CN111993402B - 抓取轴的机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了抓取轴的机械手，属于轴加工技术领域，旋转电机驱动转盘转动，转盘上设有两个独立的夹取装置，可单独对轴不同尺寸部位进行夹取；夹取装置包括夹取电机、螺杆、上铰接件和两个夹取单元；夹取电机用于驱动螺杆自转；夹取单元包括外杆、内杆、齿轮、下铰接件和夹头；齿轮与螺杆啮合；外杆两个铰接点、内杆下端铰接点和齿轮自转中心的连线构成平行四边形，使齿轮转动过程中，下铰接件始终处于水平状态；下铰接件下方固定有夹头；夹头朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态；同一个夹取装置的两个夹头相配合用于夹紧轴。本发明的抓取轴的机械手，可以精准对阶梯轴进行夹取加工，不会因为阶梯轴的尺寸不一产生倾斜。

Description

抓取轴的机械手
技术领域
本发明属于轴加工技术领域，具体地说涉及抓取轴的机械手。
背景技术
现有技术中，在抓取轴时，机械手的两个爪手是同步调节，但是，一般的轴都是阶梯轴，抓取处的直径不一定一致，所以在抓取轴的过程中，轴可能倾斜，影响安装定位精度。
另外，在轴的拿放过程中，有时候还需要进行轴翻转，使两端位置进行调换。在实现抓取轴自动化过程中，对轴的抓取定位也是非常重要的，这直接影响轴后续放置的准确度。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供抓取轴的机械手，拟解决现有机械手对阶梯轴抓取不牢靠，存在轴倾斜等问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
抓取轴的机械手，包括旋转电机1、转盘2和两个夹取装置3；所述旋转电机1用于驱动转盘2转动；所述转盘2上设有两个夹取装置3；所述夹取装置3包括夹取电机4、螺杆5、上铰接件6和两个夹取单元7；所述夹取电机4固定在上铰接件6上；所述上铰接件6固定在转盘2上；所述夹取电机4用于驱动螺杆5自转；所述两个夹取单元7对称设在螺杆5两侧；所述夹取单元7包括外杆8、内杆9、齿轮10、下铰接件11和夹头12；所述外杆8上端铰接在上铰接件6上，下端铰接在下铰接件11上；所述内杆9上端固定在齿轮10上，下端铰接在下铰接件11上；所述齿轮10可自转的设在上铰接件6上，并与螺杆5啮合；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，使齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态；所述下铰接件11下方固定有夹头12；所述夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态；所述同一个夹取装置3的两个夹头12相配合用于夹紧轴。由上述结构可知，两个夹取装置3分别夹取阶梯轴的不同位置，旋转电机1用于驱动转盘2转动，此时两个夹取装置3会随着转盘2转动调换位置，使阶梯轴180度翻转，而且两个夹取装置3是相互独立的，可以对不同直径的轴的位置进行稳定夹取，使轴不会倾斜；所述夹取装置3的夹取轴原理是由独立的夹取电机4驱动螺杆5自转，螺杆5带动两个夹取单元7的齿轮10转动，使夹取装置3的两个夹头12相互靠近或远离，来夹取或松开阶梯轴；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，所以齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态，夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态。
进一步的，所述两个夹取装置3的连线通过转盘2的中心。由上述结构可知，便于旋转电机1调整转盘2旋转角度，准确调换两个夹取装置3位置。
进一步的，所述转盘2的中心位于两个夹取装置3的连线的中点。由上述结构可知，两个夹取装置3对称设置，夹取平稳。
进一步的，所述上铰接件6为开口向下的U形板；所述下铰接件11为开口向上的U形板。由上述结构可知，U形板便于外杆8、内杆9稳定铰接连接。
进一步的，所述齿轮10和螺杆5均设在上铰接件6的开口向下的U形板内。由上述结构可知，U形板起到保护运动部件的作用，避免人员触碰造成受伤。
进一步的，所述夹头12包括前板21、后板22、连接板23、导向筒24、导向板25、移动柱26、弹簧27、弧板28和限位板29；所述连接板23两端分别固定有前板21和后板22；所述前板21和后板22相互平行；所述连接板23上穿设有移动柱26，且连接板23左侧面固定有导向筒24；所述导向筒24内设有可移动的导向板25；所述导向板25固定在移动柱26左端，用于移动柱26水平移动的导向；所述移动柱26右端固定有弧板28；所述弧板28用于水平接触轴时托住轴，使轴的中心线始终与移动柱26平齐；所述移动柱26上设有限位板29；所述限位板29和连接板23右侧面之间压缩有弹簧27；所述弹簧27套在移动柱26上，使弧板28有贴近轴的趋势；所述同一个夹取装置3的两个夹头12夹持面夹住轴时，弧板28移动至前板21和后板22之间的间隙，轴与弧板28、前板21侧边和后板22侧边均接触。由上述结构可知，前板21和后板22通过连接板23间隔开，前板21和后板22均和连接板23垂直；移动柱26水平穿过连接板23，连接板23左侧面和右侧面均为竖直面，即与夹头12的夹持面平行；前板21和后板22朝向轴的侧边构成的夹持轴的面；所述导向板25固定在移动柱26左端，导向筒24和导向板25配合，用于移动柱26水平移动的导向；导向板25向右移动至连接板23被限位，避免移动柱26完全脱离导向筒24；所述移动柱26右端固定有弧板28；弧板28中部与移动柱26右端固定；弧板28凹口朝向轴，轴接触在弧板28上时，轴会顺着弧板28的趋势滑到弧板28的中部，弧板28水平接触轴时托住轴，这样阶梯轴不管粗的轴还是细的轴，轴的中心线始终与移动柱26平齐，阶梯轴精确的被夹持，且保证为水平状态，可以很好地抓取定位，并精准放在合适的位置；所述弹簧27套在移动柱26上，使弧板28有贴近轴的趋势；使轴被同一个夹取装置3的两个夹头12夹紧时的力主要来自于弹簧27的压缩产生的弹性力，避免轴被过大的力夹持，破坏轴的加工精度；所述同一个夹取装置3的两个夹头12夹持面夹住轴时，弧板28移动至前板21和后板22之间的间隙，轴与弧板28、前板21侧边和后板22侧边均接触，轴被准确定位和夹持。
进一步的，还包括压力传感器30和控制器；所述导向筒24左端封闭；所述导向筒24内固定有压力传感器30；所述轴与弧板28、前板21侧边和后板22侧边均接触时，移动柱26被向左推动使导向板25顶在压力传感器30上；所述压力传感器30和夹取电机4与控制器电连接；所述压力传感器30将与导向板25接触的信号传递给控制器，控制器控制夹取电机4停止驱动同一个夹取装置3的两个夹头12更靠近。由上述结构可知，所述压力传感器30将与导向板25接触的信号传递给控制器，控制器控制夹取电机4停止驱动同一个夹取装置3的两个夹头12更靠近，保证了轴被同一个夹取装置3的两个夹头12夹紧时的力主要来自于弹簧27的压缩产生的弹性力，避免轴被过大的力夹持，破坏轴的加工精度，也避免夹持到了极限，夹取电机4还在运行容易烧毁。
本发明的有益效果是：
本发明公开了抓取轴的机械手，属于轴加工技术领域，旋转电机驱动转盘转动，转盘上设有两个独立的夹取装置，可单独对轴不同尺寸部位进行夹取；夹取装置包括夹取电机、螺杆、上铰接件和两个夹取单元；夹取电机用于驱动螺杆自转；夹取单元包括外杆、内杆、齿轮、下铰接件和夹头；齿轮与螺杆啮合；外杆两个铰接点、内杆下端铰接点和齿轮自转中心的连线构成平行四边形，使齿轮转动过程中，下铰接件始终处于水平状态；下铰接件下方固定有夹头；夹头朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态；同一个夹取装置的两个夹头相配合用于夹紧轴。本发明的抓取轴的机械手，可以精准对阶梯轴进行夹取加工，不会因为阶梯轴的尺寸不一产生倾斜。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明夹取装置上铰接件剖开后结构示意图；
图3是本发明夹取装置侧视结构示意图；
图4是本发明夹头去掉前板的结构示意图；
图5是本发明夹头侧视结构示意图；
图6是本发明两个夹头配合夹持轴且去掉前板的结构示意图；
图7是本发明两个夹头配合夹持轴的结构示意图；
附图中：1-旋转电机、2-转盘、3-夹取装置、4-夹取电机、5-螺杆、6-上铰接件、7-夹取单元、8-外杆、9-内杆、10-齿轮、11-下铰接件、12-夹头、21-前板、22-后板、23-连接板、24-导向筒、25-导向板、26-移动柱、27-弹簧、28-弧板、29-限位板、30-压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本发明不局限于以下实施例。
实施例一：
见附图1～3。抓取轴的机械手，包括旋转电机1、转盘2和两个夹取装置3；所述旋转电机1用于驱动转盘2转动；所述转盘2上设有两个夹取装置3；所述夹取装置3包括夹取电机4、螺杆5、上铰接件6和两个夹取单元7；所述夹取电机4固定在上铰接件6上；所述上铰接件6固定在转盘2上；所述夹取电机4用于驱动螺杆5自转；所述两个夹取单元7对称设在螺杆5两侧；所述夹取单元7包括外杆8、内杆9、齿轮10、下铰接件11和夹头12；所述外杆8上端铰接在上铰接件6上，下端铰接在下铰接件11上；所述内杆9上端固定在齿轮10上，下端铰接在下铰接件11上；所述齿轮10可自转的设在上铰接件6上，并与螺杆5啮合；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，使齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态；所述下铰接件11下方固定有夹头12；所述夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态；所述同一个夹取装置3的两个夹头12相配合用于夹紧轴。由上述结构可知，两个夹取装置3分别夹取阶梯轴的不同位置，旋转电机1用于驱动转盘2转动，此时两个夹取装置3会随着转盘2转动调换位置，使阶梯轴180度翻转，而且两个夹取装置3是相互独立的，可以对不同直径的轴的位置进行稳定夹取，使轴不会倾斜；所述夹取装置3的夹取轴原理是由独立的夹取电机4驱动螺杆5自转，螺杆5带动两个夹取单元7的齿轮10转动，使夹取装置3的两个夹头12相互靠近或远离，来夹取或松开阶梯轴；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，所以齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态，夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态。
实施例二：
见附图1～3。抓取轴的机械手，包括旋转电机1、转盘2和两个夹取装置3；所述旋转电机1用于驱动转盘2转动；所述转盘2上设有两个夹取装置3；所述夹取装置3包括夹取电机4、螺杆5、上铰接件6和两个夹取单元7；所述夹取电机4固定在上铰接件6上；所述上铰接件6固定在转盘2上；所述夹取电机4用于驱动螺杆5自转；所述两个夹取单元7对称设在螺杆5两侧；所述夹取单元7包括外杆8、内杆9、齿轮10、下铰接件11和夹头12；所述外杆8上端铰接在上铰接件6上，下端铰接在下铰接件11上；所述内杆9上端固定在齿轮10上，下端铰接在下铰接件11上；所述齿轮10可自转的设在上铰接件6上，并与螺杆5啮合；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，使齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态；所述下铰接件11下方固定有夹头12；所述夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态；所述同一个夹取装置3的两个夹头12相配合用于夹紧轴。由上述结构可知，两个夹取装置3分别夹取阶梯轴的不同位置，旋转电机1用于驱动转盘2转动，此时两个夹取装置3会随着转盘2转动调换位置，使阶梯轴180度翻转，而且两个夹取装置3是相互独立的，可以对不同直径的轴的位置进行稳定夹取，使轴不会倾斜；所述夹取装置3的夹取轴原理是由独立的夹取电机4驱动螺杆5自转，螺杆5带动两个夹取单元7的齿轮10转动，使夹取装置3的两个夹头12相互靠近或远离，来夹取或松开阶梯轴；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，所以齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态，夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态。
所述两个夹取装置3的连线通过转盘2的中心。由上述结构可知，便于旋转电机1调整转盘2旋转角度，准确调换两个夹取装置3位置。
所述转盘2的中心位于两个夹取装置3的连线的中点。由上述结构可知，两个夹取装置3对称设置，夹取平稳。
所述上铰接件6为开口向下的U形板；所述下铰接件11为开口向上的U形板。由上述结构可知，U形板便于外杆8、内杆9稳定铰接连接。
所述齿轮10和螺杆5均设在上铰接件6的开口向下的U形板内。由上述结构可知，U形板起到保护运动部件的作用，避免人员触碰造成受伤。
实施例三：
见附图1～7。抓取轴的机械手，包括旋转电机1、转盘2和两个夹取装置3；所述旋转电机1用于驱动转盘2转动；所述转盘2上设有两个夹取装置3；所述夹取装置3包括夹取电机4、螺杆5、上铰接件6和两个夹取单元7；所述夹取电机4固定在上铰接件6上；所述上铰接件6固定在转盘2上；所述夹取电机4用于驱动螺杆5自转；所述两个夹取单元7对称设在螺杆5两侧；所述夹取单元7包括外杆8、内杆9、齿轮10、下铰接件11和夹头12；所述外杆8上端铰接在上铰接件6上，下端铰接在下铰接件11上；所述内杆9上端固定在齿轮10上，下端铰接在下铰接件11上；所述齿轮10可自转的设在上铰接件6上，并与螺杆5啮合；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，使齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态；所述下铰接件11下方固定有夹头12；所述夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态；所述同一个夹取装置3的两个夹头12相配合用于夹紧轴。由上述结构可知，两个夹取装置3分别夹取阶梯轴的不同位置，旋转电机1用于驱动转盘2转动，此时两个夹取装置3会随着转盘2转动调换位置，使阶梯轴180度翻转，而且两个夹取装置3是相互独立的，可以对不同直径的轴的位置进行稳定夹取，使轴不会倾斜；所述夹取装置3的夹取轴原理是由独立的夹取电机4驱动螺杆5自转，螺杆5带动两个夹取单元7的齿轮10转动，使夹取装置3的两个夹头12相互靠近或远离，来夹取或松开阶梯轴；所述外杆8两个铰接点、内杆9下端铰接点和齿轮10自转中心的连线构成平行四边形，所以齿轮10转动过程中，下铰接件11始终处于水平状态，夹头12朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态。
所述夹头12包括前板21、后板22、连接板23、导向筒24、导向板25、移动柱26、弹簧27、弧板28和限位板29；所述连接板23两端分别固定有前板21和后板22；所述前板21和后板22相互平行；所述连接板23上穿设有移动柱26，且连接板23左侧面固定有导向筒24；所述导向筒24内设有可移动的导向板25；所述导向板25固定在移动柱26左端，用于移动柱26水平移动的导向；所述移动柱26右端固定有弧板28；所述弧板28用于水平接触轴时托住轴，使轴的中心线始终与移动柱26平齐；所述移动柱26上设有限位板29；所述限位板29和连接板23右侧面之间压缩有弹簧27；所述弹簧27套在移动柱26上，使弧板28有贴近轴的趋势；所述同一个夹取装置3的两个夹头12夹持面夹住轴时，弧板28移动至前板21和后板22之间的间隙，轴与弧板28、前板21侧边和后板22侧边均接触。由上述结构可知，前板21和后板22通过连接板23间隔开，前板21和后板22均和连接板23垂直；移动柱26水平穿过连接板23，连接板23左侧面和右侧面均为竖直面，即与夹头12的夹持面平行；前板21和后板22朝向轴的侧边构成的夹持轴的面；所述导向板25固定在移动柱26左端，导向筒24和导向板25配合，用于移动柱26水平移动的导向；导向板25向右移动至连接板23被限位，避免移动柱26完全脱离导向筒24；所述移动柱26右端固定有弧板28；弧板28中部与移动柱26右端固定；弧板28凹口朝向轴，轴接触在弧板28上时，轴会顺着弧板28的趋势滑到弧板28的中部，弧板28水平接触轴时托住轴，这样阶梯轴不管粗的轴还是细的轴，轴的中心线始终与移动柱26平齐，阶梯轴精确的被夹持，且保证为水平状态，可以很好地抓取定位，并精准放在合适的位置；所述弹簧27套在移动柱26上，使弧板28有贴近轴的趋势；使轴被同一个夹取装置3的两个夹头12夹紧时的力主要来自于弹簧27的压缩产生的弹性力，避免轴被过大的力夹持，破坏轴的加工精度；所述同一个夹取装置3的两个夹头12夹持面夹住轴时，弧板28移动至前板21和后板22之间的间隙，轴与弧板28、前板21侧边和后板22侧边均接触，轴被准确定位和夹持。
还包括压力传感器30和控制器；所述导向筒24左端封闭；所述导向筒24内固定有压力传感器30；所述轴与弧板28、前板21侧边和后板22侧边均接触时，移动柱26被向左推动使导向板25顶在压力传感器30上；所述压力传感器30和夹取电机4与控制器电连接；所述压力传感器30将与导向板25接触的信号传递给控制器，控制器控制夹取电机4停止驱动同一个夹取装置3的两个夹头12更靠近。由上述结构可知，所述压力传感器30将与导向板25接触的信号传递给控制器，控制器控制夹取电机4停止驱动同一个夹取装置3的两个夹头12更靠近，保证了轴被同一个夹取装置3的两个夹头12夹紧时的力主要来自于弹簧27的压缩产生的弹性力，避免轴被过大的力夹持，破坏轴的加工精度，也避免夹持到了极限，夹取电机4还在运行容易烧毁。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.抓取轴的机械手，其特征在于：包括旋转电机（1）、转盘（2）和两个夹取装置（3）；所述旋转电机（1）用于驱动转盘（2）转动；所述转盘（2）上设有两个夹取装置（3）；所述夹取装置（3）包括夹取电机（4）、螺杆（5）、上铰接件（6）和两个夹取单元（7）；所述夹取电机（4）固定在上铰接件（6）上；所述上铰接件（6）固定在转盘（2）上；所述夹取电机（4）用于驱动螺杆（5）自转；所述两个夹取单元（7）对称设在螺杆（5）两侧；所述夹取单元（7）包括外杆（8）、内杆（9）、齿轮（10）、下铰接件（11）和夹头（12）；所述外杆（8）上端铰接在上铰接件（6）上，下端铰接在下铰接件（11）上；所述内杆（9）上端固定在齿轮（10）上，下端铰接在下铰接件（11）上；所述齿轮（10）可自转的设在上铰接件（6）上，并与螺杆（5）啮合；所述外杆（8）两个铰接点、内杆（9）下端铰接点和齿轮（10）自转中心的连线构成平行四边形，使齿轮（10）转动过程中，下铰接件（11）始终处于水平状态；所述下铰接件（11）下方固定有夹头（12）；所述夹头（12）朝向轴的侧面为夹持面，始终保持竖直状态；同一个所述夹取装置（3）的两个夹头（12）相配合用于夹紧轴；所述夹头（12）包括前板（21）、后板（22）、连接板（23）、导向筒（24）、导向板（25）、移动柱（26）、弹簧（27）、弧板（28）和限位板（29）；所述连接板（23）两端分别固定有前板（21）和后板（22）；所述前板（21）和后板（22）相互平行；所述连接板（23）上穿设有移动柱（26），且连接板（23）左侧面固定有导向筒（24）；所述导向筒（24）内设有可移动的导向板（25）；所述导向板（25）固定在移动柱（26）左端，用于移动柱（26）水平移动的导向；所述移动柱（26）右端固定有弧板（28）；所述弧板（28）用于水平接触轴时托住轴，使轴的中心线始终与移动柱（26）平齐；所述移动柱（26）上设有限位板（29）；所述限位板（29）和连接板（23）右侧面之间压缩有弹簧（27）；所述弹簧（27）套在移动柱（26）上，使弧板（28）有贴近轴的趋势；同一个所述夹取装置（3）的两个夹头（12）夹持面夹住轴时，弧板（28）移动至前板（21）和后板（22）之间的间隙，轴与弧板（28）、前板（21）侧边和后板（22）侧边均接触；所述两个夹取装置（3）的连线通过转盘（2）的中心；所述上铰接件（6）为开口向下的U形板；所述下铰接件（11）为开口向上的U形板。
2.根据权利要求1所述的抓取轴的机械手，其特征在于：所述转盘（2）的中心位于两个夹取装置（3）的连线的中点。
3.根据权利要求1所述的抓取轴的机械手，其特征在于：所述齿轮（10）和螺杆（5）均设在上铰接件（6）的开口向下的U形板内。
4.根据权利要求1所述的抓取轴的机械手，其特征在于：还包括压力传感器（30）和控制器；所述导向筒（24）左端封闭；所述导向筒（24）内固定有压力传感器（30）；所述轴与弧板（28）、前板（21）侧边和后板（22）侧边均接触时，移动柱（26）被向左推动使导向板（25）顶在压力传感器（30）上；所述压力传感器（30）和夹取电机（4）与控制器电连接；所述压力传感器（30）将与导向板（25）接触的信号传递给控制器，控制器控制夹取电机（4）停止驱动同一个夹取装置（3）的两个夹头（12）更靠近。
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