CN107052753A - 夹爪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种夹爪装置，其特征在于，具有夹爪机构，所述夹爪机构包括安装座、固定座、夹套、下驱动汽缸、上驱动汽缸、左夹爪、右夹爪、电机、主动齿轮和从动齿轮；所述从动齿轮的旋转能够带动所述固定座在安装座做水平旋转；所述夹套设于固定座内部，夹套与固定座内壁间设有下驱动汽缸和上驱动汽缸，所述夹套能够在下驱动汽缸驱动下垂直向下移动进而使左夹爪和右夹爪能够分别在弹簧作用下向工件的方向移动最终将工件夹住等，本发明具有可快速准确的对摄像头等工件进行自动夹取，且取料过程中能及时对其位置进行识别和调整，同时具有保护结构，防止取料过程工件的损坏的效果。

Description

夹爪装置

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，尤其涉及一种应用于手机摄像头组装等方面的夹爪装置。

背景技术

各类电子装置或者其零件在装配过程中，往往需要夹取比较细小的零件后才进行组装。例如，手机摄像头自身的组装，需要夹取摄像头模组，然后再进行与摄像头边框的组装、与手机主板的组装等。由于摄像头模组上表面不平整，所以不适合真空吸的办法进行取料，另外摄像头模组边框的组装、与手机主板的组装对精度、夹取的位置和力度要求比较高，另外需要实时的进行位置识别和调整，现有技术中，缺乏一套能达到夹取要求的完整的自动化解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹爪装置，它可快速准确的对摄像头等工件进行自动夹取，且取料过程中能及时对其位置进行识别和调整，同时具有保护结构，防止取料过程工件的损坏。

本发明目的通过以下方案实现：

本发明的夹爪装置，其特征在于， 具有夹爪机构，所述夹爪机构包括安装座、固定座、夹套、下驱动汽缸、上驱动汽缸、左夹爪、右夹爪、电机、主动齿轮和从动齿轮；所述主动齿轮紧固在电机转轴上，所述主动齿轮和从动齿轮互相水平齿合，所述固定座垂直地活动安装在安装座内，所述从动齿轮的旋转能够带动所述固定座在安装座做水平旋转；所述夹套设于固定座内部，夹套与固定座内壁间设有下驱动汽缸和上驱动汽缸，所述夹套能够在下驱动汽缸驱动下垂直向下移动进而使左夹爪和右夹爪能够分别在弹簧作用下向工件的方向移动最终将工件夹住，所述夹套能够在上驱动汽缸驱动下垂直向上移动进而推动左夹爪和右夹爪向远离工件的方向移动最终将工件释放。

作为优选：

夹爪装置还包括照相机构，所述夹爪机构设有自上而下贯通的拍照通孔；所述照相机构设于拍照通孔的正上方；所述照相机构能够通过所述拍照通孔对工件进行拍照进而实现对工件位置的检测与/或定位。

作为优选：

夹爪装置还包括两个夹爪安装板，所述夹爪安装板分别对称地紧固在固定座底部，所述左夹爪和右夹爪上面通过滑槽和滑轨配合的方式与夹爪安装板活动连接；所述夹爪安装板具有纵向支板，左夹爪的左侧、右夹爪的右侧分别与对应的夹爪安装板纵向支板之间各设有一弹簧。

优选地，所述左夹爪和右夹爪朝向夹套的一侧分别设有夹爪锁舌，所述夹套对应设有锁口及位于锁口下方的拨动部；所述夹套能够在下驱动汽缸驱动下垂直向下移动，使锁口到达夹爪锁舌位置，弹簧推动左夹爪和右夹爪向工件的方向移动同时，夹爪锁舌插入对应的锁口；所述夹套能够在上驱动汽缸驱动下垂直向上移动进而使拨动部向外挤压夹爪锁舌进而推动左夹爪和右夹爪向远离工件的方向移动。

优选地，还包括压架，所述压架具有与工件的被夹取部相匹配的压板，所述压架紧固在固定座的底部；左夹爪和右夹爪分别对称设置在压板左右两侧；在夹取工件过程中，所述压板的底部能够先与工件上表面接触，压板的两侧能够限制左夹爪和右夹爪移动的最大行程，避免对工件的过度挤压。

作为优选：

安装座具有呈“凸”字形的固定座安装通孔，在所述固定座安装通孔下半段，固定座套设有从动齿轮。

夹爪装置还包括下端盖和硅胶垫，硅胶垫设于下端盖与固定座之间，下端盖紧固于固定座的底部；所述的压架和夹爪安装板紧固在下端盖的底部。

还包括托盘，所述托盘与安装座的上表面通过圆环形的滑轨和滑槽活动连接；所述固定座从安装座的固定座安装通孔伸出后与托盘底部紧固在一起。

所述固定座的内部下半段设有阶梯孔，夹套外部具有与阶梯孔相对应匹配的形状；夹套活动安装在阶梯孔内；夹套与固定座的阶梯孔内壁间从上至下设有下驱动汽缸和上驱动汽缸，所述下驱动汽缸和上驱动汽缸上下分别通过固定在夹套或固定座的密封圈对应围闭成密封空间。

所述主动齿轮底部还固定有一感应片。

所述夹爪装置还包括电机座、电机安装板、加强肋、连接板、相机固定板和光源安装座，电机安装板纵向垂直设置，两个平行的加强肋纵向固定在电机安装板的两侧；夹爪机构的安装座直接与电机安装板紧固在一起，或者夹爪机构的安装座及电机通过电机座安装在电机安装板上；连接板水平设置在电机安装板的顶部或顶端，相机固定板与连接板垂直连接，相机安装在相机固定板上；光源安装座安装在两加强肋的中部位置，照相机构的光源安装在光源安装座朝向夹爪机构的一侧；照相机构的镜头一端连接相机，另一端固定在光源安装座。

进一步，所述夹爪装置具有两组夹爪机构和两组照相机构，它们分别对应并排平行设置。

相对于现有技术，本发明效果包括但不限于：提供了一套包括摄像头模块等在内的自动夹取装置，它能根据工件的摆放位置实时的调节夹爪的位置，通过电机驱动与汽缸驱动结构相结合的方式驱动夹爪，夹取效率高，控制简单；通过压板进行预定位，控制夹取的位置，且能放置夹取力度过大对工件的伤害；拍照通孔的对应结构，方便取料后进行全面快速的拍照进行位置识别和定位。

附图说明

图1为某优选实施例中夹爪机构的结构示意图；

图2为某优选实施例中夹爪机构的俯视图；

图3为图2在A-A处的剖视图；

图4为图2在B-B处的剖视图；

图5为某优选实施例中的夹爪装置的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

需要说明的是以下关于前、后、左、右、上、下等描述是为了方便表达和理解，结合图示常规理解进行定义或描述，它们可以根据视角和摆放位置不同和同步改变。

参考图1至4，为某个优选实施方式中，夹爪装置具有的夹爪机构的结构方案。如图所示：

夹爪机构1，包括：安装座11、固定座12、夹套13、压架15、左夹爪14a、右夹爪14b、电机16、主动齿轮161和从动齿轮162。其中，固定座12活动的垂直安装在安装座1111上。固定座12能够在安装座11上做水平的角度旋转。某优选实施例中，固定座12与安装座11更具体的安装方案是, 安装座11具有纵向的固定座安装通孔，固定座12从下往上穿过固定座安装通孔后，在固定座12上面通过螺丝紧固有一托盘123。托盘123与安装座11上表面通过圆形的滑轨和滑槽的配合，一方面它卡在安装座11上表面，避免整个固定座12的脱落，另一方面可以在安装座11进行水平旋转。固定座安装通孔呈“凸”字形的孔（即上段孔径窄，下段孔径宽），在固定座安装通孔孔径宽的下段位置， 固定座12套设有从动齿轮162。从动齿轮162与固定座12紧固在一起。从动轮的旋转可以带动整个固定座12旋转。

压架15，具有与工件4的被夹取部相匹配的压板151；工作时，压架15的压板151移动至工件4的被夹取部正上方，压架15向下移动，使压板151与工件4的上表面接触。左夹爪14a和右夹爪14b从左右两侧向压板151方向移动，直至与工件4两侧面相抵，进而将左夹爪14a和右夹爪14b将其夹住。压板151不仅可以限制夹爪伸入工件4的深度（或上下高度），同时也限制左夹爪14a和右夹爪14b的夹取过程的位移量，避免对它们对工件4过度挤压。压架15固定在下端盖121的下方。下端盖121则与固定座12的底部通过螺丝等方式紧固在一起。

左夹爪14a和右夹爪14b通过夹爪安装板141固定在下端盖121的下方，并且设置在压板151的两侧。左夹爪14a和右夹爪14b的上面与夹爪安装板141通过滑槽和滑轨的方式接合在一起。左夹爪14a的左侧、右夹爪14b的右侧与夹爪安装板141的对应纵向支板之间分别设有一弹簧142。具体来说，左夹爪14a的左侧、右夹爪14b的右侧对应设有弹簧142孔，弹簧142一端固定于夹爪安装板141的纵向支板，另一端伸进左夹爪14a的左侧和右夹爪14b的右侧的弹簧142孔后与左夹爪14a、右夹爪14b固定连接。夹取工件4时，在两侧弹簧142的作用下，左夹爪14a和右夹爪14b同时作用将工件4夹住，而释放工件4时，左夹爪14a和右夹爪14b向远离压板151方向移动，两侧弹簧142被压缩。

固定座12的内部下半段设有阶梯孔，具体来说从上往下水平孔径变化为：窄→宽→窄。阶梯孔内活动安装一夹套13。夹套13内部中空，夹套13外部具有与阶梯孔相对应匹配的形状。具体安装时，夹套13上端先插入阶梯孔，然后下端盖121从下面套在夹套13，下端盖121通过螺丝等固定在固定座12的底部。某优选的具体方案中，下端盖121与固定座12之间设有硅胶垫122以增加夹套13与固定座12的阶梯孔内壁间的密封性。固定座12与下端盖121组合使夹套13能够在阶梯孔上下移动，且不至于脱落。夹套13与固定座12的阶梯孔内壁间从上至下设有下驱动汽缸131和上驱动汽缸132。下驱动汽缸131和上驱动汽缸132上下分别通过固定在夹套13或固定座12的密封圈133a、133b和133c对应围闭成密封空间。左夹爪14a和右夹爪14b朝向压板151的一侧设有夹爪锁舌143， 夹爪锁舌143具有对应的倾斜面。与夹爪锁舌143相对的位置，夹套13开有对应的锁口131。夹套13锁口131的下方是拨动部132。需要夹取工件4时，增加下驱动汽缸131的气压（可同时撤销上驱动汽缸132的气压），下驱动汽缸131推动夹套13垂直下移；夹套13的锁口131正对夹爪锁舌143，在弹簧142的作用下左夹爪14a和右夹爪14b允许向压板151方向移动，夹爪锁舌143进入夹套13的锁口131，同时左夹爪14a和右夹爪14b在弹簧142的作用下将工件4夹住。需要释放工件4时，增加上驱动汽缸132的气压（可同时撤销下驱动汽缸131的气压），夹套13垂直上移，夹套13的拨动部132作用在夹爪锁舌143的斜面上，推动夹爪锁舌143及对应的左夹爪14a和右夹爪14b向外移动，夹爪锁舌143离开夹套13的锁口131，左夹爪14a和右夹爪14b向外张开，使工件4离开夹爪机构1。

主动齿轮161、从动齿轮162：主动齿轮161和从动齿轮162同一水平面设置，且互相齿合。主动齿轮161固定在电机16转轴，从动齿轮162与固定座12紧固在一起。主动齿轮161在电机16驱动下旋转，进而带动从动齿轮162旋转；从动齿轮162的旋转带动整个固定座12及与固定座12上相关的零部件如左夹爪14a、右夹爪14b、夹套13、压架15等同步旋转，实现左夹爪14a和右夹爪14b水平角度旋转，以调节不同位置的工件4夹取和装配动作。某优选实施例中，主动齿轮161底部还固定有一感应片163，及与感应片163对应的感应器164，通过感应片163和感应器164可以对旋转的角度或方向等进行检测、反馈等。电机16纵向垂直设置，即电机16的转轴与固定座12的纵向中轴线平行。

拍照通孔17，夹爪机构1在压板151的位置设有从上至下贯通的垂直的拍照通孔17。具体来说，上至下拍照通孔17由托盘123、固定座12和夹套13的内部中空部联通在一起构成。通过拍照通孔17结构，夹爪机构1在夹取工件4前、夹取工件4后进行拍照，对工件4进行位置识别，方便精确的取料和后续的装配。

如图5所示，为某优选实施例中的夹爪装置的整体结构示意图。夹爪装置还包括：照相机构2，包括相机21、镜头22和光源23。相机21、镜头22和光源23依次自上而下设置。照相机构2安装在夹爪机构1的拍照通孔17正上方，具体来说镜头22和光源23正对夹爪机构1的拍照通孔17。通过照相机构2和夹爪机构1的拍照通孔17的结构组合，可以对工件4进行清晰的拍照，提高位置识别的准确度和便捷性。

夹爪装置还包括电机座33、电机安装板31、加强肋32、连接板34、相机固定板35和光源安装座36，电机安装板31纵向垂直设置，两个平行的加强肋32纵向固定在电机安装板31的两侧；夹爪机构1的安装座11直接与电机安装板31紧固在一起，或者夹爪机构1的安装座11及电机16通过电机座33安装在电机安装板31上；连接板34水平设置在电机安装板31的顶部或顶端，相机固定板35与连接板34垂直连接，相机21安装在相机固定板35上；光源安装座36安装在两加强肋32的中部位置，照相机构2的光源23安装在光源安装座36朝向夹爪机构1的一侧；照相机构2的镜头22一端连接相机21，另一端固定在光源安装座36。

某优选实施中，夹爪装置具有两组夹爪机构1和两组照相机构2，它们分别对应并排平行设置，其中两组照相机构2的相机21同时安装在相机固定板35上，两组照相机构2的同时光源23安装在光源安装座36上，夹爪机构1并排固定电机安装板31的相同高度等，有机的组合构成双夹爪机构1，可成倍提高取料和装配的效率。

以上所述仅为本发明的某个或某些优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应同理包括在本发明的专利保护范围内。另外，以上文字描述未尽之处也可以参考图1至5的直接表达和常规的理解去实施。

Claims (12)

1.夹爪装置，其特征在于， 具有夹爪机构，所述夹爪机构包括安装座、固定座、夹套、下驱动汽缸、上驱动汽缸、左夹爪、右夹爪、电机、主动齿轮和从动齿轮；所述主动齿轮紧固在电机转轴上，所述主动齿轮和从动齿轮互相水平齿合，所述固定座垂直地活动安装在安装座内，所述从动齿轮的旋转能够带动所述固定座在安装座做水平旋转；所述夹套设于固定座内部，夹套与固定座内壁间设有下驱动汽缸和上驱动汽缸，所述夹套能够在下驱动汽缸驱动下垂直向下移动进而使左夹爪和右夹爪能够分别在弹簧作用下向工件的方向移动最终将工件夹住，所述夹套能够在上驱动汽缸驱动下垂直向上移动进而推动左夹爪和右夹爪向远离工件的方向移动最终将工件释放。

2.根据权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于，还包括照相机构，所述夹爪机构设有自上而下贯通的拍照通孔；所述照相机构设于拍照通孔的正上方；所述照相机构能够通过所述拍照通孔对工件进行拍照进而实现对工件位置的检测与/或定位。

3.根据权利要求2所述夹爪装置，其特征在于，还包括两个夹爪安装板，所述夹爪安装板分别对称地紧固在固定座底部，所述左夹爪和右夹爪上面通过滑槽和滑轨配合的方式与夹爪安装板活动连接；所述夹爪安装板具有纵向支板，左夹爪的左侧、右夹爪的右侧分别与对应的夹爪安装板纵向支板之间各设有一弹簧。

4.根据权利要求3所述夹爪装置，其特征在于，所述左夹爪和右夹爪朝向夹套的一侧分别设有夹爪锁舌，所述夹套对应设有锁口及位于锁口下方的拨动部；所述夹套能够在下驱动汽缸驱动下垂直向下移动，使锁口到达夹爪锁舌位置，弹簧推动左夹爪和右夹爪向工件的方向移动同时，夹爪锁舌插入对应的锁口；所述夹套能够在上驱动汽缸驱动下垂直向上移动进而使拨动部向外挤压夹爪锁舌进而推动左夹爪和右夹爪向远离工件的方向移动。

5.根据权利要求4所述夹爪装置，其特征在于，还包括压架，所述压架具有与工件的被夹取部相匹配的压板，所述压架紧固在固定座的底部；左夹爪和右夹爪分别对称设置在压板左右两侧；在夹取工件过程中，所述压板的底部能够先与工件上表面接触，压板的两侧能够限制左夹爪和右夹爪移动的最大行程，避免对工件的过度挤压。

6.根据权利要求5所述夹爪装置，其特征在于，安装座具有呈“凸”字形的固定座安装通孔，在所述固定座安装通孔下半段，固定座套设有从动齿轮。

7.根据权利要求6所述夹爪装置，其特征在于，还包括下端盖和硅胶垫，硅胶垫设于下端盖与固定座之间，下端盖紧固于固定座的底部；所述的压架和夹爪安装板紧固在下端盖的底部。

8.根据权利要求7所述夹爪装置，其特征在于，还包括托盘，所述托盘与安装座的上表面通过圆环形的滑轨和滑槽活动连接；所述固定座从安装座的固定座安装通孔伸出后与托盘底部紧固在一起。

9.根据权利要求8所述夹爪装置，其特征在于，所述固定座的内部下半段设有阶梯孔，夹套外部具有与阶梯孔相对应匹配的形状；夹套活动安装在阶梯孔内；夹套与固定座的阶梯孔内壁间从上至下设有下驱动汽缸和上驱动汽缸，所述下驱动汽缸和上驱动汽缸上下分别通过固定在夹套或固定座的密封圈对应围闭成密封空间。

10.根据权利要求9所述夹爪装置，其特征在于，所述主动齿轮底部还固定有一感应片。

11.根据权利要求1至10任一所述夹爪装置，其特征在于，所述夹爪装置还包括电机座、电机安装板、加强肋、连接板、相机固定板和光源安装座，电机安装板纵向垂直设置，两个平行的加强肋纵向固定在电机安装板的两侧；夹爪机构的安装座直接与电机安装板紧固在一起，或者夹爪机构的安装座及电机通过电机座安装在电机安装板上；连接板水平设置在电机安装板的顶部或顶端，相机固定板与连接板垂直连接，相机安装在相机固定板上；光源安装座安装在两加强肋的中部位置，照相机构的光源安装在光源安装座朝向夹爪机构的一侧；照相机构的镜头一端连接相机，另一端固定在光源安装座。

12.根据权利要求11所述夹爪装置，其特征在于，具有两组夹爪机构和两组照相机构，它们分别对应并排平行设置。