CN112276989A - 一种同步夹爪机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及夹具技术领域，具体为一种同步夹爪机构，包括夹持装置、驱动所述夹持装置的驱动装置以及安装在所述夹持装置上的夹爪，所述夹持装置包括分别安装在所述驱动装置左右两侧的左夹持座和右夹持座，所述左夹持座和右夹持座分别具有用于固定安装在所述驱动装置上的左固定牵引爪和右固定牵引爪，还分别具有用于安装夹爪的左安装台和右安装台，所述左夹持座和所述右夹持座能够在所述驱动装置的驱使下相向运动，且所述左安装台和所述右安装台分别位于所述驱动装置的前侧或后侧，两者的移动路径相互错开。所述左安装台和右安装台能移动到交错的位置，从而增大夹爪的行程，实现在不更换不同规格夹爪的前提下仍能夹取尺寸在较大范围内的多种物体。

Description

一种同步夹爪机构

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，具体为一种同步夹爪机构。

背景技术

在工业生产的许多工序环节中，常常需要夹具将物体夹紧，而在实际生产中需要被夹取的零件种类繁多、规格各异，若每种零件都配备专用夹具，则成本过高，因此出现了很多可调行程的电动夹爪。传统的电动夹爪通常是每个夹爪分别由单独的电机驱动，在夹持的过程中容易出现偏差，导致精度降低，并且其传动系统多采用齿轮系，结构复杂，导致成本很高，还不便于拆卸和维修。

近年来出现了很多由单个电机驱动两个夹爪做同步运动的夹爪机构，如申请号为201910810637.X的中国专利所公开的一种含有丝杠螺母副的电动夹爪机构，包括设置有夹持装置的箱体，夹持装置包括左丝杠传动轴、右丝杠传动轴和中间联轴器，左右丝杠传动轴通过中间联轴器连接，左丝杠转动轴和右丝杠传动轴上分别可活动的套设有左丝杠滑块和右丝杠滑块，左丝杠滑块和右丝杠滑块上分别设置有左半夹爪和右半夹爪，通过将左丝杠传动轴和右丝杠传动轴旋向相反设置，使左半夹爪和右半夹爪的运动方向相反，从而实现对物体的抓取。该专利通过一个电机驱动两个夹爪工作，并且摒弃了传统的齿轮系结构，减小了设备的体积，降低了设备的加工要求及成本，便于拆卸和维修。但该专利中的左丝杠滑块和右丝杠滑块在相向运动到一定程度后，便会被位于中间的联轴器阻挡，而左半夹爪和右半夹爪是分别直接安装在左丝杠传动轴和右丝杠传动轴上的，所以会使得夹爪的行程较小，需要配备多种夹爪进行更换来满足夹持不同规格物体的工况需求。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种同步夹爪机构，包括夹持装置、驱动所述夹持装置的驱动装置以及安装在所述夹持装置上的夹爪，所述夹持装置包括分别安装在所述驱动装置左右两侧的左夹持座和右夹持座，所述左夹持座和右夹持座分别具有用于固定安装在所述驱动装置上的左固定牵引爪和右固定牵引爪， 还分别具有用于安装夹爪的左安装台和右安装台，所述左夹持座和所述右夹持座能够在所述驱动装置的驱使下相向运动，且所述左安装台和所述右安装台分别位于所述驱动装置的前侧或后侧，两者的移动路径相互错开。

作为本发明的优选，所述驱动装置包括在轴向两侧设置有同向螺纹的丝杠、用于驱动所述丝杠的电机以及两个分别通过螺纹连接在所述丝杆两侧的丝杠滑块，两个所述丝杠滑块结构相同而相向安装，左侧的所述丝杠滑块与所述左固定牵引爪固定连接，右侧的所述丝杠滑块与所述右固定牵引爪固定连接。

作为本发明的优选，所述丝杠滑块包括通过螺纹连接在所述丝杠上的螺纹套和固定在所述螺纹套外围的牵引部，所述牵引部具有供所述左固定牵引爪和右固定牵引爪固定连接的第一固定连接部。

作为本发明的优选，所述左固定牵引爪和右固定牵引爪均卡接在所述螺纹套的外围，且分别具有与所述第一固定连接部对应的第二固定连接部和第三固定连接部。

作为本发明的优选，所述左安装台和右安装台上分别通过部分的左贴合面和右贴合面贴靠在所述螺纹套上。

作为本发明的优选，分别安装在所述左夹持座和右夹持座上的左夹爪和右夹爪分别具有左伸出爪和右伸出爪，所述左伸出爪和右伸出爪朝同一个垂直于所述丝杠轴向的方向延伸，且二者的末端处于同一个平行于所述丝杠滑块移动方向的平面内。

作为本发明的优选，还包括分别设置在所述丝杠前侧和后侧用于限制所述夹持装置的前导向装置和后导向装置，所述前导向装置固定连接位于前侧的所述左安装台或所述右安装台，所述后导向装置固定连接位于后侧的所述左安装台或右安装台。

作为本发明的优选，所述前导向装置包括用于固定连接所述左安装台或右安装台的前滑动座和供所述前滑动座移动的前导轨，所述后导向装置包括用于固定连接所述左安装台或右安装台的后滑动座和供所述后滑动座移动的后导轨。

作为本发明的优选，所述左夹持座还包括用于固定连接所述左安装台和所述前导向装置或后导向装置的左导向板，所述右夹持座还包括用于固定连接所述右安装台和所述前导向装置或后导向装置的右导向板。

作为本发明的优选，所述左安装台的一侧连接所述左固定牵引爪，另一侧连接所述左导向板；所述右安装台的一侧连接所述右固定牵引爪，另一侧连接所述右导向板。

有益效果：

1)所述左安装台和右安装台在左右方向上移动的路径相互错开，使得两者能够移动到交错位置，从而增大所述夹爪的行程，实现在不更换不同规格夹爪的前提下，仍然能够夹取尺寸在较大范围内的多种物体；

2)左侧的丝杠滑块和右侧的丝杠滑块为同一规格的所述丝杠滑块，两者通过螺纹相向安装在在轴线两侧设置有同向螺纹的丝杆上，方便了所述丝杠上螺纹的加工、丝杠滑块的批量生产以及更换；

3)所述丝杠滑块推动所述左夹持座和右夹持座的相向施力主要依靠所述牵引部自身结构对所述左夹持座和右夹持座的推力，而不是两者之间的连接部，既提高了该机构的夹持力，又有效保护了所述第一固定连接部与所述第二固定连接部和第三固定连接部之间的固定连接结构；

4)所述左固定牵引爪和右固定牵引爪为可以半包围式卡接在所述螺纹套外围的爪形结构，不仅使所述左夹持座和右夹持座分别牢固地卡接在左右两侧的所述丝杠滑块上，还增大了所述牵引部与两者的接触面积，有利于将推力传递给所述夹持装置；

5)所述螺纹套能够通过一部分的左贴合面和右贴合面对所述左安装台和右安装台提供支撑，另外，随着左夹持座和右夹持座的相向运动，所述左贴合面能与所述右侧的所述丝杠滑块上的螺纹套外围贴合，所述右贴合面能与左侧的所述丝杠滑块的螺纹套外围贴合，进一步提高夹爪的行程；

6)由于所述左安装台和右安装台的设计有效提高了夹爪的行程，所以该机构实现了仅用同一对夹爪便能满足多种规格物体的夹取，当夹取小物件时可通过左、右安装台的交错来抵消间距；

7)前导向装置和后导向装置能够充分限制住所述夹持装置，引导其沿着导轨移动，也能在夹持力较大的情况下防止夹持装置出现偏移，保证夹持的精度并对夹持装置提供强度支持。

附图说明

图1为本发明一种同步夹爪机构的总体结构示意图；

图2为本发明中前导向装置、后导向装置和驱动装置的结构示意图；

图3为本发明中丝杠滑块的立体示意图；

图4为本发明中左夹持座的结构示意图；

图5为本发明中右夹持座的结构示意图；

图中：1、驱动装置，11、电机，12、丝杠，13、丝杠滑块，131、螺纹套，132、牵引部，133、第一固定连接部，21、后导向装置，211、后导轨，212、后滑动座，22、前导向装置，221、前导轨，222、前滑动座，3、夹持装置，31、左夹持座，311、左固定牵引爪，312、左安装台，313、左导向板，314、左贴合面，315、第二固定连接部，32、右夹持座，321、右固定牵引爪，322、右安装台，323、右导向板，324、右贴合面，325、第三固定连接部，4、夹爪，41、左夹爪，411、左伸出爪，42、右夹爪，421、右伸出爪。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本实施例规定前后左右这四个方位以图1中所显示的同步夹爪机构四个朝向为准，图1所示在机架上设置有驱动装置1，分别安装在所述驱动装置1左右两侧的左夹持座31和右夹持座32共同组成了夹持装置3，并且所述夹持装置3上安装有夹爪4。该同步夹爪机构是通过所述驱动装置1驱使所述左夹持座31和右夹持座32相向运动，从而带动左夹爪41和右夹爪42相向运动，完成对物体的夹取动作，因此所述左夹持座31和右夹持座32需要分别具有用于固定安装在所述驱动装置1上的左固定牵引爪311和右固定牵引爪321，还需要分别具有用于安装夹爪4的左安装台312和右安装台322，并且所述左安装台312和右安装台322分别位于所述驱动装置1的前侧或后侧，保证两者在左右方向上移动的路径相互错开，使得两者能够移动到交错位置，从而增大所述夹爪4的行程，实现在不更换不同规格夹爪的前提下，仍然能够夹取尺寸在较大范围内的多种物体。

能够同时驱使两侧的夹持装置3做相向运动的驱动装置1有多种实施方式，本实施例优选采用丝杠12与丝杠滑块13的组合，采用电机11驱动所述丝杠12绕轴线自转，从而带动通过螺纹连接在其上的两个丝杠滑块13相向运动。关于所述丝杠12和丝杠滑块13的螺纹配合，有两种实施方式：一种是在所述丝杠12的轴向两侧设置反向螺纹，而分别安装在所述丝杠左右两侧的所述丝杠滑块13上则设置同向的螺纹，以实现两者的相向运动；另一种是在所述丝杠12的轴向两侧设置同向螺纹，而分别安装在所述丝杠12左右两侧的所述丝杠滑块13上则设置反向螺纹，以实现两者的相向运动。考虑到所述丝杠滑块13的批量生产以及装配的互换性，本实施例优选左侧的丝杠滑块和右侧的丝杠滑块为同一规格的所述丝杠滑块13，又由于左右两侧的所述丝杠滑块13是带动所述夹持装置3相向运动的，其上用于牵引所述夹持装置3的部位也应当是相向的，所以本实施例中左右两侧的两个所述丝杠滑块13相向安装，即两者面对面安装在所述丝杠12上。由于同规格的两个所述丝杠滑块13相向安装在所述丝杠12上，所以两者的螺纹方向变为相反，要实现两者的相向运动，所述丝杠12轴向两侧需要设置方向一致的螺纹。

图3示出所述丝杠滑块13由螺纹套131和固定在所述螺纹套131外围的牵引部132组成，所述螺纹套131的内圈开有螺纹，所述丝杠滑块13通过所述螺纹套131与所述丝杠12螺纹连接，所述牵引部132用于固定并带动所述左夹持座31和右夹持座32移动，所以其上具有第一固定连接部133。相应地，所述左固定牵引爪311和右固定牵引爪321上分别具有用于与所述第一固定连接部133固定连接的第二固定连接部315和第三固定连接部325。由于在该同步夹爪机构的工作过程中是通过所述丝杠滑块13带动所述夹持装置3移动，因此所述牵引部132与所述左固定牵引爪311和右固定牵引爪321之间的连接需要保证力的传递效率从而保证拥有足够的夹持力，同时该连接处应力集中，也需要加强连接强度防止损坏。考虑到前述因素，本实施例优选将所述牵引部132设置在所述螺纹套131外围的端部，并且在将左右两个所述丝杠滑块13安装在所述丝杠12上时，保证左侧的所述丝杠滑块13上的牵引部132在所述螺纹套131的左端，右侧的所述丝杠滑块13上的牵引部132在所述螺纹套131的右端，这样便可将所述左固定牵引爪311置于左侧的丝杠滑块13的螺纹套131上，再通过所述第二固定连接部315与所述牵引部132上的第一固定连接部133连接；同理，可将所述右固定牵引爪321置于右侧的丝杠滑块13的螺纹套131上，在通过所述第三固定连接部325与所述牵引部132上的第一连接部133连接。如此设置可使所述丝杠滑块13推动所述左夹持座31和右夹持座32的相向施力主要依靠所述牵引部132自身结构对所述左夹持座31和右夹持座32的推力，而不是两者之间的连接部，既提高了该机构的夹持力，又有效保护了所述第一固定连接部133与所述第二固定连接部315和第三固定连接部325之间的固定连接结构。而所述左固定牵引爪311和右固定牵引爪321是置于所述螺纹套131上，要实现两者之间的固定连接，所述螺纹套131的外围应当与所述左固定牵引爪311和右固定牵引爪321配合，可通过插接、卡接等。为加工工艺的方便，本实施例优选所述螺纹套131的外围为圆形，与之对应的所述左固定牵引爪311和右固定牵引爪321为可以半包围式卡接在所述螺纹套131外围的爪形结构，不仅使所述左夹持座31和右夹持座32分别牢固地卡接在左右两侧的所述丝杠滑块13上，还增大了所述牵引部132与两者的接触面积，有利于将推力传递给所述夹持装置3。另外，本实施例优选所述左固定牵引爪311和右固定牵引爪321与所述牵引部132之间通过螺栓连接，所述第一固定连接部133为若干个螺栓孔，所述第二固定连接部315和第三固定连接部325均为与所述第一固定连接部133对应的若干个螺栓孔。

由于所述左安装台312和右安装台322分别位于所述驱动装置1的前侧或后侧以保证两者在左右方向上移动的路径相互错开，所以当所述左安装台312固定连接在所述左固定牵引爪311的前侧，则所述右安装台322就固定连接在所述右固定牵引爪321的后侧；当所述左安装台312固定连接在所述左固定牵引爪311的后侧，则所述右安装台322就固定连接在所述右固定牵引爪321的前侧。由于所述丝杠滑块13通过推动所述左固定牵引爪311和右固定牵引爪321来带动整个所述左夹持座31和右夹持座32移动，而所述左安装台312和右安装台322又分别安装有左夹爪41和右夹爪42，并且所述左安装台312和右安装台322甚至能移动到交错的位置来提高夹爪4的行程，因此本实施例优选将所述左安装台312设置在所述左固定牵引爪311的右侧，使所述左安装台312尽量多地往右延伸；将所述右安装台322设置在所述右固定牵引爪321的左侧，使所述右安装台322尽量多地往左侧延伸。图4示出所述左安装台312朝右侧延伸有超出左侧的所述丝杠滑块13的一部分，所述右安装台322朝左侧延伸有超出右侧的所述丝杠滑块13的一部分，当所述左夹持座31和右夹持座32相向运动到一定程度后，前述左安装台312和右安装台322上超出所述丝杠滑块13的部分便会交错，提高夹爪的行程。进一步改进，所述左安装台312和右安装台322分别通过一部分的左贴合面314和右贴合面324贴靠在所述螺纹套131上，通过所述螺纹套131对所述左安装台312和右安装台322提供了支撑，另外，由于所述左右两侧的丝杠滑块13为同一规格，所以所述左贴合面314与所述右贴合面324均能够同时与左右两侧的所述丝杠滑块13上的螺纹套131外围相贴合，即前述左安装台312和右安装台322超出所述丝杠滑块13的部分不仅能互相交错，还能进一步前移，所述左贴合面314能与右侧的所述丝杠滑块13上的螺纹套131外围贴合，所述右贴合面315能与左侧的丝杠滑块13的螺纹套131外围贴合，进一步提高夹爪4的行程。

由于所述左安装台312和右安装台322的设计有效提高了夹爪4的行程，所以该机构实现了仅用同一对夹爪4便能满足多种规格物体的夹取，且前述对夹爪行程的改进主要体现在通过左安装台312和右安装台322的交错来满足对于小尺寸物体的夹持，所以在所述夹爪4可更换的前提下，本实施例优选常用夹爪采用所述左伸出爪411和右伸出爪421之间的间距较大的设计及安装方式，当夹取小物件时可通过前述左、右安装台的交错来抵消间距。该机构通过所述夹持装置3沿所述丝杠12轴向即左右方向上的移动来夹取物体，因此所述夹爪4上用于夹取物体的所述左伸出爪411和右伸出爪421均朝同一个垂直于所述丝杠12轴向的方向延伸，实现两者的平行。另外，为提高夹持的效果，所述左伸出爪411和右伸出爪421朝外侧延伸的末端处于同一个平行于所述丝杠滑块13移动方向的平面内，保证所述左伸出爪411和右伸出爪421上用于夹取物体的部分对称，从而确保夹持的效果。

进一步改进，该机构还包括用于限制所述夹持装置3的导向装置，现有技术中的导向装置大多是通过在同一导轨上设置两个与两侧的夹持装置3固定连接的滑动座来实现，本实施例当然也可采用这种导向装置，但由于本实施例中所述左安装台312和右安装台322存在交错的可能，所以前述位于两侧的滑动座就不宜过大，以免影响对小物体的夹持，但滑动座太小则强度太低，在夹持力较大的情况下无法对所述夹持装置3提供强度支持，甚至可能会造成自身的损坏。因此，本实施例优选采用分别设置在所述丝杠12前后两侧的前导向装置22和后导向装置21，根据前述左安装台312和右安装台322的位置来确定与所述前、后导向装置的具体连接关系。若所述左安装台312位于所述丝杠12前侧而所述右安装台322位于所述丝杠12后侧，则所述左安装台312与所述前导向装置22连接而所述右安装台322与所述后导向装置21连接；若所述右安装台322位于所述丝杠12前侧而所述左安装台312位于所述丝杠12后侧，则所述右安装台312与所述前导向装置22连接而所述左安装台312与所述后导向装置21连接。如此，所述前导向装置22和后导向装置21之间也相互错开，并且不会影响所述左夹持座31与右夹持座32的交错，所以所述前导向装置22和后导向装置21的尺寸可以选择较大，提高其强度。因为该机构中所述左夹持座31和右夹持座32在左右方向上存在偏差，所以在夹持力较大的情况下所述夹持装置3容易出现偏移，影响夹持的精度甚至造成夹持装置的损坏，所以需要前导向装置22和后导向装置21充分限制住所述左夹持座31和右夹持座32并对提供强度支持，当然也能引导其移动。图2示出所述前导向装置22包括前滑动座222和供所述前滑动座222移动的前导轨221，所述后导向装置21包括后滑动座212和供所述后滑动座212移动的后导轨211。

进一步改进，所述左夹持座31还包括用于固定连接所述左安装台312和所述前导向装置22或后导向装置21的左导向板313，所述右夹持座32还包括用于固定连接所述右安装台322和所述前导向装置22或后导向装置21的右导向板323，本实施例优选所述左导向板313与所述前滑动座222或后滑动座212之间以及所述右导向板323与所述前滑动座222或后滑动座212之间均通过螺钉连接。如图4和图5所示，所述左安装台312的一侧连接所述左固定牵引爪311，另一侧连接所述左导向板313，三者共同组成所述左夹持座31；所述右安装台322的一侧连接所述右固定牵引爪321，另一侧连接所述右导向板323，三者共同组成所述右夹持座32。由于所述左夹持座31和右夹持座32作为一个整体在所述驱动装置1的推动下相向运动，从而带动所述左夹爪41和右夹爪42相向运动，实现对物体的夹持，所以所述左夹持座31和右夹持座32自身的整体性需要得到保证，即自身三个部件的连接强度需要得到保证，本实施例优选所述左固定牵引爪311、左安装台312和左导向板313一体成型为左夹持座31，所述右固定牵引爪321、右安装台322和右导向板323一体成型为所述右夹持座32。并且，考虑到装配的互换性以及生产制造的方便，可将所述左夹持座31和右夹持座32设计为结构相同、规格一致的同一种零部件，只需在安装时将两者相向安装即能实现所述左安装台312与所述右安装台322的移动路径相错开。

Claims (10)

1.一种同步夹爪机构，其特征在于，包括夹持装置（3）、驱动所述夹持装置（3）的驱动装置（1）以及安装在所述夹持装置（3）上的夹爪（4），所述夹持装置（3）包括分别安装在所述驱动装置左右两侧的左夹持座（31）和右夹持座（32），所述左夹持座（31）和右夹持座（32）分别具有用于固定安装在所述驱动装置（1）上的左固定牵引爪（311）和右固定牵引爪（321）， 还分别具有用于安装夹爪（4）的左安装台（312）和右安装台（322），所述左夹持座（31）和所述右夹持座（32）能够在所述驱动装置（1）的驱使下相向运动，且所述左安装台（312）和所述右安装台（322）分别位于所述驱动装置（1）的前侧或后侧，两者的移动路径相互错开。

2.根据权利要求1所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，所述驱动装置（1）包括在轴向两侧设置有同向螺纹的丝杠（12）、用于驱动所述丝杠（12）的电机（11）以及两个分别通过螺纹连接在所述丝杆两侧的丝杠滑块（13），两个所述丝杠滑块（13）结构相同而相向安装，左侧的所述丝杠滑块（13）与所述左固定牵引爪（311）固定连接，右侧的所述丝杠滑块（13）与所述右固定牵引爪（321）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，所述丝杠滑块（13）包括通过螺纹连接在所述丝杠（12）上的螺纹套（131）和固定在所述螺纹套（131）外围的牵引部（132），所述牵引部（132）具有供所述左固定牵引爪（311）和右固定牵引爪（321）固定连接的第一固定连接部（133）。

4.根据权利要求3所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，所述左固定牵引爪（311）和右固定牵引爪（321）均卡接在所述螺纹套（131）的外围，且分别具有与所述第一固定连接部（133）对应的第二固定连接部（315）和第三固定连接部（325）。

5.根据权利要求1所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，所述左安装台（312）和右安装台（322）分别通过部分的左贴合面（314）和右贴合面（324）贴靠在所述螺纹套（131）上。

6.根据权利要求1所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，分别安装在所述左夹持座（31）和右夹持座（32）上的左夹爪（41）和右夹爪（42）分别具有左伸出爪（411）和右伸出爪（421），所述左伸出爪（411）和右伸出爪（421）朝同一个垂直于所述丝杠（12）轴向的方向延伸，且二者的末端处于同一个平行于所述丝杠滑块（13）移动方向的平面内。

7.根据权利要求1所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，还包括分别设置在所述丝杠（12）前侧和后侧用于限制所述夹持装置（3）的前导向装置（22）和后导向装置（21），所述前导向装置（22）固定连接位于前侧的所述左安装台（312）或所述右安装台（322），所述后导向装置（21）固定连接位于后侧的所述左安装台（312）或右安装台（322）。

8.根据权利要求7所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，所述前导向装置（22）包括用于固定连接所述左安装台（312）或右安装台（322）的前滑动座（222）和供所述前滑动座（222）移动的前导轨（221），所述后导向装置（21）包括用于固定连接所述左安装台（312）或右安装台（322）的后滑动座（212）和供所述后滑动座（212）移动的后导轨（211）。

9.根据权利要求8所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，所述左夹持座（31）还包括用于固定连接所述左安装台（312）和所述前导向装置（22）或后导向装置（21）的左导向板（313），所述右夹持座（32）还包括用于固定连接所述右安装台（322）和所述前导向装置（22）或后导向装置（21）的右导向板（323）。

10.根据权利要求1所述的一种同步夹爪机构，其特征在于，所述左安装台（312）的一侧连接所述左固定牵引爪（311），另一侧连接所述左导向板（313）；所述右安装台（322）的一侧连接所述右固定牵引爪（321），另一侧连接所述右导向板（323）。

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