[发明专利]铸造机器人用自适应气动抓手

说明书

技术领域

本发明属于工业机器人设备技术领域，特别涉及一种铸造机器人用自适应气动抓手。

背景技术

工业机器人高度的柔性化能够满足现代化绿色铸造生产中的各种特殊要求，铸造生产采用机器人，不仅可把操作工人从繁重、单调的体力劳动中解放出来，节约劳动力，而且还是提高铸件生产效率、制造精度和质量、实现铸造生产机械化、自动化及文明化的重要手段。铸造机器人不仅可用于压铸、精铸生产中的铸件搬运和传送，还可用在砂型铸造的造型、制芯、下芯、浇注、清理以及检验等工序中。而铸造机器人执行取芯、组芯、下芯和搬运等作业任务时，除机器人本体外，作为末端执行器的机器人抓手便成为重要的关键设备。在中大型铸件的生产中，浇口杯、砂芯组件和铸件的尺寸、重量都比较大，执行取芯、组芯、下芯、浇注和搬运作业难度大，要求高。目前，现有机器人抓手多为外夹式，其主要特点为从外部夹持工件，抓手的尺寸相对比较大。尤其是针对类似浇口杯等中空类工件，执行抓取任务时没有合适的机器人抓手，尤其是缺少能够同时满足圆柱和圆台两类形状的工件抓取的自适应机器人抓手。

针对铸件抓取中存在的问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。申请号为201621329359.4的中国专利公开一种小型内撑式启动机械手，包括滑块、导向套、基座和均匀布置的连杆和卡爪，利用小型气缸伸缩缸的伸缩带动滑块和连杆上下移动，驱动卡爪张紧和放松，但三个卡爪与工件之间只能实现点接触，卡爪与工件内表面的接触面积过小，容易对工件夹持点造成损伤，不适合抓取浇口杯或中空砂芯组件或材质较软的铸件。申请号为201520758016.9的中国专利公开一种环形物件抓取机械手，包括抓取机构、抓取移动机构和抓取驱动机构，抓取驱动机构通过驱动多个抓取爪，使多个抓取爪的撑开端同时向外旋转并在环形物件的内环内撑开从而实现对环形物件的抓取，抓取爪与工件之间属于刚性接触，主要适合线盘和轮胎的抓取，不适合浇口杯、砂芯等工件的抓取。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种铸造机器人用自适应气动抓手，能够用于铸造机器人针对中大型铸件在铸造成型过程中执行取芯、组芯、下芯和搬运等作业时对工件进行抓取，能同时满足圆柱和圆台两类工件的自适应抓取作业要求，提高铸造生产的作业效率、稳定性和安全性，降低劳动强度和生产成本，可克服现有技术的缺陷。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种铸造机器人用自适应气动抓手，包括连接支座、主支架、上夹紧装置、下夹紧装置和自适应调节连杆组件。其中，所述的连接支座包括连接法兰和连接支板，在所述的连接法兰上设有与铸造机器人手部法兰相连接的安装孔，所述的连接支板的内侧端与连接法兰固连，所述的连接支板的外侧端与主支架的上端固连。所述的主支架位于连接支座的下方，用于支撑和安装上夹紧装置、下夹紧装置和自适应调节连杆组件。所述的上夹紧装置、下夹紧装置分别固定安装在主支架的上下两端，用于夹紧被抓取工件；所述的上夹紧装置与下夹紧装置通过自适应调节连杆组件相连接。所述的自适应调节连杆组件安装在主支架的内侧中间部位，用于连接上夹紧装置和下夹紧装置并辅助调整上夹紧装置和下夹紧装置的姿态；所述的自适应调节连杆组件的上端与上夹紧装置的下端通过铰链相连接，所述的自适应调节连杆组件的下端与下夹紧装置的上端通过铰链相连接。所述的上夹紧气缸和下夹紧气缸采用双作用气缸，在保证对被抓取工件产生足够的相同夹紧力的前提下，还具有缓冲和减振的功能，避免对被抓取工件表面造成损伤。所述的上夹紧气缸、下夹紧气缸均通过管路与电磁换向阀、安全阀及气源相连接。

所述的主支架包括垂直支板、上围板和下围板。其中，所述的垂直支板用于固定和安装上夹紧装置、下夹紧装置和自适应调节连杆组件，所述的上围板和下围板用于连接和固定垂直支板。所述的上围板位于垂直支板的上端且与垂直支板固连，所述的下围板位于垂直支板的下端且与垂直支板通过螺钉相固连，所述的上围板与连接支座中的连接支板的外侧端通过螺钉相固连。

所述的上夹紧装置包括上夹紧气缸、上夹爪和上拉簧。其中，所述的上夹紧气缸的缸体部分安装在垂直支板的上端外侧，上夹紧气缸的活塞杆前端位于垂直支板的上端内侧，用于为上夹爪的夹紧动作提供动力；所述的上夹爪位于主支架的内部上端，用于夹紧和抓取工件；且上夹紧气缸的活塞杆前端与上夹爪的中部通过铰链相连接；所述的上拉簧位于垂直支板的上端内侧，且位于上夹紧气缸的活塞杆的上方，用于为上夹爪在完成抓取作业后自主恢复到初始状态提供动力，所述的上拉簧的内侧端钩挂在上夹爪上，所述的上拉簧的外侧端钩挂在垂直支板上。