CN110561472A - 一种工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械夹具技术领域，特别涉及一种工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构。其包括气缸，还包括若干组自锁夹紧装置，多向连接头，以及在自锁夹紧装置完全打开后用于对自锁夹紧装置完全打开状态进行锁定的自动锁定装置，多向连接头通过支撑杆与自动锁定装置连接，自动锁定装置通过安装座与气缸的活塞杆端部连接，还包括设于气缸的端部的支撑座体，在支撑座体上方固设有一定位座体，在定位座体上设有若干定位块，自动锁定装置通过转轴与支撑座体连接。本发明可实现夹紧状态以及打开状态双重自锁，可防止气缸漏气时工件掉落，同时提高了夹紧力，而且可实现提高工件搬运效率的同时减少了气缸磁性开关的使用，气缸寿命延长，且安全性高。

Description

一种工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构

技术领域

本发明涉及机械夹具技术领域，特别涉及一种工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构。

背景技术

在汽车制造中，汽车焊装是车身焊装生产线的核心部分，其是通过传输装置、冲压件搬运用抓取设备、合装台等设备对冲压件定位后，进行焊接合装。其中，冲压件搬运用抓取设备是汽车焊装工序中所需要的设备之一。

目前，现有的工件搬运抓取设备，是将动力源(气缸)直接作用于工件上，有以下弊端：首先，此结构不能避免反作用力对气缸的损害，特别是自下向上定位时，巨大的反作用力会直接通过压臂传递给气缸，长期使用极易导致气缸的损坏。其次，对于重量大的工件，对气缸的出力要求也大，同样易造成气缸的损坏，增加气缸的使用成本。第三，对于有冲压孔的工件，抓取设备利用冲压孔进行抓取，因现有的都是一个气缸对应一个抓取点，极易造成工件抓取部位受力不均匀，从而导致冲压件变形，甚至损坏。第四，现有的抓取设备在夹紧工件后不具有自锁的功能，所以在气缸突然断气的情況下或是随着工件在被抓起和移动时，抓手可能意外地撞击障碍物时，极易造成工件从抓取设备上掉落，导致安全事故，使其安全性降低。

例如，专利CN 205926870 U，公开了一种带自锁功能的滚压包边抓手的定位夹紧机构，底座上方设有横截面为T型的主支撑板，主支撑板顶部装有定压块；副支撑板与主支撑板垂直设置，副支撑板后侧底端铰接有一气缸；副支撑板后侧的顶端设有一夹紧臂，末端设有动压块，动压块与所述定压块相对设置；夹紧臂的铰接端的后侧连接有第二连接块，第二连接块底端连接有一直角连接板，副支撑板后侧设有一自锁压块，自锁压块与直角连接板直角处位置相对。上述专利通过连杆机构实现了工件夹具的工作状态下的自锁，虽然解决了工作中工件夹持力不足的问题。但是，首先，其采用一个气缸对应一个压块，易导致工件夹持部受力不均匀，造成工件变形。然后，其定压块没有支撑以及定位，在具体抓取受到外力时，极易造成工件移动，使得夹持不稳定。再就是，该构造不适合用于带有冲压孔工件的抓取、搬运，适用范围受限。

再例如，专利CN 108406207 A，公开一种具有自锁功能的夹紧机构，其包括旋转气缸、连杆机构、自锁机构和固定座，所述旋转气缸通过转轴安装在固定座上，旋转气缸通过转接块与连杆机构连接，连杆机构与用于夹持车身钣金的自锁机构连接。其采利用双连杆与自锁机构的配合来实现自锁的功能，从而避免了在突然断气的情况下极易造成的安全隐患。虽然其采用的是双连杆与自锁机构的结合使得夹紧力得到提高，但是，首先，该专利实现的只是夹紧工件后这一状态下通过使用双连杆实现两重自锁，作用只有一个，就是提高夹紧力。其次，该专利同样存在一个气缸对应一个夹持端，会导致工件夹持部受力不均匀，造成工件变形的弊端。第三，该专利将气缸直接作用于工件上，长期使用极易导致气缸的损坏，使用寿命短，增加了使用成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种工件夹持部位受力均匀，防止工件夹持后变形，可实现工件夹紧后气缸漏气时工件不掉落，同时对夹持装置完全打开的状态进行锁定，不仅夹紧力高，而且安全性高，可使气缸寿命延长的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，包括气缸，还包括若干组用于工件夹紧后气缸漏气时防工件掉落的自锁夹紧装置，用于同时支撑多组自锁夹紧装置的多向连接头，以及在自锁夹紧装置完全打开后用于对自锁夹紧装置完全打开状态进行锁定的自动锁定装置，所述多向连接头通过支撑杆与自动锁定装置连接，所述自动锁定装置通过安装座与气缸的活塞杆端部连接，还包括设于气缸的端部用于支撑自动锁定装置的支撑座体，在支撑座体上方固设有一定位座体，在定位座体上设有若干用于支撑自锁夹紧装置的定位块，所述自动锁定装置通过转轴与支撑座体连接。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述多向连接头包括与支撑杆同轴固定连接的固定端，以及若干与固定端竖直方向垂直的连接端。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述自锁夹紧装置包括设于定位块上方的定压组件以及通过压紧臂与连接端铰接连接的用于与定压组件配合夹紧工件的动压组件。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述定压组件包括与定位块固定连接的定压块，以及固设于定压块上方的下夹持块，所述动压组件包括与下夹持块配合将工件夹紧的上夹持块，以及一端通过动压块与上夹持块固定连接的L型固定杆，所述L型固定杆的另一端与定位块铰接连接，所述压紧臂的一端与连接端铰接连接，另一端与L型固定杆的直角处铰接连接。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述自动锁定装置包括与安装座铰接连接的连接件，所述连接件通过连接支架与所述支撑杆的下端铰接连接，

所述连接支架包括左支杆和右支杆，所述左支杆与右支杆一体成型设置，所述转轴的一端穿设于上支杆与下支杆连接处，另一端与支撑座体转动连接。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述定压块与下夹持块之间，以及动压块与上夹持块之间设有用于缓冲夹持力的蝶形弹簧。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述定位座体上设有若干用于防止定位块移动的定位槽，所述定位块固定于定位槽内。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述自锁定位夹紧机构还包括设于定位座体上用于防止工件输送过程中因急起急停导致工件位置移动的导向件，所述导向件间隔设置于两两定位块之间，所述导向件的端部设有便于抓取工件的尖端。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述多向连接头的连接端与自锁夹紧装置的数量一致，所述连接端数量为5个，所述气缸为双向气缸，所述气缸上设有气缸节流阀，所述定位座体的形状为圆环形。

上述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，所述上夹持块、下夹持块与工件接触的接触面上设有若干用于增大与工件间摩擦力的凹槽。

本发明工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构的有益效果是：首先，本发明先是对工件夹紧，然后在夹紧状态下通过自锁夹紧装置形成的机械死点实现自锁，压紧臂处于自锁状态，可防止气缸及气管漏气时工件的掉落，造成工件损伤的同时消除安全隐患。根据力学方程，此时压力值为无穷大，本发明可提升重量大的工件，而无需增加气缸的缸径，节约使用成本。再通过自动锁定装置对自锁夹紧装置完全打开状态进行锁定，可提高搬运工件的效率，同时可减少气缸磁性开关的使用，延长了气缸的使用寿命。其次，本发明通过设置多向连接头以及多组自锁夹紧装置，增加了工件夹紧部位，从而将传统的一个夹紧部位的力均匀的分布在多个夹紧部位，保证了夹紧的均匀性，防止工件因夹紧部位受力不均匀而产生变形的情况发生。第三，本发明通过设置导向件，可防止工件输送过程中因急起急停惯性力大导致工件发生位置移动，提高了工件的稳定性。蝶形弹簧的设置可保证每个上夹持块、下夹持块都与工件接触，增大接触面积，减少夹紧部位受力，同时可缓冲夹持力，可有效防止工件夹持时受损。本发明可实现夹紧状态以及打开状态双重自锁，可防止气缸漏气时工件掉落，同时提高了夹紧力，而且可实现提高工件搬运效率的同时减少了气缸磁性开关的使用，气缸寿命延长，且安全性高。

附图说明

图1为本发明自锁夹紧装置夹紧状态结构示意图；

图2为本发明自锁夹紧装置打开状态结构示意图；

图3为本发明后视结构示意图；

图4为本发明自动锁定装置锁死状态结构示意图；

图5为本发明自动锁定装置未锁死状态结构示意图；

图6为本发明动压块与上夹持块连接结构示意图；

图7为本发明动压块与上夹持块连接结构剖视图；

图8为本发明使用状态图；

图9为实施例2动压块与上夹持块连接结构示意图；

图10为实施例2使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

实施例1

如图1-8所示，一种工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，包括气缸1，气缸1为双向气缸，气缸1上设有气缸节流阀。还包括若干组用于工件2夹紧后气缸漏气时防工件掉落的自锁夹紧装置13，用于同时支撑多组自锁夹紧装置的多向连接头3，以及在自锁夹紧装置完全打开后用于对自锁夹紧装置完全打开状态进行锁定的自动锁定装置4，多向连接头3通过支撑杆5与自动锁定装置4连接，自动锁定装置4通过安装座6与气缸1的活塞杆端部连接。

其中，本发明中的多向连接头3包括与支撑杆5同轴固定连接的固定端，以及若干与固定端竖直方向垂直的连接端11。本实施例中多向连接头3的连接端11数量为5个，每个连接端11上均连接有一组自锁夹紧装置13，在不增加气缸使用成本以及夹紧机构体积的前提下，增加自锁夹紧装置13的数量，即增加工件夹持部位，保证了夹紧的均匀性，防止工件因夹紧部位受力不均匀而产生变形的情况发生。

本发明还包括设于气缸1的端部用于支撑自动锁定装置4的支撑座体7，在支撑座体7 上方固设有一定位座体8，在定位座体8上设有若干用于支撑自锁夹紧装置13的定位块9，自动锁定装置4通过转轴23与支撑座体7连接。其中，本实施例中的定位座体8的形状为圆环形。

为了实现防止气缸及气管出现漏气时工件掉落情况发生的目的，本发明设置了可实现形成机械死点自动锁死的自锁夹紧装置13，自锁夹紧装置13包括设于定位块9上方的定压组件以及通过压紧臂12与连接端11铰接连接的用于与定压组件配合夹紧工件2的动压组件。定压组件包括与定位块9固定连接的定压块14，以及固设于定压块14上方的下夹持块15，动压组件包括与下夹持块15配合将工件13夹紧的上夹持块16，以及一端通过动压块17与上夹持块16固定连接的L型固定杆18，L型固定杆18的另一端与定位块9铰接连接，压紧臂12的一端与连接端11铰接连接，另一端与L型固定杆18的直角处铰接连接。

自动锁定装置包括与安装座6铰接连接的连接件19，连接件19通过连接支架20与支撑杆5的下端铰接连接，连接支架20包括左支杆21和右支杆22，左支杆21与右支杆22一体成型设置，转轴23的一端穿设于上支杆21与下支杆22连接处，另一端与支撑座体7转动连接。本发明中，连接支架20可根据实际需要任意调节左支杆21和右支杆22的长度或左支杆21和右支杆22间的角度，来适应当自锁夹紧装置13打开时，气缸1的活塞杆能与连接件19垂直形成机械死点，以实现本发明中的锁定作用。

本发明还保括在定压块14与下夹持块15之间，以及动压块17与上夹持块16之间设有用于缓冲夹持力的蝶形弹簧24，在定位座体8上设有若干用于防止定位块9移动的定位槽25，以及设于定位座体8上用于防止工件输送过程中因急起急停导致工件2位置移动的导向件26。导向件26间隔设置于两两定位块9之间，定位块9固定于定位槽25内，不仅实现对定位块的定位，还可使得定位块9牢牢的固定在定位座体8上，增强稳定性。在上夹持块16、下夹持块15与工件2接触的接触面上设有若干用于增大与工件2间摩擦力的凹槽27。其中，蝶形弹簧24的设置，在一定范围内，可实现对不同厚度工件的压紧及夹持，扩大了使用范围；还可保证每个上夹持块16、下夹持块15都与工件2接触，增大接触面积，减少夹紧部位受力，同时可缓冲夹持力，可有效防止工件2夹持时受损。凹槽27的设置增大了与工件13接触的摩擦系数，使得夹持力增大，提高了工件夹紧状态时稳定性。

本发明的工作原理：当需要夹紧工件13时，此时自锁夹紧装置13的起始状态处于打开状态，气缸1的活塞杆上升运动，并带动连接件19上升运动，由于联动效应，连接支架20与连接件19连接的一端相对于连接件19下降，另一端做上升运动，从而推动支撑杆5上升运动，支撑杆5推动多向连接头3上升运动，多向连接头3的上升运动使得压紧臂12与多向连接头3铰接连接的一端上升，由于联动效应，随着气缸1的活塞杆上升运动，L型固定杆 18与定位块9连接的一端由水平转动为竖直，固定有上夹持块16的一端由竖直转动为水平，使得上夹持块16与下夹持块15形成夹紧的状态，将工件2紧紧的压紧、夹持，此时压紧臂与12与L型固定杆18形成稳定的直角三角结构，形成机械死点，当气缸或气管出现漏气，由于，L型固定杆18与压紧臂连接的一端受到工件向上的反作用力，使得L型固定杆18的直角处受到向左的水平力，此时气缸1的活塞杆的自身重力不足以使得直角三角结构机械死点打开，所以在夹紧状态下通过自锁夹紧装置13实现自锁。当工件输送到位后，自锁夹紧装置13打开，工件2从压紧机构上脱落，此时自动锁定装置处于锁死状态，当气缸或气管出现漏气，由于自动锁定装置处于锁死状态，气缸1的活塞杆的自身重力不足以使得自动锁定装置的锁死状态打开，自锁夹紧装置13不受任何力的作用，所以自锁夹紧装置13在不受外力的前提下始终处于打开状态，从而当需要输送夹紧工件时，无需使自锁夹紧装置13从新打开，节省了输送时间，提高了输送效率，同时，减少了气缸电磁开关的使用次数，延长气缸的使用寿命。

实施例2

如图9-10所示，与实施例1相同地方不再赘述，不同之处在于，在上夹持块16、下夹持块15与工件2接触的接触面上设有用于增大与工件2间摩擦力的橡胶层28，如工件上涂覆有油漆时，可实现对漆面的保护。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，包括气缸，其特征在于：还包括若干组用于工件夹紧后气缸漏气时防工件掉落的自锁夹紧装置，用于同时支撑多组自锁夹紧装置的多向连接头，以及在自锁夹紧装置完全打开后用于对自锁夹紧装置完全打开状态进行锁定的自动锁定装置，所述多向连接头通过支撑杆与自动锁定装置连接，所述自动锁定装置通过安装座与气缸的活塞杆端部连接，还包括设于气缸的端部用于支撑自动锁定装置的支撑座体，在支撑座体上方固设有一定位座体，在定位座体上设有若干用于支撑自锁夹紧装置的定位块，所述自动锁定装置通过转轴与支撑座体连接。

2.根据权利要求1所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述多向连接头包括与支撑杆同轴固定连接的固定端，以及若干与固定端竖直方向垂直的连接端。

3.根据权利要求2所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述自锁夹紧装置包括设于定位块上方的定压组件以及通过压紧臂与连接端铰接连接的用于与定压组件配合夹紧工件的动压组件。

4.根据权利要求3所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述定压组件包括与定位块固定连接的定压块，以及固设于定压块上方的下夹持块，所述动压组件包括与下夹持块配合将工件夹紧的上夹持块，以及一端通过动压块与上夹持块固定连接的L型固定杆，所述L型固定杆的另一端与定位块铰接连接，所述压紧臂的一端与连接端铰接连接，另一端与L型固定杆的直角处铰接连接。

5.根据权利要求1所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述自动锁定装置包括与安装座铰接连接的连接件，所述连接件通过连接支架与所述支撑杆的下端铰接连接，所述连接支架包括左支杆和右支杆，所述左支杆与右支杆一体成型设置，所述转轴的一端穿设于上支杆与下支杆连接处，另一端与支撑座体转动连接。

6.根据权利要求4所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述定压块与下夹持块之间，以及动压块与上夹持块之间设有用于缓冲夹持力的蝶形弹簧。

7.根据权利要求1所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述定位座体上设有若干用于防止定位块移动的定位槽，所述定位块固定于定位槽内。

8.根据权利要求1所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述自锁定位夹紧机构还包括设于定位座体上用于防止工件输送过程中因急起急停导致工件位置移动的导向件，所述导向件间隔设置于两两定位块之间，所述导向件的端部设有便于抓取工件的尖端。

9.根据权利要求2所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述多向连接头的连接端与自锁夹紧装置的数量一致，所述连接端数量为5个，所述气缸为双向气缸，所述气缸上设有气缸节流阀，所述定位座体的形状为圆环形。

10.根据权利要求4所述的工件搬运抓手用双自锁定位夹紧机构，其特征是：所述上夹持块、下夹持块与工件接触的接触面上设有若干用于增大与工件间摩擦力的凹槽。