CN104942769B - 一种柔顺夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柔顺夹持机构，包括钣金支撑件、直线轴承、固定器、直线导轨、基座、顶盖、立柱、力传感器、角度调整座、刻度座、外壳。本发明通过摩擦、弹力、限位等原理，为原本主要用于手持的、其外形特征以圆柱形为主的设备、工具，譬如刻磨机、电钻等提供一种夹持方案，方便安装于其他机械的末端进行自动化操作，并且轴向角度可调，保留一定的轴向柔顺性。在自动化机械配套设备不齐全、手持式设备又没有设置相应安装结构的情况下，为自动化机械代替工人进行一些重复、精度要求较高的工作提供了一种解决方案。

Description

一种柔顺夹持机构

技术领域

本发明涉及一种夹持机构，具体地，涉及一种通过摩擦、弹力、限位原理，为原本主要用于手持的、其外形特征以圆柱形为主的设备、工具，譬如刻磨机、电钻的柔顺夹持机构。

背景技术

在生产活动中，自动化机械开始不断替代工人进行一些重复的、精度要求较高的工作，诸如喷漆、打磨、钻孔等生产步骤改由机器人进行也是发展的主要趋势。然而在自动化机械配套设备不齐全、手持式设备又没有设置相应安装结构的情况下，就有必要采取一种折衷的方案：设计一种夹持机构，将手持式设备包裹起来，使其能够适合各种自动化机械的安装与使用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种柔顺夹持机构，针对夹持圆柱形设备、工具的需求，其结构简单、安全可靠、轴向方向可调，并具有一定轴向柔顺性。

为实现以上目的，本发明提供一种柔顺夹持机构，包括：钣金支撑件、直线轴承、固定器、直线导轨、基座、顶盖、立柱、力传感器、角度调整座、刻度座、外壳，其中：

钣金支撑件用于将待夹持设备以分瓣式的结构包裹起来；直线轴承设置在钣金支撑件衔接处并包裹待夹持设备的在四周；在直线轴承的两端分别安装有固定器以防止直线轴承在使用过程中脱出；直线导轨与直线轴承配合，直线导轨的一端插入基座、另一端插入顶盖；基座的一侧面与顶盖之间通过设置立柱支撑固定；力传感器与基座的另一侧面固定，力传感器用于检测机构在工作过程中施力受力情况；角度调整座固定于力传感器的另一侧；刻度座与角度调整座配合使用，角度调整座绕刻度座上某一点进行一定角度范围的调整，并在该点通过塞打螺栓、轴或其他替代零件连接；外壳设置于最外侧用于防尘防污。

优选地，在所述钣金支撑件的外沿设置有加强条以增加机构整体的刚性，防止钣金支撑件在长期使用过程中受外力作用不均匀而产生形变。

优选地，在所述钣金支撑件与待夹持设备之间视工况设置橡胶材料或其他增加摩擦力的材料，以增加钣金支撑件与待夹持设备之间的静摩擦力。

优选地，在所述钣金支撑件与待夹持设备、钣金支撑件与钣金支撑件、以及钣金支撑件与直线轴承的接触面之间增设橡胶材料或其他材料以增加摩擦力。

更优选地，所述直线轴承数量不少于2个，且布置间距尽可能大，以限制待夹持设备只沿待夹持设备的轴向移动。

优选地，所述固定器的内侧打有小孔，每个直线轴承两端各安装一个固定器，采用细钢丝缠绕直线轴承两端的固定器上的小孔将直线轴承固定，细钢丝端部压在钣金支撑件的内侧，防止细钢丝脱开；或根据实际安装情况省去固定器上的小孔和细钢丝。

优选地，在所述基座与直线轴承之间设置有弹性元件，且所述弹性元件始终处于压缩状态，用于压紧待夹持设备。

更优选地，所述基座中心设有孔，待夹持设备的供电线、气路从该孔中通过。

更优选地，根据工况选择相应参数的所述弹性元件，或者调整所述弹性元件的数量。

优选地，所述顶盖的中心设有沉头孔，用于待夹持设备的头部露出进行加工作业；同时还设置极限位置以使待夹持设备沿直线导轨移动，在弹性元件的作用下待夹持设备在正常工作下一直处于该极限位置，除非待夹持设备头部受到较大的作用力后向内收缩。

优选地，所述力传感器中间设有孔，用于通过待夹持设备的供电线、气路。

优选地，所述刻度座的远端还设置有垫柱或其他替代零件支撑以增加刻度座的刚度；所述刻度座的近端安装有法兰，或视实际情况加装其他适合安装到机器人或其他自动化机械上的零部件。

更优选地，所述刻度座的两侧设有弧形槽作为角度调整座改变角度的轨道，并通过紧固件实现刻度座与角度调整座的紧固；在所述刻度座的外表面还设有刻度线作为角度调整的依据。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明通过摩擦、弹力、限位等原理，为原本主要用于手持的、其外形特征以圆柱形为主的设备、工具，譬如刻磨机、电钻等提供一种夹持方案，方便安装于其他机械的末端进行自动化操作，并且轴向角度可调，保留一定的轴向柔顺性。在自动化机械配套设备不齐全、手持式设备又没有设置相应安装结构的情况下，为自动化机械代替工人进行一些重复、精度要求较高的工作提供了一种解决方案。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的三维图；

图2为图1的剖视图；

图中：刻磨机1、钣金支撑件2、橡胶3、直线轴承4、固定器5、加强条6、直线导轨7、基座8、弹簧9、顶盖10、立柱11、外壳12、力传感器13、角度调整座14、刻度座15、法兰16、垫柱17；

图3为本发明一实施例的滑动部分(包括刻磨机1、钣金支撑件2、橡胶3、直线轴承4、固定器5、加强条6)的三维图；

图4为本发明一实施例的滑轨部分(包括直线导轨7、基座8、弹簧9、顶盖10、立柱11)的三维图；

图5为本发明一实施例的外壳12的三维图；

图6为本发明一实施例的力传感器13、角度调整座14、刻度座15、法兰16、垫柱17的三维图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。

如图1-6所示，本实施例提供一种柔顺夹持机构用于夹持刻磨机1，包括：钣金支撑件2、橡胶3、直线轴承4、固定器5、加强条6、直线导轨7、基座8、弹簧9、顶盖10、立柱11、外壳12、力传感器13、角度调整座14、刻度座15、法兰16、垫柱17，其中：

所述钣金支撑件2用于将刻磨机1以分瓣式的结构包裹起来，为了增大钣金支撑件2与刻磨机1之间的静摩擦力，可在钣金支撑件2与刻磨机1两者之间增设一层橡胶3在其他实施例了，橡胶3或可以采用其他能够增加摩擦力的材料，并可视具体工况选择或者省去。

钣金支撑件2在包裹刻磨机1的同时，在所述钣金支撑件2衔接处设置有直线轴承4包裹在刻磨机1的四周；钣金支撑件2与刻磨机1、钣金支撑件2与钣金支撑件2、以及钣金支撑件2与直线轴承4的接触面之间添加橡胶3或其他材料增加摩擦力。

作为一优选的实施方式，为了限制所述刻磨机1只能沿刻磨机1的轴向移动而不能进行其他方向的转动，除非特殊情况，所述钣金支撑件2衔接处之间的直线轴承4数量应不少于2个，并且布置间距应当尽可能大。

在每个所述直线轴承4的两端分别安装有固定器5以防止直线轴承4在使用过程中脱出。

作为一优选的实施方式，所述固定器5的内侧打有小孔，每个直线轴承4两端各安装一个固定器5，通过细钢丝缠绕直线轴承4两端的固定器5上的小孔将直线轴承4固定，细钢丝端部压在钣金支撑件2的内侧，防止细钢丝脱开。在其他实施例里可通过其他替代方式固定，或者省去固定器5上的小孔和细钢丝，具体可视工况而定。

在所述钣金支撑件2的外沿增设加强条6，能够增加整体的刚性，防止钣金支撑件2在长期使用过程中受外力作用不均匀而产生形变。在其他实施例里，如果钣金支撑件2衔接处之间只有一个直线轴承4或者是受力较小的工况下，可以省去加强条6的设置。

与所述直线轴承4配合使用的直线导轨7的一端插入基座8，并在基座8与直线轴承4之间布置有弹簧9或其他弹性元件，且弹簧9始终处于压缩状态，用于压紧刻磨机1。可以根据工况选择相应参数的弹簧9，或者调整弹簧9的数量。

作为一优选的实施方式，所述基座8中心有孔，可以使刻磨机1的供电线、气路从中通过。

所述直线导轨7的另一端插入顶盖10，所述顶盖10的中心有沉头孔，可让刻磨机1的头部露出进行加工作业；同时在顶盖10上为刻磨机1设定了沿直线导轨7移动的极限位置，在弹簧9的作用下，刻磨机1在正常工作下将一直处于该极限位置，除非刻磨机1的头部受到较大的作用力后向内收缩。

所述基座8的一侧面与顶盖10之间通过立柱11支撑固定；基座8的另一侧面与力传感器13固定，力传感器13用于检测机构在工作过程中施力受力情况。在其他实施例里，可以根据工况省去力传感器13，或者使用其他传感器。

作为一优选的实施方式，所述力传感器13中间有孔，可以使刻磨机1的供电线、气路从中通过。

所述力传感器13的另一侧与角度调整座14固定；角度调整座14与刻度座15配合使用，角度调整座14可以绕刻度座15上的某一点进行一定角度范围的调整，并在该点通过塞打螺栓、轴或其他替代零件连接。

作为一优选的实施方式，所述刻度座15的两侧有弧形槽，作为角度调整座14改变角度的轨道，通过螺栓进行紧固。

作为一优选的实施方式，所述刻度座15外表面设有刻度线，作为角度调整的依据。在其他实施例里，如果对所需的角度要求不高，或有其他确定方式，可以省去刻度线的设置。

所述外壳12设置于机构最外侧，用于防尘防污。在其他实施例里可以采用其他的防护手段。

所述刻度座15的远端设置有垫柱17或其他替代零件支撑以增加机构整体刚度。在其他实施例里，若有特殊情况可以省去垫柱17的设置。

所述刻度座15的近端设置有法兰16，用于与机器人或其他自动化机械连接固定。在其他实施例里，也可以加装其他适合安装到机器人或其他自动化机械上的零部件，具体视实际情况而定。

在其他实施例里，若不需要角度调整功能，可以省去角度调整座14、刻度座15及其他从属零部件，比如法兰16、垫柱17直接与力传感器13或基座8固定。

本实施例中，正常工作状态下，刻磨机1连同整个滑动部分(包括刻磨机1、钣金支撑件2、橡胶3、直线轴承4、固定器5、加强条6)在弹簧9的作用下，被压紧在顶盖10上。刻磨机1通过供电线或气路正常工作。当轴向上的作用力小于等于弹簧9预紧力时，刻磨机1不会发生移动，仍然正常工作。当受到的力大于弹簧9预紧力时，刻磨机连同整个滑动部分向内收缩，直到与轴向力平衡，防止在加工过程中出现突发情况损坏设备。外壳12将滑动部分与滑轨部分(包括直线导轨7、基座8、弹簧9、顶盖10、立柱11)需要防护的部分完全覆盖，防止直线轴承4长期在多粉尘环境下工作造成卡死等环境影响。力传感器13能够帮助监控加工作业过程中的施力受力情况。在特殊情况下，能够手动调整角度，以适合实际加工需要。

本发明通过摩擦、弹力、限位等原理，为原本主要用于手持的、其外形特征以圆柱形为主的设备、工具，譬如刻磨机、电钻等提供一种夹持方案，方便安装于其他机械的末端进行自动化操作，并且轴向角度可调，保留一定的轴向柔顺性。在自动化机械配套设备不齐全、手持式设备又没有设置相应安装结构的情况下，为自动化机械代替工人进行一些重复、精度要求较高的工作提供了一种解决方案。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种柔顺夹持机构，其特征在于，包括：钣金支撑件、直线轴承、固定器、直线导轨、基座、顶盖、立柱、力传感器、角度调整座、刻度座、外壳，其中：

钣金支撑件用于将待夹持设备以分瓣式的结构包裹起来；直线轴承设置在钣金支撑件衔接处并包裹在待夹持设备的四周；在直线轴承的两端分别安装有固定器以防止直线轴承在使用过程中脱出；直线导轨与直线轴承配合，直线导轨的一端插入基座、另一端插入顶盖；基座的一侧面与顶盖之间通过设置立柱支撑固定；力传感器与基座的另一侧面固定，力传感器用于检测机构在工作过程中施力受力情况；角度调整座固定于力传感器的另一侧；刻度座与角度调整座配合使用，角度调整座绕刻度座上某一点进行一定角度范围的调整，并在该点通过连接件连接；外壳设置于最外侧用于防尘防污。

2.根据权利要求1所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，在所述钣金支撑件与待夹持设备之间设置增加摩擦力的材料，以增加钣金支撑件与待夹持设备之间的静摩擦力；在所述钣金支撑件的外沿设置有加强条以增加机构整体的刚性，防止钣金支撑件在长期使用过程中受外力作用不均匀而产生形变。

3.根据权利要求2所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，在所述钣金支撑件与待夹持设备、钣金支撑件与钣金支撑件、以及钣金支撑件与直线轴承的接触面之间设有增加摩擦力的材料。

4.根据权利要求1所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，所述直线轴承数量至少2个，且布置间距尽可能大，以限制待夹持设备只沿待夹持设备的轴向移动。

5.根据权利要求4所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，所述固定器的内侧设有小孔，每个直线轴承两端各安装一个固定器，采用细钢丝缠绕直线轴承两端的固定器上的小孔将直线轴承固定，细钢丝的端部压在钣金支撑件的内侧，防止细钢丝脱开。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，在所述基座与直线轴承之间设置有弹性元件，且所述弹性元件始终处于压缩状态，用于压紧待夹持设备。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，所述基座中心设有孔，用于待夹持设备的供电线、气路从该孔中通过。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，所述顶盖的中心设有沉头孔，用于待夹持设备的头部露出进行加工作业；所述顶盖的中心还设置极限位置以使待夹持设备沿直线导轨移动；所述力传感器中间设有孔，用于通过待夹持设备的供电线、气路。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，所述刻度座的靠近角度调整座的一端设置有支撑部件以增加刻度座的刚度；所述刻度座的另一端安装有法兰。

10.根据权利要求1-5任一项所述的一种柔顺夹持机构，其特征在于，所述刻度座的两侧设有弧形槽作为角度调整座改变角度的轨道，并通过紧固件实现刻度座与角度调整座的紧固；在所述刻度座的外表面还设有刻度线作为角度调整的依据。