子母机械手及其工作方法与流程

子母机械手及其工作方法
1.技术领域
2.本发明属于机械手技术领域，具体涉及一种子母机械手及其工作方法。


背景技术：

3.机械手在机械制造领域常用于抓取或者搬运物料，其主要用于上料和下料，但是现有的机械手通常为单爪设计，例如专利号为cn112122535a中所提及的锻压机械手。
4.但是目前机械手的形态往往固定，所以使用场景十分单一，如果突然遇到突发场景，这无法应对。若用于抓取管材，需要调节管材的抓取位置或者使管材抓取稳定，依靠一只单爪设计的机械手是无法执行的，因此需要两只机械手进行配合执行操作，但是两个机械手配合需要在现有的机械手基础上再增加一套机械臂来带动另一机械手配合操作，这样会增加额外的成本，并且两套机械手外加机械臂给操作空间带来很多的限制作用；从操作空间的适配程度考虑，机械手应当趋向于小巧，这样匹配的工作场景会增多，所以普遍认为通过增加机械手来增加功能必然会影响操作空间，降低机械手的工作场景适应能力。
5.基于上述场景，需要设计一种子母机械手及其工作方法，以在不增加机械臂的基础上，实现机械手的复杂操作。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种子母机械手及其工作方法。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种子母机械手，其包括：抓取机构，其包括母夹取部和子夹取部；其中所述母夹取部的夹取面上开设有子爪容纳位； 复合驱动机构，与母夹取部、子夹取部相连；当单爪操作时，所述子夹取部位于子爪容纳位内，由所述复合驱动机构驱动母夹取部、子夹取部同步夹持；当双爪操作时，所述复合驱动机构驱动子夹取部相向移动脱离子爪容纳位，并与母夹取部形成一定的开合角度，使母夹取部与子夹取部协作夹持。
8.第二方面，本发明还提供了一种子母机械手的工作方法，其包括：当单爪操作时，子夹取部位于子爪容纳位内，由复合驱动机构驱动母夹取部、子夹取部同步夹持；当双爪操作时，复合驱动机构驱动子夹取部相向移动脱离子爪容纳位，并与母夹取部形成一定的开合角度，使母夹取部与子夹取部协作夹持。
9.本发明的有益效果是，本发明当双爪操作时，子夹取部与母夹取部形成一定的开合角度，即可以抓取管材的两个位置，且两个抓取位之间存在一定的距离，相比于单爪操作夹取管材的一个位置，可以大大提高抓取管材的稳定性，同时当需要调节抓取后的管材位置时，可以打开抓取在管材上的母夹取部，通过转动子夹取部以带动管材移动，再使母夹取部夹紧移动后的管材完成调节，在有限的空间内，如果采用两套机械手外加机械臂来作业，使得作业空间拥有很多限制，而通过一套机械手完成作业，则可以增多匹配的工作场景。
10.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
11.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
13.图1是本发明的子母机械手的结构示意图；图2是本发明的复合驱动机构的结构示意图；图3是本发明的子夹取部打开时的的结构示意图；图4是本发明的母夹取部和子夹取部长度及开合角度的结构示意图。
14.图中：抓取机构1、母夹取部11、子夹取部12、子爪容纳位13、避让位14、复合驱动机构2、安装基座21、滑槽211、第一驱动部22、第二驱动部23、第三驱动部24、母夹取部的长度l1、子夹取部的长度l2、最大开合角度α。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
16.如图1至图3所示，本实施例提供了一种子母机械手，其包括：抓取机构1，其包括母夹取部11和子夹取部12；其中所述母夹取部11的夹取面上开设有子爪容纳位13； 复合驱动机构2，与母夹取部11、子夹取部12相连；当单爪操作时，所述子夹取部12位于子爪容纳位13内，由所述复合驱动机构2驱动母夹取部11、子夹取部12同步夹持；当双爪操作时，所述复合驱动机构2驱动子夹取部12相向移动脱离子爪容纳位13，并与母夹取部11形成一定的开合角度，使母夹取部11与子夹取部12协作夹持。
17.在本实施方式中，当双爪操作时，子夹取部12与母夹取部11形成一定的开合角度，即可以抓取管材的两个位置，且两个抓取位之间存在一定的距离，相比于单爪操作夹取管材的一个位置，可以大大提高抓取管材的稳定性，同时当需要调节抓取后的管材位置时，可以打开抓取在管材上的母夹取部11，通过转动子夹取部12以带动管材移动，再使母夹取部11夹紧移动后的管材完成调节，在有限的空间内，如果采用两套机械手外加机械臂来作业，使得作业空间拥有很多限制，而通过一套机械手完成作业，则可以增多匹配的工作场景。
18.如图2所示，在本实施例中，所述母夹取部11的相对面沿母夹取部11的长度方向开设有槽以作为所述子爪容纳位13，所述子夹取部12在子爪容纳位13内时，槽口与子夹取部12的夹取面齐平。
19.在本实施方式中，当单爪操作时，子夹取部12的夹取面与槽口齐平，使得子母机械手在抓取管材时，只存在一对夹取面，增大了夹取面的面积，增加抓取的稳定性。
20.如图3所示，在本实施例中，所述母夹取部11的根部相对面内陷形成避让位14；所述复合驱动机构2适于驱动子夹取部12脱离子爪容纳位13后，使所述子夹取部12在避让位14的区间内做开合或转动动作。
21.在本实施方式中，当双爪操作时，子夹取部12脱离子爪容纳位13后，子夹取部12为了夹取管材，其两夹取面之间的开合距离要大于母夹取部11两夹取面之间的开合距离，即复合驱动机构2驱动子夹取部12在避让位14的区间内做开合动作；当调整管材位置时，子夹取部12需要转动，因此避让位14可以使子夹取部12在其区间内做转动动作。
22.如图2所示，在本实施例中，所述复合驱动机构2包括：安装基座21、第一驱动部22和第二驱动部23；其中所述安装基座21上开设有滑槽211，所述母夹取部11的根部设置在滑槽211内；所述第一驱动部22适于驱动母夹取部11沿滑槽211执行开合动作；所述第二驱动部23适于驱动子夹取部12执行开合动作；在单爪操作时，控制模块控制所述第一驱动部22、第二驱动部23驱动母夹取部11、子夹取部12同步开合。
23.在本实施方式中，可选的，第一驱动部22可以但不限于采用丝杆驱动，通过在丝杆上开设两段反向螺纹，分别与母夹取部11的两夹爪相连，即通过丝杆的正反转动带动母夹取部11开合；第二驱动部23可以但不限于采用双向气缸，双向气缸的两驱动端分别与子夹取部12的两夹爪相连，即通过双向气缸的同步伸缩带动子夹取部12的开合。
24.如图2、图4所示，在本实施例中，所述复合驱动机构2还包括：第三驱动部24；其中所述第三驱动部24贯穿子夹取部12，且所述第二驱动部23设置在第三驱动部24上；当双爪操作时，所述控制模块控制第二驱动部23驱动子夹取部12沿第三驱动部24闭合以脱离母夹取部11的子爪容纳位13；以及所述控制模块控制第三驱动部24带动第二驱动部23连同子夹取部12转动以使母夹取部11与子夹取部12形成所述开合角度；以及所述子夹取部12的前端伸出子爪容纳位13，以使在最大开合角度α时，子夹取部12的长度l2设定为不小于0.9l1/cosα，式中l1为母夹取部11的长度。
25.在本实施方式中，l1为母夹取部11的长度，其可根据需求设置，当母夹取部11和子夹取部12转动到最大开合角度α时，子夹取部12的长度l2不小于0.9l1/cosα，即满足子夹取部12在最大开合角度α内转动时，可以抓取到管材。
26.本实施例还提供了一种子母机械手的工作方法，其包括：当单爪操作时，子夹取部12位于子爪容纳位13内，由复合驱动机构2驱动母夹取部11、子夹取部12同步夹持；当双爪操作时，复合驱动机构2驱动子夹取部12相向移动脱离子爪容纳位13，并与母夹取部11形成一定的开合角度，使母夹取部11与子夹取部12协作夹持。
27.在本实施例中，所述母夹取部11的根部相对面内陷形成避让位14；所述复合驱动机构2包括：安装基座21、第一驱动部22、第二驱动部23和第三驱动部24；其中所述第三驱动部24贯穿子夹取部12，且所述第二驱动部23设置在第三驱动部24上；当双爪操作时，所述控制模块控制第二驱动部23驱动子夹取部12沿第三驱动部24闭合以脱离母夹取部11的子爪
容纳位13；以及所述控制模块控制第三驱动部24带动第二驱动部23连同子夹取部12转动以使母夹取部11与子夹取部12形成所述开合角度；以及所述子夹取部12的前端伸出子爪容纳位13，以使在最大开合角度α时，子夹取部12的长度l2设定为不小于0.9l1/cosα，式中l1为母夹取部11的长度。
28.关于子母机械手的具体结构和实施过程参见上述实施例中的相关论述，在此不再赘述。
29.综上所述，当双爪操作时，子夹取部12与母夹取部11形成一定的开合角度，即可以抓取管材的两个位置，且两个抓取位之间存在一定的距离，相比于单爪操作夹取管材的一个位置，可以大大提高抓取管材的稳定性，同时当需要调节抓取后的管材位置时，可以打开抓取在管材上的母夹取部11，通过转动子夹取部12以带动管材移动，再使母夹取部11夹紧移动后的管材完成调节，在有限的空间内，如果采用两套机械手外加机械臂来作业，使得作业空间拥有很多限制，而通过一套机械手完成作业，则可以增多匹配的工作场景。
30.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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发明中的具体含义。
31.在本发明的描述中，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
33.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。