CN113232034A - 一种无动力自适应抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无动力自适应抓取装置，装置夹钳机构、定位机构、开闭机构、检测机构、吊顶和圆形中间架构成，用于抓取各种形状、大小不统一的圆形盖板式零部件。该装置可利用自身重力带动顶柱运动，通过支撑轴与齿形环斜面的配合使转动块旋转，从而实现开闭结构的松开与锁紧，最终实现夹钳的夹紧与松开。在夹钳侧面增加检测装置，保证工作过程中的安全性。本装置主要用于智能化车间建设，在实际生产中可实现自动抓取，具备运行过程中的防脱落功能，利用装置的自锁性能，防止抓取部件在断电或断气的情况下出现脱落现象，确保抓取作业的安全可靠，提高生产效率，缩短生产耗时，减小工人劳动强度。

Description

一种无动力自适应抓取装置

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种自适应抓取装置。

背景技术

通用车间生产线的圆形盖板式零部件种类繁多，形状、尺寸存在一定差异，吊装不同的零部件时需要设计采用不同的抓取装置，耗费人力物力。但在自动吊装过程中，为确保作业的安全可靠并提高作业效率，吊车的吊钩上不应吊挂多种可换抓取装置。为了建造智能化无人车间，提高生产效率，缩短生产耗时，减小工人劳动强度，需要设计一套能够具有自动抓取、检测反馈功能的无动力自适应抓取装置。现有技术专利：CN206486184U中介绍了一种起重机的无动力抓取核废源桶的专用吊具，利用联杆来完成核废料桶的抓取，并利用自锁装置来确保吊具状态固定，采用无动力抓取。但是此结构为特定的装置，只能抓取特定的核废料桶，不能与通用车间的吊车进行配合，且没有定位和检测组件，无法确认是否夹取到位，保证作业安全。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种无动力自适应抓取装置，装置夹钳机构、定位机构、开闭机构、检测机构、吊顶和圆形中间架构成，用于抓取各种形状、大小不统一的圆形盖板式零部件。该装置可利用自身重力带动顶柱运动，通过支撑轴与齿形环斜面的配合使转动块旋转，从而实现开闭结构的松开与锁紧，最终实现夹钳的夹紧与松开。在夹钳侧面增加检测装置，保证工作过程中的安全性。本装置主要用于智能化车间建设，在实际生产中可实现自动抓取，具备运行过程中的防脱落功能，利用装置的自锁性能，防止抓取部件在断电或断气的情况下出现脱落现象，确保抓取作业的安全可靠，提高生产效率，缩短生产耗时，减小工人劳动强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种无动力自适应抓取装置，包括夹钳机构、定位机构、开闭机构、检测机构、吊顶和圆形中间架；

所述夹钳机构有相同的三组，均匀分布在所述圆形中间架周围；每组包括夹钳、圆柱销和支撑板；所述支撑板上端与吊顶固连，支撑板下部通过圆柱销与夹钳的顶端连接；所述夹钳中部通过圆柱销与圆形中间架连接；所述夹钳机构用于抓取圆形盖板式零部件；

所述定位结构有相同的三组，每组包括粗定位导向块和粗定位导向块连接板；通过所述定位导向块连接板将粗定位导向块和圆形中间架用螺栓固定连接在一起；所述定位机构用于在抓取圆形盖板式零部件前进行定位；

所述开闭机构包括主要由支撑壳体、中间转筒、顶柱、单向轴承、圆台、上齿形环、支撑轴、下齿形环和转动块；所述支撑壳体为圆筒形，位于开闭机构的上部，与所述吊顶固定连接；所述单向轴承位于支撑壳体内部，单向轴承下端固定连接一个圆台，所述圆台相对两侧各设有一个凸台，所述凸台能与支撑壳体内侧设置的凹槽配合；所述上齿形环和下齿形环位于支撑壳体内部，分别用螺栓与支撑壳体固定连接，上齿形环位于下齿形环的上方；所述顶柱穿过上齿形环、下齿形环和凸台后，顶柱上端与单向轴承通过平键连接，顶柱下端与转动块固连；所述支撑轴位于上齿形环和下齿形环之间，垂直于与顶柱安装在顶柱上；所述中间转筒下端与圆形中间架通过螺栓固连，中间转筒上端与顶柱固连，将顶柱包围；所述支撑壳体、顶柱和中间转筒同轴；

当抓取装置下降时，圆形中间架接触圆形盖板式零部件，抓取装置继续下降，圆形中间架被圆形盖板式零部件挡住，圆形中间架相对于夹钳机构上升，使夹钳机构张开；同时圆形中间架推动中间转筒上升，带动顶柱和支撑轴上升，支撑轴与上齿形环的斜面接触，使得中间转筒和支撑轴转动，直至支撑轴运动至上齿形环的最上端，此时圆台上的两个凸台与支撑壳体上的凹槽脱开并转动45°；当抓取装置到达指定抓取位置时，抓取装置上升，在转动块自重作用力下，转动块带动顶柱和支撑轴下降，支撑轴相对上齿形环向下运动，当支撑轴与下齿形环的斜面接触时，顶柱和支撑轴做二次转动45°，直至支撑轴运动至下齿形环凹槽最底端，圆台上的两个凸台嵌入支撑壳体上的凹槽锁住；同时顶柱下降时，带动中间转筒和圆形中间架下降，夹钳机构抓取圆形盖板式零部件；

所述检测机构包括三个防爆行程开关和数字信号发射器；三个防爆行程开关通过螺钉分别安装在三个夹钳的侧面；当三个夹钳均抓取到圆形盖板式零部件，分别触发三个防爆行程开关，数字信号发射器将开关信号发送给控制抓取装置的中央控制器，中央控制器发出指令对圆形盖板式零部件进行抓取。

优选地，所述抓取装置抓取的圆形盖板式零部件的直径范围为1700mm～2000mm。

优选地，所述粗定位导向块的材料为铜，所述粗定位导向块连接板的材料为304钢。

优选地，所述圆柱销的直径有两种，分别为Φ40×180和Φ40×120。

优选地，所述螺栓的规格有两种，分别为M8×16和M8×12。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提出的一种无动力自动闭合抓取装置，利用抓取机构自身的重力使开闭结构中的支撑轴与齿形环斜面配合，带动转动块每个周期转动45度，实现支撑板上的卡槽卡紧与松开的状态的转换，从而带动夹钳组松开与夹紧，实现圆形盖板式零部件的抓取；同时增加检测装置来保证该装置的安全性，增加定位结构实现该装置的自动定心。

2、本发明装置无动力自动闭合抓取装置结构简单，工作效率高。在实际生产中使用该装置可实现自动抓取，并具备在运行过程中的防脱落功能，并且具备自锁性能，可有效防止抓取部件在断电或断气的情况下出现脱落现象。在实际生产中使用该装置可有效地减少在线操作人员，减少劳动强度，提高加工效率，缩短生产周期。

附图说明

图1为本发明的总体装配示意图。

图2为本发明装置抓取前准备状态示意图。

图3为本发明装置抓取前准备状态开闭结构局部示意图。

图4为本发明装置抓取后所处状态示意图。

图5为本发明装置抓取后时所处状态开闭结构局部示意图。

图中：1—粗定位导向块；2—夹钳；3—粗定位导向块连接板；4—圆柱销；5—支撑板；6—吊顶；7—支撑壳体；8—圆形中间架；9—中间转筒；10—检测机构；11—顶柱；12—单向轴承；13—上齿形环；14—支撑轴；15—下齿形环；16—转动块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明提出一种无动力自适应抓取装置。抓取装置采用无动力设计，可对直径1700mm～2000mm范围内的圆形盖板式零部件进行自动闭合抓取，并具备在运行过程中的防脱落功能。

如图1所示，一种无动力自适应抓取装置，包括夹钳机构、定位机构、开闭机构、检测机构10、吊顶6和圆形中间架8；

所述夹钳机构有相同的三组，均匀分布在所述圆形中间架8周围；每组包括夹钳2、圆柱销4和支撑板5；所述支撑板5上端与吊顶6固连，支撑板5下部通过圆柱销4与夹钳2的顶端连接，圆柱销4的直径有两种，分别为Φ40×180以及Φ40×120；所述夹钳2中部通过圆柱销4与圆形中间架8连接；所述夹钳机构用于抓取圆形盖板式零部件，在吊装过程中对圆形盖板式零部件进行夹紧和松开，吊装时，夹钳2与圆形盖板式零部件垂直接触，不与空间内其他物体发生碰撞，确保作业安全；夹钳机构主体结构采用304钢，与圆形盖板式零部件接触部位使用铜材料。

所述定位结构能够实现抓取装置的自适应调整，且对圆形盖板式零部件中心进行粗定位，以及推动夹钳2张开闭合；定位机构有相同的三组，每组包括粗定位导向块1和粗定位导向块连接板3；通过所述粗定位导向块连接板3将粗定位导向块1和圆形中间架8用螺栓固定连接在一起，螺栓共有8个，规格为M8×16；所述定位机构用于在抓取圆形盖板式零部件前进行定位；粗定位导向块连接板3材料采用304钢；粗定位导向块1材料为铜；当抓取装置下降时，粗定位导向块1的斜面与圆形盖板式零部件边缘接触，实现自动定心功能，进行粗定位；粗定位导向块1斜面与圆形盖板式零部件配合，在抓取过程中，即使在抓取装置与圆形盖板式零部件无法实现完全对中的情况下，也能完成导向实现定位，从而保证抓取过程中的快速定位功能。

所述开闭机构为一种间歇运动结构，实现对夹钳2张开闭合状态的交替转换，在夹钳2抓住零部件时，将该位置锁紧，使得抓取装置能够无障碍提升。包括主要由支撑壳体7、中间转筒9、顶柱11、单向轴承12、圆台、上齿形环13、支撑轴14、下齿形环15和转动块16；所述支撑壳体7为圆筒形，位于开闭机构的上部，与所述吊顶6固定连接；所述单向轴承12位于支撑壳体7内部，单向轴承12下端固定连接一个圆台，所述圆台相对两侧各设有一个凸台，所述凸台能与支撑壳体7内侧设置的凹槽配合；所述上齿形环13和下齿形环15位于支撑壳体7内部，分别用螺栓与支撑壳体7固定连接，螺栓有8个，规格为M8×12，上齿形环13位于下齿形环15的上方；所述顶柱11穿过上齿形环13、下齿形环15和凸台后，顶柱11上端与单向轴承12通过平键连接，顶柱11下端与转动块16固连；所述支撑轴14位于上齿形环13和下齿形环15之间，垂直于与顶柱11安装在顶柱11上；所述中间转筒9下端与圆形中间架8通过螺栓固连，中间转筒9上端与顶柱11固连，将顶柱11包围；所述支撑壳体7、顶柱11和中间转筒9同轴；支撑壳体7、上下齿形环、顶柱11材料为304钢；中间转筒9主体材料为304钢，在接触面部位使用铜；转动块16、支撑轴14材料为铜。

如图2～图5所示，当抓取装置下降时，圆形中间架8接触圆形盖板式零部件，抓取装置继续下降，圆形中间架8被圆形盖板式零部件挡住，圆形中间架8相对于夹钳机构上升，使夹钳机构张开；同时圆形中间架8推动中间转筒9上升，带动顶柱11和支撑轴14上升，支撑轴14与上齿形环13的斜面接触，使得中间转筒9和支撑轴14转动，直至支撑轴14运动至上齿形环13的最上端，此时圆台上的两个凸台与支撑壳体7上的凹槽脱开并转动45°；当抓取装置到达指定抓取位置时，抓取装置上升，在转动块16自重作用力下，转动块16带动顶柱11和支撑轴14下降，支撑轴14相对上齿形环13向下运动，当支撑轴14与下齿形环15的斜面接触时，顶柱11和支撑轴14做二次转动45°，直至支撑轴14运动至下齿形环15凹槽最底端，圆台上的两个凸台嵌入支撑壳体7上的凹槽锁住；同时顶柱11下降时，带动中间转筒9和圆形中间架8下降，夹钳机构抓取圆形盖板式零部件；

所述检测机构10包括三个防爆行程开关和数字信号发射器；三个防爆行程开关通过2个螺栓分别安装在三个夹钳2的侧面，规格为M8×12；当三个夹钳2均抓取到圆形盖板式零部件，分别触发三个防爆行程开关，数字信号发射器将开关信号发送给控制抓取装置的中央控制器，中央控制器发出指令对圆形盖板式零部件进行抓取。检测机构10用来确认夹钳2是否夹取到位，确保作业安全。

在抓取装置顶部设有吊环，吊环上具有矩形凹槽结构，吊装时吊钩卡在吊环的矩形凹槽内，吊钩与吊环矩形凹槽的间隙为5mm左右，约束抓取装置的旋转自由度，从而保证抓取作业的稳定与准确；吊环与吊车上的吊钩相连，也方便工人安装、拆卸抓取装置。

Claims (5)

1.一种无动力自适应抓取装置，其特征在于，包括夹钳机构、定位机构、开闭机构、检测机构、吊顶和圆形中间架；

所述夹钳机构有相同的三组，均匀分布在所述圆形中间架周围；每组包括夹钳、圆柱销和支撑板；所述支撑板上端与吊顶固连，支撑板下部通过圆柱销与夹钳的顶端连接；所述夹钳中部通过圆柱销与圆形中间架连接；所述夹钳机构用于抓取圆形盖板式零部件；

所述定位结构有相同的三组，每组包括粗定位导向块和粗定位导向块连接板；通过所述定位导向块连接板将粗定位导向块和圆形中间架用螺栓固定连接在一起；所述定位机构用于在抓取圆形盖板式零部件前进行定位；

所述开闭机构包括主要由支撑壳体、中间转筒、顶柱、单向轴承、圆台、上齿形环、支撑轴、下齿形环和转动块；所述支撑壳体为圆筒形，位于开闭机构的上部，与所述吊顶固定连接；所述单向轴承位于支撑壳体内部，单向轴承下端固定连接一个圆台，所述圆台相对两侧各设有一个凸台，所述凸台能与支撑壳体内侧设置的凹槽配合；所述上齿形环和下齿形环位于支撑壳体内部，分别用螺栓与支撑壳体固定连接，上齿形环位于下齿形环的上方；所述顶柱穿过上齿形环、下齿形环和凸台后，顶柱上端与单向轴承通过平键连接，顶柱下端与转动块固连；所述支撑轴位于上齿形环和下齿形环之间，垂直于与顶柱安装在顶柱上；所述中间转筒下端与圆形中间架通过螺栓固连，中间转筒上端与顶柱固连，将顶柱包围；所述支撑壳体、顶柱和中间转筒同轴；

当抓取装置下降时，圆形中间架接触圆形盖板式零部件，抓取装置继续下降，圆形中间架被圆形盖板式零部件挡住，圆形中间架相对于夹钳机构上升，使夹钳机构张开；同时圆形中间架推动中间转筒上升，带动顶柱和支撑轴上升，支撑轴与上齿形环的斜面接触，使得中间转筒和支撑轴转动，直至支撑轴运动至上齿形环的最上端，此时圆台上的两个凸台与支撑壳体上的凹槽脱开并转动45°；当抓取装置到达指定抓取位置时，抓取装置上升，在转动块自重作用力下，转动块带动顶柱和支撑轴下降，支撑轴相对上齿形环向下运动，当支撑轴与下齿形环的斜面接触时，顶柱和支撑轴做二次转动45°，直至支撑轴运动至下齿形环凹槽最底端，圆台上的两个凸台嵌入支撑壳体上的凹槽锁住；同时顶柱下降时，带动中间转筒和圆形中间架下降，夹钳机构抓取圆形盖板式零部件；

所述检测机构包括三个防爆行程开关和数字信号发射器；三个防爆行程开关通过螺钉分别安装在三个夹钳的侧面；当三个夹钳均抓取到圆形盖板式零部件，分别触发三个防爆行程开关，数字信号发射器将开关信号发送给控制抓取装置的中央控制器，中央控制器发出指令对圆形盖板式零部件进行抓取。

2.根据权利要求1所述的一种无动力自适应抓取装置，其特征在于，所述抓取装置抓取的圆形盖板式零部件的直径范围为1700mm～2000mm。

3.根据权利要求1所述的一种无动力自适应抓取装置，其特征在于，所述粗定位导向块的材料为铜，所述粗定位导向块连接板的材料为304钢。

4.根据权利要求1所述的一种无动力自适应抓取装置，其特征在于，所述圆柱销的直径有两种，分别为Φ40×180和Φ40×120。

5.根据权利要求1所述的一种无动力自适应抓取装置，其特征在于，所述螺栓的规格有两种，分别为M8×16和M8×12。

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