CN113104581B - 一种节能型联动夹吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业机械技术领域，公开一种节能型联动夹吸装置，包括固定座、位于固定座底部两端的夹块、位于夹块相对一侧的吸盘以及驱使夹块相互靠近或远离的驱动机构，夹块上端设有与固定座的导向槽滑移配合的滑块，滑块上端凹陷有延伸至夹块底部的凹腔，吸盘具有连通吸盘内部和凹腔的硬质支撑管，凹腔内于硬质支撑管上端密封设有一活塞，在活塞、夹块、固定座和驱动机构之间设有联动机构，通过联动机构，实现加强吸附及方便脱附物品的效果。无需设置动力机构，活塞的上升直接由驱使夹块的驱动机构在驱使夹块的同时联动带动，能够节约能耗。

Description

一种节能型联动夹吸装置

技术领域

本发明涉及工业机械技术领域，尤其涉及一种节能型联动夹吸装置。

背景技术

基于对机械自动化的需求，许多夹具的夹块的夹紧或松懈就由自动控制逐步替代手动控制，在夹具的使用过程中，为了提高夹持后的牢固性，防止工件脱落，在夹块处会设置吸盘进行紧固。

公告号为CN208132988U的中国专利公开一种联动夹吸装置，包含机器人手臂、夹具底盘、夹具架、导轨、滑块、滑动杆、支撑杆、吸盘导杆、吸盘、夹持气缸、伸缩杆，所述机器人手臂的端部旋转安装有夹具底盘，所述夹具底盘上设置有夹具架，所述夹具架的两端分别平行设置有两个导轨，所述导轨上分别设置有与导轨相配合的滑块，所述滑块上分别设置有滑动杆，所述滑动杆与导轨垂直设置，位于夹具架同一端的两个滑动杆平行设置，所述支撑杆垂直设置在两个滑动杆之间，支撑杆的下端设置有吸盘导杆，所述吸盘导杆上设置有吸盘，所述夹持气缸设置在夹具架上，夹持气缸通过设置在夹持气缸内的伸缩杆与两端的滑动杆连接。

上述的吸盘只能通过物理作用-即夹块抵接物品时的力来将吸盘内的空气排出，这就可能导至吸盘内部空气未完全排除或者吸盘内真空度不足的现象，容置导致物品脱落损坏，虽然在对比文献中，在吸盘的内部设置了真空检测装置，一方面，该装置只是起到检测作用，起到一个提醒作用，并不能实现吸盘的进一步吸附；并且设置该真空检测装置，会显著提高制造成本；此外，吸盘还存在放开物品时脱附困难的问题。

发明内容

本发明针对现有技术夹具上的吸盘可能存在真空度不足的现象从而导致夹持的物品脱落的缺点，提供了一种联动夹吸装置，在夹持过程中无需动力机构就能自动抽取吸盘内的空气，始终保持吸盘处于负压吸附的状态，从而避免物体的脱落。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种节能型联动夹吸装置，包括固定座、导向移动设置于固定座底部两端的夹块、于夹块相对的一侧设置的吸盘以及驱使夹块相互靠近或远离的驱动机构，固定座具有沿其轴向延伸且上下贯通的导向槽，夹块上端一体设置有与导向槽滑移配合的滑块，滑块上端凹陷有延伸至夹块底部的凹腔，吸盘靠近夹块的一端延伸有穿入到凹腔内且两端分别与吸盘和凹腔连通的硬质支撑管，凹腔内于硬质支撑管上端密封设置有一活塞，在活塞、夹块、固定座和驱动机构之间设置有联动机构，联动机构包括于夹块、固定座和驱动机构上设置的滑轮组以及一端与活塞上端固定且另一端绕经滑轮组之后与驱动机构固定的牵引绳，当夹块相互靠近，活塞作上升运动；当夹块相互远离，活塞作下降运动。

采用上述方案，通过滑轮组以及连接在驱动机构和活塞之间的牵引绳进行联动，滑轮组的设置方式不限，只需在驱动机构的作用下，能够牵拉牵引绳从而驱使活塞在夹块运动中处于上升运动，既有的滑轮组通过动滑轮、定滑轮的设置个数及配合方式可以形成无数种最终结果为牵引绳牵拉速度是夹块移动速度的n倍（n＞1，n为整数）的设置方式，这样，活塞在速度差的作用下作上升运动，这样设置的显著优点在于：1、无需设置动力机构，活塞的上升直接由驱使夹块的驱动机构在驱使夹块的同时联动带动，能够节约能耗；2、无需设置真空检测装置；3、当夹块未触碰到物品时，活塞上端或下端的腔体均与外界连通，在活塞的升降过程中吸盘始终处于原始状态；当吸盘触碰到物品时，吸盘与物品之间形成密闭的空间，随着活塞的上升，活塞下端腔体增大，活塞下端腔体的气压从不变逐渐降低，一开始，吸盘内部的气体经由硬质支撑管进入到活塞下端腔体内补充气压，当吸盘内部气体全部进入到活塞下端腔体后，随着活塞的继续上升，活塞下端空腔内负压不断上升，导致吸盘的吸力逐渐增强，并且，只要夹块位置保持不变，吸盘就能始终处于负压吸附的状态，不会导致物品的掉落；4、吸盘的吸力变化速度和吸力强度和牵引绳上升速度与夹块移动速度之比呈正比；5、夹块相互靠近，呈现夹持物品的同时，活塞作上升运动，确保吸盘处于强吸附状态；夹块相互远离，呈现卸载物品的同时，活塞作下降运动，吸盘快速复压卸载物品，该联动夹吸装置无需增设动力机构就能够在夹持时始终保持吸盘的吸力，在松开时快速卸载吸盘的吸力，实现加强吸附及方便脱附物品的效果。

作为优选，驱动机构为相背设置且分布于导向槽两侧的夹持气缸或油缸，夹持气缸或油缸的活塞杆端部与靠近其的夹块固定，牵引绳远离活塞的一端与夹持气缸或油缸的活塞杆端部固定。

采用上述方案，夹持气缸或油缸活塞杆的伸缩都能够驱使夹块相互靠近或远离并同步起到牵拉或松懈牵引绳的效果。

作为优选，滑轮组包括于活塞杆端部设置的第一滑轮、固定座上设置的第二滑轮以及滑块内设置的第三滑轮，牵引绳的一端与活塞杆端部固定后，另一端逐一绕第一滑轮、第二滑轮和第三滑轮后与活塞上端固定。

采用上述方案，第一滑轮和第三滑轮分别设置在活塞杆和滑块上，起到动滑轮的作用，而第二滑轮设置在固定座上，起到定滑轮的作用，牵引绳依次缠绕第一滑轮、第二滑轮和第三滑轮后，牵引绳牵拉速度为夹持气缸收缩速度的2倍，导致活塞在牵引绳与夹持气缸的速度差的作用下作上升运动，当夹块相互靠近时，活塞下端腔体不断变大，一旦吸盘与物体接触后，能够抽取吸盘与物体之间的空气，逐渐形成负压，从而驱使吸盘牢牢吸附在物体上，在夹块和吸盘的双重作用下，能够显著增加夹持力，并且只要夹块保持夹持状态，则吸盘始终处于负压吸附状态，一旦夹块分开后，活塞下降，吸盘吸气内部气压增加，能够快速松开物品。

作为优选，在凹腔内设置有在夹块相互远离时驱使活塞自动下降复位的复位机构。

采用上述方案，复位作用能够驱使活塞快速下降，从而驱使吸盘快速复位松开夹持的物品。

作为优选，复位机构包括凹腔上端固定设置的挡块以及位于挡块和活塞上端之间的复位弹簧。

采用上述方案，当活塞杆伸出时，牵引绳松懈后，压缩的复位弹簧自动复位驱使活塞快速下降，从而避免活塞下降不足或下降过慢导致物品松开迟缓或吃力。

作为优选，复位机构包括凹腔上端固定设置的密封塞，密封塞上具备供牵引绳过盈穿过的让位孔。

采用上述方案，密封塞的设置驱使活塞上端与密封塞之间为密闭空间，牵引绳牵拉时，该密闭空间压强增加，当失去牵引力后，为了平衡活塞上下的压强，活塞自动下降，从而驱使吸盘复位松开物品。

作为优选，活塞杆端部固定有一安装块，安装块与夹块内侧固定，第一滑轮转动设置于安装块上端。

采用上述方案，安装块的设置方便将活塞杆与夹块进行固定，同时便于第一滑轮的安装。

作为优选，固定座的两端可拆卸固定设置有限位滑块自导向槽滑出固定座的限位块。

作为优选，固定座上端设置有可驱使固定座升降运动的升降机构。

采用上述方案，升降机构的设置能够驱使整个固定座进行升降运动，从而进一步增加工业中应用时的适用性。

本发明由于采用了以上技术方案，具有以下显著的技术效果：1、无需设置动力机构，活塞的上升直接由驱使夹块的驱动机构在驱使夹块的同时联动带动，能够节约能耗；2、无需设置真空检测装置；3、当夹块未触碰到物品时，活塞上端或下端的腔体均与外界连通，故，在活塞的升降过程中吸盘始终处于原始状态；当吸盘触碰到物品时，吸盘与物品之间形成密闭的空间，随着活塞的上升，活塞下端腔体增大，活塞下端腔体的气压从不变逐渐降低，一开始，吸盘内部的气体经由硬质支撑管进入到活塞下端腔体内补充气压，当吸盘内部气体全部进入到活塞下端腔体后，随着活塞的继续上升，下端负压不断上升，导致吸盘的吸力逐渐增强，并且，只要夹块位置保持不变，吸盘就能始终处于负压吸附的状态，不会导致物品的掉落；4、吸盘的吸力变化速度和吸力强度和牵引绳上升速度与夹块移动速度之比呈正比；5、夹块相互靠近，呈现夹持物品的同时，活塞作上升运动，确保吸盘处于强吸附状态；夹块相互远离，呈现卸载物品的同时，活塞作下降运动，吸盘快速复压卸载物品，该联动夹吸装置无需增设动力机构就能够在夹持时始终保持吸盘的吸力，在松开时快速卸载吸盘的吸力，实现加强吸附及方便脱附物品的效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的节能型联动夹吸装置的轴测图；

图2是本发明实施例1的节能型联动夹吸装置的俯视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图3中A的放大图；

图5是本发明实施例2中复位机构的示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、固定座；101、导向槽；102、限位块；2、夹块；201、凹腔；3、滑块；4、支架；5、吸盘；501、硬质支撑管；6、夹持气缸；7、安装块；8、升降气缸；9、连接块；10、安装座；11、活塞；12、第一滑轮；13、第二滑轮；14、第三滑轮；15、牵引绳；16、挡块；17、复位弹簧；18、密封塞。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种节能型联动夹吸装置，参照图1-图4所示，包括固定座1、固定座1上端设置的可驱使固定座1升降运动的升降机构、导向移动设置于固定座1底部两端的夹块2、于夹块2相对的一侧设置的吸盘5以及驱使夹块2相互靠近或远离的驱动机构，升降机构包括一升降气缸8或油缸，本方案采用升降气缸8，升降气缸8的缸体上端设置有一可与机械臂或器械连接的安装座10，升降气缸8的活塞11杆端部设置有一连接块9，连接块9与固定座1通过螺钉进行固定连接，驱动机构为相背设置且分布于导向槽101两侧的夹持气缸6或油缸，本方案采用夹持气缸6，夹持气缸6的活塞11杆端部与靠近其的夹块2固定。

在固定座1上具有沿其轴向延伸且上下贯通的导向槽101，夹块2上端一体设置有与导向槽101滑移配合的滑块3，滑块3呈“T”型或“沙漏”型设置，固定座1的两端通过螺钉可拆卸设置有限位滑块3自导向槽101滑出固定座1的限位块102，滑块3上端凹陷有延伸至夹块2底部的凹腔201，吸盘5靠近夹块2的一端延伸有穿入到凹腔201内且两端分别与吸盘5和凹腔201连通的硬质支撑管501，吸盘5和硬质支撑管501均由金属制成，凹腔201内于硬质支撑管501上端密封设置有一活塞11，在活塞11、夹块2、固定座1和驱动机构之间设置有随着夹块2的相互靠近活塞11呈上升趋势并随着夹块2的相互远离活塞11呈下降趋势的联动机构。

联动机构包括于夹块2、固定座1和驱动机构上设置的滑轮组以及一端与活塞11上端固定且另一端绕经滑轮组之后与驱动机构固定的牵引绳15，夹块2相互靠近，则活塞11作上升运动；夹块2相互远离，则活塞11作下降运动。

先提供其中一种滑轮组的设置方式，滑轮组包括于活塞11杆端部设置的第一滑轮12、固定座1上设置的第二滑轮13以及滑块3内设置的第三滑轮14，牵引绳15的一端与活塞11杆端部固定后，另一端逐一绕第一滑轮12、第二滑轮13和第三滑轮14后与活塞11上端固定，其中，第二滑轮13设置在一固定支架4上，固定支架4固定设置在固定座1上，通过上述滑轮组的设置，由于第一滑轮12和第三滑轮14分别设置在活塞11杆和滑块3上，所有起到的是动滑轮的作用，而第二滑轮13设置在固定座1上，起到的是定滑轮的作用，牵引绳15依次缠绕第一滑轮12、第二滑轮13和第三滑轮14后，牵引绳牵拉速度为夹持气缸收缩速度的2倍，导致活塞在牵引绳与夹持气缸的速度差的作用下作上升运动，故，当夹块2相互靠近时，活塞11下端腔体不断变大，一旦吸盘5与物体接触后，能够抽取吸盘5与物体之间的空气，逐渐形成负压，从而驱使吸盘5牢牢吸附在物体上，在夹块2和吸盘5的双重作用下，能够显著增加夹持力，并且只要夹块2保持夹持状态，则吸盘5始终处于负压吸附状态，一旦夹块2分开后，活塞11下降，吸盘5吸气内部气压增加，能够快速松开物品。

为了确保在失去牵引力的同时，活塞11能够下降驱使吸盘5松开物品，在凹腔201内设置有在夹块2相互远离时驱使活塞11自动下降复位的复位机构，复位机构包括凹腔201上端固定设置的挡块16以及位于挡块16和活塞11上端之间的复位弹簧17，当活塞11杆伸出时，牵引绳15松懈后，压缩的复位弹簧17自动复位驱使活塞11快速下降，从而避免活塞11下降不足或下降过慢导致物品松开迟缓或吃力。

为了方便活塞11杆、夹块2以及第一滑轮12的连接，在活塞11杆端部固定有一安装块7，安装块7与夹块2内侧固定，第一滑轮12转动设置于安装块7上端。

通过滑轮组以及连接在驱动机构和活塞11之间的牵引绳15进行联动，滑轮组的设置方式不限，通过滑轮组以及连接在驱动机构和活塞之间的牵引绳进行联动，滑轮组的设置方式不限，只需在驱动机构的作用下，能够牵拉牵引绳从而驱使活塞在夹块运动中处于上升运动，既有的滑轮组通过动滑轮、定滑轮的设置个数及配合方式可以形成无数种最终结果为牵引绳牵拉速度是夹块移动速度的n倍（n＞1，n为整数）的设置方式，这样，活塞在速度差的作用下作上升运动，本实施例给出的案例为牵引绳的移动速度是夹块2移动速度的2倍的具体实施方式。

本发明的显著优点在于：1、无需设置动力机构，活塞11的上升直接由驱使夹块2的驱动机构在驱使夹块2的同时联动带动，能够节约能耗；2、无需设置真空检测装置；3、当夹块2未触碰到物品时，活塞11上端或下端的腔体均与外界连通，故，在活塞11的升降过程中吸盘5始终处于原始状态；当吸盘5触碰到物品时，吸盘5与物品之间形成密闭的空间，随着活塞11的上升，活塞11下端腔体增大，活塞11下端腔体的气压从不变逐渐降低，一开始，吸盘5内部的气体经由硬质支撑管501进入到活塞11下端腔体内补充气压，当吸盘5内部气体全部进入到活塞11下端腔体后，随着活塞11的继续上升，下端负压不断上升，导致吸盘5的吸力逐渐增强，并且，只要夹块2位置保持不变，吸盘5就能始终处于负压吸附的状态，不会导致物品的掉落；4、吸盘5的吸力变化速度和吸力强度和活塞11上升速度与夹块2移动速度之比呈正比；5、夹块相互靠近，呈现夹持物品的同时，活塞作上升运动，确保吸盘处于强吸附状态；夹块相互远离，呈现卸载物品的同时，活塞作下降运动，吸盘快速复压卸载物品，该联动夹吸装置无需增设动力机构就能够始终保持吸盘5的吸力，避免夹持的物品掉落。

实施例2

与实施例1相比，本实施例的区别在于，如图5所示，提出另一种复位机构的设置方式，复位机构包括凹腔201上端固定设置的密封塞18，密封塞18由弹性材料制成，密封塞18上具备供牵引绳15过盈穿过的让位孔，密封塞18的设置驱使活塞11上端与密封塞18之间为密闭空间，牵引绳15牵拉时，活塞上升，该密闭空间压强增加，当失去牵引力后，为了平衡活塞11上下的压强，活塞11自动下降，从而驱使吸盘5快速松开物品。

Claims (8)

1.一种节能型联动夹吸装置，包括固定座(1)、导向移动设置于固定座(1)底部两端的夹块(2)、于夹块(2)相对的一侧设置的吸盘(5)以及驱使夹块(2)相互靠近或远离的驱动机构，其特征在于：固定座(1)具有沿其轴向延伸且上下贯通的导向槽(101)，夹块(2)上端一体设置有与导向槽(101)滑移配合的滑块(3)，滑块(3)上端凹陷有延伸至夹块(2)底部的凹腔(201)，吸盘(5)靠近夹块(2)的一端延伸有穿入到凹腔(201)内且两端分别与吸盘(5)和凹腔(201)连通的硬质支撑管(501)，凹腔(201)内于硬质支撑管(501)上端密封设置有一活塞(11)，在活塞(11)、夹块(2)、固定座(1)和驱动机构之间设置有联动机构，联动机构包括于夹块(2)、固定座(1)和驱动机构上设置的滑轮组以及一端与活塞(11)上端固定且另一端绕经滑轮组之后与驱动机构固定的牵引绳(15)，当夹块(2)相互靠近，活塞(11)作上升运动；当夹块(2)相互远离，活塞(11)作下降运动，驱动机构为相背设置且分布于导向槽(101)两侧的夹持气缸(6)或油缸，夹持气缸(6)或油缸的活塞杆端部与靠近其的夹块(2)固定，牵引绳(15)远离活塞(11)的一端与夹持气缸(6)或油缸的活塞杆端部固定。

2.根据权利要求1所述的一种节能型联动夹吸装置，其特征在于：滑轮组包括于活塞杆端部设置的第一滑轮(12)、固定座(1)上设置的第二滑轮(13)以及滑块(3)内设置的第三滑轮(14)，牵引绳(15)的一端与活塞杆端部固定后，另一端逐一绕第一滑轮(12)、第二滑轮(13)和第三滑轮(14)后与活塞(11)上端固定。

3.根据权利要求2所述的一种节能型联动夹吸装置，其特征在于：在凹腔(201)内设置有在夹块(2)相互远离时驱使活塞(11)自动下降复位的复位机构。

4.根据权利要求3所述的一种节能型联动夹吸装置，其特征在于：复位机构包括凹腔(201)上端固定设置的挡块(16)以及位于挡块(16)和活塞(11)上端之间的复位弹簧(17)。

5.根据权利要求3所述的一种节能型联动夹吸装置，其特征在于：复位机构包括凹腔(201)上端固定设置的密封塞(18)，密封塞(18)上具备供牵引绳(15)过盈穿过的让位孔。

6.根据权利要求2所述的一种节能型联动夹吸装置，其特征在于：活塞杆端部固定有一安装块(7)，安装块(7)与夹块(2)内侧固定，第一滑轮(12)转动设置于安装块(7)上端。

7.根据权利要求1所述的一种节能型联动夹吸装置，其特征在于：固定座(1)的两端可拆卸固定设置有限位滑块(3)自导向槽(101)滑出固定座(1)的限位块(102)。

8.根据权利要求1所述的一种节能型联动夹吸装置，其特征在于：固定座(1)上端设置有可驱使固定座(1)升降运动的升降机构。

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