CN107813332A - 一种与机器人匹配的旋转机械式夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种与机器人匹配的旋转机械式夹具，包括：连接座，其包括与机器人的连接轴相连接的连接部、绕着连接轴的中心转动设置在连接部上的转盘；夹臂，其有多个，以连接轴的中心均匀分布且能够活动设置在转盘上；用于夹持工件夹爪，其有多个，且一一对应设置在夹臂上；驱动机构，其设置在连接部上、且用于驱动转盘绕着连接轴转动以使得多个夹臂同步向连接轴的中心汇聚或自该中心向四周散开运动。本发明不仅方便机器人的控制和对接，而且能够自动校准中心，使得工件的夹持更加稳定和精确，同时其特别适用于以中心为基准的工件定位夹持，结构简单，实施方便，且成本低。

Description

一种与机器人匹配的旋转机械式夹具

技术领域

本发明属于机械夹具领域，具体涉及一种与机器人匹配的旋转机械式夹具。

背景技术

随着机器人的普遍使用，不仅大大提高工件的加工效率，而且也有利于自动化加工的发展和创新。

目前，针对工件的夹具，常见的有卡盘式或多点定位式，来实现待加工产品的定位，但是，由于结构复杂，难以准确控制，同时也很难与机器人相对接，造成自动化程序间断，不仅降低了生产效率，而且夹持的准确度很难保证（尤其是以中心为基准的产品加工），直接影响产品加工品质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种与机器人匹配的旋转机械式夹具，其不仅方便机器人的控制和对接，而且能够自动校准中心，使得工件的夹持更加稳定和精确，同时其特别适用于以中心为基准的工件定位夹持，结构简单，实施方便，且成本低。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种与机器人匹配的旋转机械式夹具，其包括

连接座，其包括与机器人的连接轴相连接的连接部、绕着连接轴的中心转动设置在连接部上的转盘；

夹臂，其有多个，以连接轴的中心均匀分布且能够活动设置在转盘上；

用于夹持工件夹爪，其有多个，且一一对应设置在夹臂上；

驱动机构，其设置在连接部上、且用于驱动转盘绕着连接轴转动以使得多个夹臂同步向连接轴的中心汇聚或自该中心向四周散开运动。

优选地，在转盘上设有与夹臂一一对应设置的多条沿着转盘径向延伸的轨道、以及位于转盘上与多条轨道一一对应设置的轨迹槽，其中当转盘转动时，夹臂能够沿着轨道和轨迹槽相对滑动。

具体的，在夹臂上设有能够活动设置在轨迹槽内的随动销钉和能够滑动设置在轨道上的滑座。当转盘转动时，随动销钉在轨迹槽内移动，同时滑座带动夹臂沿着轨道滑行运动，从而实现旋转机械式驱动爪臂的夹持和松开工件。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，滑座包括滑动设置在轨道上的本体、固定设置在本体上且向连接轴的中心线延伸的顶块，其中顶块的延伸方向与连接轴的中心线垂直设置。设置顶块的目的就是：当工件较大时，通过顶块和夹爪同时夹持工件，从而确保工件夹持的稳定性。

具体的，夹臂有三个，且绕着连接轴中心均匀分布在转盘上，轨道和轨迹槽均有三条。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，驱动机构包括固定在转盘上的定位座、自连接部一侧向外延伸的连接耳、以及顶伸端部自连接耳穿过且与定位座相转动连接的伸缩杆，其中由伸缩杆的伸缩运动实现转盘绕着连接轴中心线转动。

具体伸缩杆的驱动方式与电动、气动或液压。

优选地，夹爪能够拆卸的定位在夹臂远离转盘的端部。使得夹爪能够根据本不同产品进行更换。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，夹爪包括沿着爪臂长度方向延伸的爪本体；能够绕着垂直爪本体延伸方向转动设置在爪本体一侧或两侧的卡板；固定设置在爪本体上以限制卡板靠近爪臂的端部向内、远离爪臂的端部向外翻转的限位组件，其中卡板上设有多个卡齿，当工件定位时，夹爪自卡齿贴合在工件的外侧面。这样一来，使得夹爪与工件的接触面积小，防止工件被夹伤。

具体的，限位组件包括固定设置在爪本体上且抵靠在卡板远离爪臂端部的限定块；设置在爪本体上的定位柱；以及安装在定位柱上且一端部抵触在卡板靠近爪臂的端部、另一端部抵触在限定块或限位块与卡板远离爪臂端部之间的扭簧，其中扭簧保持者卡板远离爪臂的端部一直向限定块抵靠方向的运动趋势。这样一来，尤其是当工件呈锥形时，在扭簧的作用下，使得卡板能够沿着锥面的延伸方向延伸，且多个卡板形成锥形的定位区，从而更加便于该类工件的定位。

此外，在爪本体上还设有向连接轴的中心线延伸的夹块，当工件需要自阶梯端部夹持时，工件向转盘运动，并驱使者卡板远离爪臂的端部向内运动，迫使所述的扭簧变形，阶梯端部处于卡板的卡齿与夹块形成的夹持区域之间，扭簧保持着卡板处于夹紧状态。因此，也特别适用于小型并含有阶梯端部的工件夹持定位。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明不仅方便机器人的控制和对接，而且能够自动校准中心，使得工件的夹持更加稳定和精确，同时其特别适用于以中心为基准的工件定位夹持，结构简单，实施方便，且成本低。

附图说明

图1为本发明夹具工作状态示意图；

图2为图1中A处放大示意图（卡爪的结构示意图）；

图3为本发明夹具处于另一工作状态示意图；

其中：1、连接座；10、连接部；11、转盘；11a、轨道；11b、轨迹槽；2、夹臂；3、夹爪；30、爪本体；31、卡板；31a、卡齿；32、限位组件；320、限位块；321、定位柱；322、扭簧；33、夹板；4、驱动机构；40、定位座；41、连接耳；42、伸缩杆；5、机器人；50、连接轴；6、随动销钉；7、滑座；70、本体；71、顶板；G、工件；①、代表转盘的转动方向；②、代表伸缩杆的运动方向；③、代表夹臂的运动方向。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。

参见图1至图3所示，本实施例提供的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其包括连接座1、夹臂2、夹爪3、驱动机构4。

具体的，连接座1包括与机器人5的连接轴50相连接的连接部10、绕着连接轴50的中心转动设置在连接部上的转盘11。

在转盘11上设有与夹臂2一一对应设置的多条沿着转盘11径向延伸的轨道11a、以及位于转盘11上与多条轨道11a一一对应设置的轨迹槽11b，其中当转盘11转动时，夹臂2能够沿着轨道11a和轨迹槽11b相对滑动。

本例中，夹臂2和夹爪3均为三个，以连接轴50的中心均匀分布且能够活动设置在转盘11上，因此，轨道11a和轨迹槽11b对应设有三条。

夹臂2自一端部活动设置在轨道11a和轨迹槽11b上，夹爪3能够拆卸的在夹臂2远离转盘11的端部。

具体的，在夹臂2靠近转盘11的端部设有能够活动设置在轨迹槽11b内的随动销钉6和能够滑动设置在轨道11a上的滑座7。当转盘11转动时，随动销钉6在轨迹槽11b内移动，同时滑座7带动夹臂2沿着轨道11a滑行运动，从而实现旋转机械式驱动爪臂2的夹持和松开工件G。

滑座7包括滑动设置在轨道11a上的本体70、固定设置在本体70上且向连接轴50的中心线延伸的顶块71，其中顶块71的延伸方向与连接轴50的中心线垂直设置。设置顶块71的目的就是：当工件G较大时，通过顶块71和夹爪3同时夹持工件G，从而确保工件夹持的稳定性。

夹爪3包括沿着爪臂2长度方向延伸的爪本体30；能够绕着垂直爪本体30延伸方向转动设置在爪本体30一侧或两侧的卡板31；固定设置在爪本体30上以限制卡板31靠近爪臂2的端部向内、远离爪臂2的端部向外翻转的限位组件32，其中卡板31上设有多个卡齿31a，当工件G定位时，夹爪3自卡齿31a贴合在工件G的外侧面。这样一来，使得夹爪3与工件G的接触面积小，防止工件G被夹伤。

具体的，限位组件32包括固定设置在爪本体30上且抵靠在卡板31远离爪臂端部的限定块320；设置在爪本体30上的定位柱321；以及安装在定位柱321上且一端部抵触在卡板31靠近爪臂的端部、另一端部抵触在限定块320或限位块320与卡板31远离爪臂端部之间的扭簧322，其中扭簧322保持者卡板31远离爪臂2的端部一直向限定块320抵靠方向的运动趋势。这样一来，尤其是当工件G呈锥形时，在扭簧322的作用下，使得卡板31能够沿着锥面的延伸方向延伸，且多个卡板31形成锥形的定位区，从而更加便于该类工件的定位。

进一步的，在爪本体30上还设有向连接轴的中心线延伸的夹块33，当工件G需要自阶梯端部夹持时，工件向转盘11运动，并驱使者卡板31远离爪臂2的端部向内运动，迫使扭簧322变形，阶梯端部处于卡板31的卡齿31a与夹块33形成的夹持区域之间（图3可明显看出），扭簧322保持着卡板31处于夹紧状态。因此，也特别适用于小型并含有阶梯端部的工件夹持定位。

驱动机构4，其设置在连接部10上、且用于驱动转盘11绕着连接轴50转动以使得多个夹臂2同步向连接轴50的中心汇聚或自该中心向四周散开运动。

具体的，驱动机构4包括固定在转盘11上的定位座40、自连接部10一侧向外延伸的连接耳41、以及顶伸端部自连接耳41穿过且与定位座40相转动连接的伸缩杆42，其中由伸缩杆42的伸缩运动实现转盘11绕着连接轴50中心线转动。

具体伸缩杆42的驱动方式与电动、气动或液压。

综上所述，本实施例的夹持过程如下：

由伸缩杆驱动转盘转动，使得夹臂沿着滑轨和轨迹槽向内同步运动，直到将夹头卡齿部与工件接触并将工件定位夹紧，同时顶块也抵紧在工件的侧边；当工件为小型且呈阶梯状时，由阶梯端部迫使卡板的转动，将阶梯端部的两侧面定位在卡齿与夹板形成的区间内，并由扭簧抵紧卡板，而夹住阶梯端部。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：其包括

连接座，其包括与机器人的连接轴相连接的连接部、绕着所述连接轴的中心转动设置在所述连接部上的转盘；

夹臂，其有多个，以所述连接轴的中心均匀分布且能够活动设置在所述转盘上；

用于夹持工件夹爪，其有多个，且一一对应设置在所述的夹臂上；

驱动机构，其设置在所述连接部上、且用于驱动所述转盘绕着所述连接轴

转动以使得多个所述夹臂同步向所述连接轴的中心汇聚或自该中心向四周散开运动。

2.根据权利要求1所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：

在所述的转盘上设有与所述夹臂一一对应设置的多条沿着所述转盘径向延伸的轨道、以及位于所述转盘上与多条所述轨道一一对应设置的轨迹槽，其中当所述转盘转动时，所述的夹臂能够沿着所述轨道和轨迹槽相对滑动。

3.根据权利要求2所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：

在所述的夹臂上设有能够活动设置在所述轨迹槽内的随动销钉和能够滑动设置在所述轨道上的滑座。

4.根据权利要求2所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：所述的滑座包括滑动设置在所述轨道上的本体、固定设置在所述本体上且向所述连接轴的中心线延伸的顶块，其中所述顶块的延伸方向与所述述连接轴的中心线垂直设置。

5.根据权利要求2或3或4所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：所述的夹臂有三个，且绕着所述连接轴中心均匀分布在所述的转盘上，所述的轨道和所述轨迹槽均有三条。

6.根据权利要求1所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：所述的驱动机构包括固定在所述的转盘上的定位座、自所述连接部一侧向外延伸的连接耳、以及顶伸端部自所述的连接耳穿过且与所述定位座相转动连接的伸缩杆，其中由所述伸缩杆的伸缩运动实现所述的转盘绕着所述连接轴中心线转动。

7.根据权利要求1所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：所述的夹爪能够拆卸的定位在所述夹臂远离所述转盘的端部。

8.根据权利要求1或7所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：所述的夹爪包括沿着所述爪臂长度方向延伸的爪本体；能够绕着垂直所述爪本体延伸方向转动设置在所述爪本体一侧或两侧的卡板；固定设置在所述爪本体上以限制所述卡板靠近所述爪臂的端部向内、远离所述爪臂的端部向外翻转的限位组件，其中所述的卡板上设有多个卡齿，当工件定位时，所述的夹爪自所述卡齿贴合在工件的外侧面。

9.根据权利要求8所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：所述的限位组件包括固定设置在所述爪本体上且抵靠在所述卡板远离所述爪臂端部的限定块；设置在所述爪本体上的定位柱；以及安装在所述定位柱上且一端部抵触在所述卡板靠近所述爪臂的端部、另一端部抵触在所述限定块或所述限位块与所述卡板远离所述爪臂端部之间的扭簧，其中所述扭簧保持者所述卡板远离所述爪臂的端部一直向所述限定块抵靠方向的运动趋势。

10.根据权利要求9所述的与机器人匹配的旋转机械式夹具，其特征在于：在所述的爪本体上还设有向所述述连接轴的中心线延伸的夹块，当工件需要自阶梯端部夹持时，工件向所述转盘运动，并驱使者所述卡板远离所述爪臂的端部向内运动，迫使所述的扭簧变形，阶梯端部处于所述卡板的卡齿与所述夹块形成的夹持区域之间，所述的扭簧保持着所述卡板处于夹紧状态。