[发明专利]与机器人臂一起使用的末端执行器所用的可重构工具模块

说明书

技术领域

本发明涉及供机器人臂使用的末端执行器。

背景技术

在该部分中的声明仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

已知的末端执行器附接至机器人设备，以在制造过程期间操纵工件。末端执行器可利用工具模块抓取工件，将工件运输至新的位置，以及定向和释放工件。末端执行器优选可调节以允许与多重设计的工件一起使用，包括调节工具模块。已知通过手动调节末端执行器的工具模块来调节供多重设计的工件使用的末端执行器。已知的是，手动调节末端执行器器的工具模块非常费时，并且可能易于产生错误。具有末端执行器的机器人设备的应用可包括材料装卸、制造、包装和测试。

由末端执行器装卸的已知工件包括以三维形式成形并具有大的斜率和高程变化的零部件或片材金属板。但是，为自身适应工件的工具模块设计具有非常大的高度延伸和摆动角的末端执行器可能是不切实际的。

用于材料装卸（例如在冲压操作中对片材金属板的拾取和放置）的可重构末端执行器包括多个工具模块，所述工具模块具有例如真空杯之类的工件接合工具，所述工件接合工具可以被配置到末端执行器框架上的不同位置处，以便与具有变化的几何形状和尺寸的工件相互作用。由于工件的尺寸或几何形状的缘故，所以有些工具模块在与有些工件相互作用时可能不接合。冗余的工具模块可在可重构末端执行器上移动，以避免干涉。用于禁止到冗余工件接合工具的动力的已知方法和系统包括给工具中的每个工具配备单独可控的真空供应，但这增加了部件以及相关的控制系统。可替代地，冗余的工件结合工具可以被去除，但是这增加了安装时间。

发明内容

一种用于末端执行器的可重构的工具模块，其包括被附接至摆臂的可调节高度的壳体。可调节高度的壳体包括阀芯和终止于工件接合工具处的流动路径。阀芯被配置成当可调节高度的壳体处于第一位置时中断流动路径。阀芯被配置成当可调节高度的壳体移离第一位置时打开流动路径。

本发明还包括以下方案：

1. 一种用于末端执行器的可重构的工具模块，包括：

可调节高度的壳体，所述可调节高度的壳体附接至摆臂；

所述可调节高度的壳体包括阀芯和终止于工件接合工具处的流动路径；

所述阀芯被配置成当所述可调节高度的壳体处于第一位置时中断所述流动路径；以及

所述阀芯被配置成当所述可调节高度的壳体移离所述第一位置时打开所述流动路径。

2. 根据方案1所述的可重构的工具模块，其中，所述可调节高度的壳体以可滑动的方式附接至从所述摆臂伸出的导杆。

3. 根据方案2所述的可重构的工具模块，其中，所述可调节高度的壳体还包括锁定机构，所述锁定机构被配置成与所述导杆相互作用，以相对于所述摆臂将所述工件接合工具紧固在预定高度处。

4. 根据方案1所述的可重构的工具模块，其中，所述阀芯被配置成与从所述摆臂伸出的柱塞相互作用，以中断所述流动路径。

5. 根据方案1所述的可重构的工具模块，其中，所述可调节高度的壳体经由旋转接头机构连接至所述工件接合工具。

6. 根据方案1所述的可重构的工具模块，其中，所述阀芯被配置成当所述可调节高度的壳体处于所述第一位置时中断到所述工件接合工具的真空。

7. 根据方案1所述的可重构的工具模块，其中，所述阀芯被配置成当所述可调节高度的壳体移离所述第一位置时允许到所述工件接合工具的真空。

8. 一种用于可附接至机器人臂的末端执行器的可重构的工具模块，包括：

可调节高度的壳体，所述可调节高度的壳体附接至臂，所述臂耦联至所述末端执行器；

所述可调节高度的壳体包括阀体和阀芯；

所述可调节高度的壳体经由流动路径耦联至工件接合工具；

所述阀芯被配置成当所述可调节高度的壳体处于第一位置时中断到所述工件接合工具的真空；以及

所述阀芯被配置成当所述可调节高度的壳体移离所述第一位置时允许到所述工件接合工具的真空。

9. 根据方案8所述的可重构的工具模块，其中，所述可调节高度的壳体以可滑动的方式附接至从所述臂伸出的平行导杆。

10. 根据方案9所述的可重构的工具模块，其中，所述可调节高度的壳体还包括锁定机构，所述锁定机构被配置成与所述平行导杆相互作用，以相对于所述臂将所述工件接合工具紧固在预定高度处。