CN106044684B - 一种夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹取装置，它包括安装板、翻转部件、动力获取部件、夹取部件，所述翻转部件活动安装在安装板上，所述动力获取部件安装在翻转部件上，所述夹取部件安装翻转部件上，所述夹取部件与动力获取部件连接且动力获取部件驱动夹取部件运动。动力获取部件上的动力输出部位与夹板之间的连接部位在特定区域内改变，起到调整动力臂的直接作用。夹取装置通过实现夹板的动力输入端的具体位置可调，达到了以较小的位移量换取足够大的夹板张开量。不仅降低了夹取装置工作时受到的冲击强度，而且改变了夹板夹取瓶子的过程，夹瓶过程中夹板有了迅速打开和缓慢夹紧的工作特性，起到保护瓶子的作用。

Description

一种夹取装置

技术领域

本发明涉及一种夹取装置。

背景技术

塑料瓶在灌装前需要经过清洗、杀菌、烘干等操作。一般会采用高速旋转方式来获得行进路线、并在行进路线上设置相应的作业部件。瓶子高速旋转的行进路线呈圆形，即瓶子做圆周运动，所涉及的夹取装置是一种夹持瓶子并使瓶子在圆周运动过程中保持一定空间姿态的部件。例如中国专利公开号为CN101575081A中公开的一种翻瓶瓶夹，翻瓶瓶夹工作时的动力来自滚动件所接触的凸轮，翻瓶瓶夹做圆周运动时都围绕同一圆心位置和同一半径，而凸轮上设有围绕该圆心位置起伏分布的连贯的表面。当滚动件经过凸轮起伏的表面就会在半径方向上形成位移，滚动件的位移量通过连杆传递给钳臂，促使钳臂做摆动运动，最终两个钳臂做同步反向运动，实现张开和闭合的动作。

由于现有技术中钳臂的摆动动力来自于滚动件的推力，而且两者之间还需要通过另一个部件即连杆的转化。连杆与钳臂之间通过转轴连接，故造成钳臂的受力端即钳臂与连杆连接部位的位移量与连杆的一端的位移量始终相同；连杆的另一端与安装滚动件的推杆活动连接，钳臂的受力端的位移量稍大于推杆的位移量即滚动件的位移量。该动力传递转化的特征是钳臂的受力端位置固定不变，动力臂不变，钳臂之间张开需要滚动件做较大的位移来实现。

正如前面所述，滚动件的位移量源于凸轮表面的起伏程度，实际工况中，往往需要钳臂在翻瓶瓶夹非常小的转动角度或者非常短的运动路径上张开，势必要求凸轮的表面具有起伏非常大的表面。而这样的陡增的表面会给运动中的滚动件带来巨大的冲击，滚动件受力巨大，导致现有技术中的此类夹取装置的使用寿命缩短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何降低夹取装置在张开时受到的冲击力强度，由此提供一种结构稳定、使用寿命长的夹取装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该夹取装置包括安装板、翻转部件、动力获取部件、夹取部件，所述翻转部件活动安装在安装板上，所述动力获取部件安装在翻转部件上，所述夹取部件安装翻转部件上，所述夹取部件与动力获取部件连接且动力获取部件驱动夹取部件运动，所述动力获取部件上设有两个分开分布的以直线运动方式输出动力的动力输出部位，所述动力输出部位在动力获取部件上的位置固定，所述夹取部件设有两个对称分布的夹板，所述夹板以转动方式活动安装在翻转部件上，所述夹板的一端为动力输入端，所述夹板在动力输入端设有狭长的滑道，所述滑道的长度方向倾斜于夹板的转动方向，所述动力输出部位嵌入在滑道内。

在本申请的技术方案中，动力获取部件依靠凸轮获得在半径方向上的作用力，进而通过动力获取部件上的动力输出部位直接向夹板传递动力。滑道的倾斜设计与动力获取部件上的动力输出部位的直线运动具有对应关系。滑道的长度方向倾斜于夹板的转动方向，这里的倾斜排除了垂直的情况，从而形成滑道的内表面与动力获取部件上的动力输出部位的直线运动方向始终倾斜但不垂直的情况，使得动力获取部件上的动力输出部位输出的动力在夹板上直接被转化为两个方向上的力，其中一个力驱动夹板做转动运动。夹板在转动的同时，动力获取部件上的动力输出部位与夹板的接触部位发生位置改变，即夹板上实际接受动力的部位的位置在同步改变，也就是说夹板的动力输入端为一个区域。

在本技术方案中，动力获取部件上的动力输出部位与夹板之间的连接部位在特定区域内改变，起到调整动力臂的直接作用。

以夹板张开为例，此时动力获取部件向夹取部件所在位置运动，动力获取部件上的动力输出部位沿着滑道的一侧对夹板施以作用力，夹板被推动，夹板响应后顺势转动，同时动力获取部件上的动力输出部位向着夹板的转动中心所在位置持续运动，夹板上接受动力的部位就越来越靠近夹板的转动中心所在位置，该过程中动力臂越来越小。众所周知，角速度相同的情况下半径越大线速度越快、而在半径不变的情况下角速度增加时线速度越快。当动力臂越来越小时，夹板的动力输入端的线速比夹板另一端的线速要小很多，在同步运动的情况下夹板的动力输入端的位移量要远远小于夹板另一端的位移量。这样动力获取部件上的动力输出部位以较小的位移量就能推动夹板张开，所以凸轮上的表面就可以设置得较为平坦，动力获取部件与凸轮接触时相互的冲击力强度可以明显减弱；相比于需要较大位移量来实现夹板张开的操作目的的技术方案，本技术方案以较小的位移量实现夹板张开的操作目的，故可以在更短时间内实现夹板张开操作。不仅如此，采用这样的动力传递方案还可以促使夹板张开过程具有更明显的加速特征，张开角度增大的同时张开速度也越大，夹板张开过程的末段呈现瞬间张开的工作特征，从而高效匹配瓶子输入过程和输出过程，增加夹取装置的工作稳定性。

在闭合过程，动力获取部件上的动力输出部位做反向直线运动、动力获取部件上的动力输出部位与滑道的另一侧接触并相互作用，此时动力获取部件上的动力输出部位拉动夹板运动，夹板做反向转动的同时动力获取部件上的动力输出部位朝远离夹板的转动中心所在位置的方向持续运动。这样动力臂增加，保证了夹板夹持瓶子时有足够的夹持力。基于本技术方案以较小的位移量实现夹板张开的操作目的，那么在反向运动过程中就可以在极短时间内夹持瓶子。相对于张开的过程，闭合过程中夹板做减速运动，夹板之间越是靠近、夹板的运动速度变得越慢，夹板在最后阶段以较为缓慢的速度运动，夹板与瓶缓慢的接触，从而起到保护瓶子的作用。

滑道可以是横截面为弧形的结构、也可以是横截面呈凹形的结构、还可以是通孔结构。滑道的结构满足在动力获取部件上的动力输出部位相对的两侧形成限制作用即可，这样在动力获取部件上的动力输出部位直线往复运动时可以与夹板建立联系。在本发明中滑道的优选方案为，所述夹板在滑道处设有导向平面Ⅰ和导向平面Ⅱ，所述导向平面Ⅰ平行于导向平面Ⅱ，所述夹板的转动方向倾斜于导向平面Ⅰ、所述夹板的转动方向倾斜于导向平面Ⅱ。导向平面Ⅰ作为夹板张开时的动力输入端，导向平面Ⅱ作为夹板闭合时的动力输入端，在具体实施过程中可以在导向平面Ⅰ和导向平面Ⅱ之间设置一个过渡连接作用的平面或者弧面、也可以是不影响导向平面Ⅰ和导向平面Ⅱ正常工作的其它结构的面、或者基于通孔结构而只具备导向平面Ⅰ和导向平面Ⅱ。

动力获取部件在现有技术中整体以金属材质为主，这样增加了夹取装置的重量、造成运动惯量大，动力获取部件承受的冲击力会受此原因而大大增加。为了减轻动力获取部件的重量、降低运动惯量，动力获取部件采用如下优选方案，所述动力获取部件还包括滚轮、固定板、活动块、加固件，所述滚轮两侧各通过一个固定板安装在活动块上，所述加固件为管状结构，所述加固件设置在活动块内部，所述活动块的一端位于两个固定板之间，所述加固件的长度等于两个固定板的间距，所述固定板与活动块之间通过在加固件内安装螺栓固定连接在一起。加固件位于两个固定板之间，起到限制固定件之间的距离的作用，防止固定板对活动块过量挤压而造成固定板变形的情况；固定板又对活动块实施夹持和限制，所以要求活动块具备的机械强度可以较低，便可允许活动块采用塑料材质。

本发明还涉及对翻转部件的结构改进，目的在于配合夹板张开和闭合期间的受力过程，提高翻转部件的机械强度。该翻转部件包括导向件和承载件，所述夹板活动安装在承载件上，所述承载件以转动方式活动连接在安装板上，所述导向件与承载件之间固定连接，所述导向件上设有连接凸起，所述承载件上设有容纳连接凸起的空腔，所述连接凸起嵌入在空腔内并且导向件与承载件之间焊接连接，所述导向件与承载件还通过销轴固定连接。这样的设计可以达到将翻转部件设计为一体的技术效果，焊接位置位于导向件和承载件之间的缝隙处，连接后表面可以达到较高的光洁度，故具有良好的卫生洁净度。

夹取装置工作时不仅夹取瓶子，还要在不同工位将瓶子置于倒立和放正的空间姿态。这涉及到夹取装置上的翻转部件，现有技术由于翻转部件的受力部位与转动中心之间在垂直半径的方向上存在间距，使得翻转部件的受力部件在翻转过程中会经过最低位置。由此翻转部件的受力部件先经过下降运动、然后进入上升运动，接着经过下降运动、然后进入上升运动。这样势必要求引导翻转部件运动的导轨具有对应的弯曲形式，导致导轨的结构复杂、曲线变化幅度大；同样还造成翻转部件的受力部件受力过程复杂，需要承担较大的外力。为了能使夹取装置的翻转过程受力变得简单、降低外部的导轨的曲线变化幅度，并能完全匹配夹板在闭合状态下的性能要求，本技术方案中对翻转部件做了结构改进，所述导向件的中心线与承载件的中心线重合，所述导向件的中心线、承载件的中心线都经过翻转部件在安装板上的转动中心。这样确保了翻转部件的受力部位在夹取装置的翻转过程中只经历上升、下降的过程。

为了确保翻转部件使用的可靠性，翻转部件与安装板之间通过转轴活动连接，所述安装板上还设有销柱，所述转轴上设有弧形凹口，所述销柱嵌入在弧形凹口内，所述销柱的中心线垂直于转轴的中心线。这样转轴在三个互相垂直的方向上受到限制，翻转部件与安装板连接更为牢固。

本发明采用上述技术方案：夹取装置通过实现夹板的动力输入端的具体位置可变，达到了以较小的位移量换取足够大的夹板张开量。不仅降低了夹取装置工作时受到的冲击力，而且改变了夹板夹取瓶子的过程，夹瓶过程中夹板有了迅速打开和缓慢夹紧的工作特性，起到保护瓶子的作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种夹取装置的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图的仰视图；

图4为本发明一种夹取装置的立体图；

图5为本发明一种夹取装置的夹取部件的受力过程示意图Ⅰ；

图6为本发明一种夹取装置的夹取部件的受力过程示意图Ⅱ。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，夹取装置主要包括安装板1、翻转部件、动力获取部件、夹取部件。

安装板1主体为板状结构，它作为安装部件，用于与主体设备上的转盘连接。

翻转部件是获取翻转动力并促使瓶子翻转的部件。如图1、2所示，它包括承载件2和导向件。承载件2本体为扁平结构，它的一端通过转轴3与安装板1的一端连接在一起，该转轴3通过穿过承载件2和安装板1，三者之间形成单铰链式结构，故承载件2可以绕着安装板1转动而其以转轴3的中心线为转动中心。在安装板1上嵌入有销柱4，在转轴3上设有弧形凹口，销柱4嵌入在弧形凹口内，这样销柱4的中心线垂直于转轴3的中心线。销柱4的作用是限制转轴3在其中心线方向上运动。在承载件2的另一端的中间设有空腔，承载件2在垂直空腔的中心线的方向上设有两个中心线重合的通孔，通孔与空腔连通。

导向部件包括塑料导套5和金属材质的连接柱6组成。连接柱6的一端与塑料导套5通过间隙配合安装在一起，连接柱6的另一端设有圆柱形的连接凸起；连接柱6在垂直其中心线的方向上设有通孔，通孔位于连接凸起所在位置。连接柱6的连接凸起嵌入到空腔内，由此连接柱6与承载件2之间过渡配合而连接在一起。连接柱6与承载件2结合后，位于承载件2上的通孔的中心线与位于连接柱6上的通孔的中心线都处于同一平面内，适度调整连接柱6相对承载件2的位置后便可以将两者的通孔连通并置于同一中心线上，再将一个销轴7安装到通孔内，使连接柱6与承载件2之间再通过销轴7固定连接。由于承载件2也为金属件，故在承载件2和连接柱6之间的可见的缝隙位置处通过焊接将两者连接在一起，不仅起到增加连接强度的作用，还消除了表面可见的缝隙，有利于达到良好的卫生洁净度。

承载件2和导向件组合在一起后，两者都处在同一中心位置上，即导向件的中心线与承载件2的中心线重合。导向件的中心线、承载件2的中心线都经过翻转部件在安装板1上的转动中心，即转轴3的中心线为圆心的半径方向上导向件、承载件2处于并列的位置关系。

如图1、3所示，动力获取部件包括滚轮8、固定板9、活动块10、加固件11、传动销12、导柱13、弹簧14。活动块10为扁平长方体结构，其为塑料材质。固定板9为更薄的板状结构，有两个固定板9安装在活动块10上。加固件11为金属材质的管状结构，加固件11被置于活动块10内部，加固件11的两端都露出在活动块10的表面。活动块10两侧的固定板9之间通过螺栓固定连接，该螺栓穿过加固件11，这样加固件11就位于两个固定板9之间，固定板9之间的距离完全由加固件11的长度决定，也就是加固件11的长度等于两个固定板9的间距，从而固定板9受到加固件11支撑而不会对活动块10带来不利的挤压影响。固定板9安装在活动块10上后还凸出在活动块10的一侧，固定板9凸出在活动块10的部位用于安装滚轮8。有两个导柱13固定安装在承载件2上，导柱13之间呈平行的位置关系。在活动块10内部设有用于容纳导柱13的通孔。安装时弹簧14先套在每个导柱13上，再将活动块10安装到导柱13上，导柱13嵌入到活动块10的通孔内，这样弹簧14位于活动块10和承载件2之间。活动块10可以沿着导柱13做直线往复运动。传动销12固定安装在活动块10上，安装后传动销12凸出在活动块10的表面。在活动块10上设有两个传动销12，传动销12作为动力获取部件的动力输出部位用于向夹取部件传递动力。传动销12的与导柱13呈垂直的位置关系，活动块10受制于导柱13的限制作用而只能沿着导柱13做直线往复运动，因此传动销12也只能做直线往复运动。

如图3、5、6所示，夹取部件包括两个夹板15，它们都活动安装在承载件2上并位于导向件的两侧、呈对称分布的位置关系。夹板15在承载件2上可以相对承载件2做转动运动。夹板15的一端为动力输入端，夹板15在动力输入端设有狭长的滑道18，该滑道18通过设置通孔的方式形成；夹板15的另一端为作业端，用于与瓶子建立连接关系。滑道18为狭长的结构，其长度方向与夹板15的转动方向始终倾斜但不垂直。夹板15在滑道18处设有导向平面Ⅰ16和导向平面Ⅱ17，导向平面Ⅰ16平行于导向平面Ⅱ17，滑道18的长度方向都平行于向平面Ⅰ和导向平面Ⅱ17，故夹板15的转动方向始终倾斜于导向平面Ⅰ16、导向平面Ⅱ17。

安装后，翻转部件上的塑料导套5与外部的呈环状连续分布的导轨连接，导轨引导翻转部件运动，导轨的起伏变化通过翻转部件转化为夹取装置的摆动运动；动力获取部件上的滚轮8与外部的凸轮连接，动力获取部件上的弹簧14将活动块10推向凸轮所在位置，使滚轮8与凸轮的表面紧密接触，滚轮8顺着凸轮表面起伏运动，进而活动块10被推动做往复直线运动。如图5所示，当活动块10被凸轮推动向着夹取部件所在位置运动时，传动销12做直线位移运动并顶在导向平面Ⅰ16上，在此过程中两个夹板15之间做张开动作；如图6所示，当活动块10被弹簧14推动向凸轮所在位置运动时，传动销12做直线位移运动并顶在导向平面Ⅱ17上，在此过程中两个夹板15之间做闭合动作。

Claims (6)

1.一种夹取装置，该夹取装置包括安装板(1)、翻转部件、动力获取部件、夹取部件，所述翻转部件活动安装在安装板(1)上，所述动力获取部件安装在翻转部件上，所述夹取部件安装翻转部件上，所述夹取部件与动力获取部件连接且动力获取部件驱动夹取部件运动，其特征在于：所述动力获取部件上设有两个分开分布的以直线运动方式输出动力的动力输出部位，所述动力输出部位在动力获取部件上的位置固定，所述夹取部件设有两个对称分布的夹板(15)，所述夹板(15)以转动方式活动安装在翻转部件上，所述夹板(15)的一端为动力输入端，所述夹板(15)在动力输入端设有狭长的滑道(18)，所述滑道(18)的长度方向倾斜于夹板(15)的转动方向，所述动力输出部位嵌入在滑道(18)内。

2.根据权利要求1所述夹取装置，其特征在于：所述夹板(15)在滑道(18)处设有导向平面Ⅰ(16)和导向平面Ⅱ(17)，所述导向平面Ⅰ(16)平行于导向平面Ⅱ(17)，所述夹板(15)的转动方向倾斜于导向平面Ⅰ(16)、所述夹板(15)的转动方向倾斜于导向平面Ⅱ(17)。

3.根据权利要求1所述夹取装置，其特征在于：所述动力获取部件还包括滚轮(8)、固定板(9)、活动块(10)、加固件(11)，所述滚轮(8)两侧各通过一个固定板(9)安装在活动块(10)上，所述加固件(11)为管状结构，所述加固件(11)设置在活动块(10)内部，所述活动块(10)的一端位于两个固定板(9)之间，所述加固件(11)的长度等于两个固定板(9)的间距，所述固定板(9)与活动块(10)之间通过在加固件(11)内安装螺栓固定连接在一起。

4.根据权利要求1所述夹取装置，其特征在于：所述翻转部件包括导向件和承载件(2)，所述夹板(15)活动安装在承载件(2)上，所述承载件(2)以转动方式活动连接在安装板(1)上，所述导向件与承载件(2)之间固定连接，所述导向件上设有连接凸起，所述承载件(2)上设有容纳连接凸起的空腔，所述连接凸起嵌入在空腔内并且导向件与承载件(2)之间焊接连接，所述导向件与承载件(2)还通过销轴(7)固定连接。

5.根据权利要求4所述夹取装置，其特征在于：所述导向件的中心线与承载件(2)的中心线重合，所述导向件的中心线、承载件(2)的中心线都经过翻转部件在安装板(1)上的转动中心。

6.根据权利要求1所述夹取装置，其特征在于：所述翻转部件与安装板(1)之间通过转轴(3)活动连接，所述安装板(1)上还设有销柱(4)，所述转轴(3)上设有弧形凹口，所述销柱(4)嵌入在弧形凹口内，所述销柱(4)的中心线垂直于转轴(3)的中心线。