CN102069461A

CN102069461A - 气动夹爪装置

Info

Publication number: CN102069461A
Application number: CN 201010504511
Authority: CN
Inventors: 王世忠
Original assignee: NINGBO YADEKE AUTOMATIC CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: NINGBO YADEKE AUTOMATIC CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: CN102069461B

Abstract

本发明公开了一种气动夹爪装置，包括一对夹爪及驱动夹爪开合的汽缸，汽缸上的活塞杆通过驱动轴、曲杆连接夹爪，夹爪上设有滑动块，固定在本体上的滑动座上设有滑动槽，滑动块可以在滑动槽内滑动，滑动块的底部设有拨头孔，拨头孔内设有带有U形槽的导套，曲杆的一端设有圆柱状拨头，拨头设置在导套上的U形槽内，汽缸上的活塞杆伸缩时，活塞杆通过驱动轴带动曲杆转动，曲杆拨动滑动块在滑动槽内来回滑动，带动夹爪进行开闭动作。它有效地解决了现有技术的夹爪装置易磨损、使用寿命短、负荷能力差及生产、使用成本高的问题，本发明的夹爪装置结构简单、加工方便、负荷能力强且使用寿命长，具有显著的经济效益。

Description

气动夹爪装置

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其是涉及一种开闭灵活，负荷能力强，使用寿命长的气动夹爪装置。

背景技术

在自动化装配过程中，气动夹爪装置广泛地应用于各种工件的夹持及移送，现有技术的夹爪装置如图7所示，汽缸30的活塞前端设有活塞杆31，活塞杆通过驱动轴36推动杠杆35的一端，杠杆绕杠杆轴32转动，杠杆的另一端带动设置在夹爪滑动块37上的拨动柱38，夹爪33则在滑动座34上来回滑动，从而完成夹爪的开闭动作。在这种结构中，杠杆是通过设置在夹爪上的拨动柱来拨动夹爪的，由于拨动柱上的拨动点与夹爪上的滑动块之间有着较大的距离，因此，滑动块除了受到滑动方向上的力以外，还有一个使滑动块转动的力，虽然滑动块受到滑槽的约束不可能转动，但此力大大增加了滑动块与滑动座之间的摩擦力，影响了夹爪开闭的灵活性。另外，由于拨动柱的存在，该结构杠杆的力臂较短，夹爪的移动范围较小，也影响了夹爪的使用功能。为了解决这一问题，中国专利文件公开了一种直线导向式气动卡盘，包括活塞杆、一对自由开闭的夹钳爪、导向机构、一对杠杆。由气缸机构驱动活塞杆；夹钳爪用来夹持工件；导向机构使夹钳爪直线移动并开闭；杠杆将活塞杆的运动变换成两夹钳爪的开闭动作。通过使形成于杠杆上的球状结合件嵌配于夹钳爪上的圆形结合孔内、在与导向机构大致相同高度将杠杆的作用力传递到夹钳爪上的位置上，使杠杆与夹钳爪相互连接，实现夹钳爪开闭操作时无撬扭力作用于夹钳爪上而平滑开闭，并使气动卡盘小型化。这种卡盘将杠杆的一端直接置于夹钳爪滑动块的内部，解决了传统技术滑动块与滑动座之间的摩擦力大、影响了夹爪开闭灵活性的问题，但该结构置于滑动块内部的拨动头采用球状结构，杠杆转动时，球状结构的拨动头与滑动块底部的圆形结合孔之间为点接触，由于受力集中，因此无论是拨动头还是圆形结合孔都非常容易磨损，而拨动头或圆形结合孔一旦出现磨损，两者之间的摩擦力就会大大增加，这样就会明显影响夹爪开闭的灵活性，导致夹爪装置使用寿命缩短，增加了使用成本。另外，点接触结构的夹爪装置负荷能力较差，无法夹持较重的部件，影响了夹爪的使用范围。这种结构还有一个缺点就是球形结构的拨动头加工难度大，加工精度难以保证，也增加了生产成本。中国专利文件公开的一种平行开闭卡盘，也采用了球状结构的拨动头，因此存在着同样的缺陷。

发明内容

本发明为解决现有技术的夹爪装置使用寿命短、负荷能力差及生产成本高的问题而提供一种使用寿命长、负荷能力强以及生产成本低的气动夹爪装置。

本发明为达到上述技术目的所采用的具体技术方案为：一种气动夹爪装置，包括一本体及设置本体上的一对夹爪及驱动夹爪开合的汽缸，所述的汽缸包括活塞，活塞的一端设有活塞杆，活塞杆的前端设有驱动轴，驱动轴通过对称设置的一对曲杆分别连接所述的夹爪，曲杆呈L形结构，L形结构的两边分别为驱动臂和拨动臂，驱动臂与拨动臂的连接处设有中心孔，中心孔内设有曲杆旋转轴，曲杆旋转轴固定在所述的本体上，驱动臂的悬空端设有U形缺口，U形缺口卡设在活塞杆前端的驱动轴上，所述的夹爪上设有滑动块，本体上固定有滑动座，滑动座上设有与滑动块相适配的滑动槽，滑动块设置在滑动座上的滑动槽内，滑动块的底部设有拨头孔，拨头孔内设有导套，导套为圆柱形结构，圆柱形结构上开设有U形槽，所述拨动臂的悬空端设有拨头，拨头呈圆柱状结构，滑动槽的底部设有曲杆孔，拨头穿过滑动槽底部的曲杆孔，设置在滑动块底部拨头孔内导套上的U形槽内，汽缸上的活塞杆伸缩时，活塞杆通过驱动轴带动曲杆的驱动臂，曲杆绕曲杆旋转轴转动，曲杆拨动臂上拨动头拨动夹爪上的滑动块，滑动块在滑动座上的滑动槽内来回滑动，带动夹爪进行开闭动作。将现有技术圆球结构的拨头改为圆柱结构，并在滑动块上的拨动孔内设置与拨动孔相适配的圆柱状导套，导套上设置与圆柱结构的拨头相适配的U形槽，这样，拨头与滑动块之间就由点接触变为线接触，拨头及拨头孔的受力得以分散，从而大大减轻了两者之间的磨损，延长了使用寿命。另外，线接触结构的夹爪装置负荷能力强，可以夹持较重的部件，扩大了夹爪装置的使用范围。还有，圆柱形结构的拨头加工容易，容易达到较高的精度，可以节约加工成本；同时在拨动孔内设置导套后，只需导套选用优质耐磨钢材制作，还可以节约材料成本。通常导套与拨头孔之间采用过盈配合，但对于加工精度较低的夹爪装置，也可以采用间隙配合，这样，导套可以在拨头孔内转动，圆柱配导套的结构与现有圆球结构的活动自由度就完全一致，可以确保夹爪装置的开闭灵活性。

作为优选，滑动块的两侧设有弧形槽，所述滑动槽的侧壁上设有与滑动块两侧弧形槽相适配的弧形长槽，滑动块上的弧形槽与滑动槽侧壁上的弧形长槽构成滚珠槽，滚珠槽内设置滚珠，滑动块的两端设有滚珠挡板。滑动块与滑动槽之间采用滚珠滑动结构，可以确保两者之间滑动的灵活性，滚珠挡板是将滚珠限制在滑动块上的弧形槽内。

作为优选，所述曲杆上的驱动臂呈板状结构，驱动臂的中心轴线与拨动臂的中心轴线异面，驱动臂为偏置结构。曲杆对称放置在驱动轴两侧后，偏置结构的驱动臂悬空端正好重叠，悬空端的U形缺口可以呈交叉叠合状态卡设在驱动轴上，而此时两个曲杆的拨动臂仍在同一平面上，这样驱动轴可以同步驱动两个曲杆，保证夹爪的对称开闭。

作为优选，所述的活塞与活塞杆为分体结构，活塞与活塞杆之间设有永久磁铁。永久磁铁用来指示活塞的位置，通过检测装置可以方便地确定活塞及活塞杆的工作状态，便于系统对夹爪的控制。

作为优选，所述曲杆孔为两个，曲杆孔的位置与曲杆相适配。

作为优选，所述汽缸的后部为开口结构，开口端设有后盖，后盖的后侧设有扣环，本体上设有气孔。后盖用来封闭汽缸，气孔连接汽缸的气源。

作为优选，所述的活塞杆上设有台阶结构，台阶结构与汽缸前壁之间设有防撞垫。防撞垫可以缓冲活塞杆向前运动时对汽缸前壁的冲击。

本发明的有益效果是：它有效地解决了现有技术的夹爪装置易磨损、使用寿命短、负荷能力差及生产、使用成本高的问题，本发明的夹爪装置结构简单、加工方便、负荷能力强且使用寿命长，具有显著的经济效益。

附图说明

图1是本发明气动夹爪装置的一种结构示意图；

图2是本发明气动夹爪装置曲杆的一种结构示意图；

图3是本发明气动夹爪装置导套的一种结构示意图；

图4是本发明气动夹爪装置夹爪的一种结构示意图；

图5是本发明气动夹爪装置滑动座的一种结构示意图；

图6是本发明气动夹爪装置滑动座上装配夹爪后的一种结构示意图；

图7是现有技术夹爪装置的一种结构示意图。

具体实施方式

实施例1

在图1所示的实施例1中，一种气动夹爪装置，包括一本体10及设置本体上的一对夹爪5及驱动夹爪开合的汽缸，所述的汽缸包括活塞1，活塞的一端设有活塞杆2，活塞与活塞杆为分体结构，活塞与活塞杆之间设有永久磁铁22。汽缸的后部为开口结构，开口端设有后盖23，后盖的后侧设有扣环24，本体上设有气孔25。活塞杆上设有台阶结构，台阶结构与汽缸前壁之间设有防撞垫26，活塞杆的前端设有驱动轴3，驱动轴通过对称设置的一对曲杆4分别连接所述的夹爪，曲杆呈L形结构，L形结构的两边分别为驱动臂6和拨动臂7，驱动臂呈板状结构，驱动臂的中心轴线与拨动臂的中心轴线异面，驱动臂为偏置结构（见图2）。驱动臂与拨动臂的连接处设有中心孔8，中心孔内设有曲杆旋转轴9，曲杆旋转轴固定在所述的本体上，驱动臂的悬空端设有U形缺口11，U形缺口卡设在活塞杆前端的驱动轴上。所述的夹爪上设有滑动块12，滑动块两侧设有弧形槽19（见图4），本体上固定有滑动座13（见图5），滑动座上设有与滑动块相适配的滑动槽，滑动槽的侧壁上设有与滑动块两侧弧形槽相适配的弧形长槽20，滑动块设置在滑动座上的滑动槽内（见图6），滑动块上的弧形槽与滑动槽侧壁上的弧形长槽构成滚珠槽，滚珠槽内设置滚珠，滑动块的两端设有滚珠挡板21。滑动块的底部设有拨头孔14，拨头孔内设有导套15，导套为圆柱形结构，圆柱形结构上开设有U形槽16（见图3）；所述拨动臂的悬空端设有拨头17，拨头呈圆柱状结构，滑动槽的底部设有曲杆孔18，所述曲杆孔为两个，曲杆孔的位置与曲杆相适配，拨头穿过滑动槽底部的曲杆孔，设置在滑动块底部拨头孔内导套上的U形槽内，汽缸上的活塞杆伸缩时，活塞杆通过驱动轴带动曲杆的驱动臂，曲杆绕曲杆旋转轴转动，曲杆拨动臂上拨动头拨动夹爪上的滑动块，滑动块在滑动座上的滑动槽内来回滑动，带动夹爪进行开闭动作。

图1所示的气动夹爪装置工作时，当汽缸左侧的气孔进气，则活塞向右侧移动，活塞杆后推通过驱动轴带动曲杆的驱动臂悬空端向右侧移动，曲杆绕曲杆旋转轴转动，带动曲杆拨动臂上的拨动头向汽缸中心轴线方向移动，拨动头通过导套带动夹爪上的滑动块在滑动座上作同向滑动，夹爪做闭合动作。当汽缸右侧的气孔进气，则活塞向左侧移动，活塞杆前进通过驱动轴带动曲杆的驱动臂悬空端向左侧移动，曲杆绕曲杆旋转轴转动，带动曲杆拨动臂上的拨动头向汽缸中心轴线两侧的方向移动，拨动头通过导套带动夹爪上的滑动块在滑动座上作同向滑动，夹爪做开启动作。

Claims

1.一种气动夹爪装置，包括一本体及设置本体上的一对夹爪及驱动夹爪开合的汽缸，其特征在于所述的汽缸包括活塞（1），活塞的一端设有活塞杆（2），活塞杆的前端设有驱动轴（3），驱动轴通过对称设置的一对曲杆（4）分别连接所述的夹爪（5），曲杆呈L形结构，L形结构的两边分别为驱动臂（6）和拨动臂（7），驱动臂与拨动臂的连接处设有中心孔（8），中心孔内设有曲杆旋转轴（9），曲杆旋转轴固定在所述的本体（10）上，驱动臂的悬空端设有U形缺口（11），U形缺口卡设在活塞杆前端的驱动轴上，所述的夹爪上设有滑动块（12），本体上固定有滑动座（13），滑动座上设有与滑动块相适配的滑动槽，滑动块设置在滑动座上的滑动槽内，滑动块的底部设有拨头孔（14），拨头孔内设有导套（15），导套为圆柱形结构，圆柱形结构上开设有U形槽（16），所述拨动臂的悬空端设有拨头（17），拨头呈圆柱状结构，滑动槽的底部设有曲杆孔（18），拨头穿过滑动槽底部的曲杆孔，设置在滑动块底部拨头孔内导套上的U形槽内，汽缸上的活塞杆伸缩时，活塞杆通过驱动轴带动曲杆的驱动臂，曲杆绕曲杆旋转轴转动，曲杆拨动臂上拨动头拨动夹爪上的滑动块，滑动块在滑动座上的滑动槽内来回滑动，带动夹爪进行开闭动作。

2.根据权利要求1所述的气动夹爪装置，其特征在于所述的滑动块两侧设有弧形槽（19），所述滑动槽的侧壁上设有与滑动块两侧弧形槽相适配的弧形长槽（20），滑动块上的弧形槽与滑动槽侧壁上的弧形长槽构成滚珠槽，滚珠槽内设置滚珠，滑动块的两端设有滚珠挡板（21）。

3.根据权利要求1所述的气动夹爪装置，其特征在于所述曲杆上的驱动臂呈板状结构，驱动臂的中心轴线与拨动臂的中心轴线异面，驱动臂为偏置结构。

4.根据权利要求1所述的气动夹爪装置，其特征在于所述的活塞与活塞杆为分体结构，活塞与活塞杆之间设有永久磁铁（22）。

5.根据权利要求1所述的气动夹爪装置，其特征在于所述曲杆孔为两个，曲杆孔的位置与曲杆相适配。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的气动夹爪装置，其特征在于所述汽缸的后部为开口结构，开口端设有后盖（23），后盖的后侧设有扣环（24），本体上设有气孔（25）。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的气动夹爪装置，其特征在于所述的活塞杆上设有台阶结构，台阶结构与汽缸前壁之间设有防撞垫（26）。

8.根据权利要求6所述的气动夹爪装置，其特征在于所述的活塞杆上设有台阶结构，台阶结构与汽缸前壁之间设有防撞垫。