CN106945073A - 一种柔性夹持机构 - Google Patents

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韩玉坤
杨威
楚向前
袁国锋
陈杰
杜宗霖
甄弘扬
赵慧宇
王振舵
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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

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Abstract

本发明提供一种柔性夹持机构，适用于机械加工领域，包括摆动气缸、弹性连接体、夹紧气缸、下钳臂、上钳臂，所述摆动气缸直接或间接固定在支架上，摆动气缸的活塞杆通过连接盘与安装座固定连接，所述安装座通过弹性连接体固定连接固定板，所述夹紧气缸固定在固定板上，下钳臂后端与固定板固定连接，下钳臂上安装有辅助支撑装置，所述夹紧气缸的活塞杆伸出端与上钳臂后端铰链连接，所述下钳臂的中部与上钳臂的中部铰链连接，通过弹性连接体产生挠曲变形，用来吸收振动与冲击，以此保护后端设备。

Description

一种柔性夹持机构
技术领域
本发明涉及一种柔性夹持机构，属于机械制造领域。
背景技术
目前，劳动力成本快速升高，招工难的情况日益严重。各种加工、生产催促着机电一体化设备的快速发展，如今很多设备都是机、电、液、气的综合体。但由此也产生了严重的环境污染、噪声污染，有的甚至危及人的生命安全。为此需要有自动化设备来代替人的工作，让人远离危害。但是生产环境复杂多变，工况恶劣，特别是有强烈冲击、振动的场合，会影响高精度设备的正常工作，因此产生了此柔性夹持机构。
此柔性夹持机构可以配合机器人在强烈冲击、振动的工况下，有效夹持工件而不掉落。同时，此柔性夹持机构中安装有弹性连接体，可以将冲击、振动吸收、隔离，因此不会影响后端的机器人的控制精度，从而保证了工件加工的精度，同时延长了机器人的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于：在强烈冲击、振动工况下，夹持机构依然可以准确使工件运动到指定工位或保持位置，并且将冲击、振动吸收、隔离，以保护后端连接的高精度设备。
本发明的目的是这样实现的：一种柔性夹持机构包括摆动气缸1、支架3、连接盘4、安装座5、弹性连接体7、夹紧气缸9、下钳臂10、上钳臂16，所述摆动气缸1直接或间接固定在支架3上，摆动气缸1的活塞杆通过连接盘4与安装座5固定连接，所述安装座5前端伸出两个悬臂51，悬臂51分别固定弹性连接体7下端，所述的弹性连接体7上端固定连接固定板20，所述夹紧气缸9固定在固定板20上，下钳臂10后端与固定板20固定连接，所述夹紧气缸9的活塞杆伸出端与气缸接头6的下端固定连接，所述上钳臂16后端通过销轴一8与气缸接头6铰链连接，所述下钳臂10的中部与上钳臂16的中部通过销轴二11铰链连接。
所述柔性夹持机构还包括支撑柱12、导向杆13、支撑架17、伸出臂19，所述的销轴二11下侧固定所述的支撑柱12，支撑柱12下端固定导向杆13的后端，导向杆13的前端固定在下钳臂10上，所述支撑架17呈L形，支撑架17的L形竖直端固定在伸出臂19的前端上，所述的伸出臂19后端固定在支架3上，支撑架17的L形水平端上表面与所述导向杆13下圆柱面贴合或留有0.001至0.03mm的间隙，用于实现在夹钳机构运动时提供辅助的支撑力，所述的导向杆13的中心轴线与摆动气缸1的活塞杆的回转中心重合。
所述的弹性连接体7包括金属连接件71、橡胶体72，所述的橡胶体72上下两端分别固定金属连接件71，金属连接件71上设置有螺纹孔。
所述下钳臂10前端固定有下钳口14，所述上钳臂16的前端固定上钳口15。
所述的上钳口15为V形块结构，所述的下钳口14为V形块结构。
所述的连接盘4位于安装座5的内孔中，且与安装座5不接触。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.可以有效吸收冲击与振动，同时保持夹持工件不掉落；
2.可实现程序控制，所采用的气动元件均由控制阀控制，由控制处理中心控制，动作精度高，免润滑；
3.此机构中的弹性连接体用来吸收冲击与振动，同时保护后端连接设备，例如六轴机器人手臂；
4.此夹持机构可以成对使用，在夹持较长工件两端夹持的工况下，依然可完成工作；
5.结构简单，元器件通用，方便维护、维修；
6.夹紧机构属于增力夹紧，为夹持工件提供足够的夹紧力；
7.此机构使用电、气控制，属于环保节能型产品。
附图说明
图1是柔性夹持机构的总体结构图一。
图2是总柔性夹持机构的总体结构图二。
图3是弹性连接体结构示意图。
图4是柔性夹持机构夹持工件工况示意图。
具体实施方式
附图标记:1-摆动气缸、2-固定架、3-支架、4-连接盘、5-安装座、6-气缸接头、7-弹性连接体、8-销轴一、9-夹紧气缸、10-下钳臂、11-销轴二、12-支撑柱、13-导向杆、14-下钳口、15-上钳口、16-上钳臂、17-支撑架、18-电气安装座、19-伸出臂、20-固定板、71-金属连接件、72-橡胶体、51-悬臂。
结合图1-3，本发明的一种柔性夹持机构，包括摆动气缸1、固定架2、支架3、连接盘4、安装座5、悬臂51、气缸接头6、弹性连接体7、销轴一8、夹紧气缸9、下钳臂10、销轴二11、支撑柱12、导向杆13、下钳口14、上钳口15、上钳臂16、支撑架17、电气安装座18、伸出臂19，所述摆动气缸1与固定架2固定连接，所述连接盘4中心孔与摆动气缸1的活塞杆伸出端固定连接，所述摆动气缸1通过固定架2固定在支架3上，所述连接盘4前端的法兰盘与安装座5后端固定连接，且所述的连接盘4位于安装座5的内孔中且与安装座5不接触，所述安装座5前端伸出的悬臂51分别固定弹性连接体7下端，弹性连接体7用来吸收夹持端传递的振动与冲击，所述弹性连接体7上端与固定板20固定连接，所述夹紧气缸9固定在固定板20的下表面，下钳臂10后端固定在固定板20的上表面，所述下钳臂10前端固定下钳口14，所述夹紧气缸9的活塞杆伸出端与气缸接头6的下端固定连接，所述上钳臂16后端通过销轴一8与气缸接头6铰链连接，所述下钳臂10的中部与上钳臂16的中部通过销轴二11铰链连接，所述上钳臂16的前端固定上钳口15，通过夹紧气缸9活塞杆的伸出、缩回动作实现夹紧、松开的功能，所述销轴二11下侧固定安装有支撑柱12，所述支撑柱12下端固定导向杆13的后端，所述导向杆13的前端固定在下钳臂10上，所述支撑架17呈L形，支撑架17的L形竖直端固定在伸出臂19的前端上，所述的伸出臂19后端固定在支架3上，支撑架17的L形水平端上表面与所述导向杆13下圆柱面贴合或留有0.001至0.03mm的间隙，用于实现在夹钳机构运动时提供辅助的支撑力，当工件需要旋转时，夹紧机构由后端机械手带动离开工作位一定的距离，用以避让工作位上的机构或设备，通过电信号控制气动阀，使摆动气缸1转动设定的角度，工件可准确停止在设定位置，并且保持夹紧气缸9压力不变，工件不掉落，接着进行下一步工位的作业，所述的导向杆13的中心轴线与摆动气缸1的活塞杆的回转中心重合，用以实现摆动气缸1回转时，支撑架17对导向杆13的辅助支撑作用。
所述的弹性连接体7包括金属连接件71、橡胶体72，所述的橡胶体72上下两端分别固定金属连接件71，金属连接件71上设置有螺纹孔，易于弹性连接体7的安装。所述的下钳臂10上固定所述的电气安装座18，用于方便电器元件的固定安装。
所述的上钳口15为V形块结构，所述的下钳口14为V形块结构。
结合图4，当夹持较长工件时，此时工件重心距离上、下钳口位置比较远，为保证夹持机构不会因夹持力矩的改变而导致无法有效的夹持工件，同时为了使工件不会因自身重力的影响发生弯曲从而影响多工位的作业，就需要两端同时夹持工件进行工作位的转移及作业。基于上述工况的需要，可将其中一个柔性夹持机构的伸出臂19在支架3上的固定位置与另一个柔性夹持机构的伸出臂19在支架3上的固定在相反方向位置，两个柔性夹持机构成对使用，此时成对夹持机构动作需同步，以此实现夹钳机构的成组使用，可有效提高柔性夹持机构的工艺稳定性。
当工件需要移动时，控制夹紧气缸9的活塞杆缩回，上钳口15、下钳口14处于张开状态，机械手带动柔性夹持机构运动至夹持位，控制夹紧气缸9的活塞杆伸出，上钳口15、下钳口14处于闭合状态，夹持工件，机械手带动工件抬起、离开放置位，运动至下一工作位上方，工件放置在下一工作位，机械手带动时利用夹持机构中弹性连接体7吸收冲击震动。
当工件需要翻旋转时，控制控制夹紧气缸9夹紧工件，控制摆动气缸1的活塞杆转动，从而带动安装座5、上钳臂16、下钳臂10转动，同时由于导向杆13的中心轴线与摆动气缸1的活塞杆的回转中心重合，保证了支撑架17对导向杆13的辅助支撑作用，完成工件的旋转。

Claims (6)

1.一种柔性夹持机构包括摆动气缸（1）、支架（3）、连接盘（4）、安装座（5）、弹性连接体（7）、夹紧气缸（9）、下钳臂（10）、上钳臂（16），所述摆动气缸（1）直接或间接固定在支架（3）上，摆动气缸（1）的活塞杆通过连接盘（4）与安装座（5）固定连接，所述安装座（5）前端伸出两个悬臂（51），悬臂（51）分别固定弹性连接体（7）下端，所述的弹性连接体（7）上端固定连接固定板（20），所述夹紧气缸（9）固定在固定板（20）上，下钳臂（10）后端与固定板（20）固定连接，所述夹紧气缸（9）的活塞杆伸出端与气缸接头（6）的下端固定连接，所述上钳臂（16）后端通过销轴一（8）与气缸接头（6）铰链连接，所述下钳臂（10）的中部与上钳臂（16）的中部通过销轴二（11）铰链连接。
2.根据权利要求1所述的柔性夹持机构，其特征在于：所述柔性夹持机构还包括支撑柱（12）、导向杆（13）、支撑架（17）、伸出臂（19），所述的销轴二（11）下侧固定所述的支撑柱（12），支撑柱（12）下端固定导向杆（13）的后端，导向杆（13）的前端固定在下钳臂（10）上，所述支撑架（17）呈L形，支撑架（17）的L形竖直端固定在伸出臂（19）的前端上，所述的伸出臂（19）后端固定在支架（3）上，支撑架（17）的L形水平端上表面与所述导向杆（13）下圆柱面贴合或留有0.001至0.03mm的间隙，用于实现在夹钳机构运动时提供辅助的支撑力，所述的导向杆（13）的中心轴线与摆动气缸（1）的活塞杆的回转中心重合。
3.根据权利要求1或2所述的柔性夹持机构，其特征在于：所述的弹性连接体7包括金属连接件（71）、橡胶体（72），所述的橡胶体（72）上下两端分别固定金属连接件（71），金属连接件（71）上设置有螺纹孔。
4.根据权利要求1或2所述的柔性夹持机构，其特征在于：所述下钳臂（10）前端固定有下钳口（14），所述上钳臂（16）的前端固定上钳口（15）。
5.根据权利要求4所述的柔性夹持机构，其特征在于：所述的上钳口（15）为V形块结构，所述的下钳口（14）为V形块结构。
6.根据权利要求1或2所述的柔性夹持机构，其特征在于：所述的连接盘（4）位于安装座（5）的内孔中，且与安装座（5）不接触。
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