CN113001576A - 一种夹紧翻转机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹紧翻转机构，属于自动化设备技术领域。所述夹紧翻转机构包括机架，以及设置在机架上的第一驱动组件、第二驱动组件和两个夹爪组件，两个夹爪组件沿第一方向相对设置，夹爪组件包括第一转接件、第二转接件和夹爪本体，第二转接件的一端与第一转接件铰接，第二转接件的另一端与第一驱动组件的第一输出端铰接，第一输出端沿第二方向移动时，第一输出端通过第二转接件驱动第一转接件沿第一方向运动；夹爪本体转动连接于第一转接件，夹爪本体能够随第一转接件运动，第二驱动组件驱动夹爪本体转动，夹爪本体的转动轴线平行于第一方向。本发明的夹紧翻转机构，夹紧结构和翻转结构独立设置，结构简单，降低能耗，提高翻转精度。

Description

一种夹紧翻转机构

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种夹紧翻转机构。

背景技术

在工业自动化领域中，大多数产品在生产过程中需要多面加工、组装或检测等，因此自动翻转为自动化常用工艺。在产品需翻转换面的前提下(任意面)，往往需要将产品或载具固定在载体上进行翻转，以防止掉落，现有技术中的翻转机构，多采用与用于夹紧产品的夹紧机构一起翻转，故夹紧机构增大了翻转的转动惯量，从而增大了翻转机构的电机功率，增大了翻转机构的体积，降低了翻转精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹紧翻转机构，夹紧结构和翻转结构独立设置，结构简单，降低能耗，提高翻转精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种夹紧翻转机构，包括机架，以及设置在所述机架上的第一驱动组件、第二驱动组件和两个夹爪组件，两个所述夹爪组件沿第一方向相对设置，所述夹爪组件包括：

第一转接件；

第二转接件，所述第二转接件的一端与所述第一转接件铰接，所述第二转接件的另一端与所述第一驱动组件的第一输出端铰接，所述第一输出端沿第二方向移动时，所述第一输出端通过所述第二转接件驱动所述第一转接件沿所述第一方向运动，所述第二方向垂直于所述第一方向；

夹爪本体，转动连接于所述第一转接件，所述夹爪本体能够随所述第一转接件运动，所述第二驱动组件驱动所述夹爪本体转动，所述夹爪本体的转动轴线平行于所述第一方向。

可选地，所述第二驱动组件包括：

旋转驱动件，固定设置于所述机架；

两组轴套组件，沿所述第一方向相对设置，与两个所述夹爪本体一一对应设置，所述轴套组件包括内轴芯和外套筒，所述内轴芯轴向滑动且周向止动设于所述外套筒内，所述外套筒转动设置于所述机架，所述内轴芯的一端与所述夹爪本体相固定，另一端与所述外套筒配合，一个所述轴套组件的所述外套筒与所述旋转驱动件的第二输出端固定。

可选地，所述轴套组件还包括中空轴，所述中空轴转动连接于所述机架，所述外套筒穿设于所述中空轴并固定连接于所述中空轴，一个所述轴套组件的所述中空轴固定连接于所述第二输出端。

可选地，所述夹爪本体上设置有伸出轴，所述第一转接件沿所述第一方向开设有安装孔，所述伸出轴转动连接于所述安装孔，且所述伸出轴与所述内轴芯固定连接。

可选地，所述第一驱动组件包括：

直线驱动件，固定设置于所述机架；

第一导向轴，沿所述第二方向滑动连接于所述机架；

第一安装板，所述第一导向轴的一端和所述第一输出端均连接于所述第一安装板，两个所述第二转接件分别与所述第一安装板铰接。

可选地，所述第一驱动组件还包括：

缓冲块，固定于所述机架朝向所述第一安装板的一侧；

限位件和第一缓冲器，分别安装于所述第一安装板朝向所述缓冲块的一侧。

可选地，所述第一驱动组件包括两个所述第一导向轴，所述直线驱动件设置于两个所述第一导向轴之间，两个所述第一导向轴的一端均与所述第一安装板连接；

所述第一驱动组件还包括：

第二安装板，连接两个所述第一导向轴的另一端；

第二缓冲器，安装在所述第二安装板朝向所述直线驱动件的一侧。

可选地，所述夹爪组件还包括两个第二导向轴，两个所述第二导向轴的一端分别沿所述第一方向滑动连接于所述机架，另一端分别与两个所述第一转接件固定连接。

可选地，所述夹爪本体和产品二者中，一个上设置有多个定位销，另一个上开设有多个定位孔，多个所述定位销与多个所述定位孔一一对应。

可选地，所述夹爪组件还包括设置在所述第一转接件上的传感器，所述夹爪本体上设置有感应件，所述传感器能够检测所述感应件的位置。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种夹紧翻转机构，使用时，第一驱动组件驱动第一输出端缩回时，所述第一输出端通过两个所述第二转接件驱动带动所述第一转接件相向运动，两个所述夹爪本体分别随相应所述第一转接件相向运动，从而夹紧产品；之后，第二驱动组件驱动夹爪本体在第一转接件上转动，从而使产品随夹爪本体转动，以便进行不同面的加工、组装或检测等操作；最后，第一驱动组件驱动第一输出端伸出时，所述第一输出端通过两个所述第二转接件驱动两个所述第一转接件背离运动，两个夹爪本体分别随相应第一转接件背离运动，从而松开产品，至此完成了一个产品的生产；进行下一个产品的生产时，循环上述步骤。

通过两个夹爪本体分别转动连接于两个第一转接件，在第一驱动组件的驱动作用下，能够夹紧或松开产品，在第二驱动组件的驱动作用下能够翻转产品，即第一驱动组件和第二驱动组件能够分别独立驱动夹爪本体进行夹紧和翻转产品，结构简单紧凑；第二驱动组件驱动夹爪本体翻转产品时无需翻转夹紧结构，减轻了翻转负载，从而降低了翻转的转动惯量，进而降低了第二驱动组件的能耗，减小了结构体积，提高了翻转精度，且降低了成本。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的夹紧翻转机构的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的夹紧翻转机构的主视图；

图3是本发明的具体实施方式提供的第二驱动组件的爆炸图。

图中：

100、产品；

1、机架；11、安装块；

2、第一驱动组件；21、直线驱动件；211、第一输出端；22、第一导向轴；23、第一安装板；24、缓冲块；25、限位件；26、第一缓冲器；27、第二安装板；28、第二缓冲器；

3、第二驱动组件；31、旋转驱动件；311、第二输出端；32、内轴芯；321、挡片；33、外套筒；34、中空轴；35、第一挡圈；36、第二挡圈；37、第三挡圈；38、第一轴承；39、第二轴承；

4、夹爪组件；41、第一转接件；411、安装孔；42、第二转接件；43、夹爪本体；431、伸出轴；44、第二导向轴；45、定位销；46、传感器；47、感应件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供了一种夹紧翻转机构，其包括机架1，以及设置在机架1上的第一驱动组件2、第二驱动组件3和两个夹爪组件4，两个夹爪组件4沿第一方向相对设置，夹爪组件4包括第一转接件41、第二转接件42和夹爪本体43。具体地，如图1和图2所示，第二转接件42的一端与第一转接件41铰接，第二转接件42的另一端与第一驱动组件2的第一输出端211铰接，第一输出端211沿第二方向移动时，第一输出端211通过第二转接件42驱动第一转接件41沿第一方向运动，第二方向垂直于第一方向；夹爪本体43转动连接于第一转接件41，夹爪本体43能够随第一转接件41运动，第二驱动组件3驱动夹爪本体43转动，夹爪本体43的转动轴线平行于第一方向。本实施例中，如图1所示，第一方向为x向，第二方向为y向，第三方向为z向。

使用时，第一驱动组件2驱动第一输出端211缩回时，所述第一输出端211通过两个所述第二转接件42驱动带动所述第一转接件41相向运动，两个所述夹爪本体43分别随相应所述第一转接件41相向运动，从而夹紧产品100；之后，第二驱动组件3驱动夹爪本体43在第一转接件41上转动，从而使产品100随夹爪本体43转动，以便进行不同面的加工、组装或检测等操作；最后，第一驱动组件2驱动第一输出端211伸出时，所述第一输出端211通过两个所述第二转接件42驱动两个所述第一转接件41背离运动，两个夹爪本体43分别随相应第一转接件41背离运动，从而松开产品100，至此完成了一个产品100的生产；进行下一个产品100的生产时，循环上述步骤。

通过两个夹爪本体43分别转动连接于两个第一转接件41，在第一驱动组件2的驱动作用下，能够夹紧或松开产品100，在第二驱动组件3的驱动作用下能够翻转产品100，即第一驱动组件2和第二驱动组件3能够分别独立驱动夹爪本体43进行夹紧和翻转产品100，结构简单紧凑；第二驱动组件3驱动夹爪本体43翻转产品100时无需翻转夹紧结构，减轻了翻转负载，从而降低了翻转的转动惯量，进而降低了第二驱动组件3的能耗，减小了结构体积，提高了翻转精度，且降低了成本。

本实施例中，如图1-图3所示，第二驱动组件3包括旋转驱动件31和两组轴套组件，旋转驱动件31固定设置于机架1，两组轴套组件沿第一方向相对设置，与两个夹爪本体43一一对应设置，轴套组件包括内轴芯32和外套筒33，内轴芯32轴向滑动周向止动设于外套筒33内，外套筒33转动设置于机架1，内轴芯32的一端与夹爪本体43相固定，另一端与外套筒33配合，一个轴套组件的外套筒33与旋转驱动件31的第二输出端311固定。

当第一驱动组件2驱动夹爪本体43时，内轴芯32与外套筒33沿轴向滑动，从而实现夹爪本体43沿轴套组件的轴向移动；内轴芯32与外套筒33周向限位，内轴芯32转动时，内轴芯32传递转矩给外套筒33，使外套筒33同时转动，外套筒33转动连接于机架1，从而实现轴套组件转动连接于机架1；其中一组轴套组件：其外套筒33与旋转驱动件31的第二输出端311固定，内轴芯32的一端与夹爪本体43固定，旋转驱动件31通过外套筒33向内轴芯32传递转矩，内轴芯32驱动与之固定的夹爪本体43转动；另一组轴套组件也转动连接于机架1，从而实现旋转驱动件31驱动一组轴套组件时，通过两个夹爪本体43和夹设于两个夹爪本体43之间的产品100带动另一组轴套组件转动，产品100沿轴套组件的轴向转动，实现了产品100的翻转。通过内轴芯32与外套筒33周向止动且轴向滑动配合，实现了第一驱动组件2和旋转驱动件31分别驱动夹爪本体43，实现了夹紧和翻转相互独立。

具体地，内轴芯32的外周上可以设置沿轴向方向的凸筋，外套筒33的内孔上开设有沿中心线方向的凹槽；或者，外套筒33的内孔上设置有沿中心线方向的凸筋，内轴芯33的外周上开设有沿轴向方向的凹槽；凹槽与凸筋滑动配合，凹槽的槽壁与凸筋的侧面抵接使内轴芯32与外套筒33之间传递力矩，且凹槽与凸筋沿能够轴向滑动；进一步具体地，内轴芯32或外套筒33上可以设置有多条凸筋，外套筒33或内轴芯32上开设有多个凹槽，多个凸筋与多个凹槽一一对应设置，从而实现内轴芯32与外套筒33相配合，提高了力矩传递和滑动配合的可靠性。可选地，内轴芯32与外套筒33也可以通过键连接，内轴芯32和外套筒33上分别开设有相应的键槽，具体可以参照现有技术，不再赘述。

本实施例中，外套筒33为花键螺母，内轴芯32为花键轴，花键轴与花键螺母配合实现了周向止动且轴向滑动配合，且花键联接定心精度高、传递转矩大，以及轴向滑移导向作用，提高了翻转精度。

本实施例中，旋转驱动件31为电机，电机实现相应角度的转动可实现产品100的任意角度翻转，从而实现任意面的生产，具体地，电机上连接有减速器，减速器通过安装块11安装在机架1上；当产品100只要求在某一面生产时，由于旋转气缸可以输出固定的旋转角度，可选地，旋转驱动件31也可以是旋转气缸。

具体地，如图3所示，轴套组件还包括中空轴34，中空轴34转动连接于机架1，外套筒33穿设于中空轴34并固定连接于中空轴34，一个轴套组件的中空轴34固定连接于第二输出端311，通过中空轴34实现了轴套组件分别与机架1和旋转驱动件31之间的转接，内轴芯32在中空轴34内滑动，结构简单紧凑。具体地，中空轴34与抱紧块抱紧连接在减速器的输出轴上。

进一步具体地，机架1上安装有轴承座和安装在轴承座上的第二轴承39，中空轴34与第二轴承39转动连接，从而实现中空轴34与机架1的转动连接。具体地，中空轴34和外套筒33通过法兰连接，中空轴34上的法兰端面抵接在第二轴承39的一端，中空轴34的外周安装有第三挡圈37，第三挡圈37抵接在第二轴承39的另一端，实现了中空轴34的轴向定位，防止轴向窜动。具体地，内轴芯32的外周安装有挡片321，用于内轴芯32与外套筒33的轴向限位，限制了内轴芯32的滑动范围。

具体地，继续参照图3，夹爪本体43上设置有伸出轴431，第一转接件41沿第一方向开设有安装孔411，伸出轴431转动连接于安装孔411，且伸出轴431与内轴芯32固定连接，通过伸出轴431实现夹爪本体43与内轴芯32的固定连接，伸出轴431与夹爪本体43可以是一体结构也可以是分体结构。具体地，伸出轴431与抱紧块抱紧连接在内轴芯32上，抱紧块与伸出轴431通过紧固件实现周向紧固以抱紧连接在内轴芯32的外周。具体地，伸出轴431通过第一轴承38转动连接于第一转接件41上，伸出轴431上安装有第二挡圈36，第二挡圈36抵接在第一轴承38的一端的内圈上，机架1上安装有第一挡圈35，第一挡圈35抵接在第一轴承38的另一端的外圈上，从而实现了第一轴承38与机架1的轴向限位，防止第一轴承38与机架1的轴向窜动。

可选地，如图1和图2所示，第一驱动组件2包括直线驱动件21、第一导向轴22和第一安装板23，其中，直线驱动件21固定设置于机架1，第一导向轴22沿第二方向滑动连接于机架1，第一导向轴22的一端和第一输出端211均连接于第一安装板23，两个第二转接件42分别与第一安装板23铰接，通过第一安装板23实现了第一输出端211与第一导向轴22的连接，第一导向轴22用于第一输出端211的导向，增加了第一输出端211的输出精度；本实施例中，直线驱动件21为气缸，气缸的缸体固定安装在机架1上，气缸的活塞杆连接在第一安装板23上；通过活塞杆的伸缩实现了产品100的夹紧与松开，由于气缸的伸缩距离为一定值，因此适用于一定尺寸的产品100；当用于不同尺寸规格的产品100夹紧时，可选地，直线驱动件21可以是直线电机，电机轴输出一定距离时使两个夹爪本体43输出相应的间距，从而夹紧相应尺寸的产品100。具体地，机架1上安装有直线轴承，第一导向轴22通过直线轴承与机架1滑动连接，降低了第一导向走与机架1之间的摩擦。

可选地，第一驱动组件2还包括缓冲块24、限位件25和第一缓冲器26，缓冲块24固定于机架1朝向第一安装板23的一侧，限位件25和第一缓冲器26分别安装于第一安装板23朝向缓冲块24的一侧；其中，限位件25用于调节第一输出端211的伸缩距离，本实施例中，直线驱动件21为气缸，限位件25为螺钉，螺钉连接在第一安装板23上，调节螺钉的高度以限制气缸活塞杆的伸缩具体，从而适用于多种不同尺寸产品100的夹取；当第一输出端211缩回时，防止第一安装板23与机架1发生碰撞，影响结构寿命，同时通过缓冲块24与第一缓冲器26相互接触，降低了噪音。

可选地，第一驱动组件2包括两个第一导向轴22，直线驱动件21设置于两个第一导向轴22之间，两个第一导向轴22的一端均与第一安装板23连接，使两个第一导向轴22同时用于第一输出端211的导向，提高了导向精度；第一驱动组件2还包括第二安装板27和第二缓冲器28，第二安装板27连接两个第一导向轴22的另一端，第二缓冲器28安装在第二安装板27朝向直线驱动件21的一侧，防止第一输出端211伸出时第二安装板27与直线驱动件21发生碰撞，用于保护直线驱动件21，避免影响结构寿命。

可选地，如图1和图2所示，夹爪组件4还包括两个第二导向轴44，两个第二导向轴44的一端分别沿第一方向滑动连接于机架1，另一端分别与两个第一转接件41固定连接，使第一转接件41始终沿第二导向轴44移动，使两个夹爪本体43的方向不变，增加了夹紧的稳定性。

可选地，夹爪本体43和产品100二者中，一个上设置有多个定位销45，另一个上开设有多个定位孔，多个定位销45与多个定位孔一一对应；本实施例中，夹爪本体43上安装两个定位销45，产品100的两侧分别开设有两个定位孔，两个夹爪本体43上的定位销45分别与产品对应侧的两个定位孔配合，从而实现了产品100与夹爪本体43的相对位置稳定，避免产品100滑脱，提高了夹紧和翻转的可靠性。

可选地，夹爪组件4还包括设置在第一转接件41上的传感器46，夹爪本体43上设置有感应件47，传感器46能够检测感应件47的位置，感应件47的位置可设置为参考零点，用于校核夹爪本体43的位置，当每次夹取一个产品100之前，均可通过传感器46和感应件47自动校核夹爪本体43的位置，从而提高了产品100翻转角度的精度。

本实施例中，如图1和图2所示，机架1呈门字型，机架1包括横板和连接在横板两侧的竖板，直线驱动件21安装在横板上，第一输出端211垂直于横板，旋转驱动件31安装在其中一个竖板的一侧，第二输出端311垂直于竖板。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹紧翻转机构，其特征在于，包括机架(1)，以及设置在所述机架(1)上的第一驱动组件(2)、第二驱动组件(3)和两个夹爪组件(4)，两个所述夹爪组件(4)沿第一方向相对设置，所述夹爪组件(4)包括：

第一转接件(41)；

第二转接件(42)，所述第二转接件(42)的一端与所述第一转接件(41)铰接，所述第二转接件(42)的另一端与所述第一驱动组件(2)的第一输出端(211)铰接，所述第一输出端(211)沿第二方向移动时，所述第一输出端(211)通过所述第二转接件(42)驱动所述第一转接件(41)沿所述第一方向运动，所述第二方向垂直于所述第一方向；

夹爪本体(43)，转动连接于所述第一转接件(41)，所述夹爪本体(43)能够随所述第一转接件(41)运动，所述第二驱动组件(3)驱动所述夹爪本体(43)转动，所述夹爪本体(43)的转动轴线平行于所述第一方向。

2.根据权利要求1所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述第二驱动组件(3)包括：

旋转驱动件(31)，固定设置于所述机架(1)；

两组轴套组件，沿所述第一方向相对设置，与两个所述夹爪本体(43)一一对应设置，所述轴套组件包括内轴芯(32)和外套筒(33)，所述内轴芯(32)轴向滑动且周向止动设于所述外套筒(33)内，所述外套筒(33)转动设置于所述机架(1)，所述内轴芯(32)的一端与所述夹爪本体(43)相固定，另一端与所述外套筒(33)配合，一个所述轴套组件的所述外套筒(33)与所述旋转驱动件(31)的第二输出端(311)固定。

3.根据权利要求2所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述轴套组件还包括中空轴(34)，所述中空轴(34)转动连接于所述机架(1)，所述外套筒(33)穿设于所述中空轴(34)并固定连接于所述中空轴(34)，一个所述轴套组件的所述中空轴(34)固定连接于所述第二输出端(311)。

4.根据权利要求3所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述夹爪本体(43)上设置有伸出轴(431)，所述第一转接件(41)沿所述第一方向开设有安装孔(411)，所述伸出轴(431)转动连接于所述安装孔(411)，且所述伸出轴(431)与所述内轴芯(32)固定连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述第一驱动组件(2)包括：

直线驱动件(21)，固定设置于所述机架(1)；

第一导向轴(22)，沿所述第二方向滑动连接于所述机架(1)；

第一安装板(23)，所述第一导向轴(22)的一端和所述第一输出端(211)均连接于所述第一安装板(23)，两个所述第二转接件(42)分别与所述第一安装板(23)铰接。

6.根据权利要求5所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述第一驱动组件(2)还包括：

缓冲块(24)，固定于所述机架(1)朝向所述第一安装板(23)的一侧；

限位件(25)和第一缓冲器(26)，分别安装于所述第一安装板(23)朝向所述缓冲块(24)的一侧。

7.根据权利要求6所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述第一驱动组件(2)包括两个所述第一导向轴(22)，所述直线驱动件(21)设置于两个所述第一导向轴(22)之间，两个所述第一导向轴(22)的一端均与所述第一安装板(23)连接；

所述第一驱动组件(2)还包括：

第二安装板(27)，连接两个所述第一导向轴(22)的另一端；

第二缓冲器(28)，安装在所述第二安装板(27)朝向所述直线驱动件(21)的一侧。

8.根据权利要求1-4任一项所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述夹爪组件(4)还包括两个第二导向轴(44)，两个所述第二导向轴(44)的一端分别沿所述第一方向滑动连接于所述机架(1)，另一端分别与两个所述第一转接件(41)固定连接。

9.根据权利要求1-4任一项所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述夹爪本体(43)和产品(100)二者中，一个上设置有多个定位销(45)，另一个上开设有多个定位孔，多个所述定位销(45)与多个所述定位孔一一对应。

10.根据权利要求1-4任一项所述的夹紧翻转机构，其特征在于，所述夹爪组件(4)还包括设置在所述第一转接件(41)上的传感器(46)，所述夹爪本体(43)上设置有感应件(47)，所述传感器(46)能够检测所述感应件(47)的位置。

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