CN107030996A - 一种带有水口夹的塑件抓取机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有水口夹的塑件抓取机械手，所述机械手包括抓取机构和腕部回转气缸，其中所述抓取机构包括驱动气缸和夹头，在所述驱动气缸的活塞杆前端设有顶锥，所述夹头包括相互拼接成剪刀状的第一钳板和第二钳板，在所述第一钳板和第二钳板的后端设有滚轮；所述顶锥与所述第一钳板和第二钳板后端的滚轮之间的间隙相对应，用于顶入滚轮之间的间隙；在所述滚轮中心设有复位弹簧；所述腕部回转气缸包括中空的缸体、隔板、单叶片和输出轴，所述输出轴伸出至所述缸体外部，在所述缸体外周设有限位卡快。本发明提供的一种带有水口夹的机械手，将机械手抓取机构和腕部分开，采用回转气缸来实现经向转动，实现机械手的高效运动。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种带有水口夹的塑件抓取机械手。
背景技术
所谓机械手，也就是模仿人类肢体，帮助人们或者替代人们执行动作的一种机械设备，并且随着科技以及制造业的飞速发展，机械手得到了越来越多的应用，成为了制造业生产大军中不可或缺的一份子。经过数十年的发展，并且是迅速的发展，机械手(机器人)已经成为了一门学科。它包含了各种领域，可以说目前涉及领域最广的一种学科，如果的高科技机械手一般能够涉及到人体工程学，工程力学，材料力学，电力工程学，生物学等等几十个领域。机械手的技术也就指的是我国几十个专业领域的技术水平，所以可以肯定的说，机械手在某种程度上就直接代表了一个国家科技发展的程度。
目前模具注塑行业发展前景很大，且当前模具行业应经成为了中国领头行业之一，注塑行业中，注塑机是必不可少的机械，注塑机的工作原理就是聚乙烯溶液(也就是我们常用的塑料制品的材料)经过一个注射管道注射到一个模型型腔，也就是所需要生产出的制品的模型，然后通过挤压成型并冷却成为塑料制品，然后被自动的推出到指定的传送带上。
塑件取件机械手所起到的作用是：当一个新的注塑品完成后，会被机器自动推送到传送带上，机械手就是不断地从传送带上捡起塑件，并摆放到指定的塑件堆放区。因为注塑机生产的产品外形千奇百怪，各种各样，一种类型的机械手爪很难全部抓取，所以机械手以通过可更换式机械手抓来应付各种形状的塑件。其通用性较差，而且频繁更换机械手抓很大程度上降低了机械手的工作效率。
因此，为了解决上述技术问题，需要可以方便的抓取如手机壳，鼠标壳等带棱边的小型塑件和注塑冲压成型所产生的边角废料的一种带有水口夹的机械手。
发明内容
本发明提供了一种带有水口夹的塑件抓取机械手，所述机械手包括抓取机构和腕部回转气缸，其中
所述抓取机构包括驱动气缸和夹头，在所述驱动气缸的活塞杆前端设有顶锥，所述夹头包括相互拼接成剪刀状的第一钳板和第二钳板，在所述第一钳板和第二钳板的后端设有滚轮；
所述顶锥与所述第一钳板和第二钳板后端的滚轮之间的间隙相对应，用于顶入滚轮之间的间隙；在所述滚轮中心设有复位弹簧；
所述腕部回转气缸包括中空的缸体、隔板、单叶片和输出轴，所述输出轴伸出至所述缸体外部，在所述缸体外周设有限位卡快。
优选地，所述第一钳板与所述第二钳板呈钝角三角形状。
优选地，所述机械手还包括连接所述驱动气缸和夹头的壳体，所述壳体一端通过连接座与所述驱动气缸固定，另一端设有用于连接所述第一钳板与所述第二钳板的销轴。
优选地，所述驱动气缸横向开有轴孔，用于插入所述腕部回转气缸的输出轴。
优选地，所述驱动气缸设有调压阀，所述调压阀调节的最大压力值为0.25Mp。
优选地，所述调压阀调节的最大压力值通过抓取物体的最大值进行计算。
优选地，腕部回转气缸的工作压力通过下式计算：
其中，p为腕部回转气缸的工作压力，M为腕部回转气缸的气动力矩，R为缸体内壁半径，r为输出轴半径；b为单叶片的宽度。
本发明提供的一种带有水口夹的机械手，抓取塑件的重量在0至500g之间，将机械手抓取机构和腕部分开，采用回转气缸来实现经向转动，有效减小了机械手气缸的体积，实现机械手的高效运动，具有较好的通用性和专用性。另外，本发明根据抓取物体的最大重量计算需要调节的压力值，保证抓取注塑冲压成型所产生的边角废料时，能够平稳而可靠的进行夹取与放下的操作。本发明提供的一种带有水口夹的机械手，可用于大部分注塑机，也可以用于其他需要机械手抓取的小型物件。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1是本发明抓取机构与腕部回转气缸的拼接示意图；
图2是本发明抓取机构的结构示意图；
图3是本发明调压阀调节驱动气缸最大压力值的受力示意图；
图4是本发明腕部回转气缸的结构示意图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
下面结合具体的实施例对本发明提供的一种带有口水夹的塑件抓取机械手做详细的说明，如图1所示本发明抓取机构与腕部回转气缸的拼接示意图，图2所示本发明抓取机构的结构示意图，带有口水夹的塑件抓取机械手包括抓取机构和腕部回转气缸，这里说的腕部回转气缸300具有类似人体手腕的功能，能够带动抓取机构进行经向旋转。
抓取机构包括驱动气缸200和夹头100，在驱动气缸200的活塞杆201前端设有顶锥203，夹头100包括相互拼接成剪刀状的第一钳板101和第二钳板102，在第一钳板101和第二钳板102的后端设有滚轮103。驱动气缸200由气缸壳体202围成空腔，内部由气体推动活塞杆201直线往复运动。
顶锥203与第一钳板101和第二钳板102后端的滚轮之间的间隙相对应，用于顶入滚轮之间的间隙，从而带动第一钳板101和第二钳板102的闭合，实现对塑件的抓取。
在滚轮103中心处设有复位弹簧104，当需要对抓取的塑件放置时，复位弹簧104将第一钳板101和第二钳板102弹开，第一钳板101和第二钳板102放开塑件，将塑件放置。根据本发明提供的一种带有水口夹的塑件抓取机械手，本实施例机械手还包括连接驱动气缸200和夹头100的壳体105，壳体105一端通过连接座与驱动气缸200固定，另一端设有用于连接第一钳板101与第二钳板102的销轴106。优选地，第一钳板101与第二钳板102呈钝角三角形状结构，在三角形的内切圆心出开设旋转孔，用于插入销轴106。
本发明提供的机械手抓取塑件的重量在0至500g之间，塑件为手机壳，鼠标壳等带棱边的小型塑件。根据本发明的实施例，将驱动气缸的缸径选为16mm，直线行程选15mm，保证了机械手的抓取精度。本发明将腕部回转气缸300与驱动气缸200分离，有效地减小了气缸的体积，提高了小型塑件抓取的精度。
实施例中驱动气缸200设有调压阀，调压阀调节的最大压力值为0.25Mp。调压阀调节的最大压力值通过抓取物体的最大重量进行计算，以保证水口夹能够平稳而可靠的进行夹取与放下的操作。如图3所示本发明调压阀调节驱动气缸最大压力值的受力示意图，调压阀调节的最大压力值通过如下方法计算：
确定水口夹的最大抓取物体质量为0.5kg，将此数值作为极限值带入计算。
F2＝mg＝0.5×9.8＝4.9N
计算出驱动滚轮闭合并夹紧工件的推力F1：
计算出输入气压的压力值P：
计算出调压阀调节的最大压力值为0.25Mp。
本发明提供的带有口水夹的塑件抓取机械手，将将腕部回转气缸300与驱动气缸200分离，有效地减小了气缸的体积，使抓取机构能够更加精确地进行经向旋转，提高了小型塑件抓取的精度。具体地，如图4所示本发明腕部回转气缸的结构示意图，实施例中腕部回转气缸300包括中空的缸体301、隔板302、单叶片303和输出轴304，输出轴伸出至所述缸体301外部，在缸体301外周设有限位卡快308。驱动气缸横向开有轴孔，用于插入腕部回转气缸300的输出轴304。优选地，驱动气缸与输出轴304通过轴销固定，使输出轴304带动驱动气缸经向旋转，限位卡快308限制驱动气缸的经向旋转角度为108度。在一些实施例中，驱动气缸与输出轴304通过轴销固定可以通过螺栓固定。
根据本发明，实施例中，腕部回转气缸300的隔板302与缸体301内壁固定，在隔板上开有贯通的气体通道305，单叶片303与输出轴固定，使单叶片303绕输出轴304中心旋转，压缩气体由气体通道305进入缸体301内的空腔306挤压单叶片303转动，带动输出轴304旋转，从而实现抓取机构的经向旋转。
腕部回转气缸的工作压力通过下式计算：
其中，p为腕部回转气缸的工作压力，M为腕部回转气缸的气动力矩，R为缸体内壁半径，r为输出轴半径；b为单叶片的宽度。
下面结合图1、图2和图4对本发明机械手的工作过程进行说明，机械手抓取机构伸至需要抓取需要抓取的塑件前，根据塑件的形状、所处空间方向，腕部回转气缸300启动，单叶片303由压缩气体推动旋转带动输出轴304旋转，使抓取机构旋转至第一钳板101和第二钳板102与塑件平行的位置，此时第一钳板101和第二钳板102打开，分别处于A处和A’处；驱动气缸200启动，驱动活塞杆201直线向前运动，推动顶锥203计入到第一钳板101和第二钳板102后端的滚轮103中，第一钳板101和第二钳板102绕销轴106旋转至闭合位置(B位置)将塑件抓取。机械手由机械臂带动，将塑件送至需要释放的位置，反向旋转腕部回转气缸300内的单叶片303，使塑件处于合适的位置；驱动气缸内的活塞杆201由压缩气体推动，带动顶锥203反向直线运动，第一钳板101和第二钳板102在恢复弹簧106的作用下，将塑件放开。
本发明提供的一种带有水口夹的机械手，抓取塑件的重量在0至500g之间，将机械手抓取机构和腕部分开，采用回转气缸来实现经向转动，有效减小了机械手气缸的体积，实现机械手的高效运动，具有较好的通用性和专用性。另外，本发明根据抓取物体的最大重量计算需要调节的压力值，保证抓取注塑冲压成型所产生的边角废料时，能够平稳而可靠的进行夹取与放下的操作。本发明提供的一种带有水口夹的机械手，可用于大部分注塑机，也可以用于其他需要机械手抓取的小型物件。
必须说明的是，除了上述实施方式以外，本发明当然还有很多其他的实施方式，这里披露的本发明的说明和实践仅是示例性说明，以上所述的仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种带有水口夹的塑件抓取机械手，其特征在于，所述机械手包括抓取机构和腕部回转气缸，其中
所述抓取机构包括驱动气缸和夹头，在所述驱动气缸的活塞杆前端设有顶锥，所述夹头包括相互拼接成剪刀状的第一钳板和第二钳板，在所述第一钳板和第二钳板的后端设有滚轮；
所述顶锥与所述第一钳板和第二钳板后端的滚轮之间的间隙相对应，用于顶入滚轮之间的间隙；在所述滚轮中心设有复位弹簧；
所述腕部回转气缸包括中空的缸体、隔板、单叶片和输出轴，所述输出轴伸出至所述缸体外部，在所述缸体外周设有限位卡快。
2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第一钳板与所述第二钳板呈钝角三角形状。
3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械手还包括连接所述驱动气缸和夹头的壳体，所述壳体一端通过连接座与所述驱动气缸固定，另一端设有用于连接所述第一钳板与所述第二钳板的销轴。
4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动气缸横向开有轴孔，用于插入所述腕部回转气缸的输出轴。
5.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动气缸设有调压阀，所述调压阀调节的最大压力值为0.25Mp。
6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述调压阀调节的最大压力值通过抓取物体的最大值进行计算。
7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，腕部回转气缸的工作压力通过下式计算：
其中，p为腕部回转气缸的工作压力，M为腕部回转气缸的气动力矩，R为缸体内壁半径，r为输出轴半径；b为单叶片的宽度。
8.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动气缸的缸径为16mm，直线行程为15mm。
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