CN112428172B - 一种多功能夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及专用夹具领域，具体地说是一种多功能夹持机构，包括安装架、上压板、第一夹持架、第二夹持架和环抱机构，其中上压板可升降的设于安装架中部，第一夹持架和第二夹持架可水平移动的设于安装架上且分设于所述上压板两侧，所述第一夹持架和第二夹持架前端均设有环抱机构，所述环抱机构包括支承座、升降座和夹持组件，所述支承座安装于对应的夹持架上，所述升降座可升降的设于所述支承座上，所述夹持组件可水平移动的设于所述升降座上。本发明具有夹持力大小控制、防止夹持力超限、安全锁止、位置检测、到位提醒等功能，能够实现对多种规格(直径不同、长短不同)工件的夹持，通用性好。

Description

一种多功能夹持机构

技术领域

本发明涉及专用夹具领域，具体地说是一种多功能夹持机构。

背景技术

夹持机构是机械领域常见机构，但现有技术中的夹持机构夹持力以及所夹持工件的规格一般都是固定的，其功能比较单一，无法适应不同规格的工件夹持要求，适用范围小，通用性差，而且定位精度也不够精准，已经难以满足实际使用要求，需作出改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能夹持机构，具有夹持力大小控制、防止夹持力超限、安全锁止、位置检测、到位提醒等功能，能够实现对多种规格(直径不同、长短不同)工件的夹持，通用性好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多功能夹持机构，包括安装架、上压板、第一夹持架、第二夹持架和环抱机构，其中上压板可升降的设于安装架中部，第一夹持架和第二夹持架可水平移动的设于安装架上且分设于所述上压板两侧，所述第一夹持架和第二夹持架前端均设有环抱机构，所述环抱机构包括支承座、升降座和夹持组件，所述支承座安装于对应的夹持架上，所述升降座可升降的设于所述支承座上，所述夹持组件可水平移动的设于所述升降座上。

所述安装架上设有压板驱动机构，所述压板驱动机构包括压板驱动装置、升降丝杠和升降丝母，所述升降丝杠通过所述压板驱动装置驱动转动，所述升降丝母套装于所述升降丝杠上，所述升降丝母上设有测距传感器，所述上压板后端设有压板弹簧，且所述压板弹簧与所述测距传感器相连。

所述上压板整体呈Y型，所述上压板前侧的每个分叉端部均设有端板，且所述端板下侧设有防撞垫。

所述安装架上设有夹持架驱动机构，所述夹持架驱动机构包括夹持驱动装置、夹持丝杠和夹持丝母，所述夹持丝杠通过所述夹持驱动装置驱动旋转，所述夹持丝杠上设有旋向相反的两段螺纹段，且每段螺纹段上均设有夹持丝母，所述第一夹持架和第二夹持架分别与不同螺纹段上的夹持丝母固连。

所述第一夹持架和第二夹持架内侧均设有夹持测距传感器。

所述支承座内侧设有托板，所述支承座上设有气弹簧，且所述升降座通过所述气弹簧驱动升降，所述升降座内侧设有挂钩板，且所述托板中部设有容置所述挂钩板的凹槽，在所述升降座上设有多个可水平移动的夹持组件。

所述支承座上设有第一限位块，在所述夹持组件后端设有第二限位块，且对应的第一限位块与第二限位块相邻侧面为斜面。

所述夹持组件包括夹块和夹块弹簧，其中夹块前侧设有防护垫，夹块后侧设有夹块弹簧杆和夹块导杆，且所述夹块弹簧杆和夹块导杆均可移动的设于所述升降座上，所述夹块弹簧套装于所述夹块弹簧杆上，所述第二限位块设于所述夹块导杆后端。

所述支承座上设有升降导杆，所述升降座套设于所述升降导杆上，在所述升降座上设有气弹簧支板，所述气弹簧下端固装于所述支承座上、上端与所述气弹簧支板固连。

所述安装架包括立架体和横架体，且所述立架体设于横架体中部，所述上压板安装于所述横架体上，所述第一夹持架和第二夹持架分设于所述横架体两端。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明的上压板后端通过压板弹簧与设于升降丝母上的测距传感器连接，通过实时监测所述压板弹簧的压缩量实现上压板的夹持力控制，能够有效控制上下方向的夹紧力，适应不同规格工件的夹持力要求，并且夹持力超限时能够及时发出警报，还可以避免损坏工件。

2、本发明利用环抱机构从左右两侧抱紧工件，并且所述环抱机构中的支承座上设有第一限位块，所述环抱机构中的夹持组件后端设有第二限位块，通过所述第一限位块和第二限位块的相邻斜面配合可实现环抱机构的完全锁紧，保证工件抱持牢固。

3、本发明的环抱机构中设有升降座和支承座，且抱紧工件时，工件下表面先与升降座内侧的挂钩板接触，然后升降座再在所述工件重力作用下下降直至工件落至支承座内侧的托板上，保证抱紧定位准确。

4、本发明无论上压板还是环抱机构均可实现对工件的柔性支撑接触，避免工件刚性接触受损。

5、本发明在夹持架上设有夹持测距传感器，能够实现位置检测和精确定位功能，保证了夹持架与工件之间定位准确。

附图说明

图1为本发明的立体示意图，

图2为图1中本发明的后视图，

图3为图1中本发明的前视图，

图4为图1中的环抱机构立体示意图，

图5为图1中的环抱机构另一角度立体示意图。

其中，1为压板驱动机构，101为压板驱动装置，102为压板滑轨，103为升降丝杠，2为上压板，201为端板，202为压板弹簧，203为测距传感器，3为安装架，301为立架体，302为横架体，4为第一夹持架，5为第二夹持架，6为环抱机构，61为支承座，611为托板，612为第一限位块，62为升降座，621为挂钩板，622为升降导杆，623为气弹簧，624为气弹簧支板，63为夹持组件，631为夹块，632为夹块弹簧，633为夹块导杆，634为夹块弹簧杆，635为第二限位块，64为滑轨，65为限位弹簧，7为夹持测距传感器，8为夹持架驱动机构，801为夹持丝杠，802为夹持滑轨，803为夹持驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～5所示，本发明包括安装架3和安装于所述安装架3上的上压板2、压板驱动机构1、第一夹持架4、第二夹持架5和夹持架驱动机构8，其中上压板2设于安装架3中部并通过所述压板驱动机构1驱动升降，第一夹持架4和第二夹持架5分设于安装架3两端并通过所述夹持架驱动机构8驱动张开或闭合，在所述第一夹持架4和第二夹持架5前端均设有环抱机构6。

如图1～3所示，所述安装架3包括立架体301和横架体302，且所述立架体301设于横架体302中间处，所述上压板2和压板驱动机构1安装于所述立架体301上，所述夹持架驱动机构8安装于所述横架体302上，而所述第一夹持架4和第二夹持架5分设于所述横架体302两端。

如图1～3所示，所述压板驱动机构1包括压板驱动装置101、升降丝杠103和升降丝母，所述升降丝杠103通过所述压板驱动装置101驱动转动，所述升降丝母套装于所述升降丝杠103上，所述上压板2后端与所述安装架3的立架体301滑动连接，且所述上压板2通过所述升降丝母带动升降。如图1和图3所示，本实施例中，所述立架体301上设有压板滑轨102，所述上压板2后端设有与所述压板滑轨102配合的滑块。

如图1和图3所示，所述升降丝母上设有测距传感器203，所述上压板2后端设有压板弹簧202，且所述压板弹簧202与所述测距传感器203相连，当上压板2下降开始夹紧动作时，所述升降丝母通过所述压板弹簧202蓄能带动所述上压板2下降，当上压板2与工件相抵不再下降后，本发明可通过所述压板驱动装置101驱动所述升降丝母移动改变所述压板弹簧202的压缩量，进而实现上压板2的夹持力调整，其中测距传感器203可实时监测压板弹簧202的改变量，并发出信号给设备控制系统，设备控制系统进而控制所述压板驱动装置101进行精确校对，从而可以按需要提供不同夹持力，另外若测距传感器203检测的压板弹簧202压缩量超过警戒值时，系统会报警提示，并且此时产生的夹持力过载值仅仅是压板弹簧202超过规定值的压缩量引起的，而不是压板驱动装置101带动上压板2直接施加的夹持力，防止夹持力超限损坏工件。本实施例中，所述压板驱动装置101采用可精确控制弹簧压缩量的伺服电机等装置，所述测距传感器203为激光测距传感器，其厂家为邦纳，型号为CD33-250NV。

如图1所示，所述上压板2整体呈Y型，其前端分叉且每个分叉端均设有压紧工件的端板201，所述端板201下侧设有防撞垫避免损坏工件，所述上压板2后端与所述安装架3的立架体301滑动连接。

如图1～3所示，所述夹持架驱动机构8包括夹持驱动装置803、夹持丝杠801和夹持丝母，其中夹持驱动装置803和夹持丝杠801均安装于所述安装架3的横架体302中，且所述夹持丝杠801通过所述夹持驱动装置803驱动旋转，所述夹持丝杠801上设有旋向相反的两段螺纹段，且每段螺纹段上均设有夹持丝母，所述第一夹持架4和第二夹持架5与所述安装架3的横架体302滑动连接，并且与不同的夹持丝母固连，所述夹持丝杠801转动驱动两个夹持丝母反向移动，进而带动第一夹持架4和第二夹持架5张开或闭合。如图1和图3所示，本实施例中，所述横架体302上设有夹持滑轨802，两个夹持架上均设有滑块与对应侧的夹持滑轨802配合。

如图1所示，在所述第一夹持架4和第二夹持架5内侧均设有夹持测距传感器7用于夹持架的移动精确定位，当夹持架移动到位后，所述夹持驱动装置803通过所述夹持测距传感器7发出信号控制停止。本实施例中，所述夹持驱动装置803为伺服电机，所述夹持测距传感器7为激光测距传感器，其厂家为邦纳，型号为CD33-250NV。

在所述第一夹持架4和第二夹持架5前端均设有环抱机构6用于抱持工件，如图4～5所示，所述环抱机构6包括支承座61、升降座62、气弹簧623和夹持组件63，其中所述支承座61安装于对应的夹持架上，且所述支承座61内侧设有托板611，所述升降座62和气弹簧623均设于所述支承座61上，且所述升降座62可通过所述气弹簧623驱动升降，在所述升降座62内侧设有挂钩板621，在所述升降座62上设有多个可水平移动的夹持组件63，另外在所述支承座61上设有第一限位块612，在所述夹持组件63后端设有第二限位块635，且对应的第一限位块612与第二限位块635相邻侧面为斜面。机构工作时夹持组件63前端与工件相抵并水平后退，使后端的第二限位块635水平方向上靠近对应的第一限位块612，抱紧动作结束后所述升降座62通过所述气弹簧623驱动上移一段距离，使工件下表面与所述升降座62内侧的挂钩板621接触，并且所述升降座62在所述工件的自重作用下下降并压缩气弹簧21，直至工件平稳落在所述支承座61内侧的托板611上，如图4所示，在所述托板611中部设有容置所述挂钩板621的凹槽，不会影响工件落在托板611上，在工件下落同时所述夹持组件63后端的第二限位块635沿着垂直方向靠近对应的第一限位块612直至两个限位块相邻斜面接触，并且最终实现夹持组件63锁死。本实施例中，所述气弹簧623的厂家为MISUMI，型号为FGSS18100B。

如图4～5所示，所述支承座61上设有垂直的升降导杆622，所述升降座62套设于所述升降导杆622上并沿着所述升降导杆622移动，在所述升降座62上设有气弹簧支板624，如图5所示，所述气弹簧623下端固装于所述支承座61上，上端穿过所述升降座62后与所述气弹簧支板624固连，当所述升降座62不再承载重物时，所述升降座62在所述气弹簧623作用下自动复位。

如图4～5所示，所述夹持组件63包括夹块631和夹块弹簧632，其中夹块631前侧与工件相抵并设有防护垫避免损坏工件，夹块631后侧设有平行的夹块弹簧杆634和夹块导杆633，且所述夹块弹簧杆634和夹块导杆633均插装于所述升降座62上并可水平移动，所述夹块弹簧632套装于所述夹块弹簧杆634上，所述第二限位块635设于所述夹块导杆633后端。抱紧工件时，所述夹块631后退压缩所述夹块弹簧632，所述夹块631受力消失后在所述夹块弹簧632作用下自动复位。

如图4～5所示，本实施例中所述环抱机构6包括两个升降座62，每个升降座62上设有两个夹持组件63，且各个夹持组件63前端的夹块631表面与待夹持工件表面相匹配。另外本发明也可以在所述支承座61下侧设有滑轨64和限位弹簧65以实现支承座61小范围调整，所述支承座61通过滑块和滑轨64结构与对应夹持架滑动连接，且所述支承座61通过设于夹持架上的限位弹簧65限定移动范围，以消除与工件之间的对心误差，进一步保护工件，所述上压板2前侧的端板201也可以设有类似结构。

本发明的工作原理为：

本发明具体工作过程如下：

一、系统对待夹持工件进行位置检测，然后第一夹持架4和第二夹持架5向工件靠近，当第一夹持架4和第二夹持架5移动到位后，夹持测距传感器7反馈到位信号使两个夹持架停止移动。

二、系统控制夹持架驱动机构8中的夹持驱动装置803启动开始对工件的抱紧动作，同时控制压板驱动机构1中的压板驱动装置101启动使上压板2下降到靠近工件的设定位置停止。

三、当第一夹持架4和第二夹持架5前端的环抱机构6抱紧工件时，如图4～5所示，环抱机构6中的夹持组件63前端与工件相抵并水平后退，使后端的第二限位块635水平方向上靠近对应的第一限位块612。

四、抱紧动作结束后，如图4～5所示，环抱机构6中的升降座62通过所述气弹簧623驱动上移一段距离，使工件下表面与所述升降座62内侧的挂钩板621接触，然后所述升降座62在所述工件的自重作用下下降并压缩气弹簧21，直至工件平稳落在所述支承座61内侧的托板611上，此时所述夹持组件63后端的第二限位块635与对应的第一限位块612相邻斜面接触，并且所述第一限位块612与第二限位块635的接触面角度小于摩擦角，实现夹持组件6的自锁。

五、当环抱机构6中的各个托板611托住工件底部后，压板驱动机构1中的压板驱动装置101启动使上压板2继续下降压紧工件完成上下夹持动作，其中如图3所示，由于上压板2通过压板弹簧202与设于升降丝母上的测距传感器203连接，当上压板2前端与工件相抵无法下降后，本发明可通过所述压板驱动装置101驱动所述升降丝母移动改变所述压板弹簧202的压缩量，进而控制上压板2的夹持力大小，而测距传感器203则实时监测压板弹簧202的改变量，并及时发出信号控制所述压板驱动装置101进行校对或报警。

Claims (7)

1.一种多功能夹持机构，其特征在于：包括安装架(3)、上压板(2)、第一夹持架(4)、第二夹持架(5)和环抱机构(6)，其中上压板(2)可升降的设于安装架(3)中部，第一夹持架(4)和第二夹持架(5)可水平移动的设于安装架(3)上且分设于所述上压板(2)两侧，所述第一夹持架(4)和第二夹持架(5)前端均设有环抱机构(6)，所述环抱机构(6)包括支承座(61)、升降座(62)和夹持组件(63)，所述支承座(61)安装于对应的夹持架上，所述升降座(62)可升降的设于所述支承座(61)上，所述夹持组件(63)可水平移动的设于所述升降座(62)上；

所述支承座(61)内侧设有托板(611)，所述支承座(61)上设有气弹簧(623)，且所述升降座(62)通过所述气弹簧(623)驱动升降，所述升降座(62)内侧设有挂钩板(621)，且所述托板(611)中部设有容置所述挂钩板(621)的凹槽，在所述升降座(62)上设有多个可水平移动的夹持组件(63)；

所述支承座(61)上设有第一限位块(612)，在所述夹持组件(63)后端设有第二限位块(635)，且对应的第一限位块(612)与第二限位块(635)相邻侧面为斜面；

所述夹持组件(63)包括夹块(631)和夹块弹簧(632)，其中夹块(631)前侧设有防护垫，夹块(631)后侧设有夹块弹簧杆(634)和夹块导杆(633)，且所述夹块弹簧杆(634)和夹块导杆(633)均可移动的设于所述升降座(62)上，所述夹块弹簧(632)套装于所述夹块弹簧杆(634)上，所述第二限位块(635)设于所述夹块导杆(633)后端。

2.根据权利要求1所述的多功能夹持机构，其特征在于：所述安装架(3)上设有压板驱动机构(1)，所述压板驱动机构(1)包括压板驱动装置(101)、升降丝杠(103)和升降丝母，所述升降丝杠(103)通过所述压板驱动装置(101)驱动转动，所述升降丝母套装于所述升降丝杠(103)上，所述升降丝母上设有测距传感器(203)，所述上压板(2)后端设有压板弹簧(202)，且所述压板弹簧(202)与所述测距传感器(203)相连。

3.根据权利要求1或2所述的多功能夹持机构，其特征在于：所述上压板(2)整体呈Y型，所述上压板(2)前侧的每个分叉端部均设有端板(201)，且所述端板(201)下侧设有防撞垫。

4.根据权利要求1所述的多功能夹持机构，其特征在于：所述安装架(3)上设有夹持架驱动机构(8)，所述夹持架驱动机构(8)包括夹持驱动装置(803)、夹持丝杠(801)和夹持丝母，所述夹持丝杠(801)通过所述夹持驱动装置(803)驱动旋转，所述夹持丝杠(801)上设有旋向相反的两段螺纹段，且每段螺纹段上均设有夹持丝母，所述第一夹持架(4)和第二夹持架(5)分别与不同螺纹段上的夹持丝母固连。

5.根据权利要求1或4所述的多功能夹持机构，其特征在于：所述第一夹持架(4)和第二夹持架(5)内侧均设有夹持测距传感器(7)。

6.根据权利要求1所述的多功能夹持机构，其特征在于：所述支承座(61)上设有升降导杆(622)，所述升降座(62)套设于所述升降导杆(622)上，在所述升降座(62)上设有气弹簧支板(624)，所述气弹簧(623)下端固装于所述支承座(61)上、上端与所述气弹簧支板(624)固连。

7.根据权利要求1所述的多功能夹持机构，其特征在于：所述安装架(3)包括立架体(301)和横架体(302)，且所述立架体(301)设于横架体(302)中部，所述上压板(2)安装于所述横架体(302)上，所述第一夹持架(4)和第二夹持架(5)分设于所述横架体(302)两端。

Images