CN107972058A - 一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块 - Google Patents

一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块 Download PDF

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赵万胜
孙军龙
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated

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Abstract

针对自动化领域中轻量化发展趋势，开发出一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块。在压缩空气的作用下，该轻量型模块采用气动直线移动齿条与齿轮啮合，完成旋转功能。同时，压缩空气可推动竖直活塞上下移动；在斜面效应引导下，将活塞的上下运动转换成三个末端夹持块同时张开和闭合，实现定位与夹紧功能。

Description

一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块
技术领域
本发明属于自动化制造领域，尤其是涉及机器人抓取系统。
背景技术
在自动化制造领域，需要大量旋转、定位、夹紧功能。为实现这些功能，传统上采用电机与减速器的组合实现旋转功能；然后利用气爪实现定位与夹紧功能。这种传统组合模块安装在机器人末端执行器时，因为重量较大，导致需要负载更大的机器人；同时机器人还需要增加实现旋转功能的电机走线结构，使得整个设计更加复杂。在高温场合，需要设计复杂的保护装置，防止电线受到损害。相比传统组合模块，该发明涉及一种兼具旋转定位夹紧功能的模块，因为完全基于气动原理，利用一体化途径实现旋转、定位、夹紧功能；能够降低模块的重量。该轻量型模块安装在机器人末端执行器时，因为重量降低，使用负载较小的机器人与之配合即可。同时，气管能够后置，使得该模块相较传统组合模块能够承受更高的温度。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块，利用压缩空气推动气动直线移动齿条沿着自身轴线运动，并推动与其啮合的齿轮旋转，带动该模块旋转法兰完成旋转。同时，压缩空气可推动竖直活塞上下移动；在斜面效应引导下，将活塞的上下运动转换成三个末端夹持块同时张开和闭合，实现定位与夹紧功能。当需要旋转法兰复位时，利用复位弹簧推动气动直线移动齿条向相反方向运动，带动与其啮合的齿轮向相反方向旋转，使得该模块的旋转法兰复位。同理，可实现竖直活塞的复位，从而带动三个末端夹持块的复位。该发明涉及一种兼具旋转定位夹紧功能的模块，因为完全依靠压缩空气作为动力，利用一体化方式实现旋转、定位、夹紧功能，实现了轻量化设计意图。
附图说明
图1为本发明的一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块俯视图，图2为该轻量型模块剖视图，图3为该轻量型模块外形图。其中：1为夹持块，2为X向气管接头，3为Z向气管接头，4为旋转基座，5为轴承，6为气动直线移动齿条，7为旋转支撑盖，8为旋转法兰，9为定位夹紧基座，10为定位夹紧支撑盖，11为Z向活塞，12为Z向导向柱，13为Z向复位弹簧，14为连接块，15为滑块，16为螺钉，17为齿轮，18为中间连接法兰，19为X向复位弹簧，20为螺母，21为X向导向柱。
具体实施方式
压缩空气从Z向气管接头3进入，依次通过齿轮15、旋转法兰8、中间连接法兰18的中心孔，推动Z向活塞11向前运动；通过斜面效应，通过滑块15，带动三个夹持块1同步张开，实现定位与夹紧作用。当需要Z向活塞11复位时，断掉压缩空气，Z向复位弹簧13推动Z向活塞11向后运动，辅助其复位。
压缩空气从X向气管接头2进入，推动气动直线移动齿条6沿着自身轴线方向运动，带动与其啮合的齿轮旋转，实现旋转法兰8旋转。当需要旋转法兰8复位时，断掉压缩空气，X向复位弹簧19推动气动直线移动齿条6向相反方向运动，辅助其复位。
通过调节螺母20与X向复位弹簧19长度实现气动直线移动齿条6移动不同距离，从而实现旋转不同角度的目的。

Claims (3)

1.利用气动原理，结合斜面效应，该轻量型模块可实现旋转、定位、夹紧功能。
2.根据权利要求1所述一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块，其特征在于：在压缩空气的作用下，推动气动直线移动齿条沿着自身轴线运动，并推动与其啮合的齿轮旋转，实现该轻量型模块旋转法兰的旋转。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种基于全气动原理兼具旋转定位夹紧功能的轻量型模块，其特征在于：压缩空气可推动竖直活塞上下移动；在斜面效应引导下，将活塞的上下运动转换成三个末端夹持块同时张开和闭合，实现定位与夹紧功能。
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