本發明涉及碼垛機器人，具體為一種龍門式碼垛機器人彈性夾具。

背景技術：

1、在現代工業生產和物流搬運領域，機器人碼垛技術已廣泛應用于各類生產線，以提高作業效率并降低人工成本。其中，夾具作為碼垛機器人關鍵的末端執行機構，其設計直接影響到夾持物料的穩定性、安全性和適應性。

2、現有夾具主要包括機械夾爪、氣動夾爪、電磁夾爪等形式，但在實際應用中仍然存在以下技術問題：

3、夾持穩定性不足，易導致物料滑動或掉落：現有機械夾爪大多采用固定夾板進行夾持，受力面較小，無法均勻分布夾持力，導致部分物料在夾持過程中可能發生滑移或掉落，影響搬運穩定性。對于表面光滑或重心偏移的物料，傳統夾爪因夾持力不足或受力不均，往往需要額外增加防滑結構，導致夾具整體復雜度提升，成本增加。

4、夾持力不可調節，難以適應不同物料：傳統夾具通常采用固定夾緊機構，對不同規格、形狀或質量的物料適應性較差，需要更換夾具或調整機械結構，影響生產效率。夾持力過大會導致易碎或柔性物料損壞，而夾持力不足則可能導致物料掉落，無法兼顧不同種類物料的搬運需求。

5、結構復雜，維護成本高：現有部分夾具設計過于復雜，如采用多個驅動部件或獨立的調節機構，增加了夾具的重量和體積，使得機器人執行夾持動作時的響應速度下降。復雜的機構設計也會導致維護成本上升，夾具的更換和維修較為繁瑣，不利于長期穩定運行。

6、因此，需要一種能夠提供穩定夾持力、可自適應調整夾持強度，并具備良好通用性的夾爪結構，以提升夾持效率并降低維護成本。針對上述問題，本發明提出了一種采用定夾板與動夾板配合，并通過承輻條提供支撐作用，同時結合彈性連條進行夾持力自適應調節的夾具結構，以提升夾持穩定性、適應不同規格物料并優化整體夾持效果。

技術實現思路

1、本發明旨在解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

3、一種龍門式碼垛機器人彈性夾具，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構，其上表面設置有若干組安裝孔，用于通過螺栓將所述上安裝板與龍門式機器人連接；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型導架和夾爪支撐臂，且夾爪支撐臂對稱布置于u型導架的兩側，夾爪支撐臂底端與夾持臂的頂端轉動連接，所述夾持臂的頂面設有連頭耳并轉動連接有連動桿，所述連動桿的表面活動套接有轉動安裝于夾爪支撐臂內側的軸套塊，所述控制氣缸的輸出端與連動桿的端部活動連接；所述上安裝板表面活動安裝有吊耳座，所述吊耳座的表面固定安裝有滑動套接于u型導架內側的桁滑桿；

5、上安裝板采用矩形結構，其上表面開設有若干組安裝孔，用于通過螺栓將上安裝板固定至龍門式機器人上。其表面固定安裝控制氣缸，用于驅動夾持臂進行夾持動作。u型導架固定安裝在上安裝板的底面，并沿其長度方向布置。夾爪支撐臂對稱布置于u型導架的兩側，夾爪支撐臂底端與夾持臂頂端轉動連接，確保夾持臂能夠實現穩定的旋轉運動。通過上安裝板的安裝孔與龍門式機器人連接，確保夾具在工作過程中牢固固定。控制氣缸的安裝使得夾具能夠進行精確的夾持控制，確保物體在搬運過程中穩定夾持。

6、夾持臂的頂面設有連頭耳，并通過連動桿與控制氣缸和夾爪支撐臂協同運動。連動桿的表面活動套接有轉動安裝于夾爪支撐臂內側的軸套塊，使夾持臂能夠相對于夾爪支撐臂轉動，保證夾持臂的穩定運動。連動桿的配合使用使得夾持臂可以精確旋轉，實現夾具的精準夾持動作，確保夾具能夠根據物體的不同形狀和尺寸進行自適應夾持。

7、所述夾爪組件包括定夾板、動夾板和若干承輻條，所述定夾板的頂端和側面分別設有與夾持臂表面固定連接的吊桿和定連桿，所述定夾板的一側固定安裝有固定板，所述承輻條的兩端設有軸頭，且承輻條的兩端通過軸頭與固定板和動夾板的表面轉動連接，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，各個相鄰承輻條之間固定連接有彈性連條，所述桁滑桿與連動桿的端部活動連接。

8、夾爪組件包括定夾板、動夾板和若干承輻條。定夾板的頂端通過吊桿固定連接至夾持臂，側面設有定連桿。動夾板與定夾板相對布置，并用于夾持物體。承輻條通過軸頭與固定板和動夾板轉動連接，多個承輻條呈斜向平行布置，并通過彈性連條連接，提供夾持力的彈性緩沖作用。定夾板和動夾板的配置使得夾具可以穩定地夾持物體，承輻條的斜向布置提供了夾持時的彈性調整，使夾具能夠自適應不同重量的物體，確保穩定抓取。

9、優選的，所述控制氣缸的數量為兩組，分別位于吊耳座的兩側，用于驅動兩個呈關于吊耳座原點對稱布置的連動桿進行偏轉運動。

10、控制氣缸與連動桿設計：所述控制氣缸為兩組，分別位于吊耳座兩側，用于驅動兩個連動桿進行偏轉運動。連動桿端部轉動套接于桁滑桿表面，桁滑桿沿u型導架內側垂直上安裝板表面方向滑動。控制氣缸的雙組設計能夠在物體的抓取過程中提供更均衡的力，增強夾持動作的穩定性。桁滑桿的設計使得夾具在運輸過程中提供平穩的支撐和緩沖，減少震動對物體的影響。

11、優選的，所述上安裝板表面開設有用于吊耳座垂直上安裝板表面滑動的套孔，所述桁滑桿沿u型導架內側垂直上安裝板表面方向滑動，所述連動桿的端部轉動套接于桁滑桿的表面。

12、優選的，所述動夾板一側設有若干防滑凸棱，用于提高動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、優選的，所述定夾板和動夾板內側的承輻條從上至下寬度逐漸增大。

14、優選的，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，承輻條之間的各個彈性連條依次連接。

15、優選的，定夾板和動夾板的表面均設有與軸頭相適配的凹槽，所述承輻條為金屬片狀結構。

16、優選的，所述夾爪組件的數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、本夾具設計能夠在物體夾持時提供自動增力和調整夾持角度的功能，適應物體的重量變化，確保夾持過程的穩定性，具體夾持過程如下：

18、初始狀態：夾持臂處于放松狀態，動夾板和定夾板之間存在間隙，承輻條呈斜向布置，未受力狀態下夾爪組件保持開放。

19、夾持動作：控制氣缸推動連動桿旋轉，帶動夾持臂向內偏轉，使動夾板向定夾板方向靠攏，實現物體的夾持。承輻條自動調整角度，夾持力隨著物體重量的增加而增強。

20、運輸階段：碼垛機器人開始提升夾持物體，桁滑桿沿u型導架內側滑動，夾爪組件隨夾持臂同步抬升，穩定搬運物體。

21、釋放物體：控制氣缸回縮，連動桿帶動夾持臂外擴，使動夾板遠離定夾板，釋放物體。

22、進一步的，防滑設計與彈性緩沖：動夾板表面設有防滑凸棱，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，減少運輸過程中震動對夾持效果的影響。防滑凸棱有效增加夾持物體的摩擦力，防止物體在搬運過程中滑落。彈性連條提供彈性緩沖，確保夾具能夠有效吸收運輸過程中的沖擊，避免物體松脫。

23、夾持力調節與自適應設計：承輻條呈斜向布置，并通過彈性連條相互連接，在夾持過程中，根據物體重量自動調整夾持力，確保夾持的穩定性和安全性。通過這種自適應夾持設計，夾具可以在不同重量的物體上進行精準的夾持，確保每次夾持都能達到最佳的效果。

24、本發明所取得的有益效果為：

25、1.本發明中，夾具采用定夾板與動夾板配合，并通過承輻條在夾持過程中提供支撐作用，使夾持面受力均勻，避免物料滑動或脫落；動夾板表面的防滑凸棱設計進一步提高了夾持力和摩擦力，確保物料在搬運過程中不會發生移位。

26、2.本發明中，通過設置承輻條與彈性連條的組合結構，使夾爪組件能夠根據物料的形狀、尺寸和質量自動調整夾持力，適應不同規格的物料，提高夾持穩定性，并采用特殊的承輻條角度設計，夾持力會隨著物料重量的增加而自動增強，實現重物夾持更穩固以及輕物夾持更柔和的效果，避免因夾持力過大造成損壞，也防止夾持力不足導致物料掉落。

27、3.本發明中，承輻條與彈性連條組合，使動夾板能夠根據物料的尺寸和重量進行適應性調節，避免夾持力過大或過小的問題，使夾具具備高穩定性、自適應夾持、減震緩沖、結構緊湊、耐用性強等優勢，能夠適應不同規格、形態和重量的物料，提升碼垛機器人的工作效率和夾持安全性。