CN101524845B - 夹持机构 - Google Patents

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Abstract

一种夹持机构，其用于夹持物料，该夹持机构包括卡持件、紧固件、顶针、卡合件、弹性件及制动体，该卡持件包括凸设于其下方的一段夹持部及由该夹持部底端延伸出的一个倾斜部，该卡持件上开设有一个贯穿其顶部及底部的通孔以及开设于其夹持部的圆周侧面上并与该通孔相互连通的容纳孔，该卡合件容纳于该容纳孔中。该制动体、弹性件以及顶针沿卡持件的顶部向底部方向依次容纳于该卡持件的通孔内，该制动体与该卡持件相对固定，该弹性件位于该制动体及该顶针之间并推动该顶针抵压或脱离该卡合件，从而使该卡合件伸出该卡持件或缩入该卡持件内，进而对应夹持或松开该物料。该紧固件与该顶针固定，且其一端由卡持件的底部伸出该卡持件外。该夹持机构采用内撑式方式抓取物料，可节省空间，且结构简单、轻巧。

Description

夹持机构
技术领域
本发明涉及一种夹持机构，尤其涉及一种用于抓取物料的夹持机构。
背景技术
机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，机械手是机器人的一个重要分支。机械手在抓取物料时，通常是模拟人手的抓取动作，通过机械手手指配合机械手手掌从外部夹持住物料的外表面，从而实现对物料的抓料及卸料。然而，该种外包式抓取方式使机械手整体占用的空间范围较大，且目前机械手的夹持机构一般采用连杆机构来实现物料的抓取，该种连杆机构往往结构比较复杂。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种使机械手整体占用空间范围小、结构简单的夹持机构。
一种夹持机构，其用于夹持物料，该夹持机构包括卡持件、顶针及卡合件，该卡持件包括容纳孔，该卡合件容纳于该容纳孔中，该顶针可抵压或脱离该卡合件，从而使该卡合件伸出该卡持件或缩入该卡持件内，进而对应夹持或松开该物料；该卡持件包括凸设于其下方的一段夹持部及由该夹持部底端延伸出的一个倾斜部，该卡持件内开设有一个贯穿其顶部及底部的通孔，该通孔呈阶梯状，其贯穿倾斜部部分的直径比其它部分小；该容纳孔开设于该卡持件的夹持部的圆周侧面上并与该通孔相互连通；该夹持机构还包括弹性件、制动体及紧固件，该制动体、弹性件以及顶针沿卡持件的顶部向底部方向依次容纳于该卡持件的通孔内；该制动体与该卡持件相对固定，该弹性件位于该制动体及该顶针之间并推动该顶针抵压该卡合件，该紧固件与该顶针固定，且其一端由卡持件的底部伸出该卡持件外。
该夹持机构通过该卡合件伸出或缩入该卡持件实现该物料的抓料及卸料，即采用内撑式原理抓取物料，可减少机械手整体占用的空间范围。另外，该夹持机构无需采用连杆机构，结构简单、轻巧。
附图说明
图1是本发明夹持机构较佳实施方式的立体分解图。
图2是图1的夹持机构的剖视图。
图3是图1的夹持机构抓料前的立体图
图4是图1的夹持机构在抓料时的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施方式对本发明的夹持机构做进一步详细说明。
请参阅图1及图3，本发明的夹持机构100应用于机械手上，夹持机构100用于夹持物料110，物料110上开设有若干卡孔112，形成卡孔112的两侧壁上开设有卡槽1122。
请一并参阅图2，夹持机构100包括卡持件20、顶针30、弹簧40、制动体50、气缸轴60、气缸塞70、气缸缸体75、滚珠80及紧固件90。气缸缸体75上连接有气源，并与气缸轴60、气缸塞70组成一个气缸结构。
卡持件20大致呈圆筒状，其包括凸设于其下方的一段夹持部22及由夹持部22底端延伸出的一个倾斜部24。夹持部22为一个中空圆柱体，其用于与物料110的卡孔112间隙配合。卡持件20上还开设有一个贯穿其顶部及底部的通孔26，通孔26呈阶梯状，其中贯穿倾斜部24部分的直径比其它部分小，用于供紧固件90插入其中。通孔26自底部向顶部还用于依次容纳顶针30、弹簧40及制动体50。卡持件20夹持部22的圆周侧面的同一高度上均匀分布有三个容纳孔28，容纳孔28与通孔26相通，其用于容纳滚珠80，且容纳孔28于卡持件20外侧的开口小于滚珠80的直径从而防止滚珠80从卡持件20外侧开口处滑出容纳孔28外。
顶针30包括主体部及由主体部底端延伸出的抵持部324，该抵持部324为锥状。该主体部与卡持件20的通孔26间隙配合以使顶针30可于通孔26内沿通孔26的轴向运动，抵持部324用于当顶针30与滚珠80相互抵压时，顶针30将滚珠80朝卡持件20外侧推顶，或滚珠80将顶针30向上推顶，即将顶针30沿卡持件20轴向运动与滚珠80沿卡持件20的径向方向运动进行相互转化。顶针30上还开设有一个贯通其顶部及底部的插孔32，插孔32内壁开设有螺纹。
弹簧40为一个压缩弹簧，制动体50为一个圆筒体，其容纳于与卡持件20的通孔26内且与卡持件20紧配合而固定于通孔26的上部，制动体50上还开设有一个贯穿孔52。
气缸轴60包括活塞62及活塞杆64，气缸轴60一端伸入至卡持件20内，该活塞杆64下方形成有一个短小的轴段642，该轴段642用于与顶针30的插孔32螺合固定从而使气缸轴60与顶针30相对固定。气缸缸体75为一端封闭另一端敞开的圆筒，气缸轴60另一端伸入气缸缸体75内，其活塞62与气缸缸体75配合并将气缸缸体75分隔成两个密闭的空间，气缸缸体75敞开的一端由气缸塞70封紧。气缸缸体75外侧面还开设有两个通气孔76、78，其分别接有进气管（图未示）。
紧固件90为一个螺钉，该螺钉上设有螺帽92，紧固件90用于与顶针30螺合固定。
请参阅图2，组装时，首先将三个滚珠80经由卡持件20内的通孔26分别放置于卡持件20的三个容纳孔28内。接着将顶针30放入通孔26内，使其抵持部324接触并抵压三个滚珠80从而使滚珠80沿卡持件20的径向伸出并露出卡持件20外。然后依次放入弹簧40及制动体50，使弹簧40抵持于顶针30及制动体50之间，同时将制动体50通过与卡持件20内通孔26的紧配合固定于通孔26的内侧上方，其次将带有气缸塞70的气缸轴60依次穿过制动体50的贯穿孔52及弹簧40后将轴段642螺旋入插孔32上方从而与顶针30固定连接。紧接着将紧固件90螺旋入插孔32的下方从而将紧固件90与顶针30固定连接，且使紧固件90一端露出卡持件20外。最后将气缸缸体75套入气缸轴60的活塞62并通过气缸塞70将其开口端密封起来，此时活塞62把气缸缸体75分隔成两个密闭的部分，该两个部分分别带有通气孔76及通气孔78。
当需要抓取物料110时，一般采用两个以上的夹持机构100插入物料110的卡孔112进行抓料以平衡物料110，下面以采用一个夹持机构100的情况对夹持机构100的抓料、卸料过程及原理进行详细说明。
请参阅图3，当需要抓料时，首先将夹持机构100的卡持件20的夹持部22对准物料110的一个卡孔112，此时，滚珠80部分伸出卡持件20外，接着往通气孔78充气或从通气孔76往外抽气，使气缸缸体75中位于活塞62的下部分比上部分气压大，则该气压差将使气缸塞60的活塞62往气缸缸体75上的封闭端运动，同时带动活塞杆64一起运动，活塞杆64于是带动顶针30及紧固件90运动并推顶弹簧40而使弹簧40压缩，此时，滚珠80脱离了顶针30的推抵，然后将卡持件20推入卡孔112中，此过程中滚珠80由于受到卡孔112孔壁的挤压缩回卡持件20内。当卡持件20运动至使滚珠80与卡孔112的卡槽1122接触的位置时，停止往通气孔78充气或从通气孔76往外抽气，而往通气孔76充气或从通气孔78往外抽气，使气缸缸体75中位于活塞62上部分比下部分气压大，则该气压差使气缸塞60的活塞62往气缸缸体75上的开口端运动，同时带动活塞杆64一起运动，使顶针30推动滚珠80伸出卡持件20外并伸入卡槽1122内卡住物料110。
当需要卸料时，停止往通气孔76充气或从通气孔78往外抽气，再次往通气孔78充气或从通气孔76往外抽气，使气缸缸体75中位于活塞62下部分比上部分气压大，则该气压差使活塞杆64及顶针30往上运动，使滚珠80脱离顶针30的推抵并缩入卡持件20内而退出卡槽1122，从而使物料110脱离卡持件20。
该夹持机构100的气缸缸体75可省略，而于机械手的手掌上开设容纳腔，将夹持机构100的气缸轴60部分伸入手掌，从而于手掌上形成两个空腔，在手掌上接入气管，通过往气管内通气或抽气，同样可推动气缸轴60上下运动，从而使夹持机构100插入或伸出物料110的卡孔112实现抓料及卸料。
可以理解，本发明夹持机构100的气缸轴60也可不与气缸缸体75连接，而通过对夹持机构100进行手动或其他驱动装置进行抓料和卸料动作，即抓料时直接将卡持件20推入卡孔112内，当卡持件20运动伸至使滚珠80与卡孔112的卡槽1122接触的位置时，弹簧40的回复力使滚珠80伸出卡持件20外并卡住物料110。而卸料时，直接抵压紧固件90或将气缸轴60往上提，使顶针30脱离滚珠80而使物料110与卡持件20脱离。
本发明夹持机构100采用设于卡持件20内滚珠80与物料110的卡孔112的卡合与松开，实现物料110的抓料及卸料，即采用内撑式原理抓取物料110，在配合机械手手掌时可减少机械手整体占用的空间范围。另外，夹持机构100无需采用连杆机构，结构简单、轻巧。
可以理解，紧固件90可省略，弹簧40可为其它弹性件，如弹片等，滚珠80也可为其它可缩入或伸出卡持件20的卡合件，如包括一倾斜底面的柱状卡合件，此时卡合件伸出卡持件20一侧的端面与物料110上形成卡孔112的孔壁摩擦配合从而将物料110夹持住，对应地卡槽1122可省略。卡合件的数量也不限于三个，也可为两个或大于三个。此外，卡孔112也可用槽代替，只需卡持件20与物料110的至少两个不共面的部位抵持或卡合即可。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种夹持机构，其用于夹持物料，该夹持机构包括卡持件、顶针及卡合件，该卡持件包括容纳孔，该卡合件容纳于该容纳孔中，该顶针可抵压或脱离该卡合件，从而使该卡合件伸出该卡持件或缩入该卡持件内，进而对应夹持或松开该物料；其特征在于：该卡持件包括凸设于其下方的一段夹持部及由该夹持部底端延伸出的一个倾斜部，该卡持件内开设有一个贯穿其顶部及底部的通孔，该通孔呈阶梯状，其贯穿倾斜部部分的直径比其它部分小；该容纳孔开设于该卡持件的夹持部的圆周侧面上并与该通孔相互连通；该夹持机构还包括弹性件、制动体及紧固件，该制动体、弹性件以及顶针沿卡持件的顶部向底部方向依次容纳于该卡持件的通孔内；该制动体与该卡持件相对固定，该弹性件位于该制动体及该顶针之间并推动该顶针抵压该卡合件，该紧固件与该顶针固定，且其一端由卡持件的底部伸出该卡持件外。
2.如权利要求1所述的夹持机构，其特征在于：该夹持机构还包括气缸轴，该气缸轴通过气动方式带动该顶针脱离或抵压该卡合件。
3.如权利要求2所述的夹持机构，其特征在于：该夹持机构还包括气缸缸体，该气缸轴部分伸入该气缸缸体，并将该气缸缸体分隔成两个密闭的部分。
4.如权利要求2所述的夹持机构，其特征在于：该气缸轴包括轴段，该顶针包括插孔，该轴段与该插孔配合固定。
5.如权利要求1所述的夹持机构，其特征在于：该容纳孔的数量为三个，其沿夹持部的周侧面的同一高度上均匀分布；该卡合件的数量为三个，其分别装设于三个容纳孔内。
6.如权利要求5所述的夹持机构，其特征在于：该弹性件为压缩弹簧。
7.如权利要求5所述的夹持机构，其特征在于：该容纳孔于卡持件外侧的开口小于卡合件的尺寸从而防止卡合件从卡持件外侧开口处滑出容纳孔外。
8.如权利要求1所述的夹持机构，其特征在于：该顶针包括抵持部，该顶针通过该抵持部与该卡合件接触。
9.如权利要求1所述的夹持机构，其特征在于：该卡合件为滚珠，该容纳孔于该卡持件外侧的开口小于该滚珠的直径。
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