多尺度异形零件的抓吸一体化机械手的制作方法

本实用新型涉及机械手技术领域，具体涉及多尺度异形零件的抓吸一体化机械手，主要用于多尺度异性零件的抓取和搬运。

背景技术：

机械手被广泛应用在工业生产中，其主要作用是替代人工完成零件的抓取和搬运。由于普通机械手的材质主要是刚性材料，因此在抓取和搬运零件时，容易在物件表面留下抓取的痕迹。而且普通机械手主要用于抓取一种或者一类的物件，形状大小尺寸单一，只能抓取单一形状，尤其对于螺母类较小零件，抓取难度较大。普通的机械手存在抓取过程容易留痕，更换机械手复杂，抓取零件形状尺度单一等问题。

例如：2018年，无锡职业技术学院赵翱东公开了一种气动机械手（发明公开号：cn110202564a），旨在提供一种具有结构简单，成本低，能够在若干个固定角度间旋转，使用精准度高的优点的一种气动机械手，其技术方案要点是夹头本体与连接臂之间设有用以带动夹头本体定角度旋转的连接件，连接件包括设于连接臂内的主动盘和转动连接在连接件上并与夹头本体同轴心固定的从动盘，主动盘上延伸有驱动杆，从动盘上环绕其中心设有若干个驱动槽，驱动槽与驱动杆适配，连接臂内还设有用于带动主动盘旋转的驱动电机，这种机械手的整体结构较为简单，且使用普通的电机进行驱动，成本较为简单，同时在机械手的夹持过程中，通过连接件连接的夹头本体不易受到外力作用而旋转，避免了影响机械手的使用精准度。但是给机械手采用刚性材料作为夹头，在抓取过程中，抓取力不易控制，在零件表面留下抓取痕迹。

2019年，佛山隆深机器人有限公司陈新公开了一种云平台控制机器人的机械手（授权公告号：cn210025298u），包括底座、机械手本体和机械手臂，安装有监控装置，在工作过程中能详细的观察工作中的该装置，并通过控制面板控制，误差小，第二手臂的外表面安装有减速器，缩小了使用过程中的运动惯性，智能化程度高，通过安装移动轮，方便该装置的移动，控制面板可控制该机器的运动轨迹，在第二手臂上端安装有转轴，可使机械抓手旋转，方便夹取不同位置的物品，灵活性高，机械抓手上端安装有指示灯，指示灯与保护板电性连接，当机械手夹取时，保护板受力，指示灯会发亮，再通过控制面板进行抓取工作，使其产品不易因抓取不牢掉落损坏该物品而影响后序加工，保护板为橡胶材质制成，对抓取的物品起到保护作用。该云平台控制机器手采用u型夹具抓取物件，存在抓取形状尺寸单一，只能适用与一种或者一类形状的抓取。

2019年，浙江钱江机器人有限公司曲杰发明了一种机械手（授权公告号：cn210525088u），包括安装板、活动板以及导向杆，导向杆的一端穿设在安装板上，另一端穿设在活动板上，导向杆外套设有弹簧，活动板上固连有直线轴承，直线轴承套设在导向杆外，弹簧一端抵靠安装板，另一端抵靠直线轴承。该机械手具有夹持稳定性好的优点。但是以上机械手在抓取小尺度零件如螺母等方面具有一定难度。

针对上述问题，再根据机械手抓取动作机理，本实用新型提出多尺度异形零件的抓吸一体化机械手。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供多尺度异形零件的抓吸一体化机械手。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

多尺度异形零件的抓吸一体化机械手，其特征是，包括气动抓手、气动吸爪以及机械臂，所述气动抓手、气动吸爪均安装于机械臂的末端，并相对布置；所述气动抓手包括相对布置的柔性气动弯曲手指，每个柔性气动弯曲手指为硅橡胶材质，并沿其长度方向布置有外侧气腔、内侧气腔。

进一步的，所述机械臂由末端机械臂、中间机械臂、首端机械臂顺序连接而成，末端机械臂、中间机械臂之间以及中间机械臂、首端机械臂之间均采用转动连接。

进一步的，所述气动抓手、气动吸爪均转动连接于末端机械臂的末端。

进一步的，所述柔性气动弯曲手指为四个，两两对应放置，分别通过气动抓手固定架安装于机械臂末端。

进一步的，所述柔性气动弯曲手指的内侧壁设有增加摩擦的波纹结构，作为防滑装置。

进一步的，所述气动吸爪由具有气腔的硅橡胶帽、内置于硅橡胶帽气腔内的电动伸缩杆构成，所述电动伸缩杆的两端分别固定连接气腔内侧的顶部和底部。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

多尺度异形零件的抓吸一体化机械手由硅橡胶制成，采用柔性抓取结构，通过控制气动抓手和气动吸爪内部气压大小，完成零件的抓取，并且不会在零件表面留下痕迹；多尺度异形零件的抓吸一体化机械手采用柔性抓取结构，能够抓取形状尺度不一的零件；采用气动抓手和气动吸爪一体化设计，气动抓手负责抓取体积较大的零件，气动吸爪负责吸取体积较小的零件，气动抓手与气动吸爪两者互相配合可以抓取多尺度异形的零件。

附图说明

图1为本实用新型多尺度异形零件的抓吸一体化机械手的整体示意图；

图2为本实用新型多尺度异形零件的抓吸一体化机械手整体正视示意图；

图3为本实用新型多尺度异形零件的抓吸一体化机械手气动抓手示意图；；

图4为本实用新型多尺度异形零件的抓吸一体化机械手气动吸爪示意图；

图中：气动抓手1、气动吸爪2、末端机械臂3、中间机械臂4、首端机械臂5、柔性气动弯曲手指11、外侧气腔111、内侧气腔112、防滑装置113、气动抓手固定架12、硅橡胶帽21、电动伸缩杆22。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图所示，本实用新型气动多尺度异形零件的抓吸一体化机械手由气动抓手1、气动吸爪2、末端机械臂3、中间机械臂4、首端机械臂5等组成。气动抓手包括两两相对布置的四个柔性气动弯曲手指，每个柔性气动弯曲手指为硅橡胶材质，并沿其长度方向布置有外侧气腔、内侧气腔。柔性气动弯曲手指与气动吸爪均由气缸驱动。

气动抓手与气动吸爪与末端机械臂采用轴孔连接，可采用减速电机与转轴的结构实现自动调节安装角度。当使用其中一个时，气动抓手或者气动吸爪可以旋转至末端机械臂平行的位置。

末端机械臂与中间机械臂采用角度旋转的连接件连接；中间机械臂与首端机械臂采用角度旋转连接件连接。对于末端机械臂，角度旋转的连接件包括减速电机、伸缩杆和转轴，减速电机固定安装在末端机械臂的外表面，伸缩杆固定安装在末端机械臂的一端，转轴活动安装在伸缩杆远离末端机械臂的一端，末端机械臂另一端固定安装有气动抓手和气动吸爪。由减速电机和转轴配合，使末端机械臂完成旋转动作；由伸缩杆（电动）使末端机械臂完成伸缩动作。同理，中间机械臂、首端机械臂也是如此。

对于大物件，气动抓手包括四个弯曲手指11，当弯曲手指外侧气腔111通入高压的气体时，手指向内侧发生弯曲，相对布置的两个手指弯曲互相配合即可完成抓取物件的动作；当弯曲手指内侧气腔112通入高压的气体时，手指向外侧发生弯曲，相对布置的两个手指弯曲互相配合即可完成放置物件的动作。

对于小物件，气动吸爪2包括一个可伸缩帽（即具有气腔的硅橡胶帽21）、电动伸缩杆22。当不抓取物件时，可伸缩帽内通入高压气体；当需要抓取物件时，带有高压气体的可伸缩帽与物件接触后开始排除气体，电动伸缩杆收缩，收缩到排出气体后的硅橡胶帽可以铺开并包覆物件时，再通入高压气体，使硅橡胶帽包裹物体，即可完成吸取小物件的动作。

气动抓手1和气动吸爪2互相配合，既可以完成正常物件（大物件）的抓取，又可以完成小物件的抓取。末端机械臂3、中间机械臂4与首端机械臂5包括减速器、伸缩杆和转轴，主要负责控制气动抓手1和气动吸爪2空间位置，将气动抓手1和气动吸爪2送至适合抓取的位置，方便抓取。

多尺度异形零件的抓吸一体化机械手工作原理及使用方法为：

工作原理：由于在生产生活中，需要机械手抓取的物件尺度形状不一，普通的机械手通常只能抓取一种或者一类的物件，而且容易在零件表面留下抓取的痕迹，多尺度异形零件的抓吸一体化机械手，能够有效解决抓取能够抓取多种形状不规则物件，体积较小物件，并且不会在物件表面留下抓痕。

使用方法：首先，首端机械臂旋转至合适的空间位置；然后调整中间机械臂至适当位姿；接着调整末端机械臂，使得气动抓手和气动吸爪处于物体上方；然后根据零件大小选择合适的抓取方式，若物体体积较大，选择气动抓手，若零件体积较小，选择气动吸爪；然后通入高压气体打开抓手抓取零件或排除高压气体使得吸爪包覆零件，再通入高压抓取零件；最后根据零件需要移动的空间位置，适当调整机械臂，放置需要抓取的零件。

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