一种机器人柔性抓具的制作方法

五金工具产品及配附件制造技术1.本发明属于智能制造技术领域，涉及一种机器人柔性抓具。背景技术：2.随着目前智能制造技术的发展，在汽车、船舶、航空航天、大型机械等制造业领域，自动化和智能化水平越来越高，工业机器人使用越来越多，现有的普通机器人抓手只能从精定位放置架上抓取零件，而对于无定位的工件需要配备相应的视觉检测系统，而现有的机器人视觉系统的精度有限，不能保证高精度引导，现有的机器人抓具的只能适应从高精度放置工装上进行抓取，对于无定位的工件，现有抓手不能够很好的适应工件，抓取精度较低，可靠性较差，不能很好的适应工件，因此需要一种高精度的柔性抓具来解决此类问题。技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种机器人柔性抓具，以解决机器人无定位抓取中的抓取精度问题，通过采用柔性装置自动适应工件的位置姿态、采用相机进行视觉系统定位引导抓取，由此提高了抓取精度，实现了柔性抓取的自适应调整，提高了抓取效率。4.为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种机器人柔性抓具，包括连接装置和抓具支架，所述连接装置用于连接机器人和所述抓具支架，所述抓具支架用于安装相应的抓取机构；其特征在于，所述机器人柔性抓具还包括第一抓取机构、第二抓取机构，所述抓具支架的两端分别设置一个柔性装置并与其机械连接，所述柔性装置能够前后左右弹性移动以使所述第一抓取机构、所述第二抓取机构适应工件位置并抓取工件；所述第一抓取机构上设置有第一支架，其中一个柔性装置上安装有第一柔性连接架，所述第一支架与所述第一柔性连接架进行机械连接；所述第二抓取机构上设置有第二支架，另一个所述柔性装置上安装有第二柔性连接架，所述第二支架与所述第二柔性连接架进行机械连接。5.进一步地，所述柔性装置包括第一柔性底座、第二柔性底座、多个柔性控制机构、至少一个第一导轨、至少一个第一滑块机构、至少一个第二导轨、至少一个第二滑块机构；所述柔性控制机构在所述第一柔性底座的左右两端分别设置为至少一个并分别连接所述第一柔性底座，所述柔性控制机构在所述第二柔性底座的前后两端分别设置为至少一个并分别连接所述第二柔性底座；所述柔性控制机构上设置有柔性控制销，所述柔性控制销上设置有控制销插头，所述控制销插头能够在所述柔性控制销上弹性伸缩，不同所述控制销插头分别与所述第二柔性底座、所述第一柔性连接架、所述第二柔性连接架进行对应连接以使得所述柔性底座、所述第一柔性连接架、所述第二柔性连接架能够沿着所述柔性控制销的轴线方向弹性移动；所述第一导轨机械连接所述第一柔性底座的上表面，所述第一滑块机构机械连接所述第二柔性底座的下表面，所述第一导轨与所述第一滑块机构实现活动配合连接；所述第二导轨机械连接所述第二柔性底座的上表面，所述第二滑块机构机械连接对应的所述第一柔性连接架和/或所述第二柔性连接架的下表面，所述第二导轨与所述第二滑块机构实现活动配合连接；所述第一导轨的轴线与所述第一柔性底座上的所述柔性控制销的轴线相平行，所述第二导轨与所述第二柔性底座上的所述柔性控制销的轴线相平行。6.进一步地，所述柔性控制销上还设置有两个调节螺母，通过所述调节螺母能够调节所述柔性控制销的位置。7.可选地，还包括：第一相机、第一相机安装架、第二相机、第二相机安装架；所述第一相机通过所述第一相机安装架与所述抓具支架进行连接，所述第二相202通过所述第二相机安装架与所述抓具支架进行连接；通过所述第一相机、所述第二相机实现工件视觉信息采集。8.可选地，还包括：第三抓取机构，所述第三抓取机构上设置有第三支架，所述第三抓取机构通过所述第三支架与所述第一柔性连接架进行连接，用于提高工件定位精度和抓取可靠性。9.可选地，还包括：传感装置，所述传感装置设置在所述第二抓取机构和/或所述第一抓取机构上并与其连接，所述传感装置用于监测工件的状态。10.本发明涉及一种机器人柔性抓具，有益效果为：本发明设计合理，解决了机器人无定位抓取中的抓取精度问题，通过采用柔性装置自动适应工件的位置、采用相机进行视觉系统定位引导抓取，由此提高了抓取精度和抓取可靠性，实现了柔性抓具的自适应调整，无需先将工件定位放置，只需放在指定区域内即可，避免了自动化生产线或工作站中工件需要反复定位问题，节省了工作时间，简化了工作流程，提高了工作效率和智能化程度。附图说明11.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。12.图1为本发明实施例一提供的机器人柔性抓具立体示意图；13.图2为本发明实施例一提供的柔性装置立体示意图；14.图3为本发明实施例一提供的柔性装置另一视角立体示意图；15.图4为本发明实施例一提供的柔性装置俯视图示意图；16.图5为本发明实施例一提供的机器人柔性抓具主视图示意图；17.图6为本发明实施例二提供的机器人柔性抓具主视图示意图；18.图7为本发明实施例三提供的机器人柔性抓具主视图示意图。19.图中：20.1、连接装置；2、抓具支架；201、第一相机；202、第一相机安装架；203、第二相机；204、第二相机安装架；3、柔性装置；301、第一柔性底座；302、第二柔性底座；303、柔性控制机构；304、柔性控制销；305、控制销插头；306、调节螺母；307、第一导轨；308、第一滑块机构；309、第二导轨；310、第二滑块机构；4、第一抓取机构；401、第一支架；402、第一抓手；5、第二抓取机构；501、第二支架；502、第二抓手；6、第三抓取机构；601、第三支架；602、第三抓手；7、第一柔性连接架；8、第二柔性连接架；9、传感装置。具体实施方式21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。22.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”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”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。23.在本发明的描述中，需要说明的是，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发明中的具体含义。24.下面结合附图对本发明实施例的一种机器人柔性抓具进行详细描述。25.实施例一26.图1示出了本发明实施例一提供的机器人柔性抓具立体示意图，图2示出了本发明实施例一提供的柔性装置立体示意图，图3示出了本发明实施例一提供的柔性装置另一视角立体示意图，图4示出了本发明实施例一提供的柔性装置俯视图示意图，图5示出了本发明实施例一提供的机器人柔性抓具主视图示意图；如图1到图5所示，本发明实施例一提供的一种机器人柔性抓具，包括连接装置1和抓具支架2，连接装置1用于连接机器人和抓具支架2，抓具支架2用于安装相应的抓取机构及相应的附属机构，以实现机器人柔性抓具的相应功能，连接装置1连接到机器人上，从而将机器人柔性抓具移动到指定位置。其中，机器人柔性抓具还包括第一抓取机构4、第二抓取机构5，抓具支架2的两端分别设置一个柔性装置3并与其机械连接，柔性装置3能够前后左右弹性移动以使第一抓取机构4、第二抓取机构5适应工件位置及姿态，到达指定的位置后，依靠第一抓取机构4上的第一抓手402和第二抓取机构5上的第二抓手502能够打开和关闭，实现对工件的夹紧操作，从而抓取工件；第一抓取机构4上设置有第一支架401，其中一个柔性装置3上安装有第一柔性连接架7，第一支架401与第一柔性连接架7进行机械连接；第二抓取机构5上设置有第二支架501，其中另一个柔性装置3上安装有第二柔性连接架8，第二支架501与第二柔性连接架8进行机械连接。由此，通过抓具支架2的两端分别设置的两个柔性装置3从而实现第一抓取机构4和第二抓取机构5对工件的柔性抓取操作。27.需要说明的是，抓具支架2可以根据机器人柔性抓具的具体使用情况进行相应的结构变更或者更换，以适应多种类型和多种形状的工件，毕竟工件的形状和结构不同，直接影响抓取机构的安装位置。28.本发明实施例一提供的机器人柔性抓具中，具体地，柔性装置3包括第一柔性底座301、第二柔性底座302、多个柔性控制机构303、至少一个第一导轨307、至少一个第一滑块机构308、至少一个第二导轨309、至少一个第二滑块机构310；柔性控制机构303在第一柔性底座301的左右两端分别设置为至少一个并分别连接第一柔性底座301，实现柔性控制机构303的固定；柔性控制机构303在第二柔性底座302的前后两端分别设置为至少一个并分别连接第二柔性底座302，从而实现柔性控制机构303的固定；柔性控制机构303上设置有柔性控制销304，柔性控制销304上设置有控制销插头305，控制销插头305能够在柔性控制销304的轴线方向上弹性伸缩，不同控制销插头305分别与第二柔性底座302、第一柔性连接架7、第二柔性连接架8分别进行连接以使得柔性底座302、第一柔性连接架7、第二柔性连接架8能够沿着对应柔性控制销304的轴线方向弹性移动；具体地，如图2所示，通过在第一柔性底座301左右两端各2个柔性控制机构303，其上柔性控制销304上的控制销插头305插入到第二柔性底座302的对应的配合孔内，使得第二柔性底座302能够左右方向上弹性移动；同理，通过第二柔性底座302上前后两端分别设置2个柔性控制机构303，可以实现第一柔性连接架7或第二柔性连接架8的前后方向上弹性移动。29.本发明实施例一提供的机器人柔性抓具中，第一导轨307机械连接第一柔性底座301的上表面，第一滑块机构308机械连接第二柔性底座302的下表面，第一导轨307与第一滑块机构308实现活动配合连接，使得第一滑块机构308能够沿着第一导轨307方向进行滑动，第一导轨307设置有定位槽，第一滑块机构308上设置有凹槽，凹槽的截面形状与第一导轨307的截面形状相适应，依靠定位槽从而限制第二柔性底座302只能沿着第一导轨307的轴向方向进行移动；第二导轨309机械连接第二柔性底座302的上表面，第二滑块机构310机械连接对应的第一柔性连接架7和/或第二柔性连接架8的下表面，第二导轨309与第二滑块机构310实现活动配合连接，使得第二滑块机构310能够沿着第二导轨309方向进行滑动，第二导轨309设置有定位槽，第二滑块机构310上设置有凹槽，凹槽的截面形状与第二导轨309的截面形状相适应，依靠定位槽从而限制第一柔性连接架7和/或第二柔性连接架8只能沿着第二导轨309的轴向方向进行移动；可选地，凹槽可设置为“工”字形、燕尾形的一种，包括但不限于上述形状，只要能起到限位和滑动作用即可。值得说明的是，第一导轨307的轴线与第一柔性底座301上的柔性控制销304的中心轴线相平行，第二导轨309与第二柔性底座302上的柔性控制销304的中心轴线相平行，从而避免柔性装置3的过定位问题，利于实现在前后左右方向上在柔性控制销304的行程范围内弹性移动；另外，第一导轨307、第二导轨309的设置减少了柔性控制销304的受力和变形，提高了柔性装置3的承载能力和对工件的抓取精度。30.本发明实施例一提供的机器人柔性抓具中，柔性控制销304上还设置有两个调节螺母306，通过调节螺母306能够固定和调节柔性控制销304的位置从而实现对柔性装置3的位置调整，同时也实现柔性控制销304在柔性控制机构303中的固定，从而可以调整柔性装置3的初始位置，使得各个柔性控制销304均匀受力。31.本发明实施例一提供的机器人柔性抓具中，还包括：第三抓取机构6，第三抓取机构6上设置有第三支架601，第三抓取机构6通过第三支架601与第一柔性连接架7进行连接。其中，第三抓取机构6的设置可根据工件的具体形状进行相应相应取舍，通过设置第三抓取机构6，可以提高工件抓取的可靠性和抓取精度，增大抓紧力。32.优选地，第一抓取机构4、第二抓取机构5、第三抓取机构6采用气缸驱动；当然也可以采用其他驱动方式如电机驱动等，只要能够实现夹紧操作即可。33.本发明实施例一提供的机器人柔性抓具中，还包括：第一相机201、第一相机安装架202、第二相机203、第二相机安装架204；第一相机201通过第一相机安装架202与抓具支架2进行连接，第二相机202通过第二相机安装架204与抓具支架2进行连接；使用时，通过第一相机201、第二相机203实现工件3d视觉信息采集，之后通过对工件视觉信息的解算，得到工件的位置和放置姿态，将工件的位置和放置姿态输送给机器人后，机器人调整柔性抓具的姿态并将柔性抓具到指定位置，实现对工件的视觉定位引导作用；其中，通过第一相机201、第二相机203的使用，可以进一步弥补机器人工作站中视觉系统精度不足问题，进一步提高视觉定位的精度，提高机器人柔性抓具的抓取精度和工作效率。34.本发明实施例一提供的机器人柔性抓具中，还包括：传感装置9，传感装置9设置在第二抓取机构5和/或第一抓取机构4上并与其连接，传感装置9用于监测工件的状态，判断工件的有无和姿态正确与否等信息，防止机器人柔性抓具误抓取等操作；可选的，传感装置9可采用光电传感器、接触式位置传感器的其中一种，但不限于上述类型的传感器。35.本发明实施例一提供的机器人柔性抓具工作过程如下：将工件放置在无定位工作台上，机器人控制柔性抓具打开所有抓取机构的抓手，通过相机对工件进行视觉信息采集实现定位引导，机器人调整柔性抓具的姿态并移动到工件相应位置，柔性抓具通过柔性装置3进行工件位置的自适应调整和抓取，关闭抓取机构的抓手，机器人带动柔性抓具将工件移动到指定工位。36.与现有技术相比，本发明设计合理，解决了机器人无定位抓取中的抓取精度问题，通过采用柔性装置自动适应工件的位置、采用相机进行视觉系统定位引导抓取，由此提高了抓取精度和抓取可靠性，实现了柔性抓取的自适应调整，无需先将工件定位放置，只需放在指定区域内即可，避免了自动化生产线或工作站中工件需要反复定位问题，节省了工作时间，简化了工作流程，提高了工作效率和智能化程度。37.实施例二38.图6示出了本发明实施例二提供的机器人柔性抓具主视图示意图；本实施例二中，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，本发明的实施例二提供的机器人柔性抓具相比于实施例一提供的机器人柔性抓具，减少了传感装置9及相应的连接，相应地缺少了对工件状态进行判断的功能，本发明的实施例二适用于不需要进行工件状态识别的功能，对工件抓取要求不高的场合。39.实施例三40.图7示出了本发明实施例三提供的机器人柔性抓具主视图示意图；本实施例三中，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，本发明的实施例三提供的机器人柔性抓具相比于实施例一提供的机器人柔性抓具，减少了传感装置9、第一相机201、第一相机安装架202、第二相机203、第二相机安装架204；从而缺少了对工件状态进行判断和视觉定位引导的功能，本发明的实施例三适用于机器人柔性抓具所在的工作站中配置有较为精确的视觉检测系统或者精确定位系统，工件定位精度能够得到保证的情况。41.与现有技术相比，本发明提供的实施例设计合理，解决了机器人无定位抓取中的抓取精度问题，通过采用柔性装置自动适应工件的位置、采用相机进行视觉系统定位引导抓取，提高了抓取精度和抓取可靠性，实现了柔性抓取的自适应调整，无需先将工件定位放置，只需放在指定区域内即可，避免了自动化生产线或工作站中工件需要反复定位问题，节省了工作时间，简化了工作流程，提高了工作效率和智能化程度，而且通过不同部件的选配使用，也满足了不同用户的需求。42.有以下几点需要说明：43.(1)除非另作定义，本发明实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。44.(2)本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。45.(3)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，附图中的部分结构可能被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。46.(4)在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。47.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。









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