CN108908307A - 一种联动式三轴桁架抓取装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抓取设备领域，具体来说是一种联动式三轴桁架抓取装置及其使用方法，所述抓取装置包括支撑框架，在支撑框架上设有移动机构，所述移动机构连接有用于零件抓取的抓取组件；所述抓取组件包括夹紧气缸和与夹紧气缸相连接用于夹紧气缸转动的转动气缸。本发明公开了一种新型的零件抓取装置，通过夹紧气缸和转动气缸配合，可以实现抓取装置多方向上料，使得本发明公开的抓取装置可以多方向上料，提高本发明的适用范围。

Description

一种联动式三轴桁架抓取装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及抓取设备领域，具体来说是一种联动式三轴桁架抓取装置及其使用方法。

背景技术

传统抓取设备大多数都是单一夹紧气缸进行零部件的夹取，当上料工位不是垂直方向或者竖直方向时，单个夹紧气缸不能实现零件的上料操作，传统需要设置两个夹紧气缸，才能实现零件的上料操作，为了避免过多夹紧气缸的设置，一种新型的抓取装置是现在所需要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，方便夹取的抓取装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种联动式三轴桁架抓取装置，所述抓取装置包括支撑框架，在支撑框架上设有移动机构，所述移动机构连接有用于零件抓取的抓取组件；所述抓取组件包括夹紧气缸和与夹紧气缸相连接用于夹紧气缸转动的转动气缸。

所述移动机构包括用于与抓取组件相连接的纵向延伸轴，所述纵向延伸轴连接有用于改变抓取组件的三维模组机构。

所述三维模组机构包括设置在支撑框架上的两个第一横梁，两个所述第一横梁对称分布在支撑框架上；两个所述第一横梁之间设有第二横梁，所述第二横梁端部通过第一连接部与第一横梁相连接；所述第一横梁上设有用于驱动第二横梁在第一横梁上移动的第一驱动部；所述第二横梁上设有联动块，所述联动块上设有驱动抓取组件上下移动的第三驱动部；所述联动块通过第二连接部与第二横梁相连接，所述第二横梁上设有用于驱动联动块沿着第二横梁移动的第二驱动部。

所述第一连接部包括第一连接板，所述第一连接板通过滑动机构与第一横梁相连接；所述第一驱动部包括设置在第一横梁上的第一驱动齿条，所述第一驱动齿条沿第一横梁长度方向延伸；所述第一驱动齿条啮合有第一驱动齿轮；所述第一驱动齿轮连接有第一传动轴，所述第一传动轴连接有第一驱动电机；所述第一传动轴穿过第一连接板与第一驱动电机相连接。

所述第二连接部包括第二连接板，所述第二连接板通过滑动机构与第二横梁相连接；所述第二驱动部包括设置在第二横梁上的第二驱动齿条，所述第二驱动齿条沿第二横梁长度方向延伸；所述第二驱动齿条啮合有第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮连接有第二传动轴，所述第二传动轴连接有第二驱动电机；所述第二传动轴穿过第二连接板与第二驱动电机相连接。

所述第三驱动部包括驱动气缸，所述驱动气缸与第二连接板相连接，所述驱动气缸与纵向延伸轴相连接，所述联动块与纵向延伸轴通过滑动机构相连接。

所述滑动机构包括设置在第一横梁、第二横梁或者纵向延伸轴上的滑动条，所述滑动条沿第一横梁、第二横梁或者纵向延伸轴的长度方向设置，所述滑动条连接有滑动块，所述滑动块上设有用于与滑动条相配合的滑动槽。

所述纵向延伸轴通过安装部与抓取组件相连接。

所述安装部包括与转动气缸外侧面相连接的侧面支撑板，所述侧面支撑板与纵向延伸轴侧面相连接，所述侧面支撑板在纵向延伸轴两侧分别设有一个；两个所述侧面支撑板下端连接有用于限制侧面支撑板形变的底部支撑板，底部支撑板端部与侧面支撑板内侧壁相贴合。

一种联动式三轴桁架抓取装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

(1)组装三轴桁架抓取装置，并调整三轴桁架抓取装置；

(2)步骤(1)完成后，通过启动三维模组机构，三维模组机构的能够通过在先设置进行抓取组件位置的调整；

(3)步骤(2)完成后，当抓取组件到达规定位置后，抓取组件中的夹紧气缸启动，实现夹紧气缸对上料零件的夹取，抓取组件再在三维模组机构的带动下实现抓取组件位置的再次调整；

(4)步骤(3)完成后，三维模组机构把抓有零件的抓取组件移动到规定需要上料的位置，如果抓取组件初始位置可以进行零件的上料，则不需要进行再次调节，如果抓取组件初始位置不可以进行零件的直接装配，则通过转动电机的转动带动夹紧气缸转动，直至夹紧气缸转移到符合要求的位置，再进行零件的装配，零件装配完成后，并且抓取组件回位到最初设定位置；

(5)步骤(4)完成后，一个零件的抓取装配完成，如果需要重复零件的抓取，重复步骤(2)-(4)即可。

本发明的优点在于：

本发明公开了一种新型的零件抓取装置，通过夹紧气缸和转动气缸配合，可以实现抓取装置多方向上料，使得本发明公开的抓取装置可以多方向上料，提高本发明的适用范围。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的立体图。

图3为本发明中A区域的放大图。

图4为本发明中B区域的放大图。

图5为本发明中连接座的结构示意图。

图6为本发明中三维模组机构的结构示意图。

图7为本发明中三维模组机构的主视图。

图8为本发明中三维模组机构的立体图。

图9为本发明中C区域的放大图。

图10为本发明中D区域的放大图。

图11为本发明中E区域的放大图。

上述图中的标记均为：

1、支撑框架，2、三维模组机构，3、抓取组件。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种联动式三轴桁架抓取装置，所述抓取装置包括支撑框架1，在支撑框架1上设有移动机构，所述移动机构连接有用于零件抓取的抓取组件3；所述抓取组件3包括夹紧气缸31和与夹紧气缸31相连接用于夹紧气缸31转动的转动气缸32；本发明公开了一种用于零件抓取的抓取装置，本发明抓取组件3通过转动气缸32与夹紧气缸31的叠加设置，使得夹紧气缸31抓取零件后，零件的上料方向增加，改变了传统两个机械爪搭配使用才能实现的两个方向的上料操作；在本发明中所述移动机构包括用于与抓取组件3相连接的纵向延伸轴4，所述纵向延伸轴4连接有用于改变抓取组件3的三维模组机构2；三维模组机构2还是一个常规使用的装置，就是用来传统三个坐标方向上进行移动，也就是沿X/Y/Z三轴进行移动，从而实现对抓取组件3位置的改变；三维模组机构2的设置，主要是用于抓取组件3的移动，同时纵向延伸轴4起到增加Z轴长度的作用，也方便抓取组件3的安装。

作为优选的，本发明中转动气缸32通过连接座与夹紧气缸31相连接，连接座包括连接座本体53，所述连接座本体53上设有多个第一连接孔531，所述连接座本体53通过连接支撑侧板52与夹紧气缸31相连接，连接支撑侧板52通过连接支撑横板51与连接座本体53相连接，连接支撑横板51上设有第二连接孔511，第一连接孔531和第二连接孔511相对应，连接支撑横板51和连接座本体53通过连接螺栓穿过第一连接孔531和第二连接孔511相连接，同时设有多个第一连接孔531，可以选择相应的第一连接孔531与第二连接孔511相对应，这样使得夹紧气缸31和转动气缸32相对连接位置可以发生改变，具体位置可以根据需要进行设置；同时在本发明中夹紧气缸31和转动气缸32都是一种常规气缸，属于公知技术。

作为优选的，本发明中所述三维模组机构2包括设置在支撑框架1上的两个第一横梁21，两个所述第一横梁21对称分布在支撑框架1上；两个所述第一横梁21之间设有第二横梁23，所述第二横梁23端部通过第一连接部与第一横梁21相连接；所述第一横梁21上设有用于驱动第二横梁23在第一横梁21上移动的第一驱动部；所述第二横梁23上设有联动块26，所述联动块26上设有驱动抓取组件3上下移动的第三驱动部；所述联动块26通过第二连接部与第二横梁23相连接，所述第二横梁23上设有用于驱动联动块26沿着第二横梁23移动的第二驱动部；所述第一连接部包括第一连接板22，所述第一连接板22通过滑动机构27与第一横梁21相连接；所述第一驱动部包括设置在第一横梁21上的第一驱动齿条284，所述第一驱动齿条284沿第一横梁21长度方向延伸；所述第一驱动齿条284啮合有第一驱动齿轮283；所述第一驱动齿轮283连接有第一传动轴82，所述第一传动轴82连接有第一驱动电机281；所述第二连接部包括第二连接板24，所述第二连接板24通过滑动机构27与第二横梁23相连接；所述第二驱动部包括设置在第二横梁23上的第二驱动齿条，所述第二驱动齿条沿第二横梁23长度方向延伸；所述第二驱动齿条啮合有第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮连接有第二传动轴，所述第二传动轴连接有第二驱动电机；所述第三驱动部包括驱动气缸25，所述驱动气缸25与第二连接板24相连接，所述驱动气缸25与纵向延伸轴4相连接，所述联动块26与纵向延伸轴4通过滑动机构27相连接；所述滑动机构27包括设置在第一横梁21、第二横梁23或者纵向延伸轴4上的滑动条271，所述滑动条271沿第一横梁21、第二横梁23或者纵向延伸轴4的长度方向设置，所述滑动条271连接有滑动块272，所述滑动块272上设有用于与滑动条271相配合的滑动槽；本发明改变了传统三维模组结构，本发明中的三维模组结构的传动机构主要是通过齿轮和齿条的配合来实现的，使得三维模组机构2整体强度增加，同时在本发明中第一横梁21起到一个基础支撑的作用，第一横梁21设有两个，相互平行设置在支撑框架1上；在两个第一横梁21之间设有第二横梁23，第一横梁21和第二横梁23通过第一连接部相连接，第一连接部包括第一连接板22，第一连接板22上设有滑动机构27，第一连接板22通过滑动机构27把第一横梁21和第二横梁23相连接；因为这里第一连接板22与第二横梁23相连接，滑动机构27上的滑动条271设置在第一横梁21上滑动块272设置在第一连接板22上，通过这样的设置，使得第二横梁23可以相对第一横梁21滑动，可以在外力的带动下使得第一横梁21和第二横梁23相对运动；同理本发明中联动块26通过第二连接部与第二横梁23相连接，相应的本发明中第二连接部包括第二连接板24，所述第二连接板24通过滑动机构27用于联动块26与第二横梁23相连接，在此处，滑动机构27中的滑动条271设置在第二横梁23上，滑动块272设置在第二连接板24上，第二连接板24与联动块26相连接；通过这样的设置，在外力的作用下，联动块26可以相对第二横梁23移动；通过以上结构的设置，使得三维模组机构2的整体部件完整，这里主要说明的有本发明用于三维模组机构2运行的驱动部件，用于驱动第二横梁23相对与第一横梁21运动的第一驱动部包括设置在第一横梁21上的第一驱动齿条284，所述第一驱动齿条284沿第一横梁21长度方向延伸；所述第一驱动齿条284啮合有第一驱动齿轮283；所述第一驱动齿轮283连接有第一传动轴82，所述第一传动轴82连接有第一驱动电机281；同时第一传动轴82穿过第一连接板22与第一驱动电机281相连接；这样的设置，当第一驱动电机281带动第一传动轴82转动，通过第一驱动齿轮283与第一驱动齿条284相啮合，进而实现对第二横梁23的驱动，从而实现第一横梁21和第二横梁23的相对运动，同理所述第二驱动部包括设置在第二横梁23上的第二驱动齿条，所述第二驱动齿条沿第二横梁23长度方向延伸；所述第二驱动齿条啮合有第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮连接有第二传动轴，所述第二传动轴连接有第二驱动电机；第二传动轴穿过第二连接板24与第二驱动电机，第二驱动部使用方法和第一驱动部相同；同时本发明中所述第三驱动部包括驱动气缸25，所述驱动气缸25与第二连接板24相连接，所述驱动气缸25与纵向延伸轴4相连接，所述联动块26与纵向延伸轴4通过滑动机构27相连接；驱动气缸25中活塞杆与连接板相连接，驱动气缸25尾部通过水平板与纵向延伸轴4相连接，联动块26与纵向延伸轴4也通过滑动机构27相连接，该滑动机构27中滑动条271设置在纵向延伸轴4上，滑动块272设置在联动块上，这样的连接改变了驱动气缸25活塞杆直接与纵向延伸轴4相连接对活塞杆强度的要求，因为本发明活塞杆主要受力是垂直于活塞的力，减少了活塞杆承受的切向力；当然以上部件相对位置根据需要设置，常规设置如附图所示。

作为优选的，本发明中所述纵向延伸轴4通过安装部5与抓取组件3相连接；所述安装部5包括与转动气缸32外侧面相连接的侧面支撑板502，所述侧面支撑板502与纵向延伸轴4侧面相连接，所述侧面支撑板502在纵向延伸轴4两侧分别设有一个；两个所述侧面支撑板502下端连接有用于限制侧面支撑板502形变的底部支撑板501，底部支撑板501端部与侧面支撑板502内侧壁相贴合；这样的设置使得抓取组件3与纵向延伸轴4连接更为方便，作为更大的有画画，本发明中底部支撑板501与限位侧面具有多个连接位置，侧面支撑板502一端可以通过转动轴与底部支撑板501相连接，这样的设置，可以使得侧面支持板与底部支撑相对位置发生改变，可以用于改变转动气缸32与纵向延伸轴4的相对位置；可以根据需要选择抓取组件3与纵向延伸轴4的相对位置；当然在实际中操作中底部支撑板501和侧面支撑板502可以选择固定连接，这种连接方式更为简单，方便，连接更为稳定。

一种联动式三轴桁架抓取装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

(1)组装三轴桁架抓取装置，并调整三轴桁架抓取装置；

(2)步骤(1)完成后，通过启动三维模组机构2，三维模组机构2的能够通过在先设置进行抓取组件3位置的调整；

(3)步骤(2)完成后，当抓取组件3到达规定位置后，抓取组件3中的夹紧气缸31启动，实现夹紧气缸31对上料零件的夹取，抓取组件3再在三维模组机构2的带动下实现抓取组件3位置的再次调整；

(4)步骤(3)完成后，三维模组机构2把抓有零件的抓取组件3移动到规定需要上料的位置，如果抓取组件3初始位置可以进行零件的上料，则不需要进行再次调节，如果抓取组件3初始位置不可以进行零件的直接装配，则通过转动电机的转动带动夹紧气缸31转动，直至夹紧气缸31转移到符合要求的位置，再进行零件的装配，零件装配完成后，并且抓取组件3回位到最初设定位置；

(5)步骤(4)完成后，一个零件的抓取装配完成，如果需要重复零件的抓取，重复步骤(2)-(4)即可。

作为优选的，本发明中两个所述第一连接部间通过传动机构，所述传动机构包括传动横杆29，传动横杆29两端分别与第一连接板上的第一传动轴82相连接，传动横杆29通过连接盘与第一传动轴82相连接，所述连接盘包括第一连接盘292和第二连接盘291，第一连接盘292与传动横杆29端部相连接，第二连接盘291与第一传动轴82端部相连接，第一连接盘292和第二连接盘291通过连接螺栓相连接；传动机构的设置，使得第一驱动部的数量可以减少，减少成本的使用，当第一驱动部启动后，通过传动机构设置，使得设置在一侧的第一驱动部启动后，可以带动第二横梁在第一横梁21上进行移动。

作为优选的，本发明中所述第一横轴和第二横轴端部设有位置传感器210；可以用于检测三维模组机构运动位置，使得抓取组件运动轨迹更为准确。

作为优选的，本发明中第一连接板包括第一竖直板221和第一横向板222，第一竖直板221和第一横向板222垂直设置，第一连接板竖直截面呈倒“L”型，这样的设置，第一竖直板221与第一横梁21侧面相贴合，第一横向板222与第一横梁21上端面相贴合，这样的设置使得第一连接板与第一横梁21的连接更为稳固，使得第一连接板与第一横梁21连接更为稳固；第一竖直板221和第一横向板222都通过滑动机构27与第一横梁21相连接。

作为优选的，本发明中第二连接板包括第二竖直板241和第二横向板242，第二竖直板241和第二横向板242垂直设置，第二连接板竖直截面呈倒“L”型，这样的设置，第二竖直板241与第二横梁侧面相贴合，第二横向板242与第二横梁上端面相贴合，这样的设置使得第二连接板与第二横梁的连接更为稳固，使得第二连接板与第二横梁连接更为稳固；第二竖直板241和第二横向板242都通过滑动机构27与第二横梁相连接。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述抓取装置包括支撑框架，在支撑框架上设有移动机构，所述移动机构连接有用于零件抓取的抓取组件；所述抓取组件包括夹紧气缸和与夹紧气缸相连接用于夹紧气缸转动的转动气缸。

2.根据权利要求1所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述移动机构包括用于与抓取组件相连接的纵向延伸轴，所述纵向延伸轴连接有用于改变抓取组件的三维模组机构。

3.根据权利要求1所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述三维模组机构包括设置在支撑框架上的两个第一横梁，两个所述第一横梁对称分布在支撑框架上；两个所述第一横梁之间设有第二横梁，所述第二横梁端部通过第一连接部与第一横梁相连接；所述第一横梁上设有用于驱动第二横梁在第一横梁上移动的第一驱动部；所述第二横梁上设有联动块，所述联动块上设有驱动抓取组件上下移动的第三驱动部；所述联动块通过第二连接部与第二横梁相连接，所述第二横梁上设有用于驱动联动块沿着第二横梁移动的第二驱动部。

4.根据权利要求3所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述第一连接部包括第一连接板，所述第一连接板通过滑动机构与第一横梁相连接；

所述第一驱动部包括设置在第一横梁上的第一驱动齿条，所述第一驱动齿条沿第一横梁长度方向延伸；所述第一驱动齿条啮合有第一驱动齿轮；所述第一驱动齿轮连接有第一传动轴，所述第一传动轴连接有第一驱动电机；所述第一传动轴穿过第一连接板与第一驱动电机相连接。

5.根据权利要求4所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述第二连接部包括第二连接板，所述第二连接板通过滑动机构与第二横梁相连接；所述第二驱动部包括设置在第二横梁上的第二驱动齿条，所述第二驱动齿条沿第二横梁长度方向延伸；所述第二驱动齿条啮合有第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮连接有第二传动轴，所述第二传动轴连接有第二驱动电机；所述第二传动轴穿过第二连接板与第二驱动电机相连接。

6.根据权利要求4所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述第三驱动部包括驱动气缸，所述驱动气缸与第二连接板相连接，所述驱动气缸与纵向延伸轴相连接，所述联动块与纵向延伸轴通过滑动机构相连接。

7.根据权利要求4所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述滑动机构包括设置在第一横梁、第二横梁或者纵向延伸轴上的滑动条，所述滑动条沿第一横梁、第二横梁或者纵向延伸轴的长度方向设置，所述滑动条连接有滑动块，所述滑动块上设有用于与滑动条相配合的滑动槽。

8.根据权利要求4所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述第一连接板包括第一竖直板和第一横向板，所述第一竖直板和第一横向板垂直设置，第一连接板竖直截面呈倒“L”型，所述第一横向板和第一竖直板都通过滑动机构与第一横梁相连接。

9.根据权利要求1所述的一种联动式三轴桁架抓取装置，其特征在于，所述纵向延伸轴通过安装部与抓取组件相连接；所述安装部包括与转动气缸外侧面相连接的侧面支撑板，所述侧面支撑板与纵向延伸轴侧面相连接，所述侧面支撑板在纵向延伸轴两侧分别设有一个；两个所述侧面支撑板下端连接有用于限制侧面支撑板形变的底部支撑板，底部支撑板端部与侧面支撑板内侧壁相贴合。

10.如权利要求1所述的一种联动式三轴桁架抓取装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：

(1)组装三轴桁架抓取装置，并调整三轴桁架抓取装置；

(2)步骤(1)完成后，通过启动三维模组机构，三维模组机构的能够通过在先设置进行抓取组件位置的调整；

(3)步骤(2)完成后，当抓取组件到达规定位置后，抓取组件中的夹紧气缸启动，实现夹紧气缸对上料零件的夹取，抓取组件再在三维模组机构的带动下实现抓取组件位置的再次调整；

(4)步骤(3)完成后，三维模组机构把抓有零件的抓取组件移动到规定需要上料的位置，如果抓取组件初始位置可以进行零件的上料，则不需要进行再次调节，如果抓取组件初始位置不可以进行零件的直接装配，则通过转动电机的转动带动夹紧气缸转动，直至夹紧气缸转移到符合要求的位置，再进行零件的装配，零件装配完成后，并且抓取组件回位到最初设定位置；

(5)步骤(4)完成后，一个零件的抓取装配完成，如果需要重复零件的抓取，重复步骤(2)-(4)即可。