CN104708639B - 抓取翻转机构 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种抓取翻转机构，包括具有第一安装面和第二安装面的基板，所述第一安装面上设有翻转气缸，所述第二安装面一端设有转轴座，所述转轴座上枢接有一夹爪基板，所述夹爪基板翻转后面向所述第二安装面的一面为内侧面，所述内侧面上设有一具有滑槽的凸轮板，所述翻转气缸具有主轴，所述主轴末端连接有推块，所述推块一侧活动连接有凸轮，所述凸轮被限制于所述滑槽内滑动。本发明采用凸轮和凸轮板的配合将翻转气缸主轴的直线运动转换为夹持机构的翻转动作，翻转阻力小、动作流畅，而且角度精度高。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种能实现抓取和翻转动作的抓取机构。
背景技术
抓取是工业机器人中机械臂系统的常用功能，其一般是通过位于机械臂终端的夹持机构配合机械臂的动作来完成。在一种泵体装配流水线中有一个步骤是将水平放置于工装上的棒状曲轴抓取并翻转为竖直状态并安放于工装另一个部分的零件上，在这个过程中要求抓取机构不仅能高精度地完成抓取动作，还要高精度地完成角度翻转动作。以往的具有翻转功能的抓取机构控制精度不高，例如中国专利CN202318310U公开的一种可转向和夹持的抓取动力装置利用推杆将平动转换为转动的，翻转角度的首末端控制不准确，推杆强度不足，而且随着使用磨损加剧，角度误差会越来越严重。
因此，有必要提供一种新的机械手抓取机构来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能实现曲轴抓取和翻转动作的机械手抓取机构。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种抓取翻转机构，包括具有第一安装面和第二安装面的基板，所述第一安装面上设有翻转气缸，所述第二安装面一端设有转轴座，所述转轴座上通过转轴枢接有一夹爪基板，所述夹爪基板翻转后面向所述第二安装面的一面为内侧面，所述内侧面上设有一具有滑槽的凸轮板，所述翻转气缸具有主轴，所述主轴末端连接有推块，所述推块一侧活动连接有凸轮，所述凸轮被限制于所述滑槽内滑动，所述滑槽包括平滑过渡的直线段和曲线段，所述直线段方向平行于所述夹爪基板内侧面，所述曲线段从所述直线段往靠近所述转轴的方向延伸。
具体的，所述基板的第二安装面上对应所述凸轮板内收的位置设有定位块。
进一步的，所述定位块上还设有缓冲块。
具体的，所述转轴座靠近所述转轴一侧设有内陷的限位台，所述夹爪基板靠近所述转轴的一端设有凸起，当所述夹爪基板外翻到极限时所述凸起与限位台相抵。
进一步的，所述凸起上还设有螺丝微调件。
具体的，所述翻转气缸通过一气缸座固定于所述基板上，所述气缸座一侧的基板上固定有引导块，所述推块上连有引导杆，所述引导杆穿入于所述气缸座与引导块之间，所述引导块面向气缸座的一侧设有用于限定所述引导杆位置的引导槽。
采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：采用凸轮和凸轮板的配合将翻转气缸主轴的直线运动转换为夹持机构的翻转动作，翻转阻力小、动作流畅，而且角度精度高。
附图说明
图1为本发明抓取翻转机构的立体图；
图2为本发明抓取翻转机构在夹爪基板外翻状态下的主视图；
图3为本发明抓取翻转机构在夹爪基板内收状态下的主视图；
图4为本发明抓取翻转机构在夹爪基板内收状态下的仰视图；
图5为凸轮块的主视图；
图6为转轴座的立体图；
图7为顶紧滑块的立体图。
图中数字表示：
11-连接块，12-基板，121-第一安装面，122-第二安装面，131-翻转气缸，132-主轴，133-推块，134-凸轮，135-引导杆，14-转轴座，141-穿轴台，142-限位台，15-引导块，16-气缸座；
21-夹爪基板，211-内侧面，212-外侧面，213-凸起，22-转轴，23-凸轮板，231-滑槽，2311-直线段，2312-曲线段，24-螺丝微调件；
31-定位块，32-缓冲块；
4-夹爪机构，41-夹爪气缸，411-夹爪，42-顶紧气缸，421-引导凸脊，43-顶紧块，431-V形槽，44-顶紧滑块，441-引导部，442-推进部，4421-避让槽；
5-曲轴。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1至图3所示，本发明的一种抓取翻转机构，用于机械手的末端，其包括连接块11、基板12、翻转气缸131、转轴座14、夹爪基板21、凸轮板23和夹爪机构4，连接块11上方与机械手相固定，连接块11下方与基板12的第一安装面121固定，翻转气缸131固定于第一安装面121且位于连接块11侧方，转轴座14固定于基板12第二安装面122靠近翻转气缸131的一侧，夹爪基板21通过转轴22枢接于转轴座14上，凸轮板23固定于夹爪基板21的内侧面211，夹持机构4设于夹爪基板21的外侧面212，翻转气缸131具有主轴132，主轴132末端设有推块133，推块133一侧转动固定有凸轮134，凸轮板23上设有供凸轮134滑动的滑槽231。由于凸轮134只能在翻转气缸131的驱动下沿主轴132方向上往复运动，凸轮板23只能跟随夹爪基板21绕转轴22进行外翻和内收运动，且凸轮134只能被限定在滑槽231内滑动，所以当凸轮23往复运动时，凸轮板23只能通过调整自身的翻转角度来配合凸轮23的运动，因此该机构就能实现将翻转气缸131的直线驱动动作转化为翻转动作的目的。凸轮134在滑槽231中滑行阻力小，翻转动作流畅，主轴132在驱动夹爪基座21翻转的过程中也不会发生硬性的角度偏折，这样主轴132不易发生损坏。
如图1至图3所示，翻转气缸131通过气缸座16固定于基板12上，气缸座16一侧的基板12上设有引导块15，引导块15面向气缸座16的一侧设有引导槽(未标出)，推块133上连接有平行于主轴132的工字形引导杆135，引导槽限制引导杆135在气缸座16和引导块15之间并沿主轴132方向直线运动。由于主轴132本身强度有限，在驱动推块133的时候可能发生径向偏移，这样使翻转气缸131与主轴132容易磨损，使用寿命缩短；通过引导杆135使推块133可以更精确地沿着主轴132的方向移动，这就减少了磨损，提高了机构使用寿命。
如图5所示，滑槽231包括平滑过渡的直线段2311和曲线段2312，直线段2311方向平行于夹爪基板21正面，曲线段2312从直线段2311往靠近转轴22的方向延伸。当翻转气缸131主轴132伸出时，凸轮134往直线段2311内运动，夹爪基板21外翻到夹取曲轴5的竖直位置。由于直线段2311与夹爪基板21正面平行，凸轮134在直线段2311的行程内能确保夹爪基板21与主轴132轴线平行，因此当夹爪基板21在竖直位置时夹持机构24可以准确夹取水平放置的曲轴5。
如图2、图3所示，第二安装面122对应凸轮板23内收的位置设有定位块31，定位块31下部还设有缓冲块32。当凸轮板23带动夹爪基板21内收的时候，凸轮板23会被定位块31阻挡而到达内收行程的终点，这样可以限制夹持机构24内收停留的位置正好是令曲轴5轴线垂直的位置，提高的内收角度的精度；缓冲块32起到减弱凸轮板23与定位块31撞击力的作用，延长机构的使用寿命。
如图2、图3、图6所示，转轴座14包括从中间凸起的穿轴台141，穿轴台141两侧各设有内凹的限位台142，夹爪基板21靠近转轴22的一端设有一对耳形的凸起213，当夹爪基板21外翻到极限时凸起213与限位台142相抵。夹爪基板21装配到转轴座14上时，穿轴台141位于两个凸起213的中间位置并通过转轴22连接，凸起213限定了与穿轴台141只能绕转轴22转动，而不能沿轴运动，这样可以使夹持机构4精度提高，不会因为连接不良而抖动，以致于无法夹起曲轴5。若没有凸起213和限位台142的作用，由于凸轮134驱动凸轮板23时，夹爪基板21有顺时针转动的惯性，若夹爪基板21转动角度过大，凸轮板23上的滑槽231会对主轴132、推块133、凸轮134这个整体产生侧向的作用力，加剧主轴132的磨损，使设备出现卡顿；由于有了凸起213和限位台142，当夹爪基板21顺时针旋转，最终其靠近转轴22一端的凸起213碰到限位台142而到达夹爪基板21外翻的极限位置，避免夹爪基板21外翻过量使凸轮板23对主轴132产生冲击，保障了零件的使用寿命。
如图1至图3所示，凸起213上还穿设有螺丝微调件25。凸起213和限位台142之间的间距决定了夹爪基板21的转角，若零件精密度不够或磨损引起间距不符合夹爪基板21的转角要求，则需要通过螺丝微调件25调整，螺丝微调件25穿入凸起213的深度可以决定凸起213与限位台142之间的间距，这样就可以确保夹爪基板21的外翻极限位置可以满足夹爪机构4夹取曲轴5的实际位置要求。
如图4所示，夹爪机构4包括固定于夹爪基板21外侧面212的夹爪气缸41、固定于夹爪气缸41一侧的顶紧气缸42、由顶紧气缸43直线驱动的顶紧块43，夹爪气缸41具有3个品字形均布的夹爪411。曲轴5由夹爪气缸41控制三个夹爪41将其一端夹起，然后顶紧气缸42驱动顶紧块43从夹爪41的下方将曲轴5顶住，配合夹爪411对曲轴5产生更大的摩擦力，这样曲轴5不易从夹爪411之间掉落，顶紧块43的下部可以确定曲轴5夹紧部位的高度。
如图1、图4、图7所示，顶紧气缸42与顶紧块43之间通过顶紧滑块44连接，顶紧滑块44为L形结构并包括互相垂直的引导部441和推进部442，顶紧气缸42的外表面设有引导凸脊421，引导凸脊421限制了引导部441的位置使顶紧滑块42只沿直线运动，推进部442当中设有用于避让夹爪411位置的避让槽4421，这样顶紧气缸42动作精度比较高，而且结构紧凑，占空间小。
如图4所示，顶紧块43接触曲轴5的一面设为V形槽，在顶紧的同时可以令曲轴5的轴线保持在正确的相对位置，防止整个机构运转的时候曲轴5相对位置有过量变动而令组装失败。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种抓取翻转机构，包括具有第一安装面和第二安装面的基板，所述第一安装面上设有翻转气缸，所述第二安装面一端设有转轴座，所述转轴座上通过转轴枢接有一夹爪基板，其特征在于：所述夹爪基板翻转后面向所述第二安装面的一面为内侧面，所述内侧面上设有一具有滑槽的凸轮板，所述翻转气缸具有主轴，所述主轴末端连接有推块，所述推块一侧活动连接有凸轮，所述凸轮被限制于所述滑槽内滑动，所述滑槽包括平滑过渡的直线段和曲线段，所述直线段方向平行于所述夹爪基板内侧面，所述曲线段从所述直线段往靠近所述转轴的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的抓取翻转机构，其特征在于：所述基板的第二安装面上对应所述凸轮板内收的位置设有定位块。
3.根据权利要求2所述的抓取翻转机构，其特征在于：所述定位块上还设有缓冲块。
4.根据权利要求1所述的抓取翻转机构，其特征在于：所述转轴座靠近所述转轴一侧设有内陷的限位台，所述夹爪基板靠近所述转轴的一端设有凸起，当所述夹爪基板外翻到极限时所述凸起与限位台相抵。
5.根据权利要求4所述的抓取翻转机构，其特征在于：所述凸起上还设有螺丝微调件。
6.根据权利要求1所述的抓取翻转机构，其特征在于：所述翻转气缸通过一气缸座固定于所述基板上，所述气缸座一侧的基板上固定有引导块，所述推块上连有引导杆，所述引导杆穿入于所述气缸座与引导块之间，所述引导块面向气缸座的一侧设有用于限定所述引导杆位置的引导槽。
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