CN110407077B - 夹取装置及吊装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹取装置及吊装系统。夹取装置包括支架机构，支架机构包括第一支架；夹取机构包括抓手单元，抓手单元设有至少两个；联动机构包括伸缩杆和联动组件，联动组件活动连接于伸缩杆和抓手单元之间，伸缩杆能够在第一支架上伸缩移动，伸缩杆伸缩移动、使联动组件带动抓手单元进行收拢或分离。吊装系统包括起吊装置和夹取装置。夹取物件如车身板件时，通过伸缩杆的伸缩，伸缩杆带动联动组件运动，联动组件再带动至少两个抓手单元移动，以使抓手单元配合抓紧物件，实现对物件的抓取动作；相比柔性链条的提升方式，伸缩杆的伸缩本身起到限位的作用，避免了抓取时物件的倾斜或旋转摆动，伸缩杆的伸缩单人即可操作，生产效率更高。

Description

夹取装置及吊装系统

技术领域

本发明涉及车辆装配技术领域，特别是涉及一种夹取装置及吊装系统。

背景技术

汽车主机厂白车身焊装线上常布置有多个手工上下件岗位，如前地板、后地板、纵梁骨架、机舱等大面板或分总成的工位件转移等。这类车身板件尺寸大(长宽约1.5m)、重量重(约30kg-50kg)，主机厂通常需要设置助力吊具机构如升降葫芦等，辅助装配人员进行搬运作业。一般结构为柔性钢链条与挂钩形式对车身板件进行挂接，并通过升降葫芦将车身板件吊装到位。

然而，这种吊装操作存在以下缺陷：一、由于车身板件尺寸大、重量大，采用链条与挂钩配合的方式容易造成工件倾斜或旋转，导致吊装时车身板件的位置不稳定，安全风险高，且放件时对位困难，装配不便；二、通常需要至少两个人同时操作，劳动强度大，人工成本高，上下件效率低；三、挂钩与车身板件上的挂孔配合，容易使挂孔位置受力后变形，影响车身板件的结构精度和装配质量。

发明内容

基于此，有必要提供一种夹取装置及吊装系统。该夹取装置夹取物件后，不易发生倾斜或旋转，且单人即可操作，生产效率高；该吊装系统采用前述的夹取装置，生产效率更高。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种夹取装置，包括支架机构，支架机构包括第一支架；夹取机构，夹取机构包括与第一支架活动连接的抓手单元，抓手单元设有至少两个；及联动机构，联动机构包括伸缩杆和联动组件，联动组件活动连接于伸缩杆和抓手单元之间，伸缩杆能够在第一支架上伸缩移动，伸缩杆伸缩移动、使联动组件带动抓手单元进行收拢或分离。

上述夹取装置，夹取物件如车身板件时，通过伸缩杆的伸缩，伸缩杆带动联动组件运动，联动组件再带动至少两个抓手单元移动，以使抓手单元配合抓紧物件，实现对物件的抓取动作；相比柔性链条的提升方式，伸缩杆的伸缩本身起到限位的作用，避免了抓取时物件的倾斜或旋转摆动，伸缩杆的伸缩单人即可操作，生产效率更高。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，支架机构还包括第二支架和支架板，第二支架支撑于支架板和第一支架之间，伸缩杆与支架板伸缩配合，支架板设有用于使伸缩杆进行伸缩移动的伸缩孔。

在其中一个实施例中，联动机构还包括活动板，活动板设于伸缩杆的一端、并位于第一支架和支架板之间，联动组件与活动板转动连接。

在其中一个实施例中，联动组件还包括第一连杆、第二连杆和第一转杆，第一连杆的两端分别与第二连杆的一端和活动板转动连接，第二连杆的另一端与第一转杆固定连接，第一转杆与第一支架转动连接，抓手单元固设于第一转杆。

在其中一个实施例中，抓手单元包括抓手杆，抓手杆呈弯折设置，抓手杆的一端固定于第一转杆，抓手杆的另一端设有弯钩部；

第一转杆上设有至少一个抓手杆。

在其中一个实施例中，夹取装置还包括限位机构，限位机构包括第二转杆、限位杆和第一拉杆，第二转杆转动设于支架板，限位杆呈夹角固设于第二转杆、使限位杆位于支架板和活动板之间，拉动第一拉杆时第一拉杆能够带动第二转杆转动，第二转杆转动、并带动使限位杆转动、使限位杆限制活动板和支架板之间的间距。

在其中一个实施例中，限位机构还包括摆动块，摆动块固设于第二转杆，摆动块设有条形槽，第一拉杆设有与条形槽滑移配合的滑移部，拉动第一拉杆时滑移部与条形槽滑移配合、使摆动块转动、以使摆动块带动第二转杆转动。

在其中一个实施例中，限位机构还包括用于使摆动块进行复位的复位件，复位件的一端连接于第一支架或第二支架，复位件的另一端连接于摆动块。

在其中一个实施例中，第一支架还设有导向支撑杆或移动把手。

另一方面，还提供了一种吊装系统，包括如上述任一个技术方案所述的夹取装置；及起吊装置，起吊装置包括支撑桁架、固定架、起吊器及导向器，固定架设于支撑桁架、并能够沿支撑桁架进行滑移，起吊器设于固定架，起吊器与伸缩杆连接、并用于驱动伸缩杆进行伸缩移动，导向器包括导向筒和导向杆，导向筒设于固定架，导向杆设于第一支架、并与导向筒滑移配合。

上述吊装系统，采用前述的夹取装置进行物件的夹取，起吊器带动伸缩杆伸缩移动、并进一步提升物件，导向器起到导向和限位的作用，进一步保证物件在起吊和移动过程中不发生倾斜或转动或偏移。

附图说明

图1为实施例中夹取装置的结构示意图；

图2为图1中夹取装置的联动机构放大图；

图3为图1中夹取装置的夹取机构放大图；

图4为图1中夹取机构的局部结构放大图；

图5为实施例中吊装系统的整体结构示意图；

图6为图5实施例中吊装系统的第一视角图；

图7为图5实施例中吊装系统的第二视角图。

附图标注说明：

110、第一支架，111、导向支撑杆，112、移动把手，120、第二支架，130、支架板，131、固定筒，210、抓手杆，211、弯钩部，310、伸缩杆，321、第一连杆，322、第二连杆，323、第一转杆，330、活动板，410、第二转杆，420、限位杆，430、第一拉杆，431、滑移部，440、摆动块，441、条形槽，450、复位件，510、支撑桁架，511、滑轨，520、固定架，530、起吊器，531、吊索，541、导向筒，542、导向杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

需要说明的是，文中所称元件与另一个元件“固定”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1至图4，一种夹取装置，包括支架机构，支架机构包括第一支架110；夹取机构，夹取机构包括与第一支架110活动连接的抓手单元，抓手单元设有至少两个；及联动机构，联动机构包括伸缩杆310和联动组件，联动组件活动连接于伸缩杆310和抓手单元之间，伸缩杆310能够在第一支架110上伸缩移动，伸缩杆310伸缩移动、使联动组件带动抓手单元进行收拢或分离。

该夹取装置，夹取物件如车身板件时，通过伸缩杆310的伸缩，伸缩杆310带动联动组件运动，联动组件再带动至少两个抓手单元移动，以使抓手单元配合抓紧物件，实现对物件的抓取动作；相比柔性链条的提升方式，伸缩杆310的伸缩本身起到限位的作用，避免了抓取时物件的倾斜或旋转摆动，伸缩杆310的伸缩单人即可操作，生产效率更高。

参照图5至图7，该夹取装置应用于吊装系统时，吊装系统包括起吊器530(如气动葫芦或电动葫芦)和支撑桁架510，起吊器530的吊索531下端与伸缩杆310的上端连接，当起吊器530起吊时，伸缩杆310在吊索531的拉动下上升，伸缩杆310上升，从而带动联动组件运动，而联动组件用于带动对应的至少两个抓手单元运动，从而使抓手单元配合实现对物件(如车身板件)的夹取动作，在夹取后，起吊器530进一步起吊，并将物件起吊至预定的高度，之后，就可以通过起吊器530在支撑桁架510上滑移，实现将物件起吊至预设位置的功能；在到达预设位置后，起吊器530的吊索531下移，当下移到某个位置后，物件或第一支架110先接触到与物件进行配合被装配件，此时，吊索531进一步放松，使伸缩杆310能够下降(如依靠重力)，伸缩杆310下降时带动联动组件运动，从而带动至少两个抓手单元运动，使抓手单元松开物件，进而实现放件的操作。

由于伸缩杆310的限制和抓手单元的夹紧操作，物件不容易倾斜或反转，保证了吊装和移动过程中物件的位置稳定性；只需一个人现场操作或远程操作即可，所需人工少，降低了人工成本；相比传统用多条柔性锁链配合勾起物件进行吊装和移动的方式，本申请采用夹紧的操作方式，无需考虑挂钩是否牢靠、脱钩等问题，使操作更加安全。

需要说明的是：

抓手单元设有至少两个，用于在联动组件的带动下配合实现对物件的抓取和夹紧操作；

联动组件用于将伸缩杆310的伸缩移动通过联动带动作用传递给抓手单元，并使所有的抓手单元配合实现对物件的抓取夹紧作用；

伸缩杆310的伸缩作用需要额外的驱动力，如利用气动葫芦的吊索531拉动伸缩杆310进行上升，也可以利用其它的驱动件实现。

请参照图1、图2和图5，支架机构还包括第二支架120和支架板130，第二支架120支撑于支架板130和第一支架110之间，伸缩杆310与支架板130伸缩配合，支架板130设有用于使伸缩杆310进行伸缩移动的伸缩孔。

图1实施例中，第一支架110呈平面框架结构设置，第二支架120呈纵向支撑于所述第一支架110的上部，而支架板130支撑在第二支架120的上端。

进一步地，支架板130上还设有固定筒131，固定筒131通过伸缩孔套设在支架板130上，固定筒131的两端可以超出支架板130的板面，且固定筒131固定在支架板130上，伸缩杆310通过固定筒131的内筒进行伸缩移动。

固定筒131可以是圆筒也可以是多边形筒，而伸缩杆310的杆截面与固定筒131的内筒截面对应设置。当固定筒131为多边形筒时，固定筒131还起到避免伸缩杆310自转的作用，进一步保证吊装时物件不发生转动。

请参照图1至图3，联动机构还包括活动板330，活动板330设于伸缩杆310的一端、并位于第一支架110和支架板130之间，联动组件与活动板330转动连接。

具体实施时，活动板330的板面与支架板130的板面平行设置，支架板130相对第一支架110和第二支架120的位置固定，而活动板330设在伸缩杆310的下端，伸缩杆310与支架板130呈垂直设置，伸缩杆310在上下伸缩移动时，活动板330随着伸缩杆310进行上下移动，当活动板330上下移动时，带动联动组件运动。

请参照图1和图2，联动组件还包括第一连杆321、第二连杆322和第一转杆323，第一连杆321的两端分别与第二连杆322的一端和活动板330转动连接，第二连杆322的另一端与第一转杆323固定连接，第一转杆323与第一支架110转动连接，抓手单元固设于第一转杆323。

图2中，第一连杆321的两端分别与活动板330和第二连杆322转动连接，而第二连杆322固定在第一转杆323上，当活动板330上下移动时，活动板330带动第一连杆321摆动，第一连杆321带动第二连杆322摆动，第二连杆322摆动时带动第一转杆323转动，第一转杆323转动时带动其上的抓手单元摆动，从而使不同抓手单元之间相互配合实现对物件的夹取操作。

这里，联动组件相当于构成了多连杆之间的联动结构，实现将活动板330的上下移动转换为抓手单元的摆动动作。

第一转杆323与第一支架110转动连接，第一支架110上设有用于安装第一转杆323的转动安装支架，不再赘述。

当然，这里的连杆的叫法不限定其必须是杆状结构，在满足要求的情况下，也可以是板状结构，不再赘述。

请参照图1、图5至图7，抓手单元包括抓手杆210，抓手杆210呈弯折设置，抓手杆210的一端固定于第一转杆323，抓手杆210的另一端设有弯钩部211。

抓手杆210呈弯折设置，以便于摆动时配合形成夹取结构，抓手杆210的末端设有弯钩部211，弯钩部211可以卡持或勾住物件，以实现更好的夹取技术效果。

弯钩部211可以是钩状结构，为避免对物件抵压造成损害，还可以设置缓冲结构，如缓冲垫或缓冲块等。

请参照图1和图5，第一转杆323上设有至少一个抓手杆210。

第一支架110上设有相对的两个第一转杆323，每个第一转杆323上固定有两个呈间距设置的抓手杆210，从而当第一转杆323转动时，四个抓手杆210配合对物件进行夹取操作。

需要说明的是，两个第一转杆323转动时，由于分别带动对应的抓手杆210进行摆动，本领域技术人员应该知悉，两个第一转杆323的转向应该相反，以实现四个抓手杆210配合进行收拢或分离，且活动板330与对应第一转杆323之间的第一连杆321和第二连杆322均应对应设置，以实现该动作效果，不再赘述。

请参照图1、图3和图4，夹取装置还包括限位机构，限位机构包括第二转杆410、限位杆420和第一拉杆430，第二转杆410转动设于支架板130，限位杆420呈夹角固设于第二转杆410、使限位杆420位于支架板130和活动板330之间，拉动第一拉杆430时第一拉杆430能够带动第二转杆410转动，第二转杆410转动、并带动使限位杆420转动、使限位杆420限制活动板330和支架板130之间的间距。

图3中，第二转杆410呈横向转动设于支架板130的下板面，限位杆420(可以是杆状结构，也可以是板状结构，还可以是块状结构)的一端固定在第二转杆410上、并呈夹角设置，这样，当第二转杆410转动时，带动限位杆420摆动，限位杆420摆动时，由于限位杆420位于活动板330和支架板130之间，因此，限位杆420的另一端所在位置就存在最高位和最低位，限位杆420的最高位即对应于限位杆420抵压活动板330的下板面位置时，限位杆420的最低位即限位杆420处于竖直方向，此时限位杆420的下端抵压活动板330。

第一拉杆430能够在拉动作用下在第一支架110上活动，拉动第一拉杆430时，第一拉杆430能够带动第二转杆410转动，第二转杆410转动时带动限位杆420摆动，限位杆420在摆动时，限位杆420的另一端的高度在变化，进而限制活动板330的移动幅度，也即限制活动板330的上升位置，起到对活动板330的限位作用。

当伸缩杆310上升移动时，需要拉动第一拉杆430，使限位杆420摆动后处于水平状态，此时，活动板330能够上升到最高的位置，并带动抓手杆210实现对物件的抓取操作，抓紧后，伸缩杆310不能再进一步伸缩，而在起吊器530如气动葫芦的吊索531的进一步提升作用下，带动物件上升到预设位置；当需要放下物件时，吊索531放松，伸缩杆310在重力作用下需要下降，此时，需要第一拉杆430带动第二转杆410转动，以使限位杆420处于竖直位置，此时活动板330下降至最低位置的过程中带动抓手杆210松开物件。

进一步地，限位杆420设有两个、并呈间距设于第二转杆410。

请参照图3和图4，限位机构还包括摆动块440，摆动块440固设于第二转杆410，摆动块440设有条形槽441，第一拉杆430设有与条形槽441滑移配合的滑移部431，拉动第一拉杆430时滑移部431与条形槽441滑移配合、使摆动块440转动、以使摆动块440带动第二转杆410转动。

图4中，摆动块440设于第二转杆410的一端，自然状态时，摆动块440呈倾斜设置，摆动块440上设有条形槽441，第一拉杆430的端部设有滑移部431，滑移部431可以是弯折部，也可以是块结构，以与条形槽441进行配合滑移，当第一拉杆430拉动时，滑移部431在移动作用下与条形槽441配合滑移、进而带动摆动块440摆动，摆动块440摆动并带动第二转杆410同步转动。

请参照图1、图3和图4，限位机构还包括用于使摆动块440进行复位的复位件450，复位件450的一端连接于第一支架110或第二支架120，复位件450的另一端连接于摆动块440。

当需要夹取物件时，拉动第一拉杆430，使限位杆420上升至最高点，从而使活动板330可以上升到最高点，以带动抓手杆210配合夹取物件；当需要放下物件时，松开第一拉杆430，第一拉杆430在复位件450的复位作用力下复位，并带动摆动块440复位，此时，限位杆420转动，限位杆420处于竖直位置，活动板330下降至最低点，带动抓手杆210松开物件，从而放下物件。

复位件450可以是复位弹簧，也可以是弹性带等构件。

请参照图1，第一支架110还设有导向支撑杆111或移动把手112。

导向支撑杆111在夹取物件时，起到对整个夹取装置的夹取导向作用，使夹取装置能够快速锁定物件的位置，并进行夹取；移动把手112便于滑移时的操作，不再赘述。

请参照图5至图7，一种吊装系统，包括如上述任一个实施例所述的夹取装置；及起吊装置，起吊装置包括支撑桁架510、固定架520、起吊器530及导向器，固定架520设于支撑桁架510、并能够沿支撑桁架510进行滑移，起吊器530设于固定架520，起吊器530与伸缩杆310连接、并用于驱动伸缩杆310进行伸缩移动，导向器包括导向筒541和导向杆542，导向筒541设于固定架520，导向杆542设于第一支架110、并与导向筒541滑移配合。

该吊装系统采用前述的夹取装置进行物件的夹取，起吊器530带动伸缩杆310伸缩移动、并进一步提升物件，导向器起到导向和限位的作用，进一步保证物件在起吊和移动过程中不发生倾斜或转动或偏移。

图5至图7中，支撑桁架510为横向钢梁结构，固定架520为方形框架结构，固定架520通过移动小车与支撑桁架510滑移配合，支撑桁架510设有对应的滑轨511，起吊器530为气动葫芦，气动葫芦固定在固定架520上，气动葫芦的吊索531与夹取装置的伸缩杆310的上端连接(可以是伸缩杆310的上端设有连接吊耳，吊索531的下端与吊耳配合连接)，导向筒541设有两个、并分别固定在固定架520的两侧，导向杆542的下端固定在第一支架110上，导向杆542与导向筒541伸缩配合。

当吊装物件时，拉动第一拉杆430，带动限位杆420转动，使活动板330能够上移，起吊器530收起吊索531，以拉动伸缩杆310上升，伸缩杆310上升带动活动板330上升，从而通过联动组件带动抓手杆210夹取物件，吊索531进一步拉动伸缩杆310，由于伸缩杆310下端的活动板330已经上升至最高位置无法进一步上升，从而使吊索531拉动整体的夹取装置上升，此时，导向杆542和导向筒541的配合起到了导向和限位的作用，以进一步避免物件产生偏移或倾斜或翻转。

需要说明的是，固定架520与支撑桁架510之间的可滑移配合，有多种方式，可以是滑块滑轨结构，也可以是丝杆滑块结构等，只要能够实现滑移的功能即可，不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种夹取装置，其特征在于，包括：

支架机构，所述支架机构包括第一支架和支架板，支架板上还设有固定筒，固定筒通过伸缩孔套设在支架板上，固定筒的两端可以超出支架板的板面，且固定筒固定在支架板上，伸缩杆通过固定筒的内筒进行伸缩移动，所述固定筒为多边形筒；

夹取机构，所述夹取机构包括与所述第一支架活动连接的抓手单元，所述抓手单元设有至少两个；及

联动机构，所述联动机构包括伸缩杆和联动组件，所述联动组件活动连接于所述伸缩杆和所述抓手单元之间，所述伸缩杆能够在所述第一支架上伸缩移动，所述伸缩杆伸缩移动、使所述联动组件带动所述抓手单元进行收拢或分离。

2.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述支架机构还包括第二支架，所述第二支架支撑于所述支架板和所述第一支架之间，所述伸缩杆与所述支架板伸缩配合，所述支架板设有用于使所述伸缩杆进行伸缩移动的伸缩孔。

3.根据权利要求2所述的夹取装置，其特征在于，所述联动机构还包括活动板，所述活动板设于所述伸缩杆的一端、并位于所述第一支架和所述支架板之间，所述联动组件与所述活动板转动连接。

4.根据权利要求3所述的夹取装置，其特征在于，所述联动组件还包括第一连杆、第二连杆和第一转杆，所述第一连杆的两端分别与所述第二连杆的一端和所述活动板转动连接，所述第二连杆的另一端与所述第一转杆固定连接，所述第一转杆与所述第一支架转动连接，所述抓手单元固设于所述第一转杆。

5.根据权利要求4所述的夹取装置，其特征在于，所述抓手单元包括抓手杆，所述抓手杆呈弯折设置，所述抓手杆的一端固定于所述第一转杆，所述抓手杆的另一端设有弯钩部；

所述第一转杆上设有至少一个所述抓手杆。

6.根据权利要求3-5任一项所述的夹取装置，其特征在于，所述夹取装置还包括限位机构，所述限位机构包括第二转杆、限位杆和第一拉杆，所述第二转杆转动设于所述支架板，所述限位杆呈夹角固设于所述第二转杆、使所述限位杆位于所述支架板和所述活动板之间，拉动所述第一拉杆时所述第一拉杆能够带动所述第二转杆转动，所述第二转杆转动、并带动使所述限位杆转动、使所述限位杆限制所述活动板和所述支架板之间的间距。

7.根据权利要求6所述的夹取装置，其特征在于，所述限位机构还包括摆动块，所述摆动块固设于所述第二转杆，所述摆动块设有条形槽，所述第一拉杆设有与所述条形槽滑移配合的滑移部，拉动所述第一拉杆时所述滑移部与所述条形槽滑移配合、使所述摆动块转动、以使所述摆动块带动所述第二转杆转动。

8.根据权利要求7所述的夹取装置，其特征在于，所述限位机构还包括用于使所述摆动块进行复位的复位件，所述复位件的一端连接于所述第一支架或所述第二支架，所述复位件的另一端连接于所述摆动块。

9.根据权利要求6所述的夹取装置，其特征在于，所述第一支架还设有导向支撑杆或移动把手。

10.一种吊装系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的夹取装置；及

起吊装置，所述起吊装置包括支撑桁架、固定架、起吊器及导向器，所述固定架设于所述支撑桁架、并能够沿所述支撑桁架进行滑移，所述起吊器设于所述固定架，所述起吊器与所述伸缩杆连接、并用于驱动所述伸缩杆进行伸缩移动，所述导向器包括导向筒和导向杆，所述导向筒设于所述固定架，所述导向杆设于所述第一支架、并与所述导向筒滑移配合。