CN108582061A - 一种自动夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动夹取装置，包括Y轴直线运动机构、角度旋转摆动机构、X轴直线运动机构、以及夹手开合夹持机构，所述角度旋转摆动机构安装在所述Y轴直线运动机构上，所述Y轴直线运动机构能驱动所述角度旋转摆动机构沿Y轴方向移动；所述X轴直线运动机构安装在所述角度旋转摆动机构上，所述角度旋转摆动机构能驱动所述X轴直线运动机构绕Z轴转动；所述夹手开合夹持机构安装在所述X轴直线运动机构上，所述X轴直线运动机构能驱动所述夹手开合夹持机构沿X轴方向移动；所述夹手开合夹持机构设有一对呈左右对称设置的用于夹取物体的夹手。采用本发明，能够从多个方向上实现了自动夹取、搬运、下料等功能动作。

Description

一种自动夹取装置

技术领域

本发明涉及夹具，更具体地说，涉及一种自动夹取装置。

背景技术

目前，生产过程中由于手工取件的效率低，工人无法长时间高效的夹取物件，劳动强度大，人工成本高，而且人工夹取的同时，取放的精准度和一致性不能保证一直理想，难以满足生产需求。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种自动夹取装置，能够从多个方向上实现了自动夹取、搬运、下料等功能动作。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动夹取装置，其包括Y轴直线运动机构、角度旋转摆动机构、X轴直线运动机构、以及夹手开合夹持机构，

所述角度旋转摆动机构安装在所述Y轴直线运动机构上，所述Y轴直线运动机构能驱动所述角度旋转摆动机构沿Y轴方向移动；

所述X轴直线运动机构安装在所述角度旋转摆动机构上，所述角度旋转摆动机构能驱动所述X轴直线运动机构绕Z轴转动；

所述夹手开合夹持机构安装在所述X轴直线运动机构上，所述X轴直线运动机构能驱动所述夹手开合夹持机构沿X轴方向移动；

所述夹手开合夹持机构设有一对呈左右对称设置的用于夹取物体的夹手。

作为本发明优选的方案，所述Y轴直线运动机构包括第一模组底座、第一电机、同步带轮组件、第一直线滑轨、第一滑块、第一丝杆、第一丝杆副和Y轴移动基板，

所述第一直线滑轨固定在所述第一模组底座上，所述第一滑块与所述第一直线滑轨滑动配合，所述Y轴移动基板固定在所述第一滑块上，所述第一电机水平固定在所述第一模组底座上，所述第一电机的输出轴通过所述同步带轮组件与所述第一丝杆的一端连接，所述第一丝杆上安装有所述第一丝杆副，所述Y轴移动基板固定在所述第一丝杆副上。

作为本发明优选的方案，所述角度旋转摆动机构包括第二电机、固定底板、转动法兰、限位柱、第一限位杆和第二限位杆，

所述第二电机竖直固定在所述Y轴移动基板上，所述固定底板固定在所述第二电机的顶部，所述第二电机的输出轴穿过所述固定底板与所述转动法兰连接，所述限位柱设置在所述转动法兰的圆周外侧且能随所述转动法兰同步转动，所述第一限位杆和第二限位杆分别固定在所述固定底板上并与所述限位柱构成所述转动法兰转动时的两个极限位置。

进一步，所述角度旋转摆动机构还包括第一感应片和第一感应器，所述第一感应片设置在所述转动法兰的圆周外侧且能随所述转动法兰同步转动，所述第一感应器在所述固定底板上固设有两个，且分别位于所述转动法兰分别转至两个极限位置时与所述第一感应片相对的位置。

作为本发明优选的方案，所述X轴直线运动机构包括第二模组底座、第三电机、X轴移动基板、一对啮合的锥齿轮、齿条、齿轮、传动轴、第二直线滑轨、第二滑块、第一限位块和第二限位块，

所述第二模组底座固定在所述转动法兰上，所述第二直线滑轨固定在所述第二模组底座上，所述第二滑块与所述第二直线滑轨滑动配合，所述X轴移动基板固定在所述第二滑块上，所述第三电机水平固定在所述X轴移动基板上，所述第三电机的输出轴与所述啮合的锥齿轮的主动侧连接，所述齿条固定在所述第二模组底座上且与所述第二直线滑轨平行，所述传动轴呈竖直设置且可转动地连接在所述X轴移动基板上，所述传动轴的下端穿过所述X轴移动基板与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述传动轴的上端穿过所述X轴移动基板与所述啮合的锥齿轮的从动侧连接，所述第一限位块和第二限位块分别设置在所述第二模组底座的前后两端并构成所述X轴移动基板沿所述第二直线滑轨移动时的两个极限位置。

进一步，所述X轴直线运动机构还包括第二感应片和第二感应器，所述第二感应片固定在所述X轴移动基板的底部，所述第二感应器在所述第二模组底座上固设有两个，且分别位于所述X轴移动基板分别移至两个极限位置时与所述第二感应片相对的位置。

作为本发明优选的方案，所述夹手开合夹持机构包括一对呈左右对称设置的用于夹取物体的夹手、第三模组底座、第四电机、一对啮合的齿轮、第二丝杆、第二丝杆副、第三直线滑轨、第三滑块和限位套管，

所述第三模组底座设有两个且分别固定在所述X轴移动基板的左右两端，所述第三直线滑轨固定在两个所述第三模组底座之间，所述丝杆通过轴承可转动地连接在两个所述第三模组底座之间且与所述第三直线滑轨平行，所述第二丝杆为正反旋双向丝杆，所述第三滑块设有两个且分别与所述第三直线滑轨的两端滑动配合，所述丝杆副设有两个且分别与所述丝杆的两端配合连接，所述丝杆副固定在所述第三滑块上，所述第四电机水平固定在所述第三模组底座上，所述第四电机的输出轴与所述啮合的齿轮的主动侧连接，所述啮合的齿轮的从动侧与所述丝杆的一端连接，所述夹手固定在所述第三滑块上，所述限位套管固定套设在所述丝杆的中部，所述限位套管的端部与与其相对的所述第三模组底座之间的距离构成所述夹手开合时的极限范围。

进一步，所述夹手开合夹持机构还包括第三感应片和第三感应器，所述第三感应片固定在所述第三滑块上，所述第三感应器在所述第三模组底座上固设有两个，且分别位于所述夹手打开至极限状态或闭合至极限状态时与所述第三感应片相对的位置。

实施本发明的一种自动夹取装置，与现有技术相比较，具有如下

有益效果：

本发明通过Y轴直线运动机构、角度旋转摆动机构、X轴直线运动机构以及夹手开合夹持机构的有机结合，只需在首次使用时调试好程序就能够重复快速地从多个方向上实现自动夹取、搬运、下料等功能动作，操作简洁方便，能够有效减轻操作人员的劳动强度，并且取放位置的精准度高，夹持力度一致性高，工作效率高，有利于生产设备中的发展和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明提供的一种自动夹取装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种自动夹取装置的爆炸图；

图3是Y轴直线运动机构的结构示意图；

图4是角度旋转摆动机构的结构示意图；

图5是X轴直线运动机构的结构示意图；

图6是夹手开合夹持机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明的优选实施例，一种自动夹取装置，其包括Y轴直线运动机构100、角度旋转摆动机构200、X轴直线运动机构300、以及夹手开合夹持机构400，所述角度旋转摆动机构200安装在所述Y轴直线运动机构100上，所述Y轴直线运动机构100能驱动所述角度旋转摆动机构200沿Y轴方向移动；所述X轴直线运动机构300安装在所述角度旋转摆动机构200上，所述角度旋转摆动机构200能驱动所述X轴直线运动机构300绕Z轴转动；所述夹手开合夹持机构400安装在所述X轴直线运动机构300上，所述X轴直线运动机构300能驱动所述夹手开合夹持机构400沿X轴方向移动；所述夹手开合夹持机构400设有一对呈左右对称设置的用于夹取物体的夹手401。

当进行自动夹取工作时，整个夹取装置需通电且调试好程序，其工作流程如下：首先Y轴直线运动机构100和角度旋转摆动机构200分别会进行Y轴方向运动和角度的旋转运动来调整位置，使得夹手401的开口方向对准待夹取物体且使得待夹取物体位于夹手401的中间位置，此时通过X轴直线运动机构300将夹手401在X轴方向上调整至合适位置，通过夹手开合夹持机构400调整夹手401的开合状态为即将的夹取动作做准备；当以上动作都完成后，X轴直线运动机构300会带动夹手401运动到待夹取物体附近，夹手开合夹持机构400会打开左右夹手401，使得左右夹手401间的距离足够大到能从外侧夹取到物体，当整个待夹取物体都在夹手401包络范围内且位置是夹手401正中夹持位置时，夹手开合夹持机构400在程序控制下向中间收拢直到可靠有力的夹持住物体，然后X轴运动机构会带着夹手401及夹取的物体往后退，接着角度旋转摆动机构200和Y轴直线运动机构100就会转动和调整Y轴方向位置使得夹手401及夹取的物体移至要放置物体的方向和大体位置，然后X轴直线运动机构300使得夹手401及夹取的物体移至要放置物体的位置，最后，夹手开合夹持机构400缓慢地打开夹手401，物体就从夹手401上放下，物体就被夹取到了需要的位置，实现了自动夹取、搬运、下料的功能。

由此可见，本发明通过Y轴直线运动机构100、角度旋转摆动机构200、X轴直线运动机构300以及夹手开合夹持机构400的有机结合，只需在首次使用时调试好程序就能够重复快速地从多个方向上实现自动夹取、搬运、下料等功能动作，操作简洁方便，能够有效减轻操作人员的劳动强度，并且取放位置的精准度高，夹持力度一致性高，工作效率高，有利于生产设备中的发展和应用。

还需要说明的是，本夹取装置为从下往上堆叠形式的安装连接结构，结构较为清晰，安装调试维护都比较方便。整体结构对外的安装接口部分为Y轴直线运动机构100，可通过锁螺丝固定的方式实现整个夹取装置的定位安装。

如图3所示，本实施例中，所述Y轴直线运动机构100包括第一模组底座101、第一电机102、同步带轮组件103、第一直线滑轨104、第一滑块105、第一丝杆106、第一丝杆副107和Y轴移动基板108，所述第一直线滑轨104固定在所述第一模组底座101上，所述第一滑块105与所述第一直线滑轨104滑动配合，所述Y轴移动基板108固定在所述第一滑块105上，所述第一电机102水平固定在所述第一模组底座101上，所述第一电机102的输出轴通过所述同步带轮组件103与所述第一丝杆106的一端连接，所述第一丝杆106上安装有所述第一丝杆副107，所述Y轴移动基板108固定在所述第一丝杆副107上。

所述Y轴直线运动机构100的工作原理为：第一电机102在电气控制下输出动力带动同步带轮组件103转动，与同步带轮同轴连接的第一丝杆106也在同步带轮组件103的传动下转动，同时驱动第一丝杆副107及固定其上的所述Y轴移动基板108在第一直线滑轨104及第一滑块105上滑动。第一直线滑轨104是固定在第一模组底座101上的，整个夹取装置可通过第一模组底座101与外部连接，其它机构(即角度旋转摆动机构200、X轴直线运动机构300以及夹手开合夹持机构400)固定在Y轴移动基板108上。由此，通过上述Y轴直线运动机构100的设置，在电气控制下即可实现该夹取装置Y轴方向位置的高效准确调整。

如图4所示，本实施例中，所述角度旋转摆动机构200包括第二电机201、固定底板202、转动法兰203、限位柱204、第一限位杆205和第二限位杆206，所述第二电机201竖直固定在所述Y轴移动基板108上，所述固定底板202固定在所述第二电机201的顶部，所述第二电机201的输出轴穿过所述固定底板202与所述转动法兰203连接，所述限位柱204设置在所述转动法兰203的圆周外侧且能随所述转动法兰203同步转动，所述第一限位杆205和第二限位杆206分别固定在所述固定底板202上并与所述限位柱204构成所述转动法兰203转动时的两个极限位置。进一步，所述角度旋转摆动机构200还包括第一感应片207和第一感应器208，所述第一感应片207设置在所述转动法兰203的圆周外侧且能随所述转动法兰203同步转动，所述第一感应器208在所述固定底板202上固设有两个，且分别位于所述转动法兰203分别转至两个极限位置时与所述第一感应片207相对的位置。

所述角度旋转摆动机构200的工作原理为：第二电机201在电气控制下输出动力带动转动法兰203及其上部的机构(即X轴直线运动机构300和夹手开合夹持机构400)一起进行转动，由于第一感应片207和限位柱204都安装在X轴直线运动机构300的第二模组底座301上跟随转动法兰203一起转动，第一感应器208、第一限位杆205和第二限位杆206都安装在固定底板202上固定不动，因此第二电机201工作时会带动转动法兰203、第一感应片207和限位柱204同步转动，当第一感应片207和第一感应器208相对时可以进行位置感应，实现对角度方向位置的校准和定位，第一限位杆205、第二限位杆206和限位柱204可以进行两个极限位置的限制。由此，通过上述角度旋转摆动机构200的设置，在电气控制下即可实现该夹取装置角度方向位置的高效准确调整。

如图5所示，本实施例中，所述X轴直线运动机构300包括第二模组底座301、第三电机302、X轴移动基板303、一对啮合的锥齿轮304、齿条305、齿轮306、传动轴307、第二直线滑轨308、第二滑块309、第一限位块310和第二限位块311，所述第二模组底座301固定在所述转动法兰203上，所述第二直线滑轨308固定在所述第二模组底座301上，所述第二滑块309与所述第二直线滑轨308滑动配合，所述X轴移动基板303固定在所述第二滑块309上，所述第三电机302水平固定在所述X轴移动基板303上，所述第三电机302的输出轴与所述啮合的锥齿轮304的主动侧连接，所述齿条305固定在所述第二模组底座301上且与所述第二直线滑轨308平行，所述传动轴307呈竖直设置且可转动地连接在所述X轴移动基板303上，所述传动轴307的下端穿过所述X轴移动基板303与所述齿轮306连接，所述齿轮306与所述齿条305啮合，所述传动轴307的上端穿过所述X轴移动基板303与所述啮合的锥齿轮304的从动侧连接，所述第一限位块310和第二限位块311分别设置在所述第二模组底座301的前后两端并构成所述X轴移动基板303沿所述第二直线滑轨308移动时的两个极限位置。进一步，所述X轴直线运动机构300还包括第二感应片312和第二感应器313，所述第二感应片312固定在所述X轴移动基板303的底部，所述第二感应器313在所述第二模组底座301上固设有两个，且分别位于所述X轴移动基板303分别移至两个极限位置时与所述第二感应片312相对的位置。

所述X轴直线运动机构300的工作原理为：第三电机302在电气控制下输出动力带动一对啮合的锥齿轮304转动，锥齿轮304又通过传动轴307带动齿轮306转动，在齿条305的作用下，齿轮306及其上部连接的零件(如：X轴移动基板303)就会随着转动方向在第二直线滑轨上滑动，进而实现上部的夹手开合夹持机构400的X轴方向的直线运动。第二感应片312安装在X轴移动基板303上跟随着一起运动，在极限位置与第二感应器313相对并进行位置感应，实现对X轴方向位置的校准和定位，第一限位块310和第二限位块311是安装在第二模组底座301上来限制X轴移动基板303的移动极限位置。由此，通过上述X轴直线运动机构300的设置，在电气控制下即可实现该夹取装置X轴方向位置的高效准确调整。

如图6所示，本实施例中，所述夹手开合夹持机构400包括一对呈左右对称设置的用于夹取物体的夹手401、第三模组底座402、第四电机403、一对啮合的齿轮404、第二丝杆405、第二丝杆副406、第三直线滑轨407、第三滑块408和限位套管409，所述第三模组底座402设有两个且分别固定在所述X轴移动基板303的左右两端，所述第三直线滑轨407固定在两个所述第三模组底座402之间，所述丝杆通过轴承可转动地连接在两个所述第三模组底座402之间且与所述第三直线滑轨407平行，所述第二丝杆405为正反旋双向丝杆，所述第三滑块408设有两个且分别与所述第三直线滑轨407的两端滑动配合，所述丝杆副设有两个且分别与所述丝杆的两端配合连接，所述丝杆副固定在所述第三滑块408上，所述第四电机403水平固定在所述第三模组底座402上，所述第四电机403的输出轴与所述啮合的齿轮404的主动侧连接，所述啮合的齿轮404的从动侧与所述丝杆的一端连接，所述夹手401固定在所述第三滑块408上，所述限位套管409固定套设在所述丝杆的中部，所述限位套管409的端部与与其相对的所述第三模组底座402之间的距离构成所述夹手401开合时的极限范围。进一步，所述夹手开合夹持机构400还包括第三感应片410和第三感应器411，所述第三感应片410固定在所述第三滑块408上，所述第三感应器411在所述第三模组底座402上固设有两个，且分别位于所述夹手401打开至极限状态或闭合至极限状态时与所述第三感应片410相对的位置。

所述夹手开合夹持机构400的工作原理为：第四电机403在电气控制下输出动力带动一对啮合的齿轮404转动，齿轮404又带动第二丝杆405转动，由于第二丝杆405为正反旋双向丝杆，第二丝杆405的两端分别连接有第二丝杆副406，第二丝杆副406和夹手401又是固定在第三滑块408上，所以当第二丝杆405转动时，在第二丝杆副406的作用下，带动第三滑块408及其上的夹手401在第三直线滑轨407上一起运动，两侧的夹手401就会相向运动或相背运动，实现了夹手401的自动张开和合拢的动作。第三感应器411安装在第三模组底座402上固定不动，第三感应片410固定在第三滑块408上跟随其一起运动，该第三感应片410在极限位置与第三感应器411相对并进行位置感应，实现对夹手401的打开宽度的校准和定位。由此，通过上述夹手开合夹持机构400的设置，在电气控制下即可实现该夹取装置自动夹取和松开的功能，且能够适应不同大小物体进行高效准确的自动夹取和松开动作。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种自动夹取装置，其特征在于，包括Y轴直线运动机构、角度旋转摆动机构、X轴直线运动机构、以及夹手开合夹持机构，

所述角度旋转摆动机构安装在所述Y轴直线运动机构上，所述Y轴直线运动机构能驱动所述角度旋转摆动机构沿Y轴方向移动；

所述X轴直线运动机构安装在所述角度旋转摆动机构上，所述角度旋转摆动机构能驱动所述X轴直线运动机构绕Z轴转动；

所述夹手开合夹持机构安装在所述X轴直线运动机构上，所述X轴直线运动机构能驱动所述夹手开合夹持机构沿X轴方向移动；

所述夹手开合夹持机构设有一对呈左右对称设置的用于夹取物体的夹手。

2.如权利要求1所述的自动夹取装置，其特征在于，所述Y轴直线运动机构包括第一模组底座、第一电机、同步带轮组件、第一直线滑轨、第一滑块、第一丝杆、第一丝杆副和Y轴移动基板，

所述第一直线滑轨固定在所述第一模组底座上，所述第一滑块与所述第一直线滑轨滑动配合，所述Y轴移动基板固定在所述第一滑块上，所述第一电机水平固定在所述第一模组底座上，所述第一电机的输出轴通过所述同步带轮组件与所述第一丝杆的一端连接，所述第一丝杆上安装有所述第一丝杆副，所述Y轴移动基板固定在所述第一丝杆副上。

3.如权利要求2所述的自动夹取装置，其特征在于，所述角度旋转摆动机构包括第二电机、固定底板、转动法兰、限位柱、第一限位杆和第二限位杆，

所述第二电机竖直固定在所述Y轴移动基板上，所述固定底板固定在所述第二电机的顶部，所述第二电机的输出轴穿过所述固定底板与所述转动法兰连接，所述限位柱设置在所述转动法兰的圆周外侧且能随所述转动法兰同步转动，所述第一限位杆和第二限位杆分别固定在所述固定底板上并与所述限位柱构成所述转动法兰转动时的两个极限位置。

4.如权利要求3所述的自动夹取装置，其特征在于，所述角度旋转摆动机构还包括第一感应片和第一感应器，所述第一感应片设置在所述转动法兰的圆周外侧且能随所述转动法兰同步转动，所述第一感应器在所述固定底板上固设有两个，且分别位于所述转动法兰分别转至两个极限位置时与所述第一感应片相对的位置。

5.如权利要求3所述的自动夹取装置，其特征在于，所述X轴直线运动机构包括第二模组底座、第三电机、X轴移动基板、一对啮合的锥齿轮、齿条、齿轮、传动轴、第二直线滑轨、第二滑块、第一限位块和第二限位块，

所述第二模组底座固定在所述转动法兰上，所述第二直线滑轨固定在所述第二模组底座上，所述第二滑块与所述第二直线滑轨滑动配合，所述X轴移动基板固定在所述第二滑块上，所述第三电机水平固定在所述X轴移动基板上，所述第三电机的输出轴与所述啮合的锥齿轮的主动侧连接，所述齿条固定在所述第二模组底座上且与所述第二直线滑轨平行，所述传动轴呈竖直设置且可转动地连接在所述X轴移动基板上，所述传动轴的下端穿过所述X轴移动基板与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述传动轴的上端穿过所述X轴移动基板与所述啮合的锥齿轮的从动侧连接，所述第一限位块和第二限位块分别设置在所述第二模组底座的前后两端并构成所述X轴移动基板沿所述第二直线滑轨移动时的两个极限位置。

6.如权利要求5所述的自动夹取装置，其特征在于，所述X轴直线运动机构还包括第二感应片和第二感应器，所述第二感应片固定在所述X轴移动基板的底部，所述第二感应器在所述第二模组底座上固设有两个，且分别位于所述X轴移动基板分别移至两个极限位置时与所述第二感应片相对的位置。

7.如权利要求5所述的自动夹取装置，其特征在于，所述夹手开合夹持机构包括一对呈左右对称设置的用于夹取物体的夹手、第三模组底座、第四电机、一对啮合的齿轮、第二丝杆、第二丝杆副、第三直线滑轨、第三滑块和限位套管，

所述第三模组底座设有两个且分别固定在所述X轴移动基板的左右两端，所述第三直线滑轨固定在两个所述第三模组底座之间，所述丝杆通过轴承可转动地连接在两个所述第三模组底座之间且与所述第三直线滑轨平行，所述第二丝杆为正反旋双向丝杆，所述第三滑块设有两个且分别与所述第三直线滑轨的两端滑动配合，所述丝杆副设有两个且分别与所述丝杆的两端配合连接，所述丝杆副固定在所述第三滑块上，所述第四电机水平固定在所述第三模组底座上，所述第四电机的输出轴与所述啮合的齿轮的主动侧连接，所述啮合的齿轮的从动侧与所述丝杆的一端连接，所述夹手固定在所述第三滑块上，所述限位套管固定套设在所述丝杆的中部，所述限位套管的端部与与其相对的所述第三模组底座之间的距离构成所述夹手开合时的极限范围。

8.如权利要求7所述的自动夹取装置，其特征在于，所述夹手开合夹持机构还包括第三感应片和第三感应器，所述第三感应片固定在所述第三滑块上，所述第三感应器在所述第三模组底座上固设有两个，且分别位于所述夹手打开至极限状态或闭合至极限状态时与所述第三感应片相对的位置。