CN111390961B - 一种夹紧力自调式夹紧机械手 - Google Patents

Abstract

一种夹紧力自调式夹紧机械手，包括电机，电机的外周固定连接竖管的内周，电机转轴的上端固定连接丝杆的下端，丝杆的外周螺纹安装丝母，丝母的外周轴承连接套管的内周，套管的内侧设有限制丝母转动的第一限位装置，丝杆的上端连接伸缩轴的下端，伸缩轴的上端固定连接转动板顶侧的中间，转动板的顶侧轴承连接同轴的第一斜齿轮的底侧，转动板与第一斜齿轮之间设有第二限位装置。本发明结构简单，构思巧妙，将直线移动夹持与剪切转动夹持相互结合，使两种夹持方式优缺互补，保留较大夹持范围的同时，体积能够调节，便于狭小空间使用，且通过一个电机驱动两种夹持结构，结构更加精简，节约生产成本，能够满足市场需求，适合推广。

Description

一种夹紧力自调式夹紧机械手

技术领域

本发明属于机械手领域，具体地说是一种夹紧力自调式夹紧机械手。

背景技术

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置；现有的机械手分为直线移动夹持与剪切转动夹持两种，直线移动夹持装置夹持较稳定，能够精确寻找目标，但装置的体积随夹持范围增加而增加，使用占用空间，而剪切转动夹持装置能够灵活调节夹持范围，对体积的大小影响较小，但不便于精确夹持，无法满足实际需求，故，我们发明了一种夹紧力自调式夹紧机械手。

发明内容

本发明提供一种夹紧力自调式夹紧机械手，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种夹紧力自调式夹紧机械手，包括电机，电机的外周固定连接竖管的内周，电机转轴的上端固定连接丝杆的下端，丝杆的外周螺纹安装丝母，丝母的外周轴承连接套管的内周，套管的内侧设有限制丝母转动的第二限位装置，丝杆的上端连接伸缩轴的下端，伸缩轴的上端固定连接转动板顶侧的中间，转动板的顶侧轴承连接同轴的第一斜齿轮的底侧，转动板与第一斜齿轮之间设有第一限位装置；竖管上端的左右两侧分别固定安装第二斜齿轮，第二斜齿轮的前侧啮合配合设有第三斜齿轮，第三斜齿轮一侧的中间通过轴承转动连接倒L型杆的一端，倒L型杆的另一端与第二斜齿轮前侧的中间通过轴承连接，第三斜齿轮另一侧的中间固定连接转轴的一端，转轴外周的中部通过轴承转动安装外管，转轴的另一端固定安装同轴的第四斜齿轮，第四斜齿轮的后侧啮合配合设有第五斜齿轮，第五斜齿轮与外管转动连接，第五斜齿轮的顶侧固定连接支撑杆的下端，支撑杆上端的内侧固定连接横管的外端，横管的内端通过轴承安装同轴的环形斜齿轮，环形斜齿轮能够与第一斜齿轮啮合配合，环形斜齿轮的内周固定连接螺母的外周，螺母内螺纹安装螺杆，螺杆的内端固定安装夹持板，外管下端的一侧铰接连接连杆的一端，连杆的另一端与套管的外周铰接连接，转动板的外周通过轴承转动连接转动环的内周，转动环与套管通过连接杆固定连接。

如上所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，所述的第一限位装置包括弹簧杆，弹簧杆的下端镶嵌安装在转动板的顶侧，第一斜齿轮的底侧开设第一限位槽，第一限位槽内插接配合设有第一锲型块，第一锲型块的底侧与弹簧杆的上端固定连接。

如上所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，所述的第二限位装置包括第二锲型块，丝母的外周开设盲孔，盲孔内端的顶侧开设通孔，盲孔内活动安装插杆，插杆的外周与盲孔的内周滑动接触配合，插杆的内端与盲孔的内端分别固定连接弹簧的一端，通孔内设有拉绳，拉绳的下端与插杆的内端固定连接，插杆的外端与第二锲型块固定连接，套管的内周开设与第二锲型块插接配合的第二限位槽，伸缩轴的外周活动套设圆环，圆环外周的下侧固定连接数个长弹簧杆的上端，长弹簧杆的下端分别与丝母的顶侧固定连接，拉绳的上端与圆环固定连接，圆环外周的上侧通过轴承连接导向环的内侧，导向环的外周为倒裙摆曲面，一侧的横管的底侧开设条形透槽，条形透槽内活动安装L型推杆，L型推杆的上端与对应的螺杆的左端固定连接，L型推杆横向杆的外周能够与导向环外周的倒裙摆曲面滑动接触配合。

如上所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，所述的横管的内壁分别开设条形滑槽，条形滑槽内分别活动安装仅能够左右滑动的滑块，滑块分别与对应的螺杆固定连接。

如上所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，所述的夹持板的内侧分别开设前后通透的三角凹槽。

如上所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，所述的三角凹槽的内壁覆盖一层橡胶层。

本发明的优点是：本发明结构简单，构思巧妙，将直线移动夹持与剪切转动夹持相互结合，使两种夹持方式优缺互补，保留较大夹持范围的同时，体积能够调节，便于狭小空间使用，且通过一个电机驱动两种夹持结构，结构更加精简，节约生产成本，能够满足市场需求，适合推广。使用本发明时，将竖管的下端固定安装在机械臂上，机械臂能够带动竖管移动，给电机通电，并使电机的转轴带动丝杆正向转动，此时第二限位装置使丝母与套管相对固定，丝母带动套管沿丝杆向上移动，套管通过连杆带动外管沿对应的第二斜齿轮的轴线转动，外管带动对应的转轴、第三斜齿轮公转，第三斜齿轮沿第二斜齿轮滚动自转，第三斜齿轮带动转轴、第四斜齿轮转动，第四斜齿轮带动第五斜齿轮转动，第三斜齿轮公转的速度与对应的第五斜齿轮自转的速度大小相同方向相反，从而保持夹持板始终保持竖直状态并相互平行，此时夹持范围较大，该过程中夹持板相向运动的同时向前移动；套管向上移动的过程中通过连接杆、转动环带动转动板向上移动，至伸缩轴被拉伸至最长，丝母无法继续向上移动，此时第二限位装置解除套管对丝母转动的限制，丝母开始随丝杆转动，此时环形斜齿轮正好与第一斜齿轮啮合配合，此时转动板通过第一限位装置带动第一斜齿轮转动，第一斜齿轮带动环形斜齿轮、螺母转动，螺杆带动夹持板相向运动，至夹持板夹持固定物体后，第一限位装置解除转动板对第一斜齿轮的限位，第一斜齿轮不再带动转动板转动，夹持板对物体的夹持力不再增加，电机反向转动时，转动板通过第一限位装置带动第一斜齿轮反向转动，夹持板分离，上述过程反序进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ局部放大图；图3是图2的A向视图的俯视图；图4是图2的B向视图的放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种夹紧力自调式夹紧机械手，如图所示，包括电机1，电机1的外周固定连接竖管2的内周，电机1转轴的上端固定连接丝杆3的下端，丝杆3的外周螺纹安装丝母4，丝母4的外周轴承连接套管5的内周，套管5的内侧设有限制丝母4转动的第二限位装置，丝杆3的上端连接伸缩轴6的下端，伸缩轴6的上端固定连接转动板7顶侧的中间，转动板7的顶侧轴承连接同轴的第一斜齿轮8的底侧，转动板7与第一斜齿轮8之间设有第一限位装置；竖管2上端的左右两侧分别固定安装第二斜齿轮9，第二斜齿轮9的前侧啮合配合设有第三斜齿轮10，第三斜齿轮10一侧的中间通过轴承转动连接倒L型杆11的一端，倒L型杆11的另一端与第二斜齿轮9前侧的中间通过轴承连接，第三斜齿轮10另一侧的中间固定连接转轴12的一端，转轴12外周的中部通过轴承转动安装外管13，转轴12的另一端固定安装同轴的第四斜齿轮14，第四斜齿轮14的后侧啮合配合设有第五斜齿轮15，第五斜齿轮15与外管13转动连接，第五斜齿轮15的顶侧固定连接支撑杆16的下端，支撑杆16上端的内侧固定连接横管17的外端，横管17的内端通过轴承安装同轴的环形斜齿轮18，环形斜齿轮18能够与第一斜齿轮8啮合配合，环形斜齿轮18的内周固定连接螺母19的外周，螺母19内螺纹安装螺杆20，螺杆20的外端仅能够在对应的横管17内左右移动，螺杆20的内端固定安装夹持板21，外管13下端的一侧铰接连接连杆22的一端，连杆22的另一端与套管5的外周铰接连接，转动板7的外周通过轴承转动连接转动环23的内周，转动环23与套管5通过连接杆24固定连接。本发明结构简单，构思巧妙，将直线移动夹持与剪切转动夹持相互结合，使两种夹持方式优缺互补，保留较大夹持范围的同时，体积能够调节，便于狭小空间使用，且通过一个电机驱动两种夹持结构，结构更加精简，节约生产成本，能够满足市场需求，适合推广。使用本发明时，将竖管2的下端固定安装在机械臂上，机械臂能够带动竖管2移动，给电机1通电，并使电机1的转轴带动丝杆3正向转动，此时第二限位装置使丝母4与套管5相对固定，丝母4带动套管5沿丝杆3向上移动，套管5通过连杆22带动外管13沿对应的第二斜齿轮9的轴线转动，外管13带动对应的转轴12、第三斜齿轮10公转，第三斜齿轮10沿第二斜齿轮9滚动自转，第三斜齿轮10带动转轴12、第四斜齿轮14转动，第四斜齿轮14带动第五斜齿轮15转动，第三斜齿轮10公转的速度与对应的第五斜齿轮15自转的速度大小相同方向相反，从而保持夹持板21始终保持竖直状态并相互平行，此时夹持范围较大，该过程中夹持板21相向运动的同时向前移动；套管5向上移动的过程中通过连接杆24、转动环23带动转动板7向上移动，至伸缩轴6被拉伸至最长，丝母4无法继续向上移动，此时第二限位装置解除套管5对丝母4转动的限制，丝母4开始随丝杆3转动，此时环形斜齿轮18正好与第一斜齿轮8啮合配合，此时转动板7通过第一限位装置带动第一斜齿轮8转动，第一斜齿轮8带动环形斜齿轮18、螺母19转动，螺杆20带动夹持板21相向运动，至夹持板21夹持固定物体后，第一限位装置解除转动板7对第一斜齿轮8的限位，第一斜齿轮8不再带动转动板7转动，夹持板21对物体的夹持力不再增加，电机1反向转动时，转动板7通过第一限位装置带动第一斜齿轮8反向转动，夹持板21分离，上述过程反序进行。

具体而言，如图所示，本实施例所述的第一限位装置包括弹簧杆30，弹簧杆30的下端镶嵌安装在转动板7的顶侧，第一斜齿轮8的底侧开设第一限位槽31，第一限位槽31内插接配合设有第一锲型块32，第一锲型块32的底侧与弹簧杆30的上端固定连接。转动板7通过弹簧杆30、第一锲型块32、第一限位槽31带动第一斜齿轮8转动，第一斜齿轮8带动环形斜齿轮18转动，螺杆20带动夹持板21相向运动与背向移动，当夹持板21相向运动时，至夹持板21夹持住被夹持的物体后，随夹持力增加，第一限位槽31底侧的边沿开始沿第一锲型块32的斜面滑动，至第一锲型块32从第一限位槽31内移出，夹持板21对物体的夹持力达到最大，随转动板7的继续转动，第一锲型块32的顶侧沿第一斜齿轮8的底侧滑动，使夹持板21对物体的夹持力保持不变，且该夹持力大小不会随被夹持物体的大小改变，进而实现对夹紧力的自动调节。

具体的，如图所示，本实施例所述的第二限位装置包括第二锲型块40，丝母4的外周开设盲孔41，盲孔41内端的顶侧开设通孔42，盲孔41内活动安装插杆43，插杆43的外周与盲孔41的内周滑动接触配合，插杆43的内端与盲孔41的内端分别固定连接弹簧44的一端，通孔42内设有拉绳45，拉绳45的下端与插杆43的内端固定连接，插杆43的外端与第二锲型块40固定连接，套管5的内周开设与第二锲型块40插接配合的第二限位槽46，伸缩轴6的外周活动套设圆环47，圆环47外周的下侧固定连接数个长弹簧杆51的上端，长弹簧杆51的下端分别与丝母4的顶侧固定连接，拉绳45的上端与圆环47固定连接，拉绳45始终处于拉伸状态，圆环47外周的上侧通过轴承连接导向环48的内侧，导向环48的外周为倒裙摆曲面，一侧的横管17的底侧开设条形透槽49，条形透槽49内活动安装L型推杆50，L型推杆50的上端与对应的螺杆20的左端固定连接，L型推杆50横向杆的外周能够与导向环48外周的倒裙摆曲面滑动接触配合。套管5通过第二锲型块40、第二限位槽46、插杆43、盲孔41限制丝母4，防止丝母4随随丝杆3转动，从而使丝母4能够沿丝杆3上下移动，当丝母4向上移动的过程中，夹持板21便能够夹持物体时，随夹持力的增加，第二限位槽46内侧的边沿开始沿第二锲型块40的斜面滑动，至夹持力达到最大，第二锲型块40从第二限位槽46内移出，此时丝母4随丝杆3转动，第二锲型块40的外侧沿套管5的内周滑动，从而使夹持板21对问题的夹持力保持；当伸缩轴6伸至最长时，丝母4无法继续向上移动，此时第二锲型块40从第二限位槽46内移出，此时导向环48位于L型推杆50横向杆的右前侧，随丝杆3继续转动，螺杆20带动L型推杆50向右移动，L型推杆50横向杆与导向环48的后侧接触配合，并对导向环48产生向上的推力，导向环48带动圆环47向上移动，长弹簧杆51被拉伸，同时拉绳45被向上拉动，拉绳45的下端拉动插杆43沿盲孔41向内移动，弹簧44被压缩，插杆43带动第二锲型块40向内移动，使第二锲型块40与套管5的内壁保持分离，此时丝杆3能够带动丝母4正反转动，从而便于灵活控制夹持板21之间的距离，当L型推杆50从导向环48的后侧移开，套管5恢复对丝母4的限位，此时丝杆3反向转动，能够带动丝母4向下移动。

进一步的，如图所示，本实施例所述的横管17的内壁分别开设条形滑槽60，条形滑槽60内分别活动安装仅能够左右滑动的滑块61，滑块61分别与对应的螺杆20固定连接。螺杆20左右移动时带动对应的滑块61沿条形滑槽60左右移动，从而避免螺杆20在横管17内左右移动。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的夹持板21的内侧分别开设前后通透的三角凹槽70。通过三角凹槽70便于对圆柱物体进行夹持固定。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的三角凹槽70的内壁覆盖一层橡胶层80。通过橡胶层80能够增加夹持板21与被夹持物体之间的摩擦力，同时避免将物体夹伤。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种夹紧力自调式夹紧机械手，其特征在于：包括电机（1），电机（1）的外周固定连接竖管（2）的内周，电机（1）转轴的上端固定连接丝杆（3）的下端，丝杆（3）的外周螺纹安装丝母（4），丝母（4）的外周轴承连接套管（5）的内周，套管（5）的内侧设有限制丝母（4）转动的第二限位装置，丝杆（3）的上端连接伸缩轴（6）的下端，伸缩轴（6）的上端固定连接转动板（7）顶侧的中间，转动板（7）的顶侧轴承连接同轴的第一斜齿轮（8）的底侧，转动板（7）与第一斜齿轮（8）之间设有第一限位装置；竖管（2）上端的左右两侧分别固定安装第二斜齿轮（9），第二斜齿轮（9）的前侧啮合配合设有第三斜齿轮（10），第三斜齿轮（10）一侧的中间通过轴承转动连接倒L型杆（11）的一端，倒L型杆（11）的另一端与第二斜齿轮（9）前侧的中间通过轴承连接，第三斜齿轮（10）另一侧的中间固定连接转轴（12）的一端，转轴（12）外周的中部通过轴承转动安装外管（13），转轴（12）的另一端固定安装同轴的第四斜齿轮（14），第四斜齿轮（14）的后侧啮合配合设有第五斜齿轮（15），第五斜齿轮（15）与外管（13）转动连接，第五斜齿轮（15）的顶侧固定连接支撑杆（16）的下端，支撑杆（16）上端的内侧固定连接横管（17）的外端，横管（17）的内端通过轴承安装同轴的环形斜齿轮（18），环形斜齿轮（18）能够与第一斜齿轮（8）啮合配合，环形斜齿轮（18）的内周固定连接螺母（19）的外周，螺母（19）内螺纹安装螺杆（20），螺杆（20）的内端固定安装夹持板（21），外管（13）下端的一侧铰接连接连杆（22）的一端，连杆（22）的另一端与套管（5）的外周铰接连接，转动板（7）的外周通过轴承转动连接转动环（23）的内周，转动环（23）与套管（5）通过连接杆（24）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，其特征在于：所述的第一限位装置包括弹簧杆（30），弹簧杆（30）的下端镶嵌安装在转动板（7）的顶侧，第一斜齿轮（8）的底侧开设第一限位槽（31），第一限位槽（31）内插接配合设有第一锲型块（32），第一锲型块（32）的底侧与弹簧杆（30）的上端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，其特征在于：所述的第二限位装置包括第二锲型块（40），丝母（4）的外周开设盲孔（41），盲孔（41）内端的顶侧开设通孔（42），盲孔（41）内活动安装插杆（43），插杆（43）的外周与盲孔（41）的内周滑动接触配合，插杆（43）的内端与盲孔（41）的内端分别固定连接弹簧（44）的一端，通孔（42）内设有拉绳（45），拉绳（45）的下端与插杆（43）的内端固定连接，插杆（43）的外端与第二锲型块（40）固定连接，套管（5）的内周开设与第二锲型块（40）插接配合的第二限位槽（46），伸缩轴（6）的外周活动套设圆环（47），圆环（47）外周的下侧固定连接数个长弹簧杆（51）的上端，长弹簧杆（51）的下端分别与丝母（4）的顶侧固定连接，拉绳（45）的上端与圆环（47）固定连接，圆环（47）外周的上侧通过轴承连接导向环（48）的内侧，导向环（48）的外周为倒裙摆曲面，一侧的横管（17）的底侧开设条形透槽（49），条形透槽（49）内活动安装L型推杆（50），L型推杆（50）的上端与对应的螺杆（20）的左端固定连接，L型推杆（50）横向杆的外周能够与导向环（48）外周的倒裙摆曲面滑动接触配合。

4.根据权利要求1所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，其特征在于：所述的横管（17）的内壁分别开设条形滑槽（60），条形滑槽（60）内分别活动安装仅能够左右滑动的滑块（61），滑块（61）分别与对应的螺杆（20）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，其特征在于：所述的夹持板（21）的内侧分别开设前后通透的三角凹槽（70）。

6.根据权利要求5所述的一种夹紧力自调式夹紧机械手，其特征在于：所述的三角凹槽（70）的内壁覆盖一层橡胶层（80）。

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