑杆55滚珠56柱塞58推顶部550固定部551
轴肩552环形槽5522螺孔5沿螺杆58具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式
对本发明的机器人手爪及采用该机器人手爪的机器人作进一步的详细说明。请参阅图I及图2，本发明实施方式的机器人100包括连接件20、气缸30、感应装 置40及机器人手爪50。气缸30装设于连接件20的端部，感应装置40及机器人手爪50固定在气缸30上。连接件20与机器人100的驱动装置(图未示)相连接，用于带动气缸30及机器人手爪50运动。本发明实施方式中，连接件20为中空圆柱体，以减小机器人100的重量。连接件20包括本体22及分别设置于本体22靠近两端外侧壁上的两个法兰24、26。法兰24位于本体22上靠近气缸30的一端，法兰24上设置有两个螺纹通孔242，螺纹通孔242与紧固螺钉244相配合固定连接件20及气缸30。本体22靠近法兰24的一端的侧壁上开设有螺纹孔224。法兰26位于本体22的远离法兰24的另一端，法兰26上开设有多个用于将连接件20固定在驱动装置上的锁定孔262。本发明实施方式中，气缸30包括本体300及气管304。本体300上相应开设有用于安装气管304的进气孔308及用于安装机器人手爪50的安装孔309。本体300还开设有用于穿设螺栓307以固定气缸30及连接件20的固定孔305。螺栓307穿过固定孔305，并与螺纹孔224相配合将气缸30固定在连接件20上。本发明实施方式中，感应装置40是一个感应器，感应装置40用于感知待抓取样品与机器人手爪50的距离。请同时参阅图3至图5，机器人手爪50呈圆柱体状，其包括套筒52、撑杆55、滚珠56及柱塞58。撑杆55及滚珠56收容于套筒52内，柱塞58塞住套筒52以防止滚珠56脱落。套筒52包括安装部521及抓取部523。安装部521靠近端面的侧壁上凹设有凹槽522，凹槽522用于安装密封件53。抓取部523用于插入待抓取产品的抓取孔(图未示)以抓取产品。抓取部523的侧壁上开设有用于收容滚珠56的容纳孔524。优选地，抓取部523的内径呈台阶状，容纳孔524两侧的抓取部523的内径不同，其中靠近抓取部523的端面的一侧内径较大以形成一个装配孔5232，容纳孔524开设于抓取部523的两段内径不同抓取部523的过渡区，装配孔5232与容纳孔524相通，装配孔5232用于方便将滚珠56从套筒52的抓取部523安装到容纳孔524。本发明实施方式中，滚珠56为三个，对应地开设有三个用于活动收容滚珠56的容纳孔524，每个滚珠56对应收容在一个容纳孔524内。优选地，三个容纳孔524的中心均匀分布于套筒52的横截面上的圆周上。抓取部523邻近容纳孔524且靠近端部的位置处还开设有锁孔526，锁孔526用于锁定柱塞58。撑杆55为圆柱体状，其包括推顶部550及固定部551。撑杆55的推顶部550收容于套筒52内，撑杆55可沿套筒52轴向运动。推顶部550的锥角为60度，推顶部550用于推顶滚珠56以使滚珠56部分露出于容纳孔524。固定部551设置有一个轴肩552。轴肩552上凹设有两个用于安装密封件54的环形槽5522。柱塞58为圆柱体状，其直径与套筒52的抓取部523的装配孔5232的内径相当，柱塞58上开设有螺孔582。柱塞58装入装配孔5232时，柱塞58紧邻容纳孔524以辅助支撑滚珠56，从而防止滚珠56从容纳孔524脱落。柱塞58还包括一个螺杆584，螺杆584依次穿过套筒52的锁孔526及螺孔582将柱塞58锁定在套筒52的抓取部523。安装时，首先将滚珠56沿套筒52的抓取部523的装配孔5232装入容纳孔524内，装上柱塞58 ;其次将密封件53固定在凹槽522内，并将撑杆55的推顶部550从套筒52的安装部521插入套筒52，直至撑杆55的轴肩552与套筒52的安装部521的端面相抵持，此时，推顶部550位于三个滚珠56的中间；然后将密封件54套设于撑杆55的轴肩552上的环形槽5522内，并将机器人手爪50固定在气缸30的本体300的安装孔309内，将气管304安装在进气孔308内，将感应装置40固定在气缸30的本体300上；最后经由螺栓307将气缸30与连接件20相固定，并通过紧固螺钉244与法兰24相配合进一步固定气缸30与连接件20。工作时，机器人手爪50进入待抓取产品上开设的抓取孔内，气缸30带动撑杆55上下移动，当撑杆55朝向靠近柱塞58的一端移动时,滚珠56受到推顶部550的挤压而向四周撑开以凸出容纳孔524，滚珠56进入待夹持产品上的抓取孔侧壁上开设的滚珠孔以抓取产品；当撑杆55朝向远离柱塞58的一端移动时,滚珠56向套筒52的轴心收拢,滚珠56与待夹持产品上的抓取孔侧壁上开设的滚珠孔相互脱离，从而解除滚珠56与待夹持产品的锁定以将产品放下。所述机器人手爪50，其容纳孔524两侧的抓取部523的内径不同，其中靠近抓取部523的端面的一侧的内径较大并形成装配孔5232。当滚珠56的直径较小，且三个滚珠56可依次从套筒52的安装部521装入容纳孔524时，可以选择从安装部521装入滚珠56 ;当待抓取产品上开设的抓取孔较小时，机器人手爪50的抓取部523的直径相应较小，为保证机器人手爪50抓取产品的效率，需确保滚珠56具有一定大小的直径，此时三个滚珠56无法从安装部521装入容纳孔524，可经由尺寸较大的装配孔5232将滚珠56装入容纳孔524，从而使机器人手爪50能有效地抓取具有较小抓取孔的产品。 本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
1.一种机器人手爪，其包括套筒、撑杆及滚珠，该套筒两端分别为安装部及抓取部，该抓取部的侧壁上开设有容纳孔，该滚珠活动收容于该容纳孔，该撑杆的一端设置有推顶部，该撑杆的推顶部收容于该套筒内，该撑杆可沿该套筒轴向运动，该推顶部用于推顶该滚珠以使其部分露出于容纳孔，其特征在于该抓取部的端面上开设有与容纳孔相通的装配孔以使该滚珠可从该装配孔安装到该容纳孔，该机器人手爪还包括安装在该装配孔内用于防止该滚珠从该容纳孔脱出的柱塞。
2.如权利要求I所述的机器人手爪，其特征在于该安装部凹设有凹槽，该套筒还包括密封件，该密封件收容于该凹槽内。
3.如权利要求I或2所述的机器人手爪，其特征在于该抓取部的侧壁邻近该容纳孔位置处开设有锁孔，该柱塞上开设有螺孔，该柱塞还包括一螺杆，该螺杆依次穿过该锁孔及 该螺孔将该柱塞固定安装在该装配孔内。
4.如权利要求I所述的机器人手爪，其特征在于该滚珠为三个，该容纳孔为三个，每个滚珠对应收容在一个容纳孔内。
5.如权利要求4所述的机器人手爪，其特征在于该推顶部的锥角为60度，三个容纳孔的中心均匀分布于该套筒的横截面上的圆周上。
6.如权利要求I所述的机器人手爪，其特征在于该撑杆还包括固定部，该固定部上设有一轴肩，该轴肩上凹设有环形槽，该环形槽用以安装密封件。
7.—种机器人,其包括连接件、气缸及机器人手爪,该气缸与该连接件的一端相固定，该机器人手爪固定在该气缸上，该机器人手爪包括套筒、撑杆及滚珠，该套筒两端分别为安装部及抓取部，该抓取部的侧壁上开设有容纳孔，该滚珠活动收容于该容纳孔，该撑杆的一端设置有推顶部，该撑杆的推顶部收容于该套筒内，该撑杆可沿该套筒轴向运动，该推顶部用于推顶该滚珠以使其部分露出于容纳孔，其特征在于该抓取部的端面上开设有与容纳孔相通的装配孔以使该滚珠可从该装配孔安装到该容纳孔，该机器人手爪还包括安装在该装配孔内用于防止该滚珠从该容纳孔脱出的柱塞。
8.如权利要求7所述的机器人，其特征在于该抓取部的侧壁邻近该容纳孔位置处开设有锁孔，该柱塞上开设有螺孔，该柱塞还包括一螺杆，该螺杆依次穿过该锁孔及该螺孔将该柱塞固定安装在该装配孔内。
9.如权利要求7或8所述的机器人，其特征在于该连接件为中空的圆柱体。
10.如权利要求7或8所述的机器人，其特征在于该机器人还包括感应装置，该感应装置固定在该气缸上。
全文摘要
一种机器人手爪，其包括套筒、撑杆及滚珠，该套筒两端分别为安装部及抓取部，抓取部的侧壁上开设有容纳孔，滚珠活动收容于容纳孔，撑杆的一端设置有推顶部，该撑杆的推顶部收容于套筒内，撑杆可沿该套筒轴向运动，推顶部用于推顶滚珠以使其部分露出于容纳孔，该抓取部的端面上开设有与容纳孔相通的装配孔以使滚珠可从装配孔安装到容纳孔，该机器人手爪还包括安装在该装配孔内用于防止滚珠从容纳孔脱出的柱塞。所述机器人手爪的抓取部的端面上开设有与容纳孔相通的装配孔以使滚珠可从装配孔安装到容纳孔。可经由设计较大尺寸的装配孔将直径较大的滚珠经由装配孔装入容纳孔，从而使机器人手爪能有效地抓取具有较小抓取孔的产品。
文档编号B25J15/08GK102649274SQ201110045890
公开日2012年8月29日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者叶启贤, 李 杰, 秦钟 申请人:富泰华工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司