一种抓取装置的制作方法

本实用新型涉及工业生产技术领域，尤其涉及一种抓取装置。

背景技术：

近些年来，在机械制造、冶金、电子等工业领域的生产线上，机械臂发展迅速，而机械臂在工作的过程中，抓取是很重要的一步，能不能准确灵活的实现抓取，关系到机械臂工作是否能够成功完成。在原材料夹取，成品分拣等重要环节，机械抓手的抓取都承担着重要的角色，目前大部分的夹取只是关注着如何进行夹取与放置。而在一些特殊的领域或场合，不仅需要对样品进行夹取，同时也需要对于样品施加一定的压力而且需要对样品表面形成自适应承载平面，目前的机械臂无法解决该问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种抓取装置及其抓取方法，能够在被抓取物件施加抓取力的同时还能给被抓取物端面施加压力和自动与被抓取物表面贴平，具有研磨抛光工作中稳定抓取物的端面压力，同时又有自适应承载平面能力的技术效果。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种抓取装置，包括气动三爪装置、机械三爪、抓手手指、气缸体、设置在机械臂载体上的固定螺柱；

所述气动三爪装置设置在固定螺柱上；所述机械三爪设置在气动三爪装置上；所述抓手手指设置在机械三爪上；

所述气动三爪装置设置螺栓孔；所述气缸体通过螺栓进入螺栓孔固定在气动三爪装置下端；所述气缸体内安装有活塞；所述活塞本体上设置有环型槽；所述环型槽内设置有密封圈；所述活塞内连接平头万向螺栓；所述平头万向螺栓套有与活塞端面接触的弹簧。

进一步地，所述气缸体内设置导向键，所述活塞设置有与导向键滑动配合的导向槽。

进一步地，所述抓取装置还包括气动加压装置；所述气动加压装置与所述气缸体连通，并控制活塞的工作状态。

进一步地，所述气动三爪装置具有气动三爪；所述气动三爪可设置成四爪或更多；所述气动加压装置与气动三爪连通，并控制气动三爪的工作状态；

所述气动加压装置包括气源及与其通过管路依次连通的储气罐、过滤器、减压阀一、电磁阀一、调速阀一、气动三爪；所述电磁阀一依次通过管路连通有减压阀三、调速阀三、气动三爪；

所述减压阀一与过滤器之间通过管路依次连接有减压阀二、电磁阀二、调速阀二、气缸体。

进一步地，所述气缸体底部设置成为喇叭口。

进一步地，所述机械三爪可根据需要设置成四爪或更多；所述抓手手指可以根据需要设置成四爪或更多。

进一步地，所述的平头万向螺栓具有带球头的螺栓和平头，所述平头上设置与球头转动配合的球型槽。

本实用新型的技术效果和优点：

本实用新型的一种抓取装置，包括气动三爪装置、机械三爪、抓手手指、气缸体、设置在机械臂载体上的固定螺柱；所述气动三爪装置设置在固定螺柱上；所述机械三爪设置在气动三爪装置上；所述抓手手指设置在机械三爪上；所述气动三爪装置设置螺栓孔；所述气缸体通过螺栓进入螺栓孔固定在气动三爪装置下端；所述气缸体内安装有活塞；所述活塞本体上设置有环型槽；所述环型槽内设置有密封圈；所述活塞内连接平头万向螺栓；所述平头万向螺栓套有与活塞端面接触的弹簧。本实用新型因为采用可连接气动加压装置的气动三爪装置可以实现对工件抓取和放置的手动操作和自动操作，又因为采用可连接气动加压装置的气缸体使得活塞和手动或自动进行工作，并且因为活塞端设置平头万向螺栓所以可以在抓取工件后对工件施加于压力的同时自动与工件的平面找平、贴平，整个方案既保证了对工件抓取和放置的稳定性，也保证了需要对工件施加压力稳定压力的需求，保证了工件在本抓取装置下可以高精度的被加工或处理。具有抓取自如，稳定性好，保证加工作业精度的技术效果。

2.本实用新型的抓取实现方法，适应一些特定场合，满足机械抓手抓取放置的功能，并且提供了对于抓取物的端面压力，同时又有自适应承载平面的能力。

3.本实用新型对于特殊的工作场合有很好的应用，在研磨抛光工作中，能完全取代人工，并且所起到的作用是传统机械手无法达到的。

4.抓取采用气动，夹取和上部加压压力相互协调，采用自动调节的方式，达到很好的效果。

5.对于抓取物的端部施压，采用气动加压的方式，压力的大小可以通过调节气压的大小来实现。可以采用电空比例阀的控制方式，自动控制其他的大小实现压力的调节。同时，可以在端部采用压力检测的方式实现闭环控制。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图1的剖视图；

图4为图1的仰视图；

图5为本实用新型的整体结构拆分示意图；

图6为本实用新型的气路原理图示意图。

图中，1-固定螺柱，2-气动三爪装置；3-机械三爪；4-抓手手指；5-气缸体；51-进气孔；6-六角螺母；7-导向键；8-活塞；9-密封圈；10-平头万向螺栓；11-弹簧；12.1-气源；12.2-储气罐；12.3-过滤器；12.4-减压阀一；12.5-电磁阀一；12.6-调速阀一；12.7-减压阀二；12.8-电磁阀二；12.9-调速阀二；12.10-减压阀三；12.11-调速阀三；101-平头，102球头；21-上侧气孔，22-下侧气孔；81-导向槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本专利由于采用的部件较多使用的原理较多，如有器件或原理及附图未进行详细描述的均采用现有技术，本领域技术人员在理解本专利全文精神的基础上可以就普通知识补充未详细描述的部分，比如三爪装置、气动三爪、气缸体的螺栓固定方式等。

实施例1，结合附图1-6做以下描述；

本申请实施例中的一种抓取装置，包括气动三爪装置2、机械三爪3、抓手手指4、气缸体5、设置在机械臂载体上的固定螺柱1；所述气动三爪装置2设置在固定螺柱上1；所述机械三爪3设置在气动三爪装置2上；所述抓手手指4设置在机械三爪3上；所述气动三爪装置2设置螺栓孔；所述气缸体5通过螺栓（螺栓与六角螺母6配合）进入螺栓孔固定在气动三爪装置2下端；所述气缸体5内安装有活塞8；所述活塞8本体上设置有环型槽；所述环型槽内设置有密封圈9；所述活塞8内连接平头万向螺栓10；所述平头万向螺栓10套有与活塞8端面接触的弹簧11。活塞8在气缸体5内上下滑动，压紧物品。所述平头万向螺栓10可以使得物品与其下侧面自适应承载面。在未工作状态，所述弹簧11保证了所述的平头万向螺栓下底面完全水平。

本实用新型将气动加压装置与控制电脑进行连接，通过控制电脑启动气动加压装置，因为采用可连接气动加压装置的气动三爪装置可以实现对工件抓取和放置的手动操作和自动操作，又因为采用可连接气动加压装置的气缸体使得的活塞和手动或自动进行工作，并且因为活塞端设置平头万向螺栓所以可以在抓取工件后对工件施加于压力的同时自动与工件的平面找平、贴平，整个方案既保证了对工件抓取和放置的稳定性，也保证了需要对工件施加压力稳定压力的需求，保证了工件在本抓取装置下可以高精度的被加工或处理。

实施例2，结合附图1-6做以下描述；

在实施例1的基础上，如图1-6所示，进一步地，所述气缸体5内设置导向键7，所述活塞8设置有与导向键7（导向键通过螺钉固定在气缸体5内上顶部）滑动配合的导向槽81。所述导向槽81（即图中所示的两个凸起之间形成的空间）和导向键7可以使活塞在预定范围内滑动而不产生转动。进一步地，所述抓取装置还包括气动加压装置12；所述气动加压装置12与所述气缸体5连通，并控制活塞8的工作状态。气动加压装置可以自动或手动控制活塞的运动或停止进而控制平头万向螺栓对工件表面施加压力的大小。

进一步地，所述气动三爪装置2具有气动三爪（图中未示意常规结构）；所述气动三爪可设置成四爪或更多；所述气动加压装置与气动三爪连通，并控制气动三爪的工作状态；

所述气动加压装置12包括气源12.1及与其通过管路依次连通的储气罐12.2、过滤器12.3、减压阀一12.4、电磁阀一12.5、调速阀一12.6、气动三爪（下侧气孔22）；所述电磁阀一12.5依次通过管路连通有减压阀三12.10、调速阀三12.11、气动三爪（具体是与上侧气孔21）；

所述减压阀一12.4与过滤器12.3之间通过管路依次连接有减压阀二12.7、电磁阀二12.8、调速阀二12.9、气缸体5（具体是进气孔51）。

进一步地，所述气缸体5底部设置成为喇叭口。设置成喇叭口便于在抓取时工件的进入，扩大了抓取的空间范围。

进一步地，所述机械三爪3可根据需要设置成四爪或更多；所述抓手手指4可以根据需要设置成四爪或更多。当碰到较重或多面工件时，可以采用四爪甚至更多来保证抓取的稳定性，保证加工质量。

进一步地，所述的平头万向螺栓10具有带球头102的螺栓和平头101，所述平头101上设置与球头102转动配合的球型槽103。采用球头和球型槽可以使平头在不平整工件表面进行找平或贴平保证施加压力的稳定性和接触面积大，保证了加工过程中不产生位移的发生，提供加工精度。

本实用新型的工作原理如下：

启动气源对空气进行压缩，并将压缩的空气输送给储气罐以保证本专利的抓取装置使用气压，过滤器对压缩空气进行过滤避免对抓取装置产生影响；当减压阀不通电时，气动三爪装置具有的三爪气缸2.1（三爪气缸驱动气动三爪打开或闭合）下侧气孔22进气，上侧气孔21排气，气动三爪打开（特别说明，指由气动三爪驱动机械三爪再驱动抓手手指，前述三者一体联动，所以可以指抓手手指打开）。当减压阀通电时，三爪气缸下侧气孔22排气，上侧气孔21进气，气动三爪闭合抓取物品；当需要抓取工件时，减压阀一通电后先对过滤后的空气进行减压，三爪气缸下侧气孔22排气，上侧气孔21进气，气动三爪闭合抓取物品；其中减压阀三，用来控制三爪的抓取力，调速阀三用来控制气动三爪的闭合的速度，调速阀一用来控制气动三爪的打开的速度；抓取工件后需要对工件表面施加固定压力时（大于被加工的压力）在加压气缸（气缸体5）的作用气路上，减压阀三进行减压，电磁阀二控制通断，当电磁阀二不通电的时候，气路断开，不加压。当电磁阀二通电的时候，气路接通，此时通过加压气缸的进气孔51进行加压活塞下移，平头万向螺栓贴平或找平工件表面施加稳定的压力进行固定工件。在优选的实施例中，此处可以配合加工电脑程序设置进行自动控制气压大小，从而实现加压力大小的自动控制。也可以需要时进行手动调节，调节可以根据需要按照本专利的原理对相关电磁阀或和调速阀或和减压阀进行调节。

本实施例中，所述的一种抓取装置及方法，相对于传统的抓取方式，在研磨抛光的作业过程中，有着绝对的优势。通过平头万向螺栓装置，保证了物品下面与承载面实时的贴合平行，同时保证每一个贴合点的压力均匀分布，解决了研磨抛光过程中，抛光面不平整的问题。气动三爪装置2驱动机械三爪3和抓手手指4开合，抓取物品。气动驱动活塞8在气缸体5内上下活动，压紧物品。所述平头万向螺栓10可以使得物品下侧面自适应承载面。在未工作状态，所述弹簧11保证了所述的平头万向螺栓下底面完全水平。所述一种抓取装置及方法,适用于研磨抛光工艺过程，所述导向键7与活塞8上端配合，可以防止研磨抛光过程中活塞旋转。所述的气缸体上部设置有三个圆周方向均布的孔，连接在气爪装置上的三个螺柱上，通过六角螺母锁紧。所述的活塞设置在气缸体的内部，活塞的上部有一个槽。所述的导向键连接在气缸体的内部顶面，所述的活塞体的槽与所述的导向键之间紧密贴合，限制了活塞体在伸缩过程中可能存在的旋转运动。所述的活塞侧面有圆周方向的槽，在槽内设置有密封圈。所述的平头万向螺栓连接在活塞内，连接依靠螺纹配合连接。所述平头万向螺栓与活塞之间设置有弹簧。所述气缸体的上侧设置有进气孔，压缩空气通过进气孔进入气缸体作用于活塞。

本实用新型的抓手可以安装在机械臂的末端，当所述的气缸体，在机械臂的驱动下，中心对准被夹取物品，抓手手指在气动作用下，夹取物品。在机械臂的驱动下，抓手到达工作位置，这时，气缸体内部进入压缩空气，活塞被外推动，物品被施加一个压力。物品的外面与承载面贴合。在所述平头万向螺栓的作用下，物品的外面与承载面完全贴合。

本实用新型的实施例之一，见图6，整个抓手系统动力由压缩空气提供。整个压缩空气气路系统包括：气源、储气罐、过滤器、减压阀、电磁阀、调速阀、三爪气缸、加压气缸。气源提供压缩空气，储气罐储存压缩空气保持压力，过滤器作为净化压缩空气。在三爪气缸的作用气路上，减压阀先进行初步的减压，电磁阀用来控制三爪气缸的开闭。当减压阀不通电时，三爪气缸下侧气孔进气，上侧排气，三爪打开。当减压阀通电时，三爪气缸下侧气孔排气，上侧进气，三爪闭合抓取物品。调速阀可以控制三爪打开和闭合的速度。在上侧之路上的减压阀，用来控制三爪的抓取力。特殊地，在一些实施例中，此处可以进行自动控制气压大小。在加压气缸的作用气路上，减压阀进行减压，电磁阀控制通断，当电磁阀不通电的时候，气路断开，不加压。当电磁阀通电的时候，气路接通，此时加压气缸进行加压。特殊地，在一些实施例中，此处可以进行自动控制气压大小，从而实现加压力大小的控制。

本实用新型的工作流程如下：

1.在到达被抓取物品位置之前，气动三爪装置驱动机械三爪上的手指打开。

2.到达抓取物位置以后，气动三爪装置驱动三个抓手手指闭合，抓取物品。

3.到达工作位置以后，气缸体内充气，气动驱动活塞下行，平头万向螺栓紧压物品，物品与承载面紧密贴合。

4.工作完成后，到达指定位置，气动三爪装置驱动三个抓手手指打开，放置物品。

实施例3，结合附图1-6做以下描述；

在实施例1、2构思的基础上，一种抓取方法，具有如下步骤：

步骤1、将气动加压装置与控制电脑进行连接，通过控制电脑启动气动加压装置，气源压缩空气并输送给储气罐，同时摆放好待加工工件及调整气动三爪装置位置对准待加工工件；

步骤2、通过控制气动加压装置给气动三爪装置加气，气动三爪装置驱动机械三爪上的三个抓手手指打开；

步骤3、待加工工件进入抓手手指可抓取范围后，气动三爪装置驱动三个抓手手指闭合，抓取物品，并进行预定位置位移；

步骤4、到达预定位置以后，通过控制气动加压装置给气缸体内充气，驱动活塞下行，平头万向螺栓紧压物品，物品与承载面紧密贴合，此时对待加工工件进行加工；

步骤5、加工完成后，抓取装置位移至指定位置，通过控制气动加压装置气动三爪装置驱动三个抓手手指打开同时控制活塞不在给工件施加压力，放置物品。

所述步骤2或3中的通过控制气动加压装置给气动三爪装置加气包括：

当需要抓取工件时，减压阀先对过滤后的空气进行减压，给电磁阀一通电，然后气缸体下侧气孔排气，上侧气孔进气，三爪闭合抓取物品；抓取过程中需要调节抓取力时，控制减压阀三，来达到控制气动三爪的抓取力；抓取过程中需要对抓取速度进行调节时，控制调速阀三来达到控制气动三爪的闭合的速度；

加工完成后放置工件时，控制调速阀一来控制气动三爪的打开的速度，进而控制放置加工后工件的速度。

所述步骤2或3中的通过控制气动加压装置给气动三爪装置加气包括当减压阀通电时，三爪气缸下侧气孔排气，上侧气孔进气，气动三爪闭合抓取物品；当需要抓取工件时，减压阀一通电后先对过滤后的空气进行减压，三爪气缸下侧气孔排气，上侧气孔进气，三爪闭合抓取物品；其中减压阀三，用来控制三爪的抓取力，调速阀三用来控制气动三爪的闭合的速度，调速阀一用来控制气动三爪的打开的速度；抓取工件后需要对工件表面施加固定压力时（大于被加工的压力）在加压气缸的作用气路上，减压阀三进行减压，电磁阀二控制通断，当电磁阀不通电的时候，气路断开，不加压。

所述步骤4通过控制气动加压装置给气缸体内充气包括在加压气缸的作用气路上，控制减压阀三进行减压，电磁阀二控制通断；当需要给待加工工件施加压力时，给电磁阀二通电，气路接通，气缸体进行加压，活塞向下移动通过平头万象螺栓对待加工工件表面施加稳定的压力。

需要卸掉压力时，断开电磁阀二电源，气路断开，活塞上移，解除加工后的工件表面压力。

进一步地，总的来说，将气动加压装置与控制电脑进行连接，通过控制电脑启动气动加压装置，并将压缩的空气输送给储气罐以保证本专利的抓取装置使用气压，过滤器对压缩空气进行过滤避免对抓取装置产生影响；当减压阀不通电时，气动三爪装置具有的三爪气缸（三爪气缸驱动气动三爪打开或闭合）下侧气孔22进气，上侧气孔21排气，气动三爪打开（特别说明，指由气动三爪驱动机械三爪再驱动抓手手指，前述三者一体联动，所以可以指抓手手指打开）。当减压阀通电时，三爪气缸下侧气孔22排气，上侧气孔21进气，气动三爪闭合抓取物品；当需要抓取工件时，减压阀一通电后先对过滤后的空气进行减压，三爪气缸下侧气孔22排气，上侧气孔21进气，气动三爪闭合抓取物品；其中减压阀三，用来控制三爪的抓取力，调速阀三用来控制气动三爪的闭合的速度，调速阀一用来控制气动三爪的打开的速度；抓取工件后需要对工件表面施加固定压力时（大于被加工的压力）在加压气缸（气缸体5）的作用气路上，减压阀三进行减压，电磁阀二控制通断，当电磁阀二不通电的时候，气路断开，不加压。当电磁阀二通电的时候，气路接通，此时通过加压气缸的进气孔51进行加压活塞下移，平头万向螺栓贴平或找平工件表面施加稳定的压力进行固定工件。特殊地，在优选的实施例中，此处可以配合加工电脑程序设置进行自动控制气压大小，从而实现加压力大小的自动控制。也可以需要时进行手动调节，调节可以根据需要按照本专利的原理对相关电磁阀或和调速阀或和减压阀进行调节。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计思路或原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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