本發(fā)明涉及碼垛機(jī)器人，具體為一種龍門式碼垛機(jī)器人彈性?shī)A具。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和物流搬運(yùn)領(lǐng)域，機(jī)器人碼垛技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)線，以提高作業(yè)效率并降低人工成本。其中，夾具作為碼垛機(jī)器人關(guān)鍵的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)直接影響到夾持物料的穩(wěn)定性、安全性和適應(yīng)性。
2、現(xiàn)有夾具主要包括機(jī)械夾爪、氣動(dòng)夾爪、電磁夾爪等形式，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在以下技術(shù)問(wèn)題：
3、夾持穩(wěn)定性不足，易導(dǎo)致物料滑動(dòng)或掉落：現(xiàn)有機(jī)械夾爪大多采用固定夾板進(jìn)行夾持，受力面較小，無(wú)法均勻分布夾持力，導(dǎo)致部分物料在夾持過(guò)程中可能發(fā)生滑移或掉落，影響搬運(yùn)穩(wěn)定性。對(duì)于表面光滑或重心偏移的物料，傳統(tǒng)夾爪因夾持力不足或受力不均，往往需要額外增加防滑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致夾具整體復(fù)雜度提升，成本增加。
4、夾持力不可調(diào)節(jié)，難以適應(yīng)不同物料：傳統(tǒng)夾具通常采用固定夾緊機(jī)構(gòu)，對(duì)不同規(guī)格、形狀或質(zhì)量的物料適應(yīng)性較差，需要更換夾具或調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)，影響生產(chǎn)效率。夾持力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致易碎或柔性物料損壞，而夾持力不足則可能導(dǎo)致物料掉落，無(wú)法兼顧不同種類物料的搬運(yùn)需求。
5、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)成本高：現(xiàn)有部分夾具設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，如采用多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件或獨(dú)立的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，增加了夾具的重量和體積，使得機(jī)器人執(zhí)行夾持動(dòng)作時(shí)的響應(yīng)速度下降。復(fù)雜的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致維護(hù)成本上升，夾具的更換和維修較為繁瑣，不利于長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
6、因此，需要一種能夠提供穩(wěn)定夾持力、可自適應(yīng)調(diào)整夾持強(qiáng)度，并具備良好通用性的夾爪結(jié)構(gòu)，以提升夾持效率并降低維護(hù)成本。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種采用定夾板與動(dòng)夾板配合，并通過(guò)承輻條提供支撐作用，同時(shí)結(jié)合彈性連條進(jìn)行夾持力自適應(yīng)調(diào)節(jié)的夾具結(jié)構(gòu)，以提升夾持穩(wěn)定性、適應(yīng)不同規(guī)格物料并優(yōu)化整體夾持效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
3、一種龍門式碼垛機(jī)器人彈性?shī)A具，包括：上安裝板、夾持臂和夾爪組件；
4、所述上安裝板為矩形結(jié)構(gòu)，其上表面設(shè)置有若干組安裝孔，用于通過(guò)螺栓將所述上安裝板與龍門式機(jī)器人連接；所述上安裝板表面固定安裝有控制氣缸；所述上安裝板的底面固定安裝有u型導(dǎo)架和夾爪支撐臂，且?jiàn)A爪支撐臂對(duì)稱布置于u型導(dǎo)架的兩側(cè)，夾爪支撐臂底端與夾持臂的頂端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述夾持臂的頂面設(shè)有連頭耳并轉(zhuǎn)動(dòng)連接有連動(dòng)桿，所述連動(dòng)桿的表面活動(dòng)套接有轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于夾爪支撐臂內(nèi)側(cè)的軸套塊，所述控制氣缸的輸出端與連動(dòng)桿的端部活動(dòng)連接；所述上安裝板表面活動(dòng)安裝有吊耳座，所述吊耳座的表面固定安裝有滑動(dòng)套接于u型導(dǎo)架內(nèi)側(cè)的桁滑桿；
5、上安裝板采用矩形結(jié)構(gòu)，其上表面開(kāi)設(shè)有若干組安裝孔，用于通過(guò)螺栓將上安裝板固定至龍門式機(jī)器人上。其表面固定安裝控制氣缸，用于驅(qū)動(dòng)夾持臂進(jìn)行夾持動(dòng)作。u型導(dǎo)架固定安裝在上安裝板的底面，并沿其長(zhǎng)度方向布置。夾爪支撐臂對(duì)稱布置于u型導(dǎo)架的兩側(cè)，夾爪支撐臂底端與夾持臂頂端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，確保夾持臂能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)上安裝板的安裝孔與龍門式機(jī)器人連接，確保夾具在工作過(guò)程中牢固固定?？刂茪飧椎陌惭b使得夾具能夠進(jìn)行精確的夾持控制，確保物體在搬運(yùn)過(guò)程中穩(wěn)定夾持。
6、夾持臂的頂面設(shè)有連頭耳，并通過(guò)連動(dòng)桿與控制氣缸和夾爪支撐臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)。連動(dòng)桿的表面活動(dòng)套接有轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于夾爪支撐臂內(nèi)側(cè)的軸套塊，使夾持臂能夠相對(duì)于夾爪支撐臂轉(zhuǎn)動(dòng)，保證夾持臂的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。連動(dòng)桿的配合使用使得夾持臂可以精確旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)夾具的精準(zhǔn)夾持動(dòng)作，確保夾具能夠根據(jù)物體的不同形狀和尺寸進(jìn)行自適應(yīng)夾持。
7、所述夾爪組件包括定夾板、動(dòng)夾板和若干承輻條，所述定夾板的頂端和側(cè)面分別設(shè)有與夾持臂表面固定連接的吊桿和定連桿，所述定夾板的一側(cè)固定安裝有固定板，所述承輻條的兩端設(shè)有軸頭，且承輻條的兩端通過(guò)軸頭與固定板和動(dòng)夾板的表面轉(zhuǎn)動(dòng)連接，若干所述承輻條呈斜向平行布置且沿固定板表面直線排列，各個(gè)相鄰承輻條之間固定連接有彈性連條，所述桁滑桿與連動(dòng)桿的端部活動(dòng)連接。
8、夾爪組件包括定夾板、動(dòng)夾板和若干承輻條。定夾板的頂端通過(guò)吊桿固定連接至夾持臂，側(cè)面設(shè)有定連桿。動(dòng)夾板與定夾板相對(duì)布置，并用于夾持物體。承輻條通過(guò)軸頭與固定板和動(dòng)夾板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，多個(gè)承輻條呈斜向平行布置，并通過(guò)彈性連條連接，提供夾持力的彈性緩沖作用。定夾板和動(dòng)夾板的配置使得夾具可以穩(wěn)定地夾持物體，承輻條的斜向布置提供了夾持時(shí)的彈性調(diào)整，使夾具能夠自適應(yīng)不同重量的物體，確保穩(wěn)定抓取。
9、優(yōu)選的，所述控制氣缸的數(shù)量為兩組，分別位于吊耳座的兩側(cè)，用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)呈關(guān)于吊耳座原點(diǎn)對(duì)稱布置的連動(dòng)桿進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
10、控制氣缸與連動(dòng)桿設(shè)計(jì)：所述控制氣缸為兩組，分別位于吊耳座兩側(cè)，用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連動(dòng)桿進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連動(dòng)桿端部轉(zhuǎn)動(dòng)套接于桁滑桿表面，桁滑桿沿u型導(dǎo)架內(nèi)側(cè)垂直上安裝板表面方向滑動(dòng)?？刂茪飧椎碾p組設(shè)計(jì)能夠在物體的抓取過(guò)程中提供更均衡的力，增強(qiáng)夾持動(dòng)作的穩(wěn)定性。桁滑桿的設(shè)計(jì)使得夾具在運(yùn)輸過(guò)程中提供平穩(wěn)的支撐和緩沖，減少震動(dòng)對(duì)物體的影響。
11、優(yōu)選的，所述上安裝板表面開(kāi)設(shè)有用于吊耳座垂直上安裝板表面滑動(dòng)的套孔，所述桁滑桿沿u型導(dǎo)架內(nèi)側(cè)垂直上安裝板表面方向滑動(dòng)，所述連動(dòng)桿的端部轉(zhuǎn)動(dòng)套接于桁滑桿的表面。
12、優(yōu)選的，所述動(dòng)夾板一側(cè)設(shè)有若干防滑凸棱，用于提高動(dòng)夾板與物體表面摩擦力，所述承輻條在初始階段呈斜向布置，且承輻條與動(dòng)夾板連接端的水平高度高于承輻條與固定板的連接高度。
13、優(yōu)選的，所述定夾板和動(dòng)夾板內(nèi)側(cè)的承輻條從上至下寬度逐漸增大。
14、優(yōu)選的，最頂端所述承輻條表面的彈性連條頂端與定夾板表面固定連接，承輻條之間的各個(gè)彈性連條依次連接。
15、優(yōu)選的，定夾板和動(dòng)夾板的表面均設(shè)有與軸頭相適配的凹槽，所述承輻條為金屬片狀結(jié)構(gòu)。
16、優(yōu)選的，所述夾爪組件的數(shù)量為若干且呈直線排列，吊桿依次直線布置于夾持臂表面。
17、本夾具設(shè)計(jì)能夠在物體夾持時(shí)提供自動(dòng)增力和調(diào)整夾持角度的功能，適應(yīng)物體的重量變化，確保夾持過(guò)程的穩(wěn)定性，具體夾持過(guò)程如下：
18、初始狀態(tài)：夾持臂處于放松狀態(tài)，動(dòng)夾板和定夾板之間存在間隙，承輻條呈斜向布置，未受力狀態(tài)下夾爪組件保持開(kāi)放。
19、夾持動(dòng)作：控制氣缸推動(dòng)連動(dòng)桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)夾持臂向內(nèi)偏轉(zhuǎn)，使動(dòng)夾板向定夾板方向靠攏，實(shí)現(xiàn)物體的夾持。承輻條自動(dòng)調(diào)整角度，夾持力隨著物體重量的增加而增強(qiáng)。
20、運(yùn)輸階段：碼垛機(jī)器人開(kāi)始提升夾持物體，桁滑桿沿u型導(dǎo)架內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，夾爪組件隨夾持臂同步抬升，穩(wěn)定搬運(yùn)物體。
21、釋放物體：控制氣缸回縮，連動(dòng)桿帶動(dòng)夾持臂外擴(kuò)，使動(dòng)夾板遠(yuǎn)離定夾板，釋放物體。
22、進(jìn)一步的，防滑設(shè)計(jì)與彈性緩沖：動(dòng)夾板表面設(shè)有防滑凸棱，提高夾持力；彈性連條連接相鄰承輻條，為夾持力提供緩沖作用，減少運(yùn)輸過(guò)程中震動(dòng)對(duì)夾持效果的影響。防滑凸棱有效增加夾持物體的摩擦力，防止物體在搬運(yùn)過(guò)程中滑落。彈性連條提供彈性緩沖，確保夾具能夠有效吸收運(yùn)輸過(guò)程中的沖擊，避免物體松脫。
23、夾持力調(diào)節(jié)與自適應(yīng)設(shè)計(jì)：承輻條呈斜向布置，并通過(guò)彈性連條相互連接，在夾持過(guò)程中，根據(jù)物體重量自動(dòng)調(diào)整夾持力，確保夾持的穩(wěn)定性和安全性。通過(guò)這種自適應(yīng)夾持設(shè)計(jì)，夾具可以在不同重量的物體上進(jìn)行精準(zhǔn)的夾持，確保每次夾持都能達(dá)到最佳的效果。
24、本發(fā)明所取得的有益效果為：
25、1.本發(fā)明中，夾具采用定夾板與動(dòng)夾板配合，并通過(guò)承輻條在夾持過(guò)程中提供支撐作用，使夾持面受力均勻，避免物料滑動(dòng)或脫落；動(dòng)夾板表面的防滑凸棱設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高了夾持力和摩擦力，確保物料在搬運(yùn)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生移位。
26、2.本發(fā)明中，通過(guò)設(shè)置承輻條與彈性連條的組合結(jié)構(gòu)，使夾爪組件能夠根據(jù)物料的形狀、尺寸和質(zhì)量自動(dòng)調(diào)整夾持力，適應(yīng)不同規(guī)格的物料，提高夾持穩(wěn)定性，并采用特殊的承輻條角度設(shè)計(jì)，夾持力會(huì)隨著物料重量的增加而自動(dòng)增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)重物夾持更穩(wěn)固以及輕物夾持更柔和的效果，避免因夾持力過(guò)大造成損壞，也防止夾持力不足導(dǎo)致物料掉落。
27、3.本發(fā)明中，承輻條與彈性連條組合，使動(dòng)夾板能夠根據(jù)物料的尺寸和重量進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，避免夾持力過(guò)大或過(guò)小的問(wèn)題，使夾具具備高穩(wěn)定性、自適應(yīng)夾持、減震緩沖、結(jié)構(gòu)緊湊、耐用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，能夠適應(yīng)不同規(guī)格、形態(tài)和重量的物料，提升碼垛機(jī)器人的工作效率和夾持安全性。