CN113246164B - 一种用于夹取绳状产品的夹爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于夹取绳状产品的夹爪，包括夹爪本体、固定组件和驱动机构；所述固定组件包括固定板和活动板，所述固定板上设置有若干个固定装置，所述固定装置包括定位块、固定夹块和运动夹块；所述驱动机构包括移动装置和转动装置；所述移动装置上设置有移动导轨、齿条和楔块；所述楔块的两侧设置有移动板，所述移动板与所述运动夹块转动连接；所述转动装置包括连接轴、齿轮和凸轮，所述齿条与齿轮啮合。本发明通过齿轮、凸轮和楔块相匹配带动定位块和夹块分别固定绳状产品的中部和两端，固定效果较好，夹块间距可根据绳状产品的直径进行自动化调整，应用范围较广。

Description

一种用于夹取绳状产品的夹爪

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及一种用于夹取绳状产品的夹爪。

背景技术

目前，夹爪机构是机械领域一种常用的机构，现有的夹爪机构通常是水平或竖直固定在机架或其他装置上，通过活动夹爪相对于固定夹爪的旋转或垂直移动，通常用来夹取物料，转移物料，及将物料释放至其他装置。但是现有的夹爪机构大多数为机械夹爪，由于是机械操作的缘故，只可用于具有固定体积且体积稍大的物品，当夹取体积较小的物品时需要更换夹爪的大小来进行，当夹取的产品为柔性绳状零件时，夹爪需要更换到足够小，且一般靠增加夹爪动力实现，多动力组成驱动存在不可靠因素。

中国专利CN107243917A涉及一种放射源多功能夹爪及其使用方法，其包括上夹爪；与所述上夹爪相对设置的下夹爪；与所述上夹爪、所述下夹爪相连接，用于驱动所述上夹爪、所述下夹爪夹紧或者松开的驱动装置；所述上夹爪上设有能够伸缩进所述上夹爪内外的微型上夹爪组件；所述下夹爪上设有能够伸缩进所述下夹爪内外、与所述微型上夹爪组件相对应设置的微型下夹爪组件；采用以上设计，当夹取直径较大的物体时，只需要通过上夹爪与下夹爪配合即可完成夹取；当需要夹取直径较小的物体时，微型上夹爪组件和微型下夹爪组件伸出，通过微型上夹爪组件和微型下夹爪组件配合完成夹取，实现一个夹爪夹取大小不同直径的物品。

该申请虽然可以通过在微型夹爪和夹爪之间进行替换，以满足夹取不同直径的物品。但是，实际使用过程中发现存在以下问题：1）当产品为绳状时，尤其是柔性绳状产品时，由于绳状产品直径较小，且柔软度较高，通过微型夹爪进行夹取时，所述绳状产品容易脱离夹爪，夹取效率较低；2）在实际应用中，绳状产品有时会根据使用需求进行折弯，对于折弯的绳状产品，进行夹取或插装过程中容易对折弯绳状产品造成损坏；3）驱动装置直接设置在夹爪内部，夹爪体积较大，结构较为复杂，且动力提供较为不稳定；4）夹取过程只通过固定夹爪和移动夹爪接触进行夹取，动作精度较难控制。

有鉴于此，开发一种用于夹取绳状产品的夹爪，缩小设备体积，实现绳状产品定位，夹持，推出，且作用关系靠机械配合实现，逻辑严密，提高夹取精度，显然具有实际的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于夹取绳状产品的夹爪。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于夹取绳状产品的夹爪，包括夹爪本体、设置在所述夹爪本体一侧的固定组件和设置在所述夹爪本体另一侧的驱动机构；

所述固定组件包括固定板和活动板，所述固定板上设置有若干个用于固定绳状产品的固定装置，所述固定装置包括位于所述绳状产品两侧的夹块和用于放置所述绳状产品的定位块，所述夹块包括固定夹块和运动夹块，所述活动板上设置有凸轮推板；

所述驱动机构包括移动装置和转动装置；所述移动装置上设置有移动导轨、齿条和楔块；所述齿条和楔块均设置在所述移动导轨上，所述楔块的两侧设置有移动板，所述移动板与所述运动夹块转动连接；

所述转动装置包括连接轴、设置在连接轴上的齿轮和设置在齿轮两侧的凸轮，所述齿条与齿轮啮合。

优选地，每个所述固定装置上设置的定位块的数量为2个，2个所述定位块分别用于固定所述绳状产品的两端，所述定位块的中部设置有产品推板，所述产品推板穿过所述定位块并设置于所述绳状产品的下端。

优选地，一个所述固定夹块与一个所述运动夹块分别位于所述绳状产品的两侧组成一个夹块组，每个所述固定装置上设置有两个夹块组，分别用于固定所述绳状产品的中间部位的两端。

优选地，所述产品推板的下端部分设置有弹簧锁安装孔，所述弹簧锁安装孔内放置有弹簧锁。

上文中，当所述绳状产品放置在所述定位块上时，所述弹簧锁锁定所述产品推板使其位于所述定位块的下方，将绳状产品卡入所述定位块中进行固定；当需要松开所述绳状产品时，所述弹簧锁松开所述产品推板使其向上顶出，所述产品推板顶出时，所述产品推板穿过所述定位块将所述绳状产品弹出所述定位块。

优选地，所述固定装置的数量为至少两个，所述绳状产品的两端分别固定在同一固定装置中或固定在不同的固定装置中。

上文中，所述夹爪可以根据绳状产品的实际大小、实际长度和弯曲角度对绳状产品放置在哪个或哪几个固定装置上进行调整，所述定位块和所述夹块之间的距离，定位块之间的距离、夹块组之间的距离、夹块之间的距离均可根据产品夹爪的弯曲角度进行调整。

优选地，所述移动板与所述运动夹块之间通过推动装置实现转动连接，所述推动装置包括固定转轴、活动转轴和连接板。

优选地，所述运动夹块与所述连接板固定连接，所述连接板与所述固定转轴和所述活动转轴均转动连接，所述活动转轴与所述夹爪本体之间设置有弹簧，所述移动板上设置有用于放置所述活动转轴的安装槽。

优选地，每个所述固定装置上设置2个运动夹块和2个推动装置、每个所述运动夹块和所述推动装置之间连接的位置不同。

优选地，所述固定转轴位于所述活动转轴和所述运动夹块之间或所述运动夹块位于所述固定转轴和所述活动转轴之间。

优选地，所述移动导轨上设置有用于接收外接动力的动力孔，所述动力孔内设置有弹簧销。

上文中，当所述动力孔未接收外接动力时，所述弹簧销为顶出状态，所述弹簧销插入所述动力孔内限制所述移动导轨的位置。

优选地，所述凸轮推板设置在所述凸轮的上方，所述凸轮推板上设置有供所述凸轮运动的凹槽，所述凸轮一侧的半径大于所述另一侧的半径。

优选地，所述活动板与所述固定板之间弹性连接。

优选地，所述楔块靠近所述移动板的两侧为斜面，所述移动板靠近所述楔块的一侧向外凸起，所述移动板与所述夹爪本体之间弹性连接。

上文中，所述楔块的形状为等腰梯形或等腰三角形，当所述楔块为等腰梯形时，楔块靠近所述移动板的一端为上底面；当所述楔块为等腰三角形时，三角形靠近所述移动板的角为顶角；当所述楔块向靠近所述移动板方向进行移动时，所述楔块两侧与移动板的凸起部位进行接触，所述楔块推动所述移动板向两侧移动。

上文中，所述齿条、齿轮和凸轮的规格根据所述楔块两侧斜面的角度、斜面与推动块的接触程度、移动导轨移动的长度进行精确计算后得出。

本申请还要求保护一种机器人，包括机械臂、动力装置和上文所述的夹爪，所述机械臂上设置有用于固定所述夹爪的夹具，所述动力装置设置在所述机械臂上并与所述夹爪上的动力孔进行连接，所述动力装置向所述动力孔提供动力。

上文中，所述动力装置包括顶升气缸、推动气缸和辅助气缸，所述顶升气缸插入所述动力孔中，此时，所处推动气缸推杆推出带动移动滑轨运动。

上文中，所述夹爪夹取和松开绳状产品的方法，具体步骤如下：

S1、将所述夹爪放置在所述绳状产品的下方，此时，所述动力孔上连接的弹簧销向外顶出限制推块位置；

S2、所述动力孔接收外接动力驱动所述移动导轨进行运动，此时，所述移动导轨上的楔块和齿条同步运动；

S3、所述楔块运动时，所述楔块上的斜面与所述移动板进行接触，推动所述移动板向两侧运动，所述移动板带动所述运动夹块向远离所述固定夹块的方向运动，此时，所述绳状产品落入所述固定夹块和所述运动夹块之间；

S4、所述齿条运动时，所述齿条与所述齿轮啮合，此时，所述齿轮转动，所述齿轮带动所述连接轴及连接轴上的凸轮旋转，所述凸轮半径较大的一侧推动凸轮推板运动；

S5、所述凸轮推板运动将所述弹簧锁远离所述产品推板中，固定产品推板，此时，所述绳状产品位于所述定位块的上方；

S6、所述动力孔停止接收所述外接动力，此时，移动导轨退回原位，同时，所述楔块与所述齿条均同步退回原位；

S7、所述楔块退回时，所述楔块上的斜面远离所述移动板，所述移动板带动所述运动夹块向靠近所述固定夹块的方向运动，固定所述绳状产品的中间部位；

S8、所述齿条退回原位时，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿轮转动带动所述连接轴及连接轴上的凸轮旋转，所述凸轮半径较大的一侧远离所述凸轮推板；

S9、所述凸轮推板退回原位带动所述弹簧锁插入所述产品推板，所述绳状产品的两端落入所述定位块中被固定，完成夹爪的夹取操作；

S10、当所述夹爪需松开所述绳状产品时，重复步骤S2至S4，所述移动板带动所述运动夹块向远离所述固定夹块的方向运动，所述产品推板向上运动将绳状产品弹出所述定位块，完成松开操作。

上文中，当所述夹爪与所述机器人进行连接时，步骤S2的具体步骤为：所述顶升气缸插入所述动力孔中，所述动力孔内的弹簧销远离所述动力孔，所处推动气缸推杆推出带动移动导轨运动。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明通过设置移动导轨、楔块、齿轮和凸轮相匹配带动定位块和夹块分别固定绳状产品的中部和两端，固定效果较好，且固定块和夹块的相对位置可根据产品夹爪的弯曲角度进行控制，不易对折弯绳状产品造成损坏，夹块可根据绳状产品的直径进行自动化调整，应用范围较广，夹取效率较低；

2.本发明通过动力孔外接动力装置，无需在夹爪内部设置驱动装置，夹爪体积较小，结构较为简单，且动力提供较为稳定；

3.本发明通过动力孔连接动力装置驱动移动导轨带动楔块和齿轮做相应动作，凸轮和楔块相匹配，最终带动定位块和夹块动作，实现产品的定位，夹紧，推出动作；所述凸块、齿轮和楔块的参数均通过精确计算优化调整，实现动作准确可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中夹爪本体一侧的立体结构示意图；

图2为本发明实施例一中夹爪本体另一侧的立体结构示意图；

图3为本发明实施例一中夹爪本体另一侧的平面结构示意图；

图4为本发明实施例一中固定组件的结构示意图；

图5为本发明实施例一中固定组件的拆解示意图。

其中，1、夹爪本体；2、固定组件；3、驱动机构；4、固定板；5、活动板；6、固定装置；7、夹块；8、定位块；9、移动装置；10、转动装置；11、连接轴；12、齿轮；13、凸轮；14、绳状产品；15、推动装置；16、轴承座；

61、凸轮推板；62、凹槽；

71、固定夹块；72、运动夹块；

81、产品推板；82、弹簧锁安装孔；83、弹簧锁；

91、移动导轨；92、齿条；93、楔块；94、移动板；95、动力孔；96、导向轴；

151、固定转轴；152、活动转轴；153、连接板；154、安装槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例一

参见图1和图2，本实施例主要介绍一种用于夹取绳状产品的夹爪，包括夹爪本体1、设置在所述夹爪本体1一侧的固定组件2和设置在所述夹爪本体1另一侧的驱动机构3；

如附图3所示，所述驱动机构3包括移动装置9和转动装置10；所述移动装置9上设置有移动导轨91、齿条92和楔块93；所述齿条92和楔块93均设置在所述移动导轨91上，所述楔块93的两侧设置有移动板94，所述移动板94与所述运动夹块72转动连接；

所述转动装置10包括连接轴11、设置在连接轴11上的齿轮12和设置在齿轮12两侧的凸轮13，所述齿条92与齿轮12啮合；

如附图4和附图5所示，所述固定组件2包括固定板4和活动板5，所述固定板4上设置有若干个用于固定绳状产品的固定装置6，所述固定装置6包括位于所述绳状产品两侧的夹块7和用于放置所述绳状产品的定位块8，所述夹块包括固定夹块71和运动夹块72，所述活动板5上设置有凸轮推板61。

进一步的，每个所述固定装置6上设置的定位块8的数量为2个，2个所述定位块8分别用于固定所述绳状产品14的两端，所述定位块8的中部设置有产品推板81，所述产品推板81穿过所述定位块8并设置于所述绳状产品14的下端。

进一步的，一个所述固定夹块71与一个所述运动夹块72分别位于所述绳状产品14的两侧组成一个夹块组，每个所述固定装置6上设置有两个夹块组，分别用于固定所述绳状产品14的中间部位的两端。

进一步的，所述产品推板81的下端部分设置有弹簧锁安装孔82，所述弹簧锁安装孔82内放置有弹簧锁83。

上文中，当所述绳状产品14放置在所述定位块8上时，所述弹簧锁83锁定所述产品推板81使其位于所述定位块8的下方，将绳状产品14卡入所述定位块8中进行固定；当需要松开所述绳状产品14时，所述弹簧锁83松开所述产品推板81使其向上顶出，所述产品推板81顶出时，所述产品推板81穿过所述定位块8将所述绳状产品14弹出所述定位块8。

进一步的，所述固定装置6的数量为至少两个，所述绳状产品14的两端分别固定在同一固定装置中。

进一步的，所述移动板94与所述运动夹块72之间通过推动装置15实现转动连接，所述推动装置15包括固定转轴151、活动转轴152和连接板153。

进一步的，所述运动夹块72与所述连接板153固定连接，所述连接板153与所述固定转轴151和所述活动转轴152均转动连接，所述活动转轴152与所述夹爪本体1之间设置有弹簧，所述移动板94上设置有用于放置所述活动转轴152的安装槽154。

进一步的，每个所述固定装置6上设置2个运动夹块72和2个推动装置15、每个所述运动夹块72和所述推动装置15之间连接的位置不同。

进一步的，所述固定转轴151位于所述活动转轴152和所述运动夹块72之间或所述运动夹块72位于所述固定转轴151和所述活动转轴152之间。

进一步的，所述移动导轨91上设置有用于接收外接动力的动力孔95，所述动力孔95内设置有弹簧销。

上文中，当所述动力孔95未接收外接动力时，所述弹簧销为顶出状态，所述弹簧销插入所述动力孔95内限制所述移动导轨91的位置。

进一步的，所述活动板5和固定板4的下方设置有导向轴96，所述转动装置10与所述夹爪本体1之间通过轴承座16进行连接。

进一步的，所述凸轮推板61设置在所述凸轮13的上方，所述凸轮推板61上设置有供所述凸轮运动的凹槽62，所述凸轮13一侧的半径大于所述另一侧的半径。

进一步的，所述活动板5与所述固定板4之间弹性连接。

进一步的，所述楔块93靠近所述移动板94的两侧为斜面，所述移动板94靠近所述楔块93的一侧向外凸起，所述移动板94与所述夹爪本体1之间弹性连接。

上文中，所述楔块93的形状为等腰梯形，所述楔块93靠近所述移动板94的一端为上底面；当所述楔块93向靠近所述移动板94方向进行移动时，所述楔块93两侧与移动板94的凸起部位进行接触，所述楔块93推动所述移动板94向两侧移动。

本实施例中，所述夹爪本体夹取和松开绳状产品的方法，具体步骤如下：

S1、将所述夹爪放置在所述绳状产品的下方，此时，所述动力孔上连接的弹簧销向外顶出限制推块位置；

S2、所述动力孔接收外接动力驱动所述移动导轨进行运动，此时，所述移动导轨上的楔块和齿条同步运动；

S3、所述楔块运动时，所述楔块上的斜面与所述移动板进行接触，推动所述移动板向两侧运动，所述移动板带动所述运动夹块向远离所述固定夹块的方向运动，此时，所述绳状产品落入所述固定夹块和所述运动夹块之间；

S4、所述齿条运动时，所述齿条与所述齿轮啮合，此时，所述齿轮转动，所述齿轮带动所述连接轴及连接轴上的凸轮旋转，所述凸轮半径较大的一侧推动凸轮推板运动；

S5、所述凸轮推板运动将所述弹簧锁远离所述产品推板中，固定产品推板，此时，所述绳状产品位于所述定位块的上方；

S6、所述动力孔停止接收所述外接动力，此时，移动导轨退回原位，同时，所述楔块与所述齿条均同步退回原位；

S7、所述楔块退回时，所述楔块上的斜面远离所述移动板，所述移动板带动所述运动夹块向靠近所述固定夹块的方向运动，固定所述绳状产品的中间部位；

S8、所述齿条退回原位时，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿轮转动带动所述连接轴及连接轴上的凸轮旋转，所述凸轮半径较大的一侧远离所述凸轮推板；

S9、所述凸轮推板退回原位带动所述弹簧锁插入所述产品推板，所述绳状产品的两端落入所述定位块中被固定，完成夹爪的夹取操作；

S10、当所述夹爪需松开所述绳状产品时，重复步骤S2至S4，所述移动板带动所述运动夹块向远离所述固定夹块的方向运动，所述产品推板向上运动将绳状产品弹出所述定位块，完成松开操作。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上进行的，与实施例一相同之处不与赘述。

本实施例中，所述固定装置的数量为至少两个，所述绳状产品的两端分别固定在不同的固定装置中。

进一步的，所述固定装置的数量为5，分别为第一固定装置、第二固定装置、第三固定装置、第四固定装置和第五固定装置，所述绳状产品的一端设置在所述第一固定装置中的其中一个定位块和夹块中，所述绳状产品的另一端设置在所述第二固定装置、第三固定装置、第四固定装置或第五固定装置中任一个中的一个定位块和夹块中。

进一步的，所述绳状产品的可以弯折成S型或U型旋转设置在多个固定装置中。

实施例三

本实施例将实施例一所述的夹爪与机器人进行连接，所述机器人包括机械臂、动力装置和上文所述的夹爪，所述机械臂上设置有用于固定所述夹爪的夹具，所述动力装置设置在所述机械臂上并与所述夹爪上的动力孔进行连接，所述动力装置向所述动力孔提供动力。

上文中，所述动力装置包括顶升气缸、推动气缸和辅助气缸，所述顶升气缸插入所述动力孔中，此时所处推动气缸推杆推出。

所述夹爪与所述机器人进行连接时，步骤S2的具体步骤为：所述顶升气缸插入所述动力孔中，所述动力孔内的弹簧销远离所述动力孔，所处推动气缸推杆推出带动移动导轨运动。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于夹取绳状产品的夹爪，其特征在于，包括夹爪本体、设置在所述夹爪本体一侧的固定组件和设置在所述夹爪本体另一侧的驱动机构；

所述固定组件包括固定板和活动板，所述固定板上设置有若干个用于固定绳状产品的固定装置，所述固定装置包括位于所述绳状产品两侧的夹块和用于放置所述绳状产品的定位块，所述夹块包括固定夹块和运动夹块，所述活动板上设置有凸轮推板；

所述驱动机构包括移动装置和转动装置；所述移动装置上设置有移动导轨、齿条和楔块；所述齿条和楔块均设置在所述移动导轨上，所述楔块的两侧设置有移动板，所述移动板与所述运动夹块转动连接；

所述转动装置包括连接轴、设置在连接轴上的齿轮和设置在齿轮两侧的凸轮，所述齿条与齿轮啮合；

所述楔块靠近所述移动板的两侧为斜面，所述移动板靠近所述楔块的一侧向外凸起，所述移动板与所述夹爪本体之间弹性连接，当所述楔块移动过程中，所述楔块两侧与移动板向外凸起的部位进行接触，所述楔块推动所述移动板移动，所述移动板移动带动运动夹块向远离或靠近固定夹块的方向移动；

所述定位块的中部设置有产品推板，所述产品推板穿过所述定位块并设置于所述绳状产品的下端，所述产品推板的下端部分设置有弹簧锁安装孔，所述弹簧锁安装孔内放置有弹簧锁；

所述凸轮推板上设置有供所述凸轮运动的凹槽，所述凸轮运动推动所述凸轮推板运动，所述凸轮推板运动带动所述弹簧锁向插入或远离所述产品推板的方向运动。

2.如权利要求1所述的一种用于夹取绳状产品的夹爪，其特征在于，每个所述固定装置上设置的定位块的数量为2个，2个所述定位块分别用于固定所述绳状产品的两端。

3.如权利要求1所述的一种用于夹取绳状产品的夹爪，其特征在于，所述移动板与所述运动夹块之间通过推动装置实现转动连接，所述推动装置包括固定转轴、活动转轴和连接板。

4.如权利要求1所述的一种用于夹取绳状产品的夹爪，其特征在于，所述固定装置的数量为至少两个，所述绳状产品的两端分别固定在同一固定装置中或固定在不同的固定装置中。

5.如权利要求1所述的一种用于夹取绳状产品的夹爪，其特征在于，所述移动导轨上设置有用于接收外接动力的动力孔，所述动力孔内设置有弹簧销。

6.如权利要求1所述的一种用于夹取绳状产品的夹爪，其特征在于，所述凸轮推板设置在所述凸轮的上方。

7.如权利要求1所述的一种用于夹取绳状产品的夹爪，其特征在于，所述活动板与所述固定板之间弹性连接。

8.一种机器人，其特征在于，包括机械臂、动力装置和如权利要求5所述的夹爪，所述机械臂上设置有用于固定所述夹爪的夹具，所述动力装置设置在所述机械臂上并与所述夹爪上的动力孔进行连接，所述动力装置向所述动力孔提供动力。

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