CN101987451B - 夹紧机构及使用该夹紧机构的机械手 - Google Patents
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Abstract
一种夹紧机构，包括固定夹紧件、活动夹紧件及驱动件。固定夹紧件具有第一夹持部，活动夹紧件具有第二夹持部。活动夹紧件通过驱动件与固定夹紧件活动相连。驱动件驱动活动夹紧件相对固定夹紧件平移使第二夹持部远离第一夹持部。该夹紧机构具有装夹精度较高，加工速度较快的优点。本发明还提供一种使用该夹紧机构的机械手。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹紧机构，尤其涉及一种应用于机械手上的夹紧机构。
背景技术
在机械加工过程中，常常需对工件的表面进行加工，以使工件的表面变得光滑。例如在电子产品中，为使电子产品具有较高的强度且具有较好的外观，电子产品的壳体会采用金属制备。在制备金属壳体的过程中，会对壳体表面进行研磨加工以使其表面光滑。
在对壳体进行研磨前，通常需先将壳体固定。然而，当壳体需加工的表面包括平面与弯曲面时，壳体的固定方式一般都是通过人工把工件装到夹具上来实现的，因此需要较多的人力并且难以保证装夹精度。另外，使用现有的夹具对壳体进行固定时，常常会将部分需要加工的表面掩盖住而无法进行加工，因此需要不只一次的对壳体进行固定，从而影响壳体的加工速度。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种提高装夹精度及加工速度的夹紧机构及使用该夹紧机构的机械手。
一种夹紧机构，其用于固定工件，工件包括底壁及至少两个沿底壁边缘向同一侧延伸的侧壁，底壁及该至少两个侧壁均具有内表面及待加工的外表面。夹紧机构包括固定夹紧件、活动夹紧件及驱动件。驱动件包括依次连接的头部、螺纹部及定位部。固定夹紧件具有第一夹持部及定位孔，第一夹持部用于抵持工件的其中一个侧壁的内表面，定位孔贯穿设置于固定夹紧件上，驱动件的定位部与定位孔转动连接。活动夹紧件具有第二夹持部及螺纹孔，第二夹持部用于抵持工件的与该一个侧壁相对的另一侧壁的内表面。螺纹孔贯穿设置于活动夹紧件上并与定位孔同轴，驱动件的头部相对活动夹紧件转动，其用于防止活动夹紧件由驱动件脱离，螺纹部与螺纹孔配合。驱动件通过螺纹部及螺纹孔的配合驱动活动夹紧件相对固定夹紧件平移使第二夹持部远离第一夹持部，从而将该工件夹持并使待加工的外表面完全暴露。
一种机械手，包括机械臂和固定在该机械臂末端的夹紧机构。该夹紧机构用于固定工件，工件包括底壁及至少两个沿底壁边缘向同一侧延伸的侧壁，底壁及该至少两个侧壁均具有内表面及待加工的外表面。夹紧机构包括固定夹紧件、活动夹紧件及驱动件。驱动件包括依次连接的头部、螺纹部及定位部。固定夹紧件具有第一夹持部及定位孔，第一夹持部用于抵持工件的其中一个侧壁的内表面，定位孔贯穿设置于固定夹紧件上，驱动件的定位部与定位孔用转动连接。活动夹紧件具有第二夹持部及螺纹孔，第二夹持部用于抵持工件的与该一个侧壁相对的另一侧壁的内表面。螺纹孔贯穿设置于活动夹紧件上并与定位孔同轴，驱动件的头部相对活动夹紧件转动，其用于防止活动夹紧件由驱动件脱离，螺纹部与螺纹孔配合。驱动件通过螺纹部及螺纹孔的配合驱动活动夹紧件相对固定夹紧件平移使第二夹持部远离第一夹持部，从而将该工件夹持并使待加工的外表面完全暴露。
本发明所提供的机械手的夹紧机构通过驱动件来调节活动夹紧件的位置使之与工件相抵持，装夹定位较为精确。另外，通过固定夹紧件与活动夹紧件从工件的内表面对工件进行固定，工件需要加工的外表面可全部暴露在外，从而便于一次加工完成，提升加工速度。
附图说明
图1是本发明实施例的机械手夹持工件时的组装图，该机械手包括夹紧机构。
图2是图1所示的夹紧机构的立体分解图。
图3是图1沿III-III线的剖面图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的夹紧机构及机械手作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例的机械手100包括机械臂10和固定于机械臂10末端的夹紧机构20。夹紧机构20用于固定工件30。机械臂10可带动夹紧机构20及固定于其上的工件30做出平移、旋转等多种复杂运动。本实施例中，机械手100与一打磨机(图未示)配合，对工件30的多个表面进行研磨。
请参阅图2，待加工工件30包括底壁31及沿底壁31边缘向同一侧延伸第一侧壁33、第二侧壁35及第三侧壁37。第一侧壁33与第二侧壁35位于底板31的相对两侧，第三侧壁37位于第一侧壁33与第二侧壁35之间。
夹紧机构20包括固定夹紧件21、活动夹紧件23及两个驱动件25。活动夹紧件23通过驱动件25与固定夹紧件21活动相连。
固定夹紧件21包括方形第一基板211及从第一基板211一侧靠近底面的部位向外垂直延伸形成的第一夹持块213。第一基板211可通过螺接、焊接等方式与机械臂10固定。第一夹持块213远离第一基板211的一端形成可与工件30的部分底壁31相配合的第一定位面2131及可与工件30的第一侧壁33相抵持的第一夹持部2133。第一夹持块213上贯穿开设有用以容纳驱动件25的两个定位孔2135及两个分别位于两定位孔2135两侧的通孔2137。请一并参阅图3，定位孔2135的侧壁上还形成有台阶部2136。第一基板211上与第一夹持块213相同一侧靠近顶面的部位向外垂直延伸形成两个凸块2111。每一凸块2111上开设有通孔2112。
夹紧机构20还包括两个用于引导活动夹紧件23移动的导向柱215。导向柱215两端可分别容置于通孔2112和通孔2137之内。导向柱215靠近末端的部位还形成有一削平面2151。第一夹持块213侧面开设有与通孔2137相通的锁定孔2138。夹紧机构20还包括两个锁定螺栓219。锁定螺栓219穿过锁定孔2138并与导向柱215的削平面2151相抵持，以防止导向柱215从通孔2137中脱离。
活动夹紧件23大致为块状，其包括方形第二基板231及从第二基板231一侧垂直延伸形成的第二夹持块233。第二基板231中部贯穿开设有用以容纳驱动件25的两个沉头螺纹孔2311。第二基板231顶面靠近两侧的部位还开设有两个台阶部2313。台阶部2313内贯穿开设有可容纳导向柱215的导向孔2314。第二夹持块233远离第二基板231的一端形成可与工件30的部分底壁31相配合的第二定位面2331及可与工件30的第二侧壁35相抵持的第二夹持部2333。
在本实施例中，驱动件25为螺栓，其包括头部251、螺纹部253及定位部255。头部251一端开设有内六角孔2511，以便于使用六角扳手拧动。螺纹部253可与活动夹紧件23的螺纹孔2311相配合，以调节活动夹紧件23相对固定夹紧件21的位置。夹紧机构20还包括弹性件217。请一并参阅图3，弹性件217可套设在螺纹部253上，其一端与活动夹紧件23的第二基板231相抵持，另一端与固定夹紧件21的台阶部2136相抵持。当驱动件25的螺纹部253与螺纹孔2311配合失败后，弹性件217可以起辅助支撑活动夹紧件23的作用。本实施例中，弹性件217为压缩弹簧。
定位部255与螺纹部253相邻，其可插入固定夹紧件21的定位孔2135内。定位部255的直径小于螺纹部253的直径。定位部255一端上开设有环形卡槽2551。夹紧机构20还包括卡环29。卡环29可卡入卡槽2551内。
组装夹紧机构20时，首先将两个弹性件217分别放置在两个定位孔2135内的台阶部2136上。将活动夹紧件23放置到固定夹紧件21的第一夹持块213上，且使活动夹紧件23的导向孔2314与固定夹紧件21的通孔2112对齐。导向柱215依次穿过通孔2112、导向孔2314后，进入通孔2137。锁定螺栓219穿过锁定孔2138并与导向柱215的削平面2151相抵持，由此将导向柱215与固定夹紧件21固定。此时，活动夹紧件23只能沿导向柱215做往返直线运动。两个驱动件25依次穿过螺纹孔2311、弹性件217而进入定位孔2135。由于驱动件25的螺纹部253的直径比定位部255的直径大，因此螺纹部253的端部会与定位孔2135的台阶部2136相抵持而无法继续向下运动。当定位部255的卡槽2551位于定位孔2135外部时，卡环29卡入卡槽2551内，以防止定位部255向上运动而脱离定位孔2135。此时，定位部只能在定位孔2135内转动而无法相对定位孔2135沿轴向运动。至此夹紧机构20组装完毕。
组装机械手100时，只需将夹紧机构20固定至机械臂10的末端即可。
工作时，首先将工件30的底壁31紧靠在固定夹紧件21的第一定位面2131及活动夹紧件23的第一定位面2331上。然后旋转驱动件25，使驱动件25的螺纹部253在活动夹紧件23的螺纹孔2311内旋转，由此带动活动夹紧件23向上运动而远离固定夹紧件21，最终使第一夹持部2133及第二夹持部2333分别与工件30的第一侧壁33及第二侧壁35相抵持，以夹紧工件30。此时，机械手100可带动固定于其上的工件30完成研磨工序。工作完毕后，反向旋转驱动件25，使活动夹紧件23逐渐靠近固定夹紧件21，此时可较为方便地将工件30从夹紧机构20上取下。
该夹紧机构20结构简单，定位较为精确，适合对各类材质的壳体工件进行夹持。另外，通过固定夹紧件21与活动夹紧件23从工件30的内表面对工件30进行固定，工件30需要加工的外表面可全部暴露在外，从而便于一次加工完成，提升加工速度。
可以理解，导向柱215、弹性件217、锁定螺栓219皆可省略。如果使用其他元件使驱动件25的定位部255保持于定位孔2135内，卡环29也可省略。
螺纹孔2311也可开设于固定夹紧件21上，此时驱动件25与活动夹紧件23相对固定且一起相对固定夹紧件21平移。
驱动件25驱动活动夹紧件23的方式也不仅限于螺栓螺纹配合，例如可为气缸、伺服马达、齿轮齿条、蜗轮蜗杆等多种形式。
本发明的机械手100还可用于打磨之外的其他领域，如喷漆、焊接等。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内作其它变化，当然，这些依据本发明精神所作的变化，都包含在本发明要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种夹紧机构，其用于固定工件，该工件包括底壁及至少两个沿该底壁边缘向同一侧延伸的侧壁，该底壁及该至少两个侧壁均具有内表面及待加工的外表面，该夹紧机构包括固定夹紧件、活动夹紧件及驱动件，其特征在于：该驱动件包括依次连接的头部、螺纹部及定位部，该固定夹紧件具有第一夹持部及定位孔，该第一夹持部用于抵持该工件的其中一个侧壁的内表面，该定位孔贯穿设置于该固定夹紧件上，该驱动件的定位部与该定位孔用转动连接，该活动夹紧件具有第二夹持部及螺纹孔，该第二夹持部用于抵持该工件的与该一个侧壁相对的另一侧壁的内表面，该螺纹孔贯穿设置于该活动夹紧件上并与该定位孔同轴，该驱动件的头部相对该活动夹紧件转动，其用于防止该活动夹紧件由该驱动件脱离，该螺纹部与该螺纹孔配合，该驱动件通过该螺纹部及该螺纹孔的配合以驱动该活动夹紧件相对该固定夹紧件平移使该第二夹持部远离该第一夹持部，从而将该工件夹持并使待加工的外表面完全暴露。
2.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于：该定位孔的侧壁上还设有台阶部，该螺纹部与该台阶部相抵持，该定位部上开设有卡槽，该夹紧机构还包括卡环，该定位部穿过该定位孔，该卡环卡入该卡槽。
3.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于：该夹紧机构还包括弹性件，该弹性件一端抵接于该固定夹紧件，另一端抵接于该活动夹紧件。
4.如权利要求3所述的夹紧机构，其特征在于：该弹性件为套设在该驱动件上的压缩弹簧。
5.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于：该夹紧机构还包括设于该固定夹紧件上的导向柱，该活动夹紧件上对应设有可容纳该导向柱的导向孔，该活动夹紧件沿该导向柱移动。
6.如权利要求5所述的夹紧机构，其特征在于：该固定夹紧件上开设有容纳该导向柱的通孔及与该通孔相通的锁定孔，该夹紧机构还包括锁定螺栓，该导向柱具有一削平面，该锁定螺栓穿过该锁定孔并与该削平面相抵持，已将该导向柱固定至该固定夹紧件。
7.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于：该固定夹紧件具有用于与该工件的部分底壁的内表面相配合的第一定位面，该活动夹紧件具有用于与该工件的部分底壁的内表面相配合的第二定位面。
8.一种机械手，包括机械臂和固定在该机械臂末端的夹紧机构，该夹紧机构用于固定工件，该工件包括底壁及至少两个沿该底壁边缘向同一侧延伸的侧壁，该底壁及该至少两个侧壁均具有内表面及待加工的外表面，该夹紧机构包括固定夹紧件、活动夹紧件及驱动件，其特征在于：该驱动件包括依次连接的头部、螺纹部及定位部，该固定夹紧件具有第一夹持部及定位孔，该第一夹持部用于抵持该工件的其中一个侧壁的内表面，该定位孔贯穿设置于该固定夹紧件上，该驱动件的定位部与该定位孔用转动连接，该活动夹紧件具有第二夹持部及螺纹孔，该第二夹持部用于抵持该工件的与该一个侧壁相对的另一侧壁的内表面，该螺纹孔贯穿设置于该活动夹紧件上并与该定位孔同轴，该驱动件的头部相对该活动夹紧件转动，其用于防止该活动夹紧件由该驱动件脱离，该螺纹部与该螺纹孔配合，该驱动件通过该螺纹部及该螺纹孔的配合以驱动该活动夹紧件相对该固定夹紧件平移使该第二夹持部远离该第一夹持部，从而将该工件夹持并使待加工的外表面完全暴露。
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