CN113183145A - 一种可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法，包括支撑底板，所述支撑底板上安装有第一电机，第一电机的输出端设置有第一丝杆，第一丝杆上啮合有移动滑块，移动滑块的上表面固定连接有驱动座，驱动座的一端设置有第二电机，第二电机的输出端设置有第二丝杆，第二丝杆上啮合连接有伸缩架。本发明提出的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法，采用第一电机带动驱动座整体横向移动，第二电机带动伸缩架伸缩，控制夹持座纵向移动，可以实现夹持装置的位置移动，能够节省空间，使用灵活，设置有压力传感器感应是否夹持到相应物件，保证物件夹持稳定的同时，还能防止物件被夹持变形。

Description

一种可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法

技术领域

本发明涉及定位加工夹持感知装置技术领域，特别涉及一种可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法。

背景技术

可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。目前正在飞速发展的虚拟现实技术也是以图形图像的可视化技术为依托的。

可视化机械加工中，经常需要对工件进行夹持定位或自动抓取，而大多夹具都是手动操作，工作效率低，且夹具功能单一，只具有夹持定位的功能，无法当自动取料装置使用，而且在夹持后无法判定是否夹持牢固，部分圆柱类零部件，其中多为空心结构，针对薄壁类圆柱件的搬运，必须有效控制夹紧力的大小，既要防止零部件脱落，同时又要保证零部件形变在规定范围内，存在诸多问题，抓取不稳定，劳动强度高、作业过程有风险等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法，采用第一电机带动驱动座整体横向移动，第二电机带动伸缩架伸缩，控制夹持座纵向移动，可以实现夹持装置的位置移动，达到定位目的，且纵向采用伸缩架结构实现位移，能够节省空间，使用灵活，在夹持座上设置夹持装置，利用推送气缸带动推送齿条移动，完成弧形夹持块的推送，同时推送齿条利用传动齿轮和转向齿轮带动夹持杆的旋转，夹持杆和弧形夹持块共同完成对物件的夹持，对夹持物件进行三点固定，夹持稳定，设置有压力传感器感应是否夹持到相应物件，同时检测夹持力的大小，防止压力过小或者过大，保证物件夹持稳定的同时，还能防止物件被夹持变形，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，包括支撑底板，所述支撑底板上安装有第一电机，第一电机的输出端设置有第一丝杆，第一丝杆上啮合有移动滑块，移动滑块的上表面固定连接有驱动座，驱动座的一端设置有第二电机，第二电机的输出端设置有第二丝杆，第二丝杆上啮合连接有伸缩架，伸缩架的一端铰接有端部连接块，端部连接块与第二丝杆啮合，伸缩架的另一端对称铰接有第一导向杆，第一导向杆上活动连接有夹持座，所述夹持座一侧的两端对称设置有固定板，固定板与第一导向杆活动连接，夹持座的另一侧固定连接有安装板，安装板上安装有夹持装置，所述夹持装置包括夹持杆、传动齿轮、推送齿条和推送气缸，夹持杆通过传动齿轮与推送齿条啮合，推送齿条的另一端与推送气缸的输出端固定连接。

优选的，所述驱动座的一侧开设有活动槽口，端部连接块贯穿活动槽口，端部连接块分别安装在第二丝杆的两端，且第二丝杆的两端的螺纹方向相反。

优选的，所述固定板上开设有活动圆孔，活动圆孔与第一导向杆活动连接，第一导向杆的一端套接有支撑弹簧，支撑弹簧的一端与固定板的侧壁固定连接。

优选的，所述安装板上表面的中间位置上开设有限位滑槽，限位滑槽与推送齿条活动连接，限位滑槽两侧的安装板上均开设有第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔与夹持杆活动连接，第二安装孔与传动齿轮活动连接。

优选的，所述推送齿条的下表面设置有限位滑条，限位滑条与限位滑槽活动连接，推送齿条远离推送气缸一端的上表面固定连接有推送架，推送架的两端活动连接有第二导向杆，第二导向杆上套接有缓冲弹簧，第二导向杆的一端设置有弧形夹持块。

优选的，所述弧形夹持块的一侧设置有压力传感器。

优选的，所述夹持杆的一端设置有限位短杆，夹持杆另一端的下表面固定连接有转向齿轮，转向齿轮与传动齿轮啮合。

优选的，所述转向齿轮与传动齿轮的下端均设置有旋转柱，旋转柱分别贯穿第一安装孔和第二安装孔。

优选的，所述推送气缸与夹持座的侧壁固定连接，且推送气缸的输出端贯穿夹持座。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种可视化机械加工用定位夹持感知装置的实施方法，包括如下步骤：

S1：第一电机工作，带动第一丝杆旋转，移动滑块带动驱动座整体横向移动，调整夹持装置的横向位置；

S2：第二电机工作，带动第二丝杆旋转，端部连接块相向或者相反移动，伸缩架伸长或者缩短，带动夹持座纵向移动，实现夹持装置定位；

S3：定位到需要夹持的位置上，推送气缸活塞杆伸出，带动推送齿条在限位滑槽内位移，推送齿条带动来两侧的传动齿轮反向旋转，传动齿轮又通过转向齿轮带动夹持杆转向，从物件的两侧向物件旋转；

S4：弧形夹持块最先与物件接触，并推送物件向限位短杆方向移动，直至弧形夹持块和限位短杆将物件夹持固定，压力传感器检测弧形夹持块对物件的夹持力，达到设定值时，推送气缸停止推送；

S5：第一电机和第二电机控制夹持装置位移，到达指定位置后，推送气缸带动推送齿条收回，夹持杆向两侧旋转，放下夹持物件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法，采用第一电机带动驱动座整体横向移动，第二电机带动伸缩架伸缩，控制夹持座纵向移动，可以实现夹持装置的位置移动，达到定位目的，且纵向采用伸缩架结构实现位移，能够节省空间，使用灵活，在夹持座上设置夹持装置，利用推送气缸带动推送齿条移动，完成弧形夹持块的推送，同时推送齿条利用传动齿轮和转向齿轮带动夹持杆的旋转，夹持杆和弧形夹持块共同完成对物件的夹持，对夹持物件进行三点固定，夹持稳定，设置有压力传感器感应是否夹持到相应物件，同时检测夹持力的大小，防止压力过小或者过大，保证物件夹持稳定的同时，还能防止物件被夹持变形。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的驱动座结构图；

图3为本发明的夹持座安装结构图；

图4为本发明的夹持座结构图；

图5为本发明的夹持装置结构图；

图6为本发明的夹持杆结构图；

图7为本发明的推送齿条结构图；

图8为本发明的弧形夹持块结构图。

图中：1、支撑底板；11、第一电机；12、第一丝杆；13、移动滑块；2、驱动座；21、第二电机；22、第二丝杆；23、伸缩架；231、端部连接块；232、第一导向杆；233、支撑弹簧；24、活动槽口；3、夹持座；31、固定板；311、活动圆孔；32、安装板；321、限位滑槽；322、第一安装孔；323、第二安装孔；4、夹持装置；41、夹持杆；411、限位短杆；412、转向齿轮；42、传动齿轮；421、旋转柱；43、推送齿条；431、限位滑条；432、推送架；433、第二导向杆；434、缓冲弹簧；435、弧形夹持块；4351、压力传感器；44、推送气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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。

请参阅图1，一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，包括支撑底板1，支撑底板1上安装有第一电机11，第一电机11的输出端设置有第一丝杆12，第一丝杆12上啮合有移动滑块13，移动滑块13的上表面固定连接有驱动座2。

请参阅图2，驱动座2的一端设置有第二电机21，第二电机21的输出端设置有第二丝杆22，第二丝杆22上啮合连接有伸缩架23，伸缩架23的一端铰接有端部连接块231，端部连接块231与第二丝杆22啮合，伸缩架23的另一端对称铰接有第一导向杆232，第一导向杆232上活动连接有夹持座3，驱动座2的一侧开设有活动槽口24，端部连接块231贯穿活动槽口24，端部连接块231分别安装在第二丝杆22的两端，且第二丝杆22的两端的螺纹方向相反，第二电机21工作时，带动第二丝杆22旋转，第二丝杆22上的端部连接块231同时相向或者相反移动，带动伸缩架23伸长或者缩短，实现夹持座3的纵向定位。

请参阅图3-图4，夹持座3一侧的两端对称设置有固定板31，固定板31与第一导向杆232活动连接，夹持座3的另一侧固定连接有安装板32，安装板32上安装有夹持装置4，固定板31上开设有活动圆孔311，活动圆孔311与第一导向杆232活动连接，第一导向杆232的一端套接有支撑弹簧233，支撑弹簧233的一端与固定板31的侧壁固定连接，支撑弹簧233辅助第一导向杆232对夹持座3进行支撑，防止夹持座3倾斜，安装板32上表面的中间位置上开设有限位滑槽321，限位滑槽321与推送齿条43活动连接，推送齿条43在限位滑槽321内活动，限位滑槽321两侧的安装板32上均开设有第一安装孔322和第二安装孔323，第一安装孔322与夹持杆41活动连接，第二安装孔323与传动齿轮42活动连接。

请参阅图5-图8，夹持装置4包括夹持杆41、传动齿轮42、推送齿条43和推送气缸44，夹持杆41通过传动齿轮42与推送齿条43啮合，推送齿条43的另一端与推送气缸44的输出端固定连接，推送齿条43的下表面设置有限位滑条431，限位滑条431与限位滑槽321活动连接，推送齿条43远离推送气缸44一端的上表面固定连接有推送架432，推送架432的两端活动连接有第二导向杆433，第二导向杆433上套接有缓冲弹簧434，第二导向杆433的一端设置有弧形夹持块435，推送架432用于支撑弧形夹持块435，弧形夹持块435与夹持物件接触，缓冲弹簧434用于自动调整夹持力度，弧形夹持块435的一侧设置有压力传感器4351，感应是否夹持到相应物件，同时检测夹持力的大小，防止压力过大，夹持杆41的一端设置有限位短杆411，限位短杆411与弧形夹持块435配合使用，对夹持物件进行三点固定，夹持稳定，夹持杆41另一端的下表面固定连接有转向齿轮412，转向齿轮412与传动齿轮42啮合，转向齿轮412与传动齿轮42的下端均设置有旋转柱421，旋转柱421分别贯穿第一安装孔322和第二安装孔323，转向齿轮412与传动齿轮42均可以在第一安装孔322和第二安装孔323内旋转，推送齿条43两面均设置有齿纹，分别与传动齿轮42啮合，再通过传动齿轮42将旋转力传递给转向齿轮412，实现夹持杆41转向，推送气缸44与夹持座3的侧壁固定连接，且推送气缸44的输出端贯穿夹持座3，推送气缸44对推送齿条43施加推送力，控制推送齿条43位移。

为了更好的展现可视化机械加工用定位夹持感知装置的实施流程，本实施例现提出一种可视化机械加工用定位夹持感知装置的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：第一电机11工作，带动第一丝杆12旋转，移动滑块13带动驱动座2整体横向移动，调整夹持装置4的横向位置；

步骤二：第二电机21工作，带动第二丝杆22旋转，端部连接块231相向或者相反移动，伸缩架23伸长或者缩短，带动夹持座3纵向移动，实现夹持装置4定位，两个电机用于控制夹持座3移动到相应的夹持点；

步骤三：定位到需要夹持的位置上，推送气缸44活塞杆伸出，带动推送齿条43在限位滑槽321内位移，推送齿条43带动来两侧的传动齿轮42反向旋转，传动齿轮42又通过转向齿轮412带动夹持杆41转向，从物件的两侧向物件旋转；

步骤四：弧形夹持块435最先与物件接触，并推送物件向限位短杆411方向移动，直至弧形夹持块435和限位短杆411将物件夹持固定，压力传感器4351检测弧形夹持块435对物件的夹持力，达到设定值时，推送气缸44停止推送，防止挤压力过大或者过小，保证夹持牢固的同时避免将物件挤压变形；

步骤五：第一电机11和第二电机21控制夹持装置4位移，到达指定位置后，推送气缸44带动推送齿条43收回，夹持杆41向两侧旋转，放下夹持物件。

综上所述：本可视化机械加工用定位夹持感知装置及其实施方法，采用第一电机11带动驱动座2整体横向移动，第二电机21带动伸缩架23伸缩，控制夹持座3纵向移动，可以实现夹持装置4的位置移动，达到定位目的，且纵向采用伸缩架23结构实现位移，能够节省空间，使用灵活，在夹持座3上设置夹持装置4，利用推送气缸44带动推送齿条43移动，完成弧形夹持块435的推送，同时推送齿条43利用传动齿轮42和转向齿轮412带动夹持杆41的旋转，夹持杆41和弧形夹持块435共同完成对物件的夹持，对夹持物件进行三点固定，夹持稳定，设置有压力传感器4351感应是否夹持到相应物件，同时检测夹持力的大小，防止压力过小或者过大，保证物件夹持稳定的同时，还能防止物件被夹持变形。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，包括支撑底板(1)，其特征在于：所述支撑底板(1)上安装有第一电机(11)，第一电机(11)的输出端设置有第一丝杆(12)，第一丝杆(12)上啮合有移动滑块(13)，移动滑块(13)的上表面固定连接有驱动座(2)，驱动座(2)的一端设置有第二电机(21)，第二电机(21)的输出端设置有第二丝杆(22)，第二丝杆(22)上啮合连接有伸缩架(23)，伸缩架(23)的一端铰接有端部连接块(231)，端部连接块(231)与第二丝杆(22)啮合，伸缩架(23)的另一端对称铰接有第一导向杆(232)，第一导向杆(232)上活动连接有夹持座(3)，所述夹持座(3)一侧的两端对称设置有固定板(31)，固定板(31)与第一导向杆(232)活动连接，夹持座(3)的另一侧固定连接有安装板(32)，安装板(32)上安装有夹持装置(4)，所述夹持装置(4)包括夹持杆(41)、传动齿轮(42)、推送齿条(43)和推送气缸(44)，夹持杆(41)通过传动齿轮(42)与推送齿条(43)啮合，推送齿条(43)的另一端与推送气缸(44)的输出端固定连接。

2.如权利要求1所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述驱动座(2)的一侧开设有活动槽口(24)，端部连接块(231)贯穿活动槽口(24)，端部连接块(231)分别安装在第二丝杆(22)的两端，且第二丝杆(22)的两端的螺纹方向相反。

3.如权利要求2所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述固定板(31)上开设有活动圆孔(311)，活动圆孔(311)与第一导向杆(232)活动连接，第一导向杆(232)的一端套接有支撑弹簧(233)，支撑弹簧(233)的一端与固定板(31)的侧壁固定连接。

4.如权利要求3所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述安装板(32)上表面的中间位置上开设有限位滑槽(321)，限位滑槽(321)与推送齿条(43)活动连接，限位滑槽(321)两侧的安装板(32)上均开设有第一安装孔(322)和第二安装孔(323)，第一安装孔(322)与夹持杆(41)活动连接，第二安装孔(323)与传动齿轮(42)活动连接。

5.如权利要求4所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述推送齿条(43)的下表面设置有限位滑条(431)，限位滑条(431)与限位滑槽(321)活动连接，推送齿条(43)远离推送气缸(44)一端的上表面固定连接有推送架(432)，推送架(432)的两端活动连接有第二导向杆(433)，第二导向杆(433)上套接有缓冲弹簧(434)，第二导向杆(433)的一端设置有弧形夹持块(435)。

6.如权利要求5所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述弧形夹持块(435)的一侧设置有压力传感器(4351)。

7.如权利要求6所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述夹持杆(41)的一端设置有限位短杆(411)，夹持杆(41)另一端的下表面固定连接有转向齿轮(412)，转向齿轮(412)与传动齿轮(42)啮合。

8.如权利要求7所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述转向齿轮(412)与传动齿轮(42)的下端均设置有旋转柱(421)，旋转柱(421)分别贯穿第一安装孔(322)和第二安装孔(323)。

9.如权利要求8所述的一种可视化机械加工用定位夹持感知装置，其特征在于：所述推送气缸(44)与夹持座(3)的侧壁固定连接，且推送气缸(44)的输出端贯穿夹持座(3)。

10.一种如权利要求9所述的可视化机械加工用定位夹持感知装置的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：第一电机(11)工作，带动第一丝杆(12)旋转，移动滑块(13)带动驱动座(2)整体横向移动，调整夹持装置(4)的横向位置；

S2：第二电机(21)工作，带动第二丝杆(22)旋转，端部连接块(231)相向或者相反移动，伸缩架(23)伸长或者缩短，带动夹持座(3)纵向移动，实现夹持装置(4)定位；

S3：定位到需要夹持的位置上，推送气缸(44)活塞杆伸出，带动推送齿条(43)在限位滑槽(321)内位移，推送齿条(43)带动来两侧的传动齿轮(42)反向旋转，传动齿轮(42)又通过转向齿轮(412)带动夹持杆(41)转向，从物件的两侧向物件旋转；

S4：弧形夹持块(435)最先与物件接触，并推送物件向限位短杆(411)方向移动，直至弧形夹持块(435)和限位短杆(411)将物件夹持固定，压力传感器(4351)检测弧形夹持块(435)对物件的夹持力，达到设定值时，推送气缸(44)停止推送；

S5：第一电机(11)和第二电机(21)控制夹持装置(4)位移，到达指定位置后，推送气缸(44)带动推送齿条(43)收回，夹持杆(41)向两侧旋转，放下夹持物件。

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