CN111890406A - 一种助力机械手用抱夹式夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种助力机械手用抱夹式夹具，第一气缸安装上板上方安装有加强板，第一气缸安装上板下方安装连接座，连接座上安装有第一连杆安装座、第二连杆安装座，所述第一连杆安装座通过小导杆旋转连接第一夹爪板，第二连杆安装座通过小导杆连接旋转连接第二夹爪板，第一夹爪板、第二夹爪板通过连接轴连接有一个连杆一端，连杆另一端通过安装块安装在顶紧板上，气缸连接头上方与气缸伸缩端相连，第一夹爪板、第二夹爪板的末端内侧均固定安装有夹紧块，该夹具的两个夹手内端连接有夹紧块，气缸伸出端连接有夹顶紧板，两个夹紧块及一个夹顶板对柱形重物圆周方向进行夹持，橡胶垫的材料为橡胶可以有效防止将零件夹伤，本发明具有方便使用的特点。

Description

一种助力机械手用抱夹式夹具

技术领域

本发明涉及助力搬运技术领域，具体为一种助力机械手用抱夹式夹具。

背景技术

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

现有技术的机械手无针对柱形重物的夹具，不方便对柱形重物进行夹持。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种助力机械手用抱夹式夹具，解决了现有技术的机械手无针对柱形重物的夹具，不方便对柱形重物进行夹持的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种助力机械手用抱夹式夹具，包括第一气缸安装上板，所述第一气缸安装上板和第二气缸安装上板上安装有第一气缸，第一气缸安装上板上方安装有加强板，所述加强板上方安装第二气缸安装上板，所述所述第一气缸安装上板下方安装连接座，所述连接座下端相对两侧分别安装有第一连杆安装座、第二连杆安装座，所述第一连杆安装座通过小导杆旋转连接第一夹爪板，所述第二连杆安装座通过小导杆连接旋转连接第二夹爪板，所述第一夹爪板、第二夹爪板通过连接轴连接连杆一端，所述连杆另一端通过安装块安装在顶紧板上，所述顶紧板中心位置垂直连接气缸连接头。

优选的，所述顶紧板下方固定安装有橡胶垫，所述述第一夹爪板、第二夹爪板均通过夹爪压紧板连接所述夹紧块。

优选的，所述加强板为两个，两个所述加强板左右对称设置在所述第一气缸安装上板和第二气缸安装上板之间。

优选的，所述第一夹爪板、第二夹爪板的数量均为前后间隔设置的两个，两个第一夹爪板平行设置，且两个第二夹爪板平行设置。

优选的，所述夹紧块为弧形结构。

优选的，所述安装块通过焊接的方式设置在顶紧板上方。

优选的，所述橡胶垫的材料为橡胶。

优选的，所述夹紧块上设置安全防护装置，所述安全防护装置包括：

第二气缸，所述第二气缸设置在与第二夹爪板连接的夹紧块下端，所述第二气缸与夹紧块固定连接，第二气缸沿左右方向设置；

第一滑轨，所述第一滑轨垂直设置在第二气缸右侧，与第二气缸的输出端固定连接；

第一滑块，所述第一滑块设置在第二气缸右侧，与第一滑轨滑动连接；

第一转动杆，所述第一转动杆设置在所述夹紧块前面，所述第一转动杆中间通过轴销与夹紧块转动连接，所述第一转动杆下端与第一滑块通过轴销转动连接；

第二滑轨，所述第二滑轨设置在夹紧块内，与夹紧块固定连接；

第二滑块，所述第二滑块设置在第二滑轨上，沿着第二滑轨滑动；

第二转动杆，所述第二转动杆设置在夹紧块前面，所述第二转动杆上端通过轴销与夹紧块转动连接，下端与第二滑块通过轴销转动连接；

第三连接杆，所述第三连接杆设置在夹紧块前面，所述第三连接杆的一端通过轴销与第一转动杆的上端转动连接，另一端通过轴销与第二转动杆的下端转动连接；

弧形杆，所述弧形杆设置在第二滑块的左侧，与第二滑块固定连接；

对接孔，所述对接孔设置在与第一夹爪板连接的夹紧块内，与弧形杆对应设置。

优选的，所述助力机械手用抱夹式夹具还包括报警装置，所述报警装置包括：

控制器、报警器，均设置在第一气缸安装上板上；

距离检测装置，设置在第一气缸上，用于检测第一气缸伸出长度；

温度传感器，设置在第一气缸上，用于检测第一气缸内气体的温度；

压力传感器，设置在橡胶垫上，用于检测橡胶垫作用在被夹物体上的压力；

所述控制器与报警器、距离检测装置、温度传感器、压力传感器电连接，控制器基于距离检测装置、温度传感器、压力传感器检测值控制报警器报警，包括以下步骤：

步骤1，通过温度传感器，距离检测装置和公式(1)计算气缸对顶紧板的推力F；

其中S为第一气缸的缸体的径向截面积，p为第一气缸内初始气压值，V为第一气缸的缸体的体积，d为第一气缸伸出长度，l为第一气缸初始长度，κ为预设第一气缸内气体的比热容比的值，n为预设第一气缸内气体物质的量，R是摩尔气体常量，T为第一气缸内气体温度；

步骤2，根据公式(2)计算气缸推力的修正值F₁；

F₁＝F-f₁-f₂ (2)

其中f₁为预设第一气缸内活塞与第一气缸的摩擦阻力，f₂为预设第一气缸输出端与第一气缸的摩擦阻力；

步骤3，控制器比较所述推力修正值与压力传感器检测值，当压力传感器检测值小于所述推力修正值时，控制器控制报警器报警。

(三)有益效果

本发明提供了一种助力机械手用抱夹式夹具，具备以下有益效果：该夹具的两个夹手内端连接有夹紧块，气缸伸出端连接有夹顶紧板，三个夹持块对柱形重物圆周方向进行夹持，橡胶垫的材料为橡胶可以有效防止将零件夹伤，本发明具有方便使用的特点，安全防护装置可以使夹具夹持更加牢固，增加安全性，安全装置采用弧形杆，更好的适应圆柱形物体的夹持，报警装置可以监控气缸的工作状态，出现漏气等问题时，可以及时提醒工作人员进行检修。

附图说明

图1为本发明的立体结构图一；

图2为本发明的立体结构图二；

图3为本发明的立体结构图三；

图4为本发明安全防护装置结构图。

图中：1、第一气缸安装上板；2、加强板；3、第二气缸安装上板；4、连接座；5、第一连杆安装座；6、第二连杆安装座；7、小导杆；8、第一夹爪板；9、第二夹爪板；10、连接轴；11、连杆；12、连杆安装块；13、顶紧板；14、橡胶垫；15、第一气缸；16、气缸连接头；17、夹紧块；18、夹爪压紧板；19、第二气缸；20、输出端；21、第一滑轨；22、第一滑块；23、第一转动杆；24、第三连接杆；25、第二滑轨；26、第二转动杆；27、第二滑块；28、弧形杆；29、对接孔。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种助力机械手用抱夹式夹具，所述第一气缸安装上板1上方安装有加强板2，所述加强板2上方安装第二气缸安装上板3，所述第一气缸安装上板1下方安装连接座4，所述连接座4上安装有第一连杆安装座5、第二连杆安装座6，所述第一连杆安装座5通过小导杆7旋转连接第一夹爪板8，所述第二连杆安装座6通过小导杆连接7旋转连接第二夹爪板9，所述第一夹爪板8、第二夹爪板9通过连接轴10连接有一个连杆11一端，所述连杆11另一端通过安装块12安装在顶紧板13上，所述顶紧板13下方固定安装有橡胶垫14，所述顶紧板13中心位置垂直连接气缸连接头16，所述气缸连接头16上方与第一气缸15伸缩端相连，所述第一夹爪板8、第二夹爪板9的末端内侧均固定安装有夹紧块17。

进一步地，所述加强板2为两个，两个所述加强板2左右对称设置在所述第一气缸安装上板1和第二气缸安装上板3之间。

进一步地，所述第一夹爪板8、第二夹爪板9均为两个平行设置。

进一步地，所述夹紧块17为弧形结构。

进一步地，所述安装块12通过焊接的方式设置在顶紧板13上方。

进一步地，所述橡胶垫14的材料为橡胶。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：该夹具可拆卸式连接于助力机械手伸出端，使用时，将该夹具连接到机械手上，同时连接上气源，该夹具的相对设置的第一夹爪板和第二夹爪板内端连接有夹紧块17，第一气缸15伸出端连接有顶紧板13，两个夹紧块17对柱形重物进行左右夹持，再通过上方的顶紧板13进行夹持，实现从三个方向(上述左右夹持及上端夹持，具体对应为横向放置的柱形重物周向的三个方向)夹持柱形重物。橡胶垫14的材料为橡胶可以有效防止将零件夹伤。本发明具有方便使用的特点。本发明解决了现有技术的机械手无针对柱形重物的夹具，不方便对柱形重物进行夹持的问题。

在一个实施例中，所述夹紧块17上设置安全防护装置，所述安全防护装置包括：

第二气缸19，所述第二气缸19设置在与第二夹爪板9连接的夹紧块17下端，所述第二气缸19与夹紧块17固定连接，第二气缸19沿左右方向设置；

第一滑轨21，所述第一滑轨21垂直设置在第二气缸19右侧，与第二气缸19的输出端20固定连接；

第一滑块22，所述第一滑块22设置在第二气缸19右侧，与第一滑轨21滑动连接；

第一转动杆23，所述第一转动杆23设置在所述夹紧块17前面，所述第一转动杆23中间通过轴销与夹紧块17转动连接，所述第一转动杆23下端与第一滑块22通过轴销转动连接；

第二滑轨25，所述第二滑轨25设置在夹紧块17内，与夹紧块17固定连接；

第二滑块27，所述第二滑块27设置在第二滑轨25上，沿着第二滑轨25滑动；

第二转动杆26，所述第二转动杆26设置在夹紧块17前面，所述第二转动杆26上端通过轴销与夹紧块17转动连接，下端与第二滑块27通过轴销转动连接；

第三连接杆24，所述第三连接杆24设置在夹紧块17前面，所述第三连接杆24的一端通过轴销与第一转动杆23的上端转动连接，另一端通过轴销与第二转动杆26的下端转动连接；

弧形杆28，所述弧形杆28设置在第二滑块27的左侧，与第二滑块27固定连接；

对接孔29，所述对接孔29设置在与第一夹爪板8连接的夹紧块17内，与弧形杆28对应设置。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：使用该装置时，首先夹具夹持好物体，然后第二气缸19的输出端20向右伸出，带动第一滑轨21向右运动，第一滑轨21带动第一滑块22向右运动同时向上滑动，第一滑块22带动第一转动杆23下端绕中部销轴逆时针转动，第一转动杆23带动第三连接杆24向左移动，第三连接杆24带动第二滑块27在第二滑轨25内向左移动，弧形杆被第二滑块27带动向左运动，弧形杆插入对接块内的对接孔29内，这时安全装置对被夹物体进行了防护，增加了安全性，采用弧形杆可以使安全装置更好的适应圆柱型物体的夹持，适用性更好；且第一转动杆、第二转动杆均通过销轴与夹紧块转动连接，而与第二滑块连接的第三连接杆分别与第一转动杆和第二转动杆连接，增强了第三连接杆带动第二滑块运动的稳定性。

在一个实施例中，所述助力机械手用抱夹式夹具还包括报警装置，所述报警装置包括：

控制器、报警器，均设置在第一气缸安装上板上；

距离检测装置，设置在第一气缸上，用于检测第一气缸伸出长度；

温度传感器，设置在第一气缸上，用于检测第一气缸内气体的温度；

压力传感器，设置在橡胶垫上，用于检测橡胶垫作用在被夹物体上的压力；

所述控制器与报警器、距离检测装置、温度传感器、压力传感器电连接，控制器基于距离检测装置、温度传感器、压力传感器检测值控制报警器报警，包括以下步骤：

步骤1，通过温度传感器，距离检测装置和公式(1)计算气缸对顶紧板的推力F；

其中S为第一气缸的缸体的径向截面积，p为第一气缸内初始气压值，V为第一气缸的缸体的体积，d为第一气缸伸出长度，l为第一气缸初始长度，κ为预设第一气缸内气体的比热容比的值，n为预设第一气缸内气体物质的量，R是摩尔气体常量，T为第一气缸内气体温度；

步骤2，根据公式(2)计算气缸推力的修正值F₁；

F₁＝F-f₁-f₂ (2)

其中f₁为预设第一气缸内活塞与第一气缸的摩擦阻力，f₂为预设第一气缸输出端与第一气缸的摩擦阻力；

步骤3，控制器比较所述推力修正值与压力传感器检测值，当压力传感器检测值小于所述推力修正值时，控制器控制报警器报警。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：首先，通过温度传感器，距离检测装置的检测值和公式(1)计算气缸对顶紧板的推力F，计算推力时，综合考虑第一气缸的缸体的径向截面积、第一气缸内初始气压值、第一气缸初始长度、第一气缸内气体的比热容比、第一气缸内气体物质的量、摩尔气体常量、第一气缸内气体实时温度、第一气缸实时伸出长度这些多参数，获取实时对应的推力，使得计算结果更加可靠；然后根据公式(2)计算推力的修正值，以去除第一气缸内活塞与第一气缸的摩擦阻力、第一气缸输出端与第一气缸的摩擦阻力的影响；最后通过控制器比较计算的气缸推力修正值与压力传感器检测的压力值，当压力传感器检测的压力值小于计算的气缸推力修正值时，控制器控制报警器报警，说明气缸出现漏气等故障，需要检修。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，包括第一气缸安装上板(1)，所述第一气缸安装上板(1)和第二气缸安装上板(3)上安装有第一气缸(15)，第一气缸安装上板(1)上方安装有加强板(2)，所述加强板(2)上方安装第二气缸安装上板(3)，所述所述第一气缸安装上板(1)下方安装连接座(4)，所述连接座(4)下端相对两侧分别安装有第一连杆安装座(5)、第二连杆安装座(6)，所述第一连杆安装座(5)通过小导杆(7)旋转连接第一夹爪板(8)，所述第二连杆安装座(6)通过小导杆连接(7)旋转连接第二夹爪板(9)，所述第一夹爪板(8)、第二夹爪板(9)通过连接轴(10)连接连杆(11)一端，所述连杆(11)另一端通过安装块(12)安装在顶紧板(13)上，所述顶紧板(13)中心位置垂直连接气缸连接头(16)，所述气缸连接头(16)上方与第一气缸(15)伸缩端相连，所述第一夹爪板(8)、第二夹爪板(9)的末端内侧均固定安装有夹紧块(17)。

2.根据权利要求1所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，所述顶紧板(13)下方固定安装有橡胶垫(14)，所述述第一夹爪板(8)、第二夹爪板(9)均通过夹爪压紧板(18)连接所述夹紧块(17)。

3.根据权利要求1所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，所述加强板(2)为两个，两个所述加强板(2)左右对称设置在所述第一气缸安装上板(1)和第二气缸安装上板(3)之间。

4.根据权利要求1所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，所述第一夹爪板(8)、第二夹爪板(9)的数量均为前后间隔设置的两个，两个第一夹爪板(8)平行设置，且两个第二夹爪板(9)平行设置。

5.根据权利要求1所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，所述夹紧块(17)为弧形结构。

6.根据权利要求1所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，所述安装块(12)通过焊接的方式设置在顶紧板(13)上方。

7.根据权利要求2所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，所述橡胶垫(14)的材料为橡胶。

8.根据权利要求1所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，所述夹紧块(17)上设置安全防护装置，所述安全防护装置包括：

第二气缸(19)，所述第二气缸(19)设置在与第二夹爪板(9)连接的夹紧块(17)下端，所述第二气缸(19)与夹紧块(17)固定连接，第二气缸(19)沿左右方向设置；

第一滑轨(21)，所述第一滑轨(21)垂直设置在第二气缸(19)右侧，与第二气缸(19)的输出端(20)固定连接；

第一滑块(22)，所述第一滑块(22)设置在第二气缸(19)右侧，与第一滑轨(21)滑动连接；

第一转动杆(23)，所述第一转动杆(23)设置在所述夹紧块(17)前面，所述第一转动杆(23)中间通过轴销与夹紧块(17)转动连接，所述第一转动杆(23)下端与第一滑块(22)通过轴销转动连接；

第二滑轨(25)，所述第二滑轨(25)设置在夹紧块(17)内，与夹紧块(17)固定连接；

第二滑块(27)，所述第二滑块(27)设置在第二滑轨(25)上，沿着第二滑轨(25)滑动；

第二转动杆(26)，所述第二转动(26)杆设置在夹紧块(17)前面，所述第二转动杆(26)上端通过轴销与夹紧块(17)转动连接，下端与第二滑块(27)通过轴销转动连接；

第三连接杆(24)，所述第三连接杆(24)设置在夹紧块(17)前面，所述第三连接杆(24)的一端通过轴销与第一转动杆(23)的上端转动连接，另一端通过轴销与第二转动杆(26)的下端转动连接；

弧形杆(28)，所述弧形杆(28)设置在第二滑块(27)的左侧，与第二滑块(27)固定连接；

对接孔(29)，所述对接孔(29)设置在与第一夹爪板(8)连接的夹紧块(17)内，与弧形杆(28)对应设置。

9.根据权利要求1所述的一种助力机械手用抱夹式夹具，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置包括：

控制器、报警器，均设置在第一气缸安装上板(1)上；

距离检测装置，设置在第一气缸(15)上，用于检测第一气缸(15)伸出长度；

温度传感器，设置在第一气缸(15)上，用于检测第一气缸(15)内气体的温度；

压力传感器，设置在橡胶垫(14)上，用于检测橡胶垫(14)作用在被夹物体上的压力；

所述控制器与报警器、距离检测装置、温度传感器、压力传感器电连接，控制器基于距离检测装置、温度传感器、压力传感器检测值控制报警器报警，包括以下步骤：

步骤1，通过温度传感器，距离检测装置和公式(1)计算气缸(15)对顶紧板的推力F；

其中S为第一气缸的缸体的径向截面积，p为第一气缸内初始气压值，V为第一气缸的缸体的体积，d为第一气缸伸出长度，l为第一气缸初始长度，κ为预设第一气缸内气体的比热容比的值，n为预设第一气缸内气体物质的量，R是摩尔气体常量，T为第一气缸内气体温度；

步骤2，根据公式(2)计算气缸推力的修正值F₁；

F₁＝F-f₁-f₂ (2)

其中f₁为预设第一气缸内活塞与第一气缸的摩擦阻力，f₂为预设第一气缸输出端与第一气缸的摩擦阻力；

步骤3，控制器比较所述推力修正值与压力传感器检测值，当压力传感器检测值小于所述推力修正值时，控制器控制报警器报警。

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