CN109702763B - 一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构，其降低了抱爪机构的成本，且能输出大抱持力，满足夹持需求。其包括安装座，所述安装座的一端面上固装有动力气缸，所述动力气缸的气缸输出轴内伸于所述安装座的内腔内，气缸输出轴的内端固装有动力凸轮，所述动力凸轮的外周面包括有A段轮廓线、B段轮廓线，所述安装座的内腔内设置有一对抱爪本体，具体为第一抱爪、第二抱爪，所述第一抱爪、第二抱爪的中部连接板通过夹爪转轴连接，所述夹爪转轴的力臂长度方向两端定位于所述安装座的对应侧壁，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端分别外露于所述内腔，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端的相向位置分别通过快接插销连接对应的快换工装。

Description

一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构

技术领域

本发明涉及抱爪机构的技术领域，具体为一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构。

背景技术

目前很多场所需要使用到相对较大的夹持力，例如光杆攻丝，螺母拧紧时螺杆的止转，重型物料的搬运以及钢带钢棍的折弯，剪裁，塑型等等。这些运用场所，都需要极其巨大的夹持力才可以。除了完成正常的抱夹功能外，抱爪机构的成本也是非常重要的考量。因此设计一种标准的同时能够产生巨大夹持力且廉价的夹爪十分重要。

现有的标准抱爪，例如Festo、SMC、SCHUNK的各个型号抱爪多数使用楔形块设计，夹爪底部有一个活塞，活塞杆端部带有倾斜端面，通气时活塞被压缩空气推动向上运动，夹爪部分受活塞杆端部倾斜面推力，将活塞竖直方向的力转换为水平方向的夹持力。当我们需要使用较大抱持力时，则需要选择大尺寸型号，即便如此，最大尺寸的气爪能够产生的夹持力也非常有限(一般多为1000N左右)。当我们需要巨大的夹持力(比如超过一10000N夹持力)时，各个型号都无法满足；此外大型夹爪价格及其昂贵，使得企业的成本高昂。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构，其降低了抱爪机构的成本，且能输出大抱持力，满足夹持需求。

一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构，其特征在于：其包括安装座，所述安装座的一端面上固装有动力气缸，所述动力气缸的气缸输出轴内伸于所述安装座的内腔内，所述气缸输出轴的内端固装有动力凸轮，所述动力凸轮的外周面包括有A段轮廓线、B段轮廓线，所述安装座的内腔内设置有一对抱爪本体，具体为第一抱爪、第二抱爪，所述第一抱爪、第二抱爪的中部连接板通过夹爪转轴连接，所述夹爪转轴的力臂长度方向两端定位于所述安装座的对应侧壁，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端分别外露于所述内腔，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端的相向位置分别通过快接插销连接对应的快换工装，成对的快换工装形成的夹持面用于夹持对应的待夹持件，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的驱动端分别固接有对应的滚子转轴，所述滚子转轴的长度方向两端分别布置于所述安装座的对应侧壁的导向槽布置，所述滚子转轴的对应于所述动力凸轮的外周面的对应位置套装有凸轮滚子，位于所述动力凸轮两侧的凸轮滚子分别对称布置于所述动力凸轮的两侧，对应侧的所述凸轮滚子分别紧压所述动力凸轮的对应外周面布置，两根所述滚子转轴的对应端分别侧凸于所述安装座的对应侧壁布置，两根所述滚子转轴的侧凸部分之间通过复位弹簧连接。

其进一步特征在于：

所述凸轮滚子的对应于所述安装座的侧板位置处分别设置有注油孔，确保方便进行润滑油的添加；

所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端的相向面分别设置有T型槽孔，所述夹持端的对应于T型槽孔的外侧设置有第一连接定位孔，对应的所述快换工装的连接端设置有T型连接块，所述T型连接块上设置有第二连接定位孔，所述快换工装通过T型连接块定位于所述T型槽孔内，之后快接插销贯穿第一连接定位孔、第二连接定位孔完成抱爪和快换工装的快速连接；

所述动力气缸通过气缸法兰固接于所述安装座的一端面，所述安装座的另一端面外露有所述第一抱爪、第二抱爪的夹持端；

所述A段轮廓线相对于所述B段轮廓线靠近所述快换工装，设置快换工装的位置为前，所述B段轮廓线为自中心从前向后外扩的轮廓线，所述A段轮廓线为自中心从前向后外扩的轮廓线，横截面状态下，所述A段轮廓线为和动力凸轮的中心线成一定角度α的斜线，所述B段轮廓线为和动力凸轮的中心线成一定角度β的斜线，α大于β，A段轮廓线和所述B段轮廓线之间通过圆弧过渡连接；

优选地，β等于5°，配合夹爪的力臂放大抱夹力。

采用上述技术方案后，根据所要抱夹的工件选取对应的快换工装，之后动力气缸动作气缸输出轴推动动力凸轮朝向快换工装运动，两侧凸轮滚子滚过动力凸轮的表面A段轮廓线，夹爪开始闭合，之后两侧凸轮滚子到达动力凸轮表面B段轮廓线，使得夹爪完全闭合，夹爪夹住产品时凸轮滚子位于B段轮廓线，两个B段轮廓线夹角相对较小，配合夹爪力臂放大效果，夹持力为气缸推出力若干倍，其结构简单，降低了抱爪机构的成本，且能输出大抱持力，满足夹持需求。

附图说明

图1为发明的主视图剖视结构示意图；

图2为本发明的侧视图结构示意图；

图3为本发明的动力凸轮的横截面剖视结构示意图；

图中序号所对应的结构名称如下：

安装座1、动力气缸2、气缸输出轴3、内腔4、动力凸轮5、A段轮廓线6、B段轮廓线7、第一抱爪8、第二抱爪9、夹爪转轴10、快接插销11、快换工装12、夹持面121、T型连接块122、滚子转轴13、导向槽14、凸轮滚子15、复位弹簧16、注油孔17、T型槽孔18、第一连接定位孔19、第二连接定位孔20、气缸法兰21、圆弧22。

具体实施方式

一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构，见图1～图3：其包括安装座1，安装座1的一端面上固装有动力气缸2，动力气缸2的气缸输出轴3内伸于安装座1的内腔4内，气缸输出轴3的内端固装有动力凸轮5，动力凸轮5的外周面包括有A段轮廓线6、B段轮廓线7，安装座1的内腔4内设置有一对抱爪本体，具体为第一抱爪8、第二抱爪9，第一抱爪8、第二抱爪9的中部连接板通过夹爪转轴10连接，夹爪转轴10的力臂长度方向两端定位于安装座1的对应侧壁，第一抱爪8、第二抱爪9的力臂的夹持端分别外露于内腔4，第一抱爪8、第二抱爪9的力臂的夹持端的相向位置分别通过快接插销11连接对应的快换工装12，成对的快换工装12形成的夹持面121用于夹持对应的待夹持件，第一抱爪8、第二抱爪9的力臂的驱动端分别固接有对应的滚子转轴13，滚子转轴13的长度方向两端分别布置于安装座1的对应侧壁的导向槽14布置，滚子转轴13的对应于动力凸轮5的外周面的对应位置套装有凸轮滚子15，位于动力凸轮5两侧的凸轮滚子15分别对称布置于动力凸轮5的两侧，对应侧的凸轮滚子15分别紧压动力凸轮5的对应外周面布置，两根滚子转轴13的对应端分别侧凸于安装座1的对应侧壁布置，两根滚子转轴13的侧凸部分之间通过复位弹簧16连接。

凸轮滚子15的对应于安装座1的侧板位置处分别设置有注油孔17，确保方便进行润滑油的添加；

第一抱爪8、第二抱爪9的力臂的夹持端的相向面分别设置有T型槽孔18，夹持端的对应于T型槽孔18的外侧设置有第一连接定位孔19，对应的快换工装12的连接端设置有T型连接块122，T型连接块122上设置有第二连接定位孔20，快换工装12通过T型连接块122定位于T型槽孔18内，之后快接插销11贯穿第一连接定位孔19、第二连接定位孔20完成对应的抱爪和快换工装12的快速连接；

动力气缸2通过气缸法兰21固接于安装座1的一端面，安装座1的另一端面外露有第一抱爪8、第二抱爪9的夹持端；

A段轮廓线6相对于B段轮廓线7靠近快换工装12，设置快换工装12的位置为前，B段轮廓线7为自中心从前向后外扩的轮廓线，A段轮廓线6为自中心从前向后外扩的轮廓线，横截面状态下，A段轮廓线6为和动力凸轮5的中心线成一定角度α的斜线，B段轮廓线7为和动力凸轮5的中心线成一定角度β的斜线，α大于β，A段轮廓线6和B段轮廓线7之间通过圆弧22过渡连接；

具体实施例中，β等于5°，配合夹爪的力臂放大抱夹力。

根据所要抱夹的工件选取对应的快换工装，之后动力气缸动作气缸输出轴推动动力凸轮朝向快换工装运动，两侧凸轮滚子滚过动力凸轮的表面A段轮廓线，夹爪开始闭合，之后两侧凸轮滚子到达动力凸轮表面B段轮廓线，使得夹爪完全闭合，夹爪夹住产品时凸轮滚子位于B段轮廓线，两个B段轮廓线夹角为10°，配合夹爪力臂放大效果，夹持力为气缸推出力10倍，其结构简单，降低了抱爪机构的成本，且能输出大抱持力，满足夹持需求。

根据力的合成和分解，采用两段式楔形角设计即兼顾了输出力的大小，又兼顾了气缸的行程。

其有益效果如下：1可以通过灵活设计楔形块角度得到巨大抱持力；2通过气缸即可实现，不需使用油缸气液增压缸等复杂原器件；3体积相对较小；4成本低廉，效费比高；5机构简单，运行稳定。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构，其特征在于：其包括安装座，所述安装座的一端面上固装有动力气缸，所述动力气缸的气缸输出轴内伸于所述安装座的内腔内，所述气缸输出轴的内端固装有动力凸轮，所述动力凸轮的外周面包括有A段轮廓线、B段轮廓线，所述安装座的内腔内设置有一对抱爪本体，具体为第一抱爪、第二抱爪，所述第一抱爪、第二抱爪的中部连接板通过夹爪转轴连接，所述夹爪转轴的力臂长度方向两端定位于所述安装座的对应侧壁，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端分别外露于所述内腔，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端的相向位置分别通过快接插销连接对应的快换工装，成对的快换工装形成的夹持面用于夹持对应的待夹持件，所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的驱动端分别固接有对应的滚子转轴，所述滚子转轴的长度方向两端分别布置于所述安装座的对应侧壁的导向槽布置，所述滚子转轴的对应于所述动力凸轮的外周面的对应位置套装有凸轮滚子，位于所述动力凸轮两侧的凸轮滚子分别对称布置于所述动力凸轮的两侧，对应侧的所述凸轮滚子分别紧压所述动力凸轮的对应外周面布置，两根所述滚子转轴的对应端分别侧凸于所述安装座的对应侧壁布置，两根所述滚子转轴的侧凸部分之间通过复位弹簧连接；

所述第一抱爪、第二抱爪的力臂的夹持端的相向面分别设置有T型槽孔，所述夹持端的对应于T型槽孔的外侧设置有第一连接定位孔，对应的所述快换工装的连接端设置有T型连接块，所述T型连接块上设置有第二连接定位孔，所述快换工装通过T型连接块定位于所述T型槽孔内，之后快接插销贯穿第一连接定位孔、第二连接定位孔完成抱爪和快换工装的快速连接；

所述A段轮廓线相对于所述B段轮廓线靠近所述快换工装，设置快换工装的位置为前，所述B段轮廓线为自中心从前向后外扩的轮廓线，所述A段轮廓线为自中心从前向后外扩的轮廓线，横截面状态下，所述A段轮廓线为和动力凸轮的中心线成角度α的斜线，所述B段轮廓线为和动力凸轮的中心线成角度β的斜线，α大于β，A段轮廓线和所述B段轮廓线之间通过圆弧过渡连接。

2.如权利要求1所述的一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构，其特征在于：所述凸轮滚子的对应于所述安装座的侧板位置处分别设置有注油孔。

3.如权利要求1所述的一种输出大抱持力的凸轮抱爪机构，其特征在于：所述动力气缸通过气缸法兰固接于所述安装座的一端面，所述安装座的另一端面外露有所述第一抱爪、第二抱爪的夹持端。