CN107457794A - 一种多功能机械爪 - Google Patents

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陈会贤
赵夫涛
严浩
徐啸
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers

Abstract

本发明涉及机械自动化技术领域,具体为一种多功能机械爪,包括连接座,在连接座上设置有夹爪气缸,夹爪气缸的活塞下端连接有活动座,在连接座上还铰接有夹爪,夹爪与气缸之间连接有夹爪连杆,在夹爪上设置有导柱及固定机构,在导柱的外端设置有挡块,挡块与夹爪之间设置有弹簧I,固定机构上设置有固定导柱的夹紧板,夹紧板与导柱的内端之间设置有吸引装置。本发明通过在夹爪上设置导柱和固定导柱的夹紧板,可以实现导柱夹取和夹紧板的夹取,满足多样化的需求。

Description

_种多功能机械爪
技术领域
[0001] 本发明涉及机械自动化技术领域,具体为一种多功能机械爪。
背景技术
[0002] 随着机械自动化的逐步发展,生产、生活的机械化程度越来越高,可以采用机械代 替人工的领域也越来越多。现如今,机械臂的使用也越来越多,机械臂的适用范围越来越 广,也就导致对机械臂的功能需求也越来越大,目前的机械臂大多是用来夹取外表面规则 的物体,但是对于外表面不规则的物体,没有特别设置的结构,不能满足人们的多样化需 求。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是:现有的机械爪一般是针对外表面规则的物体设计 的,不能适用于外表面不规则物体的夹取,为解决上述问题,提供一种多功能机械爪。
[0004] —种多功能机械爪,包括连接座,在连接座上设置有夹爪气缸,夹爪气缸的活塞下 端连接有活动座,在连接座上还铰接有夹爪,夹爪与气缸之间连接有夹爪连杆,在夹爪上设 置有导柱及固定机构,在导柱的外端设置有挡块,挡块与夹爪之间设置有弹簧I,固定机构 上设置有固定导柱的夹紧板,夹紧板与导柱的内端之间设置有吸引装置。
[0005]在导柱的内端设置有弹性摩擦片,导柱穿过夹紧板,夹紧板上设置有与弹性摩擦 片配合的凹槽。
[0006]吸引装置为分别设置在凹槽底部及导柱内端部的磁铁。
[0007]固定机构包括连接在夹紧板上的夹紧板导柱,在夹紧板导柱上套装有滑动座,夹 紧板导柱与滑动座之间设置有定位装置,滑动座与夹紧板之间设置有连杆机构。
[0008]定位装置包括设置在夹紧板导柱内的定位轴,定位轴的前端为梯形,在夹紧板导 柱上对称设置有两个定位块,定位块的尾端为与定位轴前端配合的斜面,定位块中部设置 有挡环,定位块上套装有弹簧II,夹紧板导柱内设置有容纳弹簧II的空腔。
[0009]夹爪上设置有夹紧板导柱定位装置,在夹紧板导柱的尾端设置有与夹紧板定位装 置配合的卡块,卡块包括设置夹紧板导柱的尾端的上挡块和下挡块,上挡块和下挡块对称 设置在夹紧板导柱的两侧,上挡块和下挡块的外侧面均为斜面,夹紧板导柱定位装置上设 置有与卡块配合的夹紧装置。
[0010]夹紧板导柱定位装置包括夹紧装置,夹紧装置上连接有升降装置,升降装置连接 在夹爪上。
[0011]夹紧装置包括与升降装置连接的活动台,活动台两侧分别设置有上卡块和下卡 块,在活动台内设置有J型槽,J型槽内设置有柔性导柱,柔性导柱的尾端连接有下楔块,下 楔块的后端设置有弹簧III,柔性导柱的尾端与上卡块连接,柔性导柱的前端与下卡块连 接,活动台上设置有与下楔块对应的通孔。
[0012]升降装置包括设置在夹爪上固定支架,固定支架上连接有升降气缸,升降气缸的 下端连接有连接台,连接台下端设置有与活动台连接的连接柱,在连接台上设置有伸缩气 管,伸缩气管的下端深入到活动台内与下楔块接触。
[0013] 伸缩气管包括设置在连接台上的固定段,固定段与气源连接,固定段的下端连接 有活动段,活动段的下端连接有上楔块。
[0014] 相对于现有技术,本发明通过在夹爪上设置导柱和固定导柱的夹紧板,可以实现 导柱夹取和夹紧板的夹取,满足多样化的需求。
附图说明
[0015]图1是本发明结构示意图。
[0016] 图2是固定机构张开结构示意图。
[0017] 图3是图2中I的放大图。
[0018]图4是夹紧板导柱结构示意图。
[0019]图5是图4中II的放大图。
[0020]图6是卡紧机构结构示意图。
[0021]图7是升降装置结构示意图。
[0022]图8是伸缩气管结构示意图。
[0023] 其中,1.夹爪气缸;2.连接座;3.夹爪;4.导柱;5.挡块;6.固定机构;61.外侧连杆; 62.中间连杆;63.滑动座;64.夹紧板导柱;65.定位轴;7.弹性摩擦片;8.夹紧板;9.夹爪连 杆;10.活动座;11.活塞;12.固定支架;13.升降气缸;14.连接台;15.伸缩气管;151.固定 段;152.活动段;153.上楔块;16.连接柱;17.下挡块;18.上挡块;19•上卡块;20.下卡块; 21.活动台;22.弹簧I; 23.弹簧II; 24•定位块;25.弹簧III; 26 •下楔块;27•柔性导柱。
具体实施方式
[0024]如图卜图8所示,一种多功能机械爪,包括连接座2,在连接座2上设置有夹爪气缸 1,夹爪气缸1的活塞11下端连接有活动座10,在连接座2上还铰接有夹爪3,夹爪3与夹爪气 缸1之间连接有夹爪连杆9,在夹爪3上设置有导柱4及固定机构,在导柱4的外端设置有挡块 5,挡块5与夹爪3之间设置有弹簧122,固定机构6上设置有固定导柱4的夹紧板8,夹紧板8与 导柱4的内端之间设置有吸引装置。吸引装置用于夹紧板8的自动回位,不再需要复杂的控 制装置或者运动机构去实现回位,结构简单。
[0025] 在导柱4的内端设置有弹性摩擦片7,弹性摩擦片7用于夹紧稳固。导柱4穿过夹紧 板8,夹紧板8上设置有与弹性摩擦片7配合的凹槽,当弹性摩擦片7位于凹槽中时,弹性摩擦 片7的表面与夹紧板8位于一个平面上,便于稳固的夹取表面规则的物体,如包裹箱。
[0026] 吸引装置为分别设置在凹槽底部及导柱内端部的磁铁,当至少两个导柱4靠近夹 紧板8时就能够吸引夹紧板8靠近。
[0027]固定机构包括连接在夹紧板8上的夹紧板导柱M,在夹紧板导柱64上套装有滑动 座63,夹紧板导柱64与滑动座63之间设置有定位装置,滑动座63与夹紧板8之间设置有连杆 机构。连杆机构包括依次连接的外侧连杆61、滑块和中间连杆62,外侧连杆61—端铰接在夹 爪3上,外侧连杆61的另一端铰接在滑块上,滑块设置在夹紧板8上,夹紧板S上设置有供滑 块上下移动的竖直导轨,中间连杆62—端铰接在滑块上,另一端铰接在滑动座63上。为了使 受力平衡,滑动座63与夹紧板8之间对称设置两套连杆机构。
[0028]定位装置包括设置在夹紧板导柱M内的定位轴65,定位轴65的前端为梯形,在夹 紧板导柱64上对称设置有两个定位块24,定位块24的尾端为与定位轴65前端配合的斜面, 定位块24中部设置有挡环,定位块24上套装有弹簧1123,夹紧板导柱64内设置有容纳弹簧 II23的空腔,下压定位轴65,定位轴65前端的梯形面推动两个定位块24向外移动,滑动座63 上设置有与定位块24配合的环形槽,定位块24卡在滑动座63的环形槽中即实现了位置固 定,松开定位轴65,弹簧II23推动定位块24复位,定位块24与滑动座63脱离,就解除了定位 状态。
[0029]夹爪3上设置有夹紧板导柱定位装置,在夹紧板导柱64的尾端设置有与夹紧板定 位装置配合的卡块,卡块包括设置夹紧板导柱64的尾端的上挡块18和下挡块17,上挡块18 和下挡块I7对称设置在夹紧板导柱64的两侧,上挡块18和下挡块17的外侧面均为斜面,夹 紧板导柱定位装置上设置有与卡块配合的夹紧装置。
[0030]夹紧板导柱定位装置包括夹紧装置,夹紧装置上连接有升降装置,升降装置连接 在夹爪3上。
[0031]夹紧装置包括与升降装置连接的活动台21,活动台21两侧分别设置有上卡块19和 下卡块20,在活动台21内设置有J型槽,J型槽内设置有柔性导柱27,柔性导柱27的尾端连接 有下楔块26,下楔块26的后端设置有弹簧11125,柔性导柱27的尾端与上卡块19连接,柔性 导柱27的前端与下卡块20连接,活动台21上设置有与下楔块26对应的通孔,下楔块26的斜 面方向与上卡块19的运动方向对应。
[0032]升降装置包括设置在夹爪3上的固定支架12,固定支架12上连接有升降气缸13,升 降气缸13的下端连接有连接台14,连接台14下端设置有与活动台21连接的连接柱16,在连 接台14上设置有伸缩气管15,伸缩气管15的下端深入到活动台21内与下楔块26接触。
[0033]伸缩气管I5包括设置在连接台14上的固定段151,固定段151与气源连接,固定段 151的下端连接有活动段152,活动段1M的下端连接有上楔块丨53。
[0034]使用时,在自由状态下,不需要夹紧板S的固定,则升降装置带动连接台14上升,使 夹紧装置与定位轴65脱离,夹紧板8在导柱4的作用下自由的运动,此时,适用于抓取表面不 规则的物体,多个导柱4可以夹取不同深浅的部位,夹取的更稳定。
[0035]若是需要用夹紧板8夹紧,则需要夹紧板8的固定,先判定夹紧板8是否与导柱4上 的磁铁吸附,若是没有,先空夹一下,使导柱4靠近夹紧板8,进而与夹紧板8吸引在一起,若 是已经吸引在一起,则不再需要进行空夹。夹紧板8位置稳定后,升降气缸13带动连接台14 下降,进而使活动台21下落到图3中所示的位置,即夹紧装置与定位轴65配合的位置,此时 位置固定后,伸缩气管15中进气,伸缩气管15的上楔块153压动下楔块26运动,进而带动上 卡块19和下卡块20的同步运动,使上卡块19和下卡块20卡紧上挡块18和下挡块17,由于上 卡块19和下卡块20上均设置有斜面,运动时,带动定位轴65运动,使夹紧板导柱64中的定位 块24伸出,即可实现活动座10的位置固定,由于活动座1〇通过连杆机构与夹紧板8连接,且 活动座10的位置固定,则此时的夹紧板8的位置固定,即可用于夹紧工作。
[0036]若不需要夹紧板8进行夹紧的工作,需要先关闭伸缩气管15上连接的气源,缺少动 力来源的伸缩气管15,在弹簧III25的作用下缩回初始位置,同时,柔性导柱27运动,上卡块 19和下卡块20恢复至初始位置,之后升降气缸13抬起连接台14即可。
[0037]本发明一方面可以实现规则物体和不规则物体的夹取,另外一方面设置有吸引装 置、夹紧装置及升降装置,减少了人工的工作量,也更能满足多样化的需求。

Claims (10)

1. 一种多功能机械爪,包括连接座,在连接座上设置有夹爪气缸,夹爪气缸的活塞下端 连接有活动座,在连接座上还铰接有夹爪,夹爪与夹爪气缸之间连接有夹爪连杆,其特征在 于:在夹爪上设置有导柱及固定机构,在导柱的外端设置有挡块,挡块与夹爪之间设置有弹 簧I,固定机构上设置有固定导柱的夹紧板,夹紧板与导柱的内端之间设置有吸引装置。
2. 根据权利要求1所述的一种多功能机械爪,其特征在于:在导柱的内端设置有弹性摩 擦片,导柱穿过夹紧板,夹紧板上设置有与弹性摩擦片配合的凹槽。
3. 根据权利要求2所述的一种多功能机械爪,其特征在于:吸引装置为分别设置在凹槽 底部及导柱内端部的磁铁。
4. 根据权利要求1所述的一种多功能机械爪,其特征在于:固定机构包括连接在夹紧板 上的夹紧板导柱,在夹紧板导柱上套装有滑动座,夹紧板导柱与滑动座之间设置有定位装 置,滑动座与夹紧板之间设置有连杆机构。
5. 根据权利要求4所述的一种多功能机械爪,其特征在于:定位装置包括设置在夹紧板 导柱内的定位轴,定位轴的前端为梯形,在夹紧板导柱上对称设置有两个定位块,定位块的 尾端为与定位轴前端配合的斜面,定位块中部设置有挡环,定位块上套装有弹簧II,夹紧板 导柱内设置有容纳弹簧II的空腔。
6. 根据权利要求5所述的一种多功能机械爪,其特征在于:夹爪上设置有夹紧板导柱定 位装置,在夹紧板导柱的尾端设置有与夹紧板定位装置配合的卡块,卡块包括设置夹紧板 导柱的尾端的上挡块和下挡块,上挡块和下挡块对称设置在夹紧板导柱的两侧,上挡块和 下挡块的外侧面均为斜面,夹紧板导柱定位装置上设置有与卡块配合的夹紧装置。
7. 根据权利要求6所述的一种多功能机械爪,其特征在于:夹紧板导柱定位装置包括夹 紧装置,夹紧装置上连接有升降装置,升降装置连接在夹爪上。
8. 根据权利要求7所述的一种多功能机械爪,其特征在于:夹紧装置包括与升降装置连 接的活动台,活动台两侧分别设置有上卡块和下卡块,在活动台内设置有J型槽,J型槽内设 置有柔性导柱,柔性导柱的尾端连接有下楔块,下楔块的后端设置有弹簧III,柔性导柱的 尾端与上卡块连接,柔性导柱的前端与下卡块连接,活动台上设置有与下楔块对应的通孔。
9. 根据权利要求8所述的一种多功能机械爪,其特征在于:升降装置包括设置在夹爪上 固定支架,固定支架上连接有升降气缸,升降气缸的下端连接有连接台,连接台下端设置有 与活动台连接的连接柱,在连接台上设置有伸缩气管,伸缩气管的下端深入到活动台内与 下楔块接触。
10. 根据权利要求9所述的一种多功能机械爪,其特征在于:伸缩气管包括设置在连接 台上的固定段,固定段与气源连接,固定段的下端连接有活动段,活动段的下端连接有上楔 块。
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