CN109484846A - 一种多用途筒子纱抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多用途筒子纱抓取装置，包括异形一体化气囊、气囊支撑缸和供流装置，异形一体化气囊主要由主气囊和多个侧气囊组成，主气囊的开口端为异形一体化气囊的开口端，主气囊的表面设有多个侧通孔，多个侧气囊的开口端边缘分别与多个侧通孔边缘连接，气囊支撑缸为中空柱状结构，其侧壁上设有多个缸壁孔，主气囊固定在气囊支撑缸内，主气囊的表面与气囊支撑缸的内壁面贴合，侧气囊穿入缸壁孔中，供流装置用于控制异形一体化气囊膨胀和收缩。本发明的一种多用途筒子纱抓取装置，结构简单，可用于抓取内筒为锥型、圆柱型以及其他任意不规则形状的纱筒，不需要区分内筒的大小端便可实现纱筒的转运和码垛，适用范围广，使用方便。

Description

一种多用途筒子纱抓取装置

技术领域

本发明属于纺织机械技术领域，涉及一种多用途筒子纱抓取装置，特别涉及一种可安装在机械臂上的多用途筒子纱抓取装置。

背景技术

纺纱纱筒在卷绕完成后，需要进行搬运和码垛，以便完成其他工序。人工搬运纺纱纱筒的劳动强度大，工作效率低，劳动成本高，而且在搬运过程中会破损和污染纱锭，导致纱线缠绕稳定性下降，纱线的毛羽和断丝增多，影响后续织物的产品质量。因此，实现纱筒的搬运自动化具有十分重要的意义。

专利CN105600427B公开了一种筒子纱夹持装置，其以纱筒的纱线表面为受力点，以抱夹的方式搬运纱筒，对于该种搬运方法，夹持装置与纱线表面间的摩擦以及夹装工具的施力不均会极大的损伤筒子纱表面的纱线质量，直接影响纱筒上纱线缠绕的张力。

专利CN205990491U公开了一种筒子纱抓取装置，其以筒子纱内侧壁为受力点，与外侧抱夹的方式相比，能够更好的避免污染纱线，避免表层纱线的断裂损伤。但其夹持工具是由多根立柱及立柱驱动装置组成的内撑机构，通过立柱驱动装置驱动立柱运动，从而使多根立柱配合撑开，进而可以取出筒子纱及其纱筒。但是此类机构不便于抓取具有锥形内筒的纱筒，仍然会产生抓取不稳、纱筒掉落和纱筒上纱线缠绕应力不匀的问题。

专利CN205275835U公开了一种锥形管大小端抓取装置，其主要是实现对锥形管大小端的夹持，可有效解决纱筒内筒壁受力不均匀的问题，但此结构在夹取纱筒时需要先对纱筒的状态(大小端)进行检测，然后才能实现纱筒的有效夹取，且不能较好的实现对直筒筒子纱的夹取，无法实现多品种多规格的纱筒的搬运，适用范围小。

因此，亟待研究一种以筒子纱纱筒内筒壁为受力点且适用范围广的多用途筒子纱抓取装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种以筒子纱纱筒内筒壁为受力点且适用范围广的多用途筒子纱抓取装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多用途筒子纱抓取装置，包括异形一体化气囊、气囊支撑缸和供流装置；

异形一体化气囊为一体成型件，主要由主气囊和多个侧气囊组成，主气囊的开口端为异形一体化气囊的开口端，主气囊的表面设有多个侧通孔，多个侧气囊的开口端边缘分别与多个侧通孔边缘连接；本发明的异形一体化气囊也可为非一体成型件，主气囊与侧气囊间连接牢固且密性好的其他连接方式同样适用于本发明；

气囊支撑缸为中空柱状结构，其侧壁上设有多个缸壁孔，主气囊固定在气囊支撑缸内，主气囊的表面与气囊支撑缸的内壁面贴合，侧气囊穿入缸壁孔中；气囊支撑缸主要用于限制主气囊膨胀，最大可能地实现侧气囊膨胀，提高流体的利用效率，同时对异形一体化气囊起到支撑和保护的作用，主气囊的表面也可不与气囊支撑杠的内壁面贴合，两者间可有一定间隙，只要能够保证侧气囊后续膨胀过程中能够方便顺利的从缸壁孔中伸出并与纱筒接触即可；

供流装置用于控制异形一体化气囊膨胀和收缩，其主要是通过充入和排出流体使得气囊体积发生改变实现的，流体可以是气体，也可以是液体，液体不限于水，还可以是油等。

本发明的多用途筒子纱抓取装置，在异形一体化气囊处于收缩状态下将气囊支撑缸伸入中空纱筒内筒后再利用供流装置实现异形一体化气囊的迅速膨胀，异形一体化气囊与纱筒内壁接触，支撑纱筒的内筒壁，然后依靠多个侧气囊与纱筒内筒壁间的摩擦力和挤压力实现纱筒的抓取。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述气囊支撑缸为圆柱状结构，所述气囊支撑缸的m端和n端封闭，异形一体化气囊的开口端与气囊支撑缸的m端齐平，气囊支撑缸的m端端面上设有进流口；

异形一体化气囊靠近开口端的部分套在中空圆柱状橡胶密封塞上，橡胶密封塞安装在气囊支撑缸内，且与气囊支撑缸过盈配合，异形一体化气囊靠近开口端的部分的固定方式不限于此，其他任何能够实现其固定的结构都可用于替换本发明的结构，都在本发明的保护范围内；

所述供流装置由压流器和两位三通电磁阀组成，压流器为空压机或液压机，两位三通电磁阀的第一接口通过管道与进流口连接，第二接口通过管道与压流器连接，第三接口空置或者通过管道与收集装置连接。

本发明的气囊支撑缸和供流装置进行上述设置便于与控制异形一体化气囊的收缩和膨胀。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述气囊支撑缸的顶部和颈部分别设有螺纹，颈部是指靠近m端的部分，所述多个缸壁孔位于气囊支撑缸靠近n端的部分。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述多个缸壁孔分布在平行于气囊支撑缸中心轴的多条直线上，同时分布在垂直于气囊支撑缸中心轴的多个圆上。本发明的侧气囊处于收缩状态时其与缸壁孔间为间隙配合，利用供流装置对异形一体化气囊充气时，侧气囊从缸壁孔内伸出，与中空纱筒内筒壁接触并相互挤压，产生摩擦力和挤压力。本发明将缸壁孔分布于平行气囊支撑缸中心轴的多条直线上且同时位于垂直于气囊支撑缸中心轴的多个圆上的目的是为了使抓取纱筒时抓取部位的受力均匀，有利于提高抓取纱筒的稳定性。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述缸壁孔为圆柱形孔，所述侧气囊完全位于缸壁孔内，或部分从缸壁孔内伸出，只要能够保证侧气囊可以顺利接触并挤压中空纱筒的内筒即可，所述侧气囊为一端封闭、另一端开口的波纹管状结构，所述侧气囊的折叠方向平行于缸壁孔的中心轴。本发明的侧气囊这样设置的主要作用为：1)充气时先进行伸长运动，有利于侧气囊快速从缸壁孔内冲出；2)表面粗糙度大，增大了侧气囊与纱筒内筒壁的摩擦力。本发明的侧气囊的构造包括但不限于此，其他折叠方便、伸缩量高、便于从缸壁孔中伸出且与纱筒内筒壁间的摩擦力较大的侧气囊同样适用于本发明。本发明的侧气囊膨胀状态下的形状不局限于圆柱或某一单一形状，其可依据被抓取装置的内腔要求，使用不同形状的侧气囊，从而实现对内腔为各种复杂形状的物品的抓取和码垛。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述侧气囊的外表面设有多个凸点或凸条，凸点或凸条可进一步增大侧气囊与纱筒内筒壁间的摩擦力，提高了抓取纱筒的稳定性；所述异形一体化气囊的材质为顺丁橡胶，顺丁橡胶是制备轮胎和胶管的主要材料，具有高弹和耐磨的特点，由该材料制得的侧气囊的伸缩性能好，有利于控制侧气囊的收缩与膨胀。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述气囊支撑缸安装在气缸固定架上，所述气缸固定架主要由固定板I、固定板II、联结螺栓、固定螺母a和固定螺母b组成；

固定板I与固定板II为板状结构，二者相互平行且正投影重合，一对相互平行的联结螺栓10的两端分别垂直穿过固定板I与固定板II后与固定螺母a连接；

固定板II的中央位置设有螺纹孔，气囊支撑缸的m端顶部穿入固定板I与固定板II之间的空间，气囊支撑缸的颈部与螺纹孔螺纹连接，气囊支撑缸的颈部位于固定板II两侧的部分分别与固定螺母b螺纹连接。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述固定板I远离固定板II的板面中央位置焊接螺纹柱，所述气缸固定架通过螺纹柱安装在多轴机械臂或工业机器人上。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述固定板I与固定板II之间安装有一对相互平行的推杆气缸缸体，推杆气缸缸体位于两联结螺栓之间，推杆气缸缸体靠近两端头的侧壁上分别设有孔A和孔B；

固定板I远离螺纹柱的端面刻有两方形凹槽，固定板II中螺纹孔两侧设有两安装孔，推杆气缸缸体的底部嵌在方形凹槽内，推杆气缸缸体的顶部设有螺纹，其穿过安装孔与固定螺母c螺纹连接；

推杆气缸缸体的顶部与气缸推杆的底部连接，气缸推杆的顶部设有螺纹，其穿过推纱板与固定螺母d连接；

推纱板为板状结构，其中间位置设有圆柱状推纱孔，气囊支撑缸穿过推纱孔，气囊支撑缸的外径小于推纱孔的孔径，便于实现推纱板对纱筒进行推纱时的往复运动。

如上所述的一种多用途筒子纱抓取装置，所述推纱板远离固定板II的板面上设有环绕推纱孔的凸台，所述凸台的高度为3～5毫米。推纱时，凸台可避免推纱板大面积接触纱筒表面，避免其破环纱线的表面质量。

有益效果：

(1)本发明的一种多用途筒子纱抓取装置，结构简单，可用于抓取内筒为锥型、圆柱型以及其他任意不规则形状的纱筒，不需要区分内筒的大小端便可实现纱筒的转运和码垛，适用范围广，使用方便；

(2)本发明的一种多用途筒子纱抓取装置，气囊所充流体不局限于气体，也可为水、油或其他能够使气囊膨胀的物质。

附图说明

图1为本发明的异形一体化气囊的结构示意图；

图2为本发明的气囊支撑缸与异形一体化气囊连接后的局部放大剖视图；

图3为固定板I的结构示意图；

图4为推纱板的结构示意图；

图5为本发明装置的异形一体化气囊未充气的状态示意图；

图6为本发明装置的异形一体化气囊充气后抓取内筒为锥型的纱筒小端的状态示意图；

图7为本发明装置的异形一体化气囊充气后抓取内筒为锥型的纱筒大端的状态示意图；

图8为本发明装置的异形一体化气囊充气后抓取内筒为圆柱型的纱筒的状态示意图。

其中，1-异形一体化气囊，2-气囊支撑缸，3-固定螺母d，4-气缸推杆，5-固定螺母c，6-推杆气缸缸体，7-固定螺母a，8-固定板I，9-孔A，10-联结螺栓，11-孔B，12-固定板II，13-固定螺母b，14-推纱板，15-纱筒。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种多用途筒子纱抓取装置，如图1所示，包括异形一体化气囊1、气囊支撑缸2、气缸固定架和供流装置；

如图2所示，异形一体化气囊1为一体成型件，材质为顺丁橡胶，主要由主气囊和多个侧气囊组成，主气囊的开口端为异形一体化气囊1的开口端，主气囊的表面设有多个侧通孔，多个侧气囊的开口端边缘分别与多个侧通孔边缘连接，其中，侧气囊1为一端封闭、另一端开口的波纹管状结构且外表面设有多个凸条，其也可为外表面设置多个凸点；

气囊支撑缸2为中空圆柱状结构，气囊支撑缸2的m端和n端封闭，异形一体化气囊1的开口端与气囊支撑缸2的m端齐平，气囊支撑缸2的m端端面上设有进流口，异形一体化气囊靠近开口端的部分套在中空圆柱状橡胶密封塞上，橡胶密封塞安装在气囊支撑缸内，且与气囊支撑缸过盈配合，如图3所示，气囊支撑缸2上靠近其n端的部分侧壁上设有多个圆柱形缸壁孔，多个圆柱形缸壁孔分布在平行于气囊支撑缸2中心轴的多条直线上，同时分布在垂直于气囊支撑缸2中心轴的多个圆上，主气囊固定在气囊支撑缸2内，主气囊的表面与气囊支撑缸2的内壁面贴合，侧气囊完全位于缸壁孔内，其也可部分从缸壁孔内伸出，侧气囊的折叠方向平行于缸壁孔的中心轴；

供流装置由压流器和两位三通电磁阀组成，压流器为空压机或液压机，两位三通电磁阀的第一接口通过管道与进流口连接，第二接口通过管道与压流器连接，第三接口空置，也可为通过管道与收集装置连接，从而利用供流装置实现异形一体化气囊1的充气和放气；

气缸固定架主要由固定板I 8(如图4所示)、固定板II 12、联结螺栓10、固定螺母a7和固定螺母b 13组成；

固定板I 8与固定板II 12为板状结构，二者相互平行且正投影重合，一对相互平行的联结螺栓10的两端分别垂直穿过固定板I 8与固定板II 12后与固定螺母a 7连接；

固定板II 12的中央位置设有螺纹孔，气囊支撑缸2的m端穿入固定板I 8与固定板II 12之间的空间，气囊支撑缸2靠近m端的的颈部设有螺纹，颈部螺纹与螺纹孔螺纹连接，气囊支撑缸2的颈部位于固定板II 12两侧的部分分别与固定螺母b 13螺纹连接；

固定板I 8远离固定板II 12的板面中央位置焊接螺纹柱，气缸固定架通过螺纹柱安装在多轴机械臂或工业机器人上；

固定板I 8与固定板II 12之间安装有一对相互平行的推杆气缸缸体6，推杆气缸缸体6位于两联结螺栓10之间；

固定板I 8远离螺纹柱的端面刻有两方形凹槽，固定板II 12中螺纹孔两侧设有两安装孔，推杆气缸缸体6的底部嵌在方形凹槽内，推杆气缸缸体6的顶部设有螺纹，其穿过安装孔与固定螺母c 5螺纹连接；

推杆气缸缸体6的顶部与气缸推杆4的底部连接，气缸推杆4的顶部设有螺纹，其穿过推纱板14与固定螺母d 3连接；

推杆气缸缸体6靠近两端头的侧壁上分别设置有孔A 9和孔B 11，用于通入和排出气体进而控制气缸推杆4的推出和推进；

推纱板14，如图5所示，为板状结构，其中间位置设有圆柱状推纱孔，气囊支撑缸2穿过推纱孔，气囊支撑缸的外径小于推纱孔的孔径；

推纱板14远离固定板II 12的板面上设有环绕推纱孔的凸台，凸台的高度为3～5毫米。

本发明的多用途筒子纱抓取装置的工作过程如下：

如图6所示，当需要抓取纱筒时，两位三通电磁阀打开开关，空压机(或液压机)与两位三通电磁阀的第二接口连通，两位三通电磁阀的第一接口与气囊支撑缸内的异形一体化气囊连通，从而利用空压机(或液压机)对异形一体化气囊1充入压缩空气(或液体)，此时，异形一体化气囊1受压后其侧气囊快速从缸壁孔内冲出，膨胀，如图1所示，侧气囊充满整个筒子纱纱筒15的内筒壁，借助侧气囊与纱筒内筒壁间的摩擦和挤压力实现对于纱筒的抓取。

本发明的多用途筒子纱抓取装置对内筒为锥型的纱筒大端的抓取示意图以及对于内筒为

圆柱型的纱筒的抓取示意图如图7和8所示，从附图中可以看出，本发明装置可以抓取内筒为各种形状的纱筒，且不需要区分内筒的大小端便可实现抓取，适用范围广，使用方便。

当纱筒需要水平搬运时，多轴机械臂或工业机器人将纱筒搬运至指定位置后，两位三通电磁阀的第三接口接通外界空间，排出异形一体化气囊中的流体，实现纱筒的卸载。

当纱筒需要搬运至纺纱架时，在多轴机械臂或工业机器人的帮助下，纱筒实现翻转即纱筒旋转90°，纱筒由原来的竖直放置变化为水平放置，与纺纱架的位置对齐即纱筒水平放置后的最低点与纺纱架等高，此状态下，两位三通电磁阀的第三接口接通外界空间，异形一体化气囊内的流体排出，纱筒15在重力的作用下，压在气囊支撑缸2的缸壁上，此时，孔A 9接入压缩空气，孔B 11排气，在单向流通的压缩空气的作用下，气缸推杆4带动推纱板14，将纱筒15推到纺纱架上，完成推纱动作后，孔B 11接入压缩空气，孔A 9排出压缩空气，在单向流通的压缩空气的作用下，气缸推杆4带动推纱板14返回原来位置，故以此来实现纱筒的码垛。

Claims (10)

1.一种多用途筒子纱抓取装置，其特征是：包括异形一体化气囊、气囊支撑缸和供流装置；

异形一体化气囊为一体成型件，主要由主气囊和多个侧气囊组成，主气囊的开口端为异形一体化气囊的开口端，主气囊的表面设有多个侧通孔，多个侧气囊的开口端边缘分别与多个侧通孔边缘连接；

气囊支撑缸为中空柱状结构，其侧壁上设有多个缸壁孔，主气囊固定在气囊支撑缸内，主气囊的表面与气囊支撑缸的内壁面贴合，侧气囊穿入缸壁孔中；

供流装置用于控制异形一体化气囊膨胀和收缩。

2.根据权利要求1所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述气囊支撑缸为圆柱状结构，所述气囊支撑缸的m端和n端封闭，异形一体化气囊的开口端与气囊支撑缸的m端齐平，气囊支撑缸的m端端面上设有进流口；

异形一体化气囊靠近开口端的部分套在中空圆柱状橡胶密封塞上，橡胶密封塞安装在气囊支撑缸内，且与气囊支撑缸过盈配合；

所述供流装置由压流器和两位三通电磁阀组成，压流器为空压机或液压机，两位三通电磁阀的第一接口通过管道与进流口连接，第二接口通过管道与压流器连接，第三接口空置或者通过管道与收集装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述气囊支撑缸的颈部设有螺纹，颈部是指靠近m端的部分，所述多个缸壁孔位于气囊支撑缸靠近n端的部分。

4.根据权利要求3所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述多个缸壁孔分布在平行于气囊支撑缸中心轴的多条直线上，同时分布在垂直于气囊支撑缸中心轴的多个圆上。

5.根据权利要求4所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述缸壁孔为圆柱形孔，所述侧气囊完全位于缸壁孔内，或部分从缸壁孔内伸出，所述侧气囊为一端封闭、另一端开口的波纹管状结构，所述侧气囊的折叠方向平行于缸壁孔的中心轴。

6.根据权利要求5所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述侧气囊的外表面设有多个凸点或凸条，所述异形一体化气囊的材质为顺丁橡胶。

7.根据权利要求3所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述气囊支撑缸安装在气缸固定架上，所述气缸固定架主要由固定板I、固定板II、联结螺栓、固定螺母a和固定螺母b组成；

固定板I与固定板II为板状结构，二者相互平行且正投影重合，一对相互平行的联结螺栓的两端分别垂直穿过固定板I与固定板II后与固定螺母a连接；

固定板II的中央位置设有螺纹孔，气囊支撑缸的m端穿入固定板I与固定板II之间的空间，气囊支撑缸的颈部与螺纹孔螺纹连接，气囊支撑缸的颈部位于固定板II两侧的部分分别与固定螺母b螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述固定板I远离固定板II的板面中央位置焊接螺纹柱，所述气缸固定架通过螺纹柱安装在多轴机械臂或工业机器人上。

9.根据权利要求8所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述固定板I与固定板II之间安装有一对相互平行的推杆气缸缸体，推杆气缸缸体位于两联结螺栓之间，推杆气缸缸体靠近两端头的侧壁上分别设有孔A和孔B；

固定板I远离螺纹柱的端面刻有两方形凹槽，固定板II中螺纹孔两侧设有两安装孔，推杆气缸缸体的底部嵌在方形凹槽内，推杆气缸缸体的顶部设有螺纹，其穿过安装孔与固定螺母c螺纹连接；

推杆气缸缸体的顶部与气缸推杆的底部连接，气缸推杆的顶部设有螺纹，其穿过推纱板与固定螺母d连接；

推纱板为板状结构，其中间位置设有圆柱状推纱孔，气囊支撑缸穿过推纱孔，气囊支撑缸的外径小于推纱孔的孔径。

10.根据权利要求9所述的一种多用途筒子纱抓取装置，其特征在于，所述推纱板远离固定板II的板面上设有环绕推纱孔的凸台，所述凸台的高度为3～5毫米。