CN102069505A - 缓冲机构 - Google Patents

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张汉铮
李坚
魏亮
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0091—Shock absorbers

Abstract

一种缓冲机构，包括四连杆组件及第一枢转组件，四连杆组件包括两两顺次相连的第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，第一枢转组件连接第一连杆及第三连杆，包括穿过第一连杆与第三连杆的转轴、依次套设于转轴上的固定件、转动件及弹性件，转动件及固定件其中之一上形成有凸台，另一个上形成有与凸台配合的凹槽。该缓冲机构具有结构简单且较为耐用的优点。

Description

缓冲机构
技术领域
本发明涉及一种缓冲机构，特别涉及一种应用于机械手的缓冲机构。
背景技术
机械手因为能模仿人的手和臂的某些动作，而被广泛应用于工业制造中以实现生产的机械化和自动化。通常情况下，机械手通过多个互相连接、可相对运动的手臂来实现其空间上的运动，并通过其末端的夹持部位来夹持工件。
在机械手的夹持部位与手臂之间通常会设置弹簧、四连杆或者气缸等作为缓冲结构，在夹持部位与工件接触时实现缓冲，以保护工件或者夹持部位。采用弹簧或者四连杆作为缓冲结构时，当弹簧或者四连杆受到外力大于额定值时，便无法再实现缓冲，缓冲结构容易出现损坏。采用气缸作为缓冲机构，可以实现精确的定位，但需要相应地设置驱动装置，使结构复杂化。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种结构简单且较为耐用的缓冲机构。
一种缓冲机构，包括四连杆组件及第一枢转组件，四连杆组件包括两两顺次相连的第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，第一枢转组件连接第一连杆及第三连杆，包括穿过第一连杆与第三连杆的转轴、依次套设于转轴上的固定件、转动件及弹性件，转动件及固定件其中之一上形成有凸台，另一个上形成有与凸台配合的凹槽。
上述缓冲机构通过在四连杆组件中增加第一枢转组件，在受到超过额定值的拉伸力或者压力时，可以通过第一枢转组件的凸台及凹槽来实现缓冲，避免缓冲机构的损坏。在外力减小后，在弹性件的作用下，凸台会自动滑入转动件的凹槽内，而无需通过施加外力来实现，结构简单，且较为耐用。
附图说明
图1是本发明实施例的缓冲机构的立体组装图。
图2是图1所示缓冲机构的局部立体分解图。
图3是图2所示缓冲机构固定件及转动件的立体结构图。
图4是图3所示固定件及转动件配合状态图。
图5是图1所示缓冲机构另一视角的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明提供的缓冲机构作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明实施方式提供的缓冲机构100安装于机械手(图未示)的末端，用于连接机械手的手臂与夹持部位。缓冲机构100包括四连杆组件10、第一枢转组件30、第二枢转组件40、与四连杆组件10连接的固定架50及活动架70。
四连杆组件10包括两两相连的第一连杆11、第二连杆12、第三连杆13和第四连杆14。四连杆组件10还包括二个连接件15，其中一个连接件15连接第一连杆11和第二连杆12，另一个连接件15连接第三连杆13和第四连杆14。第一连杆11一端贯通开设有圆形连接孔111，另一端贯通开设有非圆形连接孔113。本实施例中，非圆形连接孔113为近似椭圆形孔。第二连杆12与第一连杆11结构相同。第三连杆13的两端均贯通开设有圆形连接孔131，其中一端的圆形连接孔131的两侧还设有固定槽133。第四连杆14与第三连杆13的结构相同。连接件15具有转动杆151及形成于转动杆151一端的凸缘153。
第一枢转组件30包括转轴31、依次套设于转轴31上的固定件32、转动件33、弹性件34、垫片35及紧固件36。第一枢转组件30将四连杆组件10的第一连杆11和第三连杆13转动连接。
转轴31包括抵持部311以及从抵持部311相对两端面垂直延伸的轴杆313。轴杆313上垂直其轴线方向的横截面为近似椭圆形截面。位于抵持部311其中一侧的轴杆313远离抵持部311的一端具有螺纹部315。
请同时参阅图2和图3，固定件32包括凸缘部321，分别自凸缘部321相对两端面凸出的凸台323及固定部325。其中，固定部325共有两个，位于凸缘部321的相对两边缘，并与第三连杆13的固定槽133配合。凸缘部321上开设有供转轴31的轴杆313穿过的圆形轴孔3211。
请同时参阅图3和图4，转动件33上贯通开设有供转轴31的轴杆313穿过的变形轴孔331。自转动件33一端面向其内部还凹陷形成有与固定件32的凸台323配合的凹槽333，该端面上还形成有坡面335。坡面335位于凹槽333的相对两侧，并通过弧面337与凹槽333光滑连接。本实施例中，变形轴孔331为近似椭圆形孔。
请再参阅图2，弹性件34为多个叠加的碟形弹片。可以理解，弹性件34也可以为螺旋弹簧。
垫片35套设于转轴31的轴杆313上，其上开设有非圆形的变形轴孔351。本实施例中，变形轴孔351为近似椭圆形孔。
紧固件36上贯通开设有螺孔361。螺孔361与转轴31的螺纹部315相配合，通过改变紧固件36在转轴31上的位置可以调节弹性件54被压紧力，从而可以改变第一枢转组件30在旋转过程中所负载的扭转力。可以理解，紧固件36也可以通过铆接、焊接等方式与转轴31连接。
第二枢转组件40连接于第二连杆12和第四连杆14之间，实现第二连杆12和第四连杆14之间的相对转动。第二枢转组件40可以是转轴，也可以是其他可以实现转动连接的结构。本实施例中，第二枢转组件40具有与第一枢转组件30相同的结构，以较好的平衡四连杆组件10的受力。
请同时参阅图2和图5，固定架50包括本体51和自本体51中部凸出的连接部53，连接部53上贯通开设有轴孔(图未示)。
活动架70包括本体71和自本体71中部凸出的连接部73，连接部73上贯通开设有轴孔(图未示)。
请同时参阅图2至图5，组装缓冲机构100的四连杆组件10与第一枢转组件30及第二枢转组件40时，将四连杆组件10的第一连杆11和第三连杆13套设于第一枢转组件30的转轴31的轴杆313上，且分别位于转轴31的抵持部311的相对两侧，其中，抵持部311一侧的轴杆313穿过第三连杆13的两侧形成有固定槽133的圆形连接孔131，抵持部311另一侧的轴杆313穿过第一连杆11的非圆形连接孔113。接着将固定件32、转动件33、弹性件34及垫片35紧靠第三连杆13并依次套设于轴杆313上。其中，固定件32的固定部325收容于第三连杆13的固定槽133内。最后将紧固件36套设于转轴31的轴杆313远离抵持部311的一端以将上述各元件固定于转轴31的轴杆313上。接着采用同样的方式将第二枢转组件40与第二连杆12和第四连杆14连接。
组装四连杆组件10与固定架50及活动架70时，将一个连接件15的转动杆151依次穿过第二连杆12的圆形连接孔(图未标)、固定架50的轴孔531及第一连杆11的圆形连接孔111，以将第一连杆11、第二连杆12与固定架50转动连接，凸缘153与第二连杆12相抵实现限位。接着将另一个连接件15的转动杆151依次穿过第四连杆14的圆形连接孔(图未标)、活动架70的轴孔731及第三连杆13的另一圆形连接孔131，以将第三连杆13、第四连杆14与活动架70转动连接，凸缘153与第四连杆14相抵实现限位。
缓冲机构100工作时，固定架50与机械手的手臂(图未示)连接，活动架70与机械手的夹持部位(图未示)连接。夹持部位夹持工件(图未示)时，通过四连杆组件10的第一、第二、第三、第四连杆11、12、13、14之间的相对运动实现缓冲。当缓冲机构100所受的拉伸力或者压力小于额定值时，第一枢转组件30的固定件32的凸台323位于转动件33的凹槽333内，仅通过第一连杆11和第二连杆12绕其中一个连接件15的转动及第三连杆13和第四连杆14绕另一个连接件15的转动便可以实现缓冲。当缓冲机构100所受的拉伸力超过额定值时，第一枢转组件30的固定件32的凸台323在拉力作用下从转动件33的凹槽333一侧滑出凹槽333，并压缩弹性件34，实现缓冲，避免四连杆组件10因受到过大的冲击力而损坏。当缓冲机构100所受的压力超过额定值时，第一枢转组件30的固定件32的凸台323在压力作用下从转动件33的凹槽333另一侧滑出凹槽333，并压缩弹性件34，实现缓冲。第二枢转组件40在上述两个过程中，以与第一枢转组件30同样的方式实现缓冲。
缓冲机构100通过在四连杆组件10中增加第一枢转组件30，在受到超过额定值的拉伸力或者压力时，可以通过第一枢转组件30的凸台323及凹槽333来实现缓冲，避免缓冲机构100的损坏。在外力减小后，在弹性件34的作用下，固定件32的凸台323会自动滑入转动件33的凹槽333内，而无需通过施加外力来实现。
此外，转动件33的凹槽333两边的坡面335及弧面337的设置可以辅助凸台323较为平稳滑入或滑出凹槽。
第二枢转组件40采用与第一枢转组件30相同的结构，当四连杆组件10受到超过额定值的外力时，第一枢转组件30和第二枢转组件40可以同时实现缓冲，以平衡四连杆组件10的受力，提高缓冲机构100的缓冲效果。
可以理解，凸台323和凹槽333的位置也可以互换，即将凸台323设置于转动件33上，而将凹槽333设置于固定件32上。
第一枢转组件30不局限于连接第一连杆11和第三连杆13，也可以用于连接第三连杆13和第四连杆14，或者第一连杆11和第二连杆12，相应地，可以改变第一、第二、第三、第四连杆11、12、13、14上轴孔的结构，以实现连接。
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 (10)

1.一种缓冲机构，包括四连杆组件，所述四连杆组件包括两两顺次相连的第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，其特征在于：所述缓冲机构还包括连接第一连杆及第三连杆的第一枢转组件，所述第一枢转组件包括穿过第一连杆与第三连杆的转轴、依次套设于转轴上的固定件、转动件及弹性件，所述转动件及固定件其中之一上形成有凸台，另一个上形成有与所述凸台配合的凹槽。
2.如权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于：所述缓冲机构还包括固定架，所述第一连杆的一端和第二连杆的一端分别与所述固定架转动连接。
3.如权利要求2所述的缓冲机构，其特征在于：所述缓冲机构还包括活动架，所述第三连杆的一端和第四连杆的一端分别与所述活动架转动连接。
4.如权利要求3所述的缓冲机构，其特征在于：所述四连杆组件还包括连接件，所述连接件共有两个，其中一个转动连接第一连杆和第二连杆，另一个转动连接第三连杆和第四连杆。
5.如权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于：所述缓冲机构还包括连接所述第二连杆和第四连杆的第二枢转组件，所述第二枢转组件包括穿过第二连杆与第四连杆的转轴、依次套设于转轴上的固定件、转动件及弹性件，所述第二枢转组件的转动件及固定件其中之一上形成有凸台，另一个上形成有与所述凸台配合的凹槽。
6.如权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于：所述凸台形成于所述固定件上，所述凹槽形成于所述转动件上，所述转动件上还具有延伸至凹槽的坡面，所述坡面位于所述凹槽的相对两侧。
7.如权利要求6所述的缓冲机构，其特征在于：所述转动件的凹槽与所述坡面的连接处为弧面。
8.如权利要求7所述的缓冲机构，其特征在于：所述第三连杆上还形成有固定槽，所述固定件自一端面凸出形成有固定部，所述固定部与所述固定槽配合，以限制所述固定件相对所述第三连杆的转动。
9.如权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于：所述第一枢转组件还包括套设于所述转轴上的垫片及紧固件，所述垫片位于所述弹性件及紧固件之间。
10.如权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于：所述转轴包括抵持部及自抵持部相对两端面延伸的轴杆，所述第一连杆和第二连杆分别连接于所述抵持部相对两端的轴杆上。
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