一种具有摄像功能的机械夹持臂

1.本发明属于机械臂领域，具体是一种具有摄像功能的机械夹持臂。


背景技术：

2.机器臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用。
3.机器臂是一个复杂系统，存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务，需要规划机械臂关节空间的运动轨迹。
4.近年来，随着机器人技术的发展，应用高速度、高精度、高负载自重比的机器人结构受到工业和航空航天领域的关注。
5.随着社会的进步，机器臂的在工业上的应用越来越广泛，在工厂中，越来越多的岗位采用机器人代替人工进行工作，在不同的岗位需要用到不同功能的机器臂，其中最常见的机器臂就是机械夹持臂。
6.但是，经研究发现上述的现有的机械夹持臂在使用时存在一定的弊端；
7.1、大部分的机械夹持臂在使用时按照设定的程序运行，但是一些工位存在一些不稳定性，需要人工远程控制机械夹持臂夹取物品，此时通常配合周边的摄像装置拍摄的结果来判断是否夹持到物品，但是在夹持的过程中物品会遮挡夹持位置，而且机械夹持臂在运动过程中，无法观察到夹持无是否出现松动，不能够及时调整位置，存在一定的安全隐患；
8.2、现有的机械夹持臂为来提高其适用性，通常设置升降结构使得其工作范围更加的广泛，但是直接直接增加升降结构，使得其在高处工作的稳定性降低，抖动比较大，精度下降，存在较大的安全隐患，不满足安全加工的要求，为此，我们提出了一种具有摄像功能的机械夹持臂。


技术实现要素：

9.为了克服现有技术的不足，本技术实施例提供一种具有摄像功能的机械夹持臂，在调节组件上安装了摄像组件，摄像组件正对夹爪，而且摄像组件所处位置不受外界环境和夹持物的干扰，其能够直接拍摄夹爪夹持位置，能够直接反映出夹爪的夹持效果，能够帮助工作人员了解机械夹持臂的使用情况，使用效果好。
10.本技术实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
11.一种具有摄像功能的机械夹持臂，包括固定底座、安装座、机械臂和夹持组件：
12.固定底座的上端面设置有升降组件；
13.安装座的内部设置有旋转机构，所述旋转机构与升降组件连接；
14.机械臂固定端与安装座连接；
15.夹持组件设置在机械臂的活动端；
16.其中，所述夹持组件包括座体和夹爪：
17.座体与机械臂的活动端固定连接，座体的下端面安装有调节组件；
18.夹爪的数量为两组，两组所述夹爪均通过销轴与座体转动连接；
19.其中，所述调节组件与夹爪连接，用于驱动夹爪转动，所述调节组件上设置有用于直接观察夹爪夹持位置的摄像组件。
20.摄像组件采用带有照明功能的摄像头。
21.摄像组件与原先位置的摄像头配合，远近相互结合，能够清楚的判断出夹爪是否夹紧夹持物，使用效果好。
22.机械夹持臂与外界的控制和设备无线连接，从而能够实现远程控制。
23.在实际使用时，还可以在摄像头处集成测距机构，能够测量与夹持物直接的距离，能够更好的反应距离，能够方便工作人员远程控制机械夹持臂夹持物品，使用比较方便。
24.使用时，固定底座安装在加工工位附近，升降组件改变机械臂的高度，旋转机构调整机械臂的方向，机械臂带动夹持组件靠近夹持物，调节组件带动夹爪运动将夹持物夹持住，然后将夹持物移动到其他的工位即可。
25.机械臂的结构为现有的多轴机械臂，其根据被夹持物的重量和体积需求选择相应的型号，其为现有的结构，对于此，本专利不过多的描述。
26.固定底座的上端面的面积为安装座上面端面积的1.5-2倍，固定底座的面积大，固定效果好，整个机械夹持臂的稳定性就会越高，因此使用时整体晃动就比较小，因此机械夹持臂的加工精度会得到相应的提升。
27.本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其在调节组件上安装了摄像组件，摄像组件正对夹爪，而且摄像组件所处位置不受外界环境和夹持物的干扰，其能够直接拍摄夹爪夹持位置，能够直接反映出夹爪的夹持效果，能够帮助工作人员了解机械夹持臂的使用情况，使用效果好。
28.优选的，所述夹爪包括安装部和爪体部，所述爪体部与安装部卡接，并通过螺栓固定连接，所述安装部通过销轴与座体转动连接。
29.安装部以销轴为轴心转动。
30.爪体部的中部呈弧形，适用于夹持弧形的物品；
31.爪体部的两端为锯齿形，夹持的效果更好；
32.使用时，爪体部还能够根据夹持物的形状进行筛选，选择相应形状的开口，其夹持效果会更好。
33.安装部和爪体部之间还可以采用现有的一些方便拆装的结构，例如插接和限位销配合等，但是其均没有通过螺栓固定效果好，但是在水汽含量高的场所不能使用螺栓固定，该种情况下螺栓的螺纹容易出现滑丝，后续的拆装比较麻烦。
34.夹爪包括安装部和爪体部，安装部和爪体部能够分离，爪体部长期与夹持物接触，容易损坏，当爪体部损坏时可以更换爪体部。
35.使用时，可以在爪体部中安装双向伸缩杆，并且在双向伸缩杆上均安装爪体部，使用时双向伸缩杆启动改变爪体部之间的距离，实现多点限位，均衡受力，夹持的效果会更好。
36.优选的，两组所述安装部上均设置有传动齿，两组所述安装部上的传动齿相啮合。
37.其中一组夹爪转动时，传动齿相互啮合，从而能够带动另一组夹爪转动，两组夹爪同步转动，实现夹持物的夹紧。
38.两组夹爪同步转动，实现夹持物的夹紧。
39.优选的，所述调节组件包括马达和传动结构：
40.马达固定安装在座体上；
41.传动结构，所述马达的输出轴通过传动结构与其中一组夹爪上的安装部连接，用于驱动安装部转动；
42.其中，所述摄像组件固定安装在马达的壳体上。
43.传动结构采用连杆结构，马达驱动传动结构运动，传动结构带动夹爪向内侧或者外侧转动，实现夹爪的开合。
44.传动结构还可以采用现有技术中一些常用的传动结构，例如齿轮传动结构等，还可以采用马达直接驱动其中一组夹爪上的安装部转动，其驱动方式有多种。
45.本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其记载了夹持组件，夹持组件中的两组夹爪同步运行，能够牢固的夹持住夹持物，而且夹爪中可以采用多组爪体部配合的方式，在爪体部中安装双向伸缩杆，并且在双向伸缩杆上均安装爪体部，使用时双向伸缩杆启动改变爪体部之间的距离，实现多点限位，均衡受力，夹持的效果会更好。
46.优选的，所述升降组件包括升降柱和引导结构：
47.升降柱的固定端与固定底座的上端面中间位置固定连接，升降柱的伸缩端通过轴承与安装座的下端面转动连接；
48.引导结构套设在升降柱上，引导结构与安装座的下端连接。
49.升降柱和引导结构配合，升降柱升降，引导结构起到限位的效果，提高稳定性。
50.升降柱优选液压升降柱，也可以选择大型承载能力强的气缸或者电动升降柱进行替代。
51.优选的，所述引导结构包括轴承套圈和连接柱：
52.轴承套圈套设在升降柱上；
53.连接柱的两端分别与轴承套圈中外圈的上端面和安装座的下端面固定连接。
54.升降柱的伸缩端直接支撑安装座，轴承套圈套设在升降柱上，轴承套圈与连接柱配合，从外侧限定住位置，提高安装座的稳定性。
55.使用时，还可以将轴承套圈的内圈固定安装在升降柱上，连接柱固定安装在轴承套圈的外圈，将连接柱的长度增加，在安装座的下端对应连接柱的位置开设若干组通孔，连接柱的上端穿过通孔，使用时安装座转动带动连接柱转动，从而带动轴承套圈，不影响其旋转功能，而且在其升降时也能够起到限位的效果，但是连接柱穿过安装座，连接柱穿过的部分短的话升降效果不佳，长的话会影响机械臂的正常运行，因此最优选的方案为轴承套圈上下活动式的方案。
56.优选的，所述连接柱的数量为若干组，若干组所述连接柱呈环形阵列分布。
57.若干组连接柱配合，从各个方向支撑限位，使得安装座各个方向受力均匀，使用效果好。
58.优选的，所述轴承套圈的内圈固定安装有若干组弧形凸块，若干组所述弧形凸块呈环形阵列分布，所述升降柱主体的外表面开设有若干组条形槽，所述弧形凸块沿着条形
槽上下滑动。
59.弧形凸块沿着条形槽滑动，能够限定住轴承套圈的内圈位置，使得安装座转动时不受干扰，使用效果好。
60.条形槽和连接柱的长度均大于升降柱的极限升降距离，不会出现轴承套圈与升降柱分离的情况。
61.本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其记载了升降组件，升降组件中的升降柱和引导结构配合，升降柱起到升降和直接支撑的作用，引导结构起到侧面支撑限位的效果，从而有效提高安装座的稳定性，减少机械夹持臂运动产生的振动，有效保证机械夹持臂的工作精度，具有良好的使用前景。
62.优选的，所述旋转机构包括电机，所述电机固定安装在安装座的内部，所述电机的输出轴贯穿安装座的下端并与升降柱的伸缩端固定连接。
63.优选的，所述固定底座的下端面靠近四角位置均固定安装有固定柱，所述固定柱的下端面固定安装有吸盘。
64.吸盘还可以采用真空吸盘，采用真空吸盘效果更好。
65.吸盘的设置使得固定底座的稳定性比较高，不会轻易的倒下，能够减少晃动。
66.吸盘主要起到一次限位的效果，方便工作人员采用固定结构将固定底座的位置侧底固定住，例如在实际使用时通过吸盘将固定底座安装吸附在加工位置附近，然后通过螺栓结构将固定底座的位置侧底的锁紧，对固定底座进行二次限位，从而能够有效避免使用过程中固定底座晃动，从而能够提高整个机械夹持臂的稳定性。
67.综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
68.一是，本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，在调节组件上安装了摄像组件，摄像组件正对夹爪，而且摄像组件所处位置不受外界环境和夹持物的干扰，其能够直接拍摄夹爪夹持位置，能够直接反映出夹爪的夹持效果，能够帮助工作人员了解机械夹持臂的使用情况，使用效果好。
69.二是，本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其记载了夹持组件，夹持组件中的两组夹爪同步运行，能够牢固的夹持住夹持物，而且夹爪中可以采用多组爪体部配合的方式，在爪体部中安装双向伸缩杆，并且在双向伸缩杆上均安装爪体部，使用时双向伸缩杆启动改变爪体部之间的距离，实现多点限位，均衡受力，夹持的效果会更好。
70.三是，本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其记载了升降组件，升降组件中的升降柱和引导结构配合，升降柱起到升降和直接支撑的作用，引导结构起到侧面支撑限位的效果，从而有效提高安装座的稳定性，减少机械夹持臂运动产生的振动，有效保证机械夹持臂的工作精度，具有良好的使用前景。
附图说明
71.图1是本发明的整体结构示意图；
72.图2是本发明升降状态的局部结构图；
73.图3是本发明中引导结构的结构图；
74.图4是本发明中夹持组件的局部结构图；
75.图5是本发明中夹持组件的其他角度结构示意图；
76.图6是本发明中其他夹爪的局部结构示意图。
77.附图标记：1、固定底座；2、安装座；3、机械臂；4、座体；5、夹爪；6、摄像组件；7、传动齿；8、马达；9、升降柱；10、轴承套圈；11、连接柱；12、弧形凸块；13、条形槽；14、电机；15、吸盘。
具体实施方式
78.本技术实施例通过提供一种具有摄像功能的机械夹持臂，解决现有技术中大部分的机械夹持臂在使用时按照设定的程序运行，但是一些工位存在一些不稳定性，需要人工远程控制机械夹持臂夹取物品，此时通常配合周边的摄像装置拍摄的结果来判断是否夹持到物品，但是在夹持的过程中物品会遮挡夹持位置，而且机械夹持臂在运动过程中，无法观察到夹持无是否出现松动，不能够及时调整位置，存在一定的安全隐患的问题，本发明具有摄像功能的机械夹持臂在调节组件上安装了摄像组件，摄像组件正对夹爪，而且摄像组件所处位置不受外界环境和夹持物的干扰，其能够直接拍摄夹爪夹持位置，能够直接反映出夹爪的夹持效果，能够帮助工作人员了解机械夹持臂的使用情况，使用效果好。
79.实施例1：
80.一种具有摄像功能的机械夹持臂，如图1-图6所示，包括固定底座1、安装座2、机械臂3和夹持组件：
81.固定底座1的上端面设置有升降组件；
82.安装座2的内部设置有旋转机构，旋转机构与升降组件连接；
83.机械臂3固定端与安装座2连接；
84.夹持组件设置在机械臂3的活动端；
85.其中，夹持组件包括座体4和夹爪5：
86.座体4与机械臂3的活动端固定连接，座体4的下端面安装有调节组件；
87.夹爪5的数量为两组，两组夹爪5均通过销轴与座体4转动连接；
88.其中，调节组件与夹爪5连接，用于驱动夹爪5转动，调节组件上设置有用于直接观察夹爪5夹持位置的摄像组件6。
89.摄像组件6采用带有照明功能的摄像头。
90.摄像组件6与原先位置的摄像头配合，远近相互结合，能够清楚的判断出夹爪5是否夹紧夹持物，使用效果好。
91.机械臂3的结构为现有的多轴机械臂，其根据被夹持物的重量和体积需求选择相应的型号，其为现有的结构，对于此，本专利不过多的描述。
92.固定底座1的上端面的面积为安装座2上面端面积的1.5-2倍，固定底座1的面积大，固定效果好，整个机械夹持臂的稳定性就会越高，因此使用时整体晃动就比较小，因此机械夹持臂的加工精度会得到相应的提升。
93.机械夹持臂与外界的控制和设备无线连接，从而能够实现远程控制。
94.在实际使用时，还可以在摄像头处集成测距机构，能够测量与夹持物直接的距离，能够更好的反应距离，能够方便工作人员远程控制机械夹持臂夹持物品，使用比较方便。
95.使用时，固定底座1安装在加工工位附近，升降组件改变机械臂3的高度，旋转机构调整机械臂3的方向，机械臂3带动夹持组件靠近夹持物，调节组件带动夹爪5运动将夹持物
夹持住，然后将夹持物移动到其他的工位即可。
96.本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其在调节组件上安装了摄像组件6，摄像组件6正对夹爪5，而且摄像组件6所处位置不受外界环境和夹持物的干扰，其能够直接拍摄夹爪5夹持位置，能够直接反映出夹爪5的夹持效果，能够帮助工作人员了解机械夹持臂的使用情况，使用效果好。
97.实施例2：
98.在实施例1的基础上，如图1-图6所示，本实施例为夹爪5的局部结构，
99.夹爪5包括安装部和爪体部，爪体部与安装部卡接，并通过螺栓固定连接，安装部通过销轴与座体4转动连接。
100.夹爪5包括安装部和爪体部，其能够分离，爪体部长期与夹持物接触，容易损坏，当爪体部损坏时可以更换爪体部。
101.安装部以销轴为轴心转动。
102.爪体部的中部呈弧形，适用于夹持弧形的物品；
103.爪体部的两端为锯齿形，夹持的效果更好；
104.使用时，爪体部还能够根据夹持物的形状进行筛选，选择相应形状的开口，其夹持效果会更好。
105.安装部和爪体部之间还可以采用现有的一些方便拆装的结构，例如插接和限位销配合等，但是其均没有通过螺栓固定效果好，但是在水汽含量高的场所不能使用螺栓固定，该种情况下螺栓的螺纹容易出现滑丝，后续的拆装比较麻烦。
106.如图6所示，可以在爪体部中安装双向伸缩杆，并且在双向伸缩杆上均安装爪体部，使用时双向伸缩杆启动改变爪体部之间的距离，实现多点限位，均衡受力，夹持的效果会更好。
107.两组安装部上均设置有传动齿7，两组安装部上的传动齿7相啮合。
108.其中一组夹爪5转动时，传动齿7相互啮合，从而能够带动另一组夹爪5转动，两组夹爪5同步转动，实现夹持物的夹紧。
109.调节组件包括马达8和传动结构：
110.马达8固定安装在座体4上；
111.传动结构，马达8的输出轴通过传动结构与其中一组夹爪5上的安装部连接，用于驱动安装部转动；
112.其中，摄像组件6固定安装在马达8的壳体上。
113.传动结构采用连杆结构，马达8驱动传动结构运动，传动结构带动夹爪5向内侧或者外侧转动，实现夹爪5的开合。
114.传动结构还可以采用现有技术中一些常用的传动结构，例如齿轮传动结构等，还可以采用马达8直接驱动其中一组夹爪5上的安装部转动，其驱动方式有多种。
115.本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其记载了夹持组件，夹持组件中的两组夹爪5同步运行，能够牢固的夹持住夹持物，而且夹爪5中可以采用多组爪体部配合的方式，在爪体部中安装双向伸缩杆，并且在双向伸缩杆上均安装爪体部，使用时双向伸缩杆启动改变爪体部之间的距离，实现多点限位，均衡受力，夹持的效果会更好。
116.实施例3：
117.在实施例2的基础上，如图1-图4所示，本实施例为升降组件的结构；
118.升降组件包括升降柱9和引导结构：
119.升降柱9的固定端与固定底座1的上端面中间位置固定连接，升降柱9的伸缩端通过轴承与安装座2的下端面转动连接；
120.引导结构套设在升降柱9上，引导结构与安装座2的下端连接。
121.升降柱9和引导结构配合，升降柱9升降，引导结构起到限位的效果，提高稳定性。
122.升降柱9优选液压升降柱，也可以选择大型承载能力强的气缸或者电动升降柱进行替代。
123.引导结构包括轴承套圈10和连接柱11：
124.轴承套圈10套设在升降柱9上；
125.连接柱11的两端分别与轴承套圈10中外圈的上端面和安装座2的下端面固定连接。
126.使用时，还可以将轴承套圈10的内圈固定安装在升降柱9上，连接柱11固定安装在轴承套圈10的外圈，将连接柱11的长度增加，在安装座2的下端对应连接柱11的位置开设若干组通孔，连接柱11的上端穿过通孔，使用时安装座2转动带动连接柱11转动，从而带动轴承套圈10，不影响旋转功能，而且在升降时也能够起到限位的效果，但是连接柱11穿过安装座2，连接柱11穿过的部分短的话升降效果不佳，长的话会影响机械臂3的正常运行，因此最优选的方案为轴承套圈10上下活动式的方案。
127.升降柱9的伸缩端直接支撑安装座2，轴承套圈10套设在升降柱9上，轴承套圈10与连接柱11配合，从外侧限定住位置，提高安装座2的稳定性。
128.连接柱11的数量为若干组，若干组连接柱11呈环形阵列分布。
129.若干组连接柱11配合，从各个方向支撑限位，使得安装座2各个方向受力均匀，使用效果好。
130.轴承套圈10的内圈固定安装有若干组弧形凸块12，若干组弧形凸块12呈环形阵列分布，升降柱9主体的外表面开设有若干组条形槽13，弧形凸块12沿着条形槽13上下滑动。
131.弧形凸块12沿着条形槽13滑动，能够限定住轴承套圈10的内圈位置，使得安装座2转动时不受干扰，使用效果好。
132.条形槽13和连接柱11的长度均大于升降柱9的极限升降距离，不会出现轴承套圈10与升降柱9分离的情况。
133.本发明记载了一种具有摄像功能的机械夹持臂，其记载了升降组件，升降组件中的升降柱9和引导结构配合，升降柱9起到升降和直接支撑的作用，引导结构起到侧面支撑限位的效果，从而有效提高安装座2的稳定性，减少机械夹持臂运动产生的振动，有效保证机械夹持臂的工作精度，具有良好的使用前景。
134.旋转机构包括电机14，电机14固定安装在安装座2的内部，电机14的输出轴贯穿安装座2的下端并与升降柱9的伸缩端固定连接。
135.固定底座1的下端面靠近四角位置均固定安装有固定柱，固定柱的下端面固定安装有吸盘15。
136.吸盘15还可以采用真空吸盘，采用真空吸盘效果更好。
137.吸盘15的设置使得固定底座1的稳定性比较高，不会轻易的倒下，能够减少晃动。
138.吸盘15主要起到一次限位的效果，方便工作人员采用固定结构将固定底座1的位置侧底固定住，例如在实际使用时通过吸盘15将固定底座1安装吸附在加工位置附近，然后通过螺栓结构将固定底座1的位置侧底的锁紧，对固定底座1进行二次限位，从而能够有效避免使用过程中固定底座1晃动，从而能够提高整个机械夹持臂的稳定性。
139.需要说明的是，本发明一种具有摄像功能的机械夹持臂，使用时固定底座1安装在加工工位附近，升降组件改变机械臂3的高度，旋转机构调整机械臂3的方向，机械臂3带动夹持组件靠近夹持物，调节组件带动夹爪5运动将夹持物夹持住，然后将夹持物移动到其他的工位即可；
140.固定底座1安装在加工工位附近时通过吸盘15实现与地面位置的吸附，然后通过螺栓等工具进行再次固定，二次限位，固定效果好。
141.升降组件使用时，升降柱9启动，带动安装座2上升，安装座2上升时带动连接柱11向上运动，从而带动轴承套圈10向上滑动，滑动时弧形凸块12始终与条形槽13接触；
142.旋转机构使用时马达8启动，安装座2转动，此时轴承套圈10的外圈一起转动；
143.机械臂3采用多轴机械臂，其为现有的结构，因此，不做过多的描述；
144.调节组件使用时马达8启动，马达8驱动传动结构运动，传动结构带动夹爪5向内侧或者外侧转动，实现夹爪5的开合，从而将夹持物的位置限定住；
145.在夹持和移动的过程中摄像组件6一直拍摄夹爪5位置，能够直接反映出夹爪5的夹持效果，能够帮助工作人员了解机械夹持臂的使用情况，使用效果好。
146.最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。