CN113370258B - 一种转动夹爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种转动夹爪，涉及重载机器人夹爪领域，包括驱动机构、外壳支架和两个对称设置的夹持机构，夹持机构包括杠杆组件、活动夹爪组件、传动组件、大臂、小臂和第一连杆组件，杠杆组件包括主动臂、被动臂、连接柱、第一横梁、固定夹爪和第二连杆组件，驱动机构的两侧分别与两个大臂的上端铰接，连接柱的内侧沿周向设置有多个齿以形成不完全齿轮；活动夹爪组件包括第二横梁、竖直杆和活动夹爪，传动组件包括传动杆和传动齿轮，传动齿轮与不完全齿轮相啮合，传动杆的两端分别与竖直杆和传动齿轮转动连接。本发明提供的转动夹爪便于实现对不同尺寸范围轴类坯料的抓取，减少了工人的工作量，提高了生产效率，保证了抓取的稳定性和准确性。

Description

一种转动夹爪

技术领域

本发明涉及重载机器人夹爪领域，特别是涉及一种转动夹爪。

背景技术

由于大型机械地发展，使得对大型轴类零件的需求增加，所以通过建立自动化产线来提高大型轴类零件的生产效率。重载转运机器人是自动化生产线中的关键一环，而夹爪作为机器人的执行机构，必须能够保证实现机器人的动作指令。根据订单需求的不同，需要生产轴径不同的轴类坯料，由于夹持装置的单一性，需要经常性的切换不同尺寸的夹爪，增加了工人的工作量，人工操作的强度也随之增加，大大降低了劳动生产效率。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种转动夹爪，便于实现对不同尺寸范围轴类坯料的抓取，减少了工人的工作量，提高了生产效率，保证了抓取的稳定性和准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种转动夹爪，包括驱动机构、外壳支架和两个对称设置的夹持机构，所述夹持机构包括杠杆组件、活动夹爪组件、传动组件、大臂、小臂和第一连杆组件，所述杠杆组件包括主动臂、被动臂、连接柱、第一横梁、固定夹爪和第二连杆组件，所述驱动机构的两侧分别与两个所述大臂的上端铰接，各所述大臂远离所述驱动机构的一端与一个所述主动臂的上端铰接，所述大臂由下至上朝向内侧倾斜设置，所述主动臂由上至下朝向内侧倾斜设置，各所述第一连杆组件的上端与一个所述大臂的中部铰接，各所述第一连杆组件的下端与一个所述小臂的上端铰接，各所述小臂的下端与一个所述主动臂的中部铰接，各所述主动臂的下端通过一个所述连接柱与一个所述被动臂连接，所述连接柱的轴线方向与所述主动臂的轴线方向相垂直，所述连接柱的内侧沿周向设置有多个齿以形成不完全齿轮，所述连接柱的中部沿轴向设置有通孔，两个所述连接柱通过两个所述通孔分别转动安装于所述外壳支架的两端，所述第一横梁一端固定套设于所述被动臂的底部，所述第一横梁另一端的下部设置有所述固定夹爪，所述第二连杆组件包括主连接杆和两个侧连接杆，所述主连接杆的两端分别固定有一个所述侧连接杆，两个所述侧连接杆的下端分别滑动安装于所述第一横梁的前后两侧，所述侧连接杆的下端能够沿所述第一横梁的轴线方向滑动；所述活动夹爪组件包括第二横梁、竖直杆和活动夹爪，所述第二横梁一端滑动套设于所述被动臂的下部，所述第二横梁位于所述第一横梁的上方，所述第二横梁另一端的上部设置有所述活动夹爪，所述主连接杆转动安装于所述第二横梁远离所述被动臂的一端，所述第二横梁的上表面固定有所述竖直杆，所述传动组件包括传动杆和传动齿轮，所述传动齿轮转动安装于所述外壳支架上，各所述传动齿轮与一个所述不完全齿轮相啮合，所述传动杆的下端与所述竖直杆的上端转动连接，所述传动杆的上端与所述传动齿轮的一侧转动连接。

优选地，所述夹持机构还包括连接组件，所述杠杆组件还包括第一槽板和第二槽板，所述第一槽板和所述第二槽板对称罩设于所述主动臂的上下两侧，且所述第一槽板和所述第二槽板均能够沿与所述主动臂的轴线相垂直的方向往复滑动，所述小臂的下端通过所述连接组件与所述第一槽板和所述第二槽板连接，所述小臂相对于所述主动臂转动时能够带动所述第一槽板和所述第二槽板相向或相背离运动。

优选地，所述驱动机构包括丝杠、丝杠螺母、电机、两个支板和两个丝杠支座，两个所述丝杠支座用于固定于外壳上，所述丝杠的两端分别安装于两个丝杠支座中，所述电机用于驱动所述丝杠转动，所述丝杠螺母安装于所述丝杠上，两个所述支板分别固定于所述丝杠螺母的左右两侧，各所述支板与一个所述大臂的上端铰接。

优选地，所述大臂的上端设置有两个对称分布的第一耳板，各所述支板设置于两个所述第一耳板之间并通过一个第一销轴连接；所述大臂的下端设置有两个对称分布的第二耳板，各所述主动臂的上端设置于两个所述第二耳板之间并通过第二销轴连接，所述第一销轴和所述第二销轴的轴线相互平行。

优选地，所述第一连杆组件包括两个连杆，所述大臂的中部设置于两个所述连杆上部之间并通过第三销轴连接，所述小臂的上端设置于两个所述连杆下部之间并通过第四销轴连接，所述第三销轴和所述第四销轴的轴线相互平行。

优选地，所述连接组件包括两个齿轮，所述小臂的下端设置有两个对称分布的第三耳板，两个所述第三耳板之间设置有第五销轴，所述第五销轴的两端分别固定套设有一个所述齿轮，各所述齿轮位于一个所述第三耳板的内侧，各所述齿轮与一个所述第三耳板之间存在间隙，所述小臂通过所述第五销轴铰接于所述主动臂的中部，两个所述齿轮分别位于所述主动臂的前后两侧。

优选地，所述主动臂包括臂主体、第一连接头和第二连接头，所述第一连接头和所述第二连接头分别设置于所述臂主体的两端，所述第一连接头与所述大臂的下端铰接，所述第二连接头通过所述连接柱与所述被动臂连接，所述小臂通过所述第五销轴铰接于所述臂主体的中部，两个所述齿轮分别位于所述臂主体的前后两侧，所述第一连接头靠近所述臂主体一端的前后两侧分别设置有一个第一滑槽，所述第一滑槽沿与所述主动臂的轴线相垂直的方向延伸设置，所述第二连接头靠近所述臂主体一端的前后两侧分别设置有一个第二滑槽，所述第二滑槽沿与所述主动臂的轴线相垂直的方向延伸设置。

优选地，所述连接组件还包括两个第一齿条和两个第二齿条，所述第一槽板包括第一主板、两个第一侧板和四个第一滑台，两个所述第一侧板分别垂直固定于所述第一主板的同一侧，各所述第一侧板的两端分别设置有一个所述第一滑台，所述第一侧板远离所述第一主板一侧的中部设置有第一半圆孔，各所述第一侧板的内壁上固定有一个所述第一齿条，所述第一齿条位于所述第一半圆孔的下方，所述第一齿条的长度方向与所述第一侧板的长度方向相垂直，所述第一齿条相对于所述第一侧板向外凸出，各所述第一齿条分别与一个所述齿轮的下部相啮合，所述第一槽板中位于上方的两个所述第一滑台分别滑动安装于两个所述第一滑槽中，所述第一槽板中位于下方的两个所述第一滑台分别滑动安装于两个所述第二滑槽中；所述第二槽板包括第二主板、两个第二侧板和四个第二滑台，两个所述第二侧板分别垂直固定于所述第二主板的同一侧，各所述第二侧板的两端分别设置有一个所述第二滑台，所述第二侧板远离所述第二主板一侧的中部设置有第二半圆孔，各所述第二侧板的内壁上固定有一个所述第二齿条，所述第二齿条位于所述第二半圆孔的上方，所述第二齿条的长度方向与所述第二侧板的长度方向相垂直，所述第二齿条相对于所述第二侧板向外凸出，各所述第二齿条分别与一个所述齿轮的上部相啮合，所述第二槽板中位于上方的两个所述第二滑台分别滑动安装于两个所述第一滑槽中，所述第二槽板中位于下方的两个所述第二滑台分别滑动安装于两个所述第二滑槽中。

优选地，所述第一横梁远离所述被动臂的一端的前后两侧分别设置有一个沿所述第一横梁的轴线方向延伸的导轨，各所述侧连接杆下端的内侧铰接有一个滑块，一个所述滑块滑动安装于一个所述导轨上。

优选地，还包括两个第六销轴和两个第七销轴，所述传动组件还包括第八销轴，所述活动夹爪组件还包括第九销轴，所述外壳支架的两端分别设置有一个所述第六销轴，各所述通孔安装于一个所述第六销轴上，两个所述第七销轴均固定于所述外壳支架上，各所述第七销轴位于一个所述第六销轴的内侧，各所述传动齿轮的中部转动安装于一个所述第七销轴上，各所述传动齿轮的一侧设置有一个所述第八销轴，各所述竖直杆的上端设置有一个所述第九销轴，各所述传动杆的上端和下端分别转动安装于一个所述第八销轴和一个所述第九销轴上。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的转动夹爪，当驱动机构施加向上或向下的驱动力时，能够实现转动夹爪沿着圆弧方向和被动臂轴线方向的可夹取尺寸的增加或减小，可见，本发明中的转动夹爪可用于夹持不同轴径的轴类坯料，只需要一套夹爪即可实现对不同尺寸范围轴类坯料的抓取，无需来回切换夹爪，减少了工人的工作量，提高了生产效率，适用性更强，在夹取尺寸较小和质量较小的工件时，夹爪占用空间较小，利于操作。当由于轴径增加而导致坯料重量增加时，转动夹爪可以自动通过第二连杆组件拉力作用点的变化而自动改变转动夹爪的竖直刚度；与大臂下部相连的杠杆组件能够实现夹取力的放大，即具有增力的作用，可见，本发明中提供了一种角度驱动下的自适应变刚度增力转动夹爪，进而提升了夹持的效果。本发明中采用对称结构，与驱动机构相连可以保证左右同时运动，不仅保证了抓取的稳定性和准确性，而且易于加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的转动夹爪的结构示意图；

图2为本发明提供的转动夹爪中大臂的结构示意图；

图3为本发明提供的转动夹爪中小臂的结构示意图；

图4为本发明提供的转动夹爪中杠杆组件的结构示意图；

图5为本发明提供的转动夹爪中第一槽板和第二槽板的安装示意图；

图6为本发明提供的转动夹爪中杠杆组件和连接组件的安装示意图；

图7为本发明提供的转动夹爪中活动夹爪组件的结构示意图；

图8为本发明提供的转动夹爪中传动组件和活动夹爪组件的安装示意图；

图9为本发明提供的转动夹爪中外壳支架的结构示意图；

图10为本发明提供的转动夹爪中传动齿轮的结构示意图；

图11为本发明提供的转动夹爪夹持小轴径的轴类坯料的结构示意图；

图12为本发明提供的转动夹爪夹持大轴径的轴类坯料的结构示意图。

附图标记说明：100、转动夹爪；1、丝杠；2、丝杠螺母；3、支板；4、大臂；5、第一耳板；6、第二耳板；7、第一销轴；8、第二销轴；9、连杆；10、小臂；11、第三销轴；12、第四销轴；13、第三耳板；14、第五销轴；15、齿轮；16、主动臂；1601、臂主体；1602、第一连接头；1603、第二连接头；1604、第一滑槽；1605、第二滑槽；17、连接柱；18、被动臂；19、不完全齿轮；20、通孔；21、第一槽板；2101、第一主板；2102、第一侧板；2103、第一滑台；2104、第一半圆孔；22、第二槽板；2201、第二主板；2202、第二侧板；2203、第二滑台；2204、第二半圆孔；23、第一齿条；24、第二齿条；25、外壳支架；26、第一横梁；27、固定夹爪；28、主连接杆；29、侧连接杆；30、滑块；31、导轨；32、第二横梁；33、活动夹爪；34、矩形孔；35、竖直杆；36、传动杆；37、传动齿轮；38、第六销轴；39、第七销轴；40、第八销轴；41、第九销轴。

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。

本发明的目的是提供一种转动夹爪，便于实现对不同尺寸范围轴类坯料的抓取，减少了工人的工作量，提高了生产效率，保证了抓取的稳定性和准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图10所示，本实施例提供一种转动夹爪100，包括驱动机构、外壳支架25和两个对称设置的夹持机构，夹持机构包括杠杆组件、活动夹爪组件、传动组件、大臂4、小臂10和第一连杆组件，杠杆组件包括主动臂16、被动臂18、连接柱17、第一横梁26、固定夹爪27和第二连杆组件，驱动机构的两侧分别与两个大臂4的上端铰接，各大臂4远离驱动机构的一端与一个主动臂16的上端铰接，大臂4由下至上朝向内侧倾斜设置，主动臂16由上至下朝向内侧倾斜设置，各第一连杆组件的上端与一个大臂4的中部铰接，各第一连杆组件的下端与一个小臂10的上端铰接，各小臂10的下端与一个主动臂16的中部铰接，各主动臂16的下端通过一个连接柱17与一个被动臂18连接，连接柱17的轴线方向与主动臂16的轴线方向相垂直，本实施例中的连接柱17为圆柱，连接柱17的内侧沿周向设置有多个齿以形成不完全齿轮19，连接柱17的中部沿轴向设置有通孔20，两个连接柱17通过两个通孔20分别转动安装于外壳支架25的两端，第一横梁26一端固定套设于被动臂18的底部，第一横梁26另一端的下部设置有固定夹爪27，第二连杆组件包括主连接杆28和两个侧连接杆29，主连接杆28的两端分别固定有一个侧连接杆29，两个侧连接杆29的下端分别滑动安装于第一横梁26的前后两侧，侧连接杆29的下端能够沿第一横梁26的轴线方向滑动；活动夹爪组件包括第二横梁32、竖直杆35和活动夹爪33，第二横梁32一端滑动套设于被动臂18的下部，第二横梁32位于第一横梁26的上方，第二横梁32另一端的上部设置有活动夹爪33，主连接杆28转动安装于第二横梁32远离被动臂18的一端，第二横梁32的上表面固定有竖直杆35，传动组件包括传动杆36和传动齿轮37，传动齿轮37转动安装于外壳支架25上，各传动齿轮37与一个不完全齿轮19相啮合，传动杆36的下端与竖直杆35的上端转动连接，传动杆36的上端与传动齿轮37的一侧转动连接。

夹持机构还包括连接组件，杠杆组件还包括第一槽板21和第二槽板22，第一槽板21和第二槽板22对称罩设于主动臂16的上下两侧，且第一槽板21和第二槽板22均能够沿与主动臂16的轴线相垂直的方向往复滑动，小臂10的下端通过连接组件与第一槽板21和第二槽板22连接，小臂10相对于主动臂16转动时能够带动第一槽板21和第二槽板22相向或相背离运动，实现了主动臂16的变截面，进而改变主动臂16的刚度。

驱动机构包括丝杠1、丝杠螺母2、电机、两个支板3和两个丝杠支座，两个丝杠支座用于固定于外壳上，丝杠1的两端分别安装于两个丝杠支座中，电机用于驱动丝杠1转动，电机可以固定于外壳上，且使得电机与丝杠1的一端连接，丝杠螺母2安装于丝杠1上，两个支板3分别固定于丝杠螺母2的左右两侧，各支板3与一个大臂4的上端铰接，电机带动丝杠1运动，进而带动丝杠螺母2上下移动，实现了向转动夹爪100施加向上或向下的驱动力。通过使得驱动机构与两个大臂4铰接，组成一个铰杆机构，实现增力的功能。本实施例中的转动夹爪100仅通过一台电机驱动，控制系统少，大大减少了能源的消耗和成本支出，符合国家节能减排政策和企业降本增效的要求。

需要说明的是，驱动机构还可以采用气缸或液压缸，使得气缸或液压缸的活塞杆的两侧分别与两个大臂4的上端铰接即可。

如图2所示，大臂4的上端设置有两个对称分布的第一耳板5，各支板3设置于两个第一耳板5之间并通过一个第一销轴7连接；大臂4的下端设置有两个对称分布的第二耳板6，各主动臂16的上端设置于两个第二耳板6之间并通过第二销轴8连接，第一销轴7和第二销轴8的轴线相互平行。

第一连杆组件包括两个连杆9，大臂4的中部设置于两个连杆9上部之间并通过第三销轴11连接，小臂10的上端设置于两个连杆9下部之间并通过第四销轴12连接，第三销轴11和第四销轴12的轴线相互平行。

如图3所示，连接组件包括两个齿轮15，小臂10的下端设置有两个对称分布的第三耳板13，两个第三耳板13之间设置有第五销轴14，第五销轴14的两端分别固定套设有一个齿轮15，各齿轮15位于一个第三耳板13的内侧，各齿轮15与一个第三耳板13之间存在间隙，小臂10通过第五销轴14铰接于主动臂16的中部，两个齿轮15分别位于主动臂16的前后两侧。

如图4所示，主动臂16包括臂主体1601、第一连接头1602和第二连接头1603，第一连接头1602和第二连接头1603分别设置于臂主体1601的两端，第一连接头1602与大臂4的下端铰接，具体地，第一连接头1602设置于两个第二耳板6之间并通过第二销轴8连接，第二连接头1603通过连接柱17与被动臂18连接，小臂10通过第五销轴14铰接于臂主体1601的中部，两个齿轮15分别位于臂主体1601的前后两侧，第一连接头1602靠近臂主体1601一端的前后两侧分别设置有一个第一滑槽1604，第一滑槽1604沿与主动臂16的轴线相垂直的方向延伸设置，且第一滑槽1604不贯穿第一连接头1602的两个端面，即第一滑槽1604沿与主动臂16的轴线相垂直的方向延伸时两端是封闭的，第二连接头1603靠近臂主体1601一端的前后两侧分别设置有一个第二滑槽1605，第二滑槽1605沿与主动臂16的轴线相垂直的方向延伸设置，且第二滑槽1605不贯穿第二连接头1603的两个端面，即第二滑槽1605沿与主动臂16的轴线相垂直的方向延伸时两端是封闭的。

如图5和图6所示，连接组件还包括两个第一齿条23和两个第二齿条24，第一槽板21包括第一主板2101、两个第一侧板2102和四个第一滑台2103，两个第一侧板2102分别垂直固定于第一主板2101的同一侧，两个第一侧板2102相互平行，各第一侧板2102的两端分别设置有一个第一滑台2103，第一侧板2102远离第一主板2101一侧的中部设置有第一半圆孔2104，各第一侧板2102的内壁上固定有一个第一齿条23，第一齿条23位于第一半圆孔2104的下方，第一齿条23的长度方向与第一侧板2102的长度方向相垂直，第一齿条23相对于第一侧板2102向外凸出，各第一齿条23分别与一个齿轮15的下部相啮合，第一槽板21中位于上方的两个第一滑台2103分别滑动安装于两个第一滑槽1604中，第一槽板21中位于下方的两个第一滑台2103分别滑动安装于两个第二滑槽1605中；第二槽板22包括第二主板2201、两个第二侧板2202和四个第二滑台2203，两个第二侧板2202分别垂直固定于第二主板2201的同一侧，两个第二侧板2202相互平行，各第二侧板2202的两端分别设置有一个第二滑台2203，第二侧板2202远离第二主板2201一侧的中部设置有第二半圆孔2204，各第二侧板2202的内壁上固定有一个第二齿条24，第二齿条24位于第二半圆孔2204的上方，第二齿条24的长度方向与第二侧板2202的长度方向相垂直，第二齿条24相对于第二侧板2202向外凸出，各第二齿条24分别与一个齿轮15的上部相啮合，第二槽板22中位于上方的两个第二滑台2203分别滑动安装于两个第一滑槽1604中，第二槽板22中位于下方的两个第二滑台2203分别滑动安装于两个第二滑槽1605中。第一槽板21和第二槽板22安装好之后两侧的第一半圆孔2104和第二半圆孔2204分别罩设于第五销轴14的两端。小臂10相对于主动臂16转动时，各侧的齿轮15能够带动第一齿条23和第二齿条24相向或相背离运动，进而带动第一槽板21和第二槽板22相向或相背离运动。

于本具体实施例中，第一滑台2103和第二滑台2203均为L形板，第一滑槽1604和第二滑槽1605均为与L形板结构相匹配的L形槽。

第一横梁26远离被动臂18的一端的前后两侧分别设置有一个沿第一横梁26的轴线方向延伸的导轨31，各侧连接杆29下端的内侧铰接有一个滑块30，一个滑块30滑动安装于一个导轨31上。第一横梁26远离活动夹爪33的一端设置有矩形孔34，被动臂18滑动套设于矩形孔34中，使得活动夹爪组件可以沿着被动臂18的轴线方向运动。

如图7-图10所示，本实施例中还包括两个第六销轴38和两个第七销轴39，传动组件还包括第八销轴40，活动夹爪组件还包括第九销轴41，外壳支架25的两端分别设置有一个第六销轴38，各通孔20安装于一个第六销轴38上，两个第七销轴39均固定于外壳支架25上，各第七销轴39位于一个第六销轴38的内侧，各传动齿轮37的中部转动安装于一个第七销轴39上，各传动齿轮37的一侧设置有一个第八销轴40，各竖直杆35的上端设置有一个第九销轴41，各传动杆36的上端和下端分别转动安装于一个第八销轴40和一个第九销轴41上。

于本具体实施例中，第一销轴7、第二销轴8、第三销轴11、第四销轴12、第五销轴14、第六销轴38、第七销轴39、第八销轴40和第九销轴41的轴线均相互平行。

于本具体实施例中，固定夹爪27为第一夹板，第一夹板由上至下朝向内侧倾斜设置；活动夹爪33为第二夹板，第二夹板由下至上朝向内侧倾斜设置。

具体使用过程为：驱动机构的两侧分别与两个大臂4的上端铰接，在向上驱动力的作用下，本实施例中的转动夹爪100由图11中的状态转变为图12中的状态，大臂4一边沿着竖直方向向上做直线运动，一边绕着大臂4的上部旋转，进而带动杠杆组件旋转，完成张开运动，实现了转动夹爪100沿着圆弧方向可夹取尺寸的增加。以本实施例中转动夹爪100的左侧为例，丝杠1转动带动丝杠螺母2向上运动时，杠杆组件顺时针转动做张开运动，通过不完全齿轮19带动左侧的传动齿轮37逆时针转动，左侧的传动齿轮37侧面的第八销轴40也做逆时针转动，带动传动杆36运动，从而带动活动夹爪组件沿着被动臂18的轴线方向向上运动，实现了转动夹爪100沿着被动臂18轴线方向可夹取尺寸的增加，右侧同理。可见，通过控制驱动机构使得本实施例中的转动夹爪100实现了轴类坯料尺寸的自适应。

大臂4、小臂10、第一连杆组件和主动臂16组成了一个四杆机构，当大臂4发生如上运动时，会带动小臂10相对于主动臂16发生转动，与小臂10固接的齿轮15发生同样的转动，从而驱动第一槽板21和第二槽板22内部的第一齿条23和第二齿条24沿着垂直于主动臂16轴线的方向向外运动，使得主动臂16的截面惯性矩变大，进而提高了垂直于主动臂16轴线方向的刚度，即垂直于主动臂16轴线方向的刚度随着轴类坯料的轴径和重量的增加而增加，提升了夹持过程的稳定性。

在以上运动过程中活动夹爪组件沿着被动臂18的轴线方向向上运动，会使得第一横梁26上的滑块30沿着导轨31朝向靠近固定夹爪27的一侧运动，使得第二横梁32对第一横梁26的拉力作用点一直在发生变化，即在轴类坯料密度不变时，随着夹取尺寸的增加，夹取的重量也在逐渐增加，而拉力作用点的变化，使得垂直于第一横梁26轴线方向的刚度也在逐渐增加，实现了第一横梁26的变刚度，即垂直于第一横梁26轴线方向的刚度随着轴类坯料的轴径和重量的增加而增加，提升了夹持过程的稳定性。

当驱动机构施加向下的驱动力时，上述运动均反向，实现对小尺寸小重量轴类坯料的抓取。

可见，本实施例中当驱动机构施加向上或向下的驱动力时，能够实现转动夹爪100沿着圆弧方向和被动臂18轴线方向的可夹取尺寸的增加或减小，可见，本实施例中的转动夹爪100可用于夹持不同轴径的轴类坯料，只需要一套夹爪即可实现对不同尺寸范围轴类坯料的抓取，无需来回切换夹爪，减少了工人的工作量，提高了生产效率，适用性更强，在夹取尺寸较小和质量较小的工件时，夹爪占用空间较小，利于操作。

当由于轴径增加而导致坯料重量增加时，转动夹爪100可以自动通过第二连杆组件拉力作用点的变化而自动改变转动夹爪100的竖直刚度以及通过小臂10运动驱动主动臂16上的第一槽板21和第二槽板22变截面而自动改变主动臂16垂直于轴线方向的刚度。本实施例中两侧大臂4的上部与驱动机构相连，可以组成一次正交等长双铰杆增力机构，实现一级增力，而与大臂4下部相连的杠杆组件又实现了夹取力的第二次放大，所以本实施例中的转动夹爪100是一个二级增力机构，可见，本实施例中提供了一种角度驱动下的自适应变刚度增力转动夹爪100，进而提升了夹持的效果。本实施例中采用对称结构，与驱动机构相连可以保证左右同时运动，不仅保证了抓取的稳定性和准确性，而且易于加工。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种转动夹爪，其特征在于，包括驱动机构、外壳支架和两个对称设置的夹持机构，所述夹持机构包括杠杆组件、活动夹爪组件、传动组件、大臂、小臂和第一连杆组件，所述杠杆组件包括主动臂、被动臂、连接柱、第一横梁、固定夹爪和第二连杆组件，所述驱动机构的两侧分别与两个所述大臂的上端铰接，各所述大臂远离所述驱动机构的一端与一个所述主动臂的上端铰接，所述大臂由下至上朝向内侧倾斜设置，所述主动臂由上至下朝向内侧倾斜设置，各所述第一连杆组件的上端与一个所述大臂的中部铰接，各所述第一连杆组件的下端与一个所述小臂的上端铰接，各所述小臂的下端与一个所述主动臂的中部铰接，各所述主动臂的下端通过一个所述连接柱与一个所述被动臂连接，所述连接柱的轴线方向与所述主动臂的轴线方向相垂直，所述连接柱的内侧沿周向设置有多个齿以形成不完全齿轮，所述连接柱的中部沿轴向设置有通孔，两个所述连接柱通过两个所述通孔分别转动安装于所述外壳支架的两端，所述第一横梁一端固定套设于所述被动臂的底部，所述第一横梁另一端的下部设置有所述固定夹爪，所述第二连杆组件包括主连接杆和两个侧连接杆，所述主连接杆的两端分别固定有一个所述侧连接杆，两个所述侧连接杆的下端分别滑动安装于所述第一横梁的前后两侧，所述侧连接杆的下端能够沿所述第一横梁的轴线方向滑动；所述活动夹爪组件包括第二横梁、竖直杆和活动夹爪，所述第二横梁一端滑动套设于所述被动臂的下部，所述第二横梁位于所述第一横梁的上方，所述第二横梁另一端的上部设置有所述活动夹爪，所述主连接杆转动安装于所述第二横梁远离所述被动臂的一端，所述第二横梁的上表面固定有所述竖直杆，所述传动组件包括传动杆和传动齿轮，所述传动齿轮转动安装于所述外壳支架上，各所述传动齿轮与一个所述不完全齿轮相啮合，所述传动杆的下端与所述竖直杆的上端转动连接，所述传动杆的上端与所述传动齿轮的一侧转动连接。

2.根据权利要求1所述的转动夹爪，其特征在于，所述夹持机构还包括连接组件，所述杠杆组件还包括第一槽板和第二槽板，所述第一槽板和所述第二槽板对称罩设于所述主动臂的上下两侧，且所述第一槽板和所述第二槽板均能够沿与所述主动臂的轴线相垂直的方向往复滑动，所述小臂的下端通过所述连接组件与所述第一槽板和所述第二槽板连接，所述小臂相对于所述主动臂转动时能够带动所述第一槽板和所述第二槽板相向或相背离运动。

3.根据权利要求1所述的转动夹爪，其特征在于，所述驱动机构包括丝杠、丝杠螺母、电机、两个支板和两个丝杠支座，两个所述丝杠支座用于固定于外壳上，所述丝杠的两端分别安装于两个丝杠支座中，所述电机用于驱动所述丝杠转动，所述丝杠螺母安装于所述丝杠上，两个所述支板分别固定于所述丝杠螺母的左右两侧，各所述支板与一个所述大臂的上端铰接。

4.根据权利要求3所述的转动夹爪，其特征在于，所述大臂的上端设置有两个对称分布的第一耳板，各所述支板设置于两个所述第一耳板之间并通过一个第一销轴连接；所述大臂的下端设置有两个对称分布的第二耳板，各所述主动臂的上端设置于两个所述第二耳板之间并通过第二销轴连接，所述第一销轴和所述第二销轴的轴线相互平行。

5.根据权利要求1所述的转动夹爪，其特征在于，所述第一连杆组件包括两个连杆，所述大臂的中部设置于两个所述连杆上部之间并通过第三销轴连接，所述小臂的上端设置于两个所述连杆下部之间并通过第四销轴连接，所述第三销轴和所述第四销轴的轴线相互平行。

6.根据权利要求2所述的转动夹爪，其特征在于，所述连接组件包括两个齿轮，所述小臂的下端设置有两个对称分布的第三耳板，两个所述第三耳板之间设置有第五销轴，所述第五销轴的两端分别固定套设有一个所述齿轮，各所述齿轮位于一个所述第三耳板的内侧，各所述齿轮与一个所述第三耳板之间存在间隙，所述小臂通过所述第五销轴铰接于所述主动臂的中部，两个所述齿轮分别位于所述主动臂的前后两侧。

7.根据权利要求6所述的转动夹爪，其特征在于，所述主动臂包括臂主体、第一连接头和第二连接头，所述第一连接头和所述第二连接头分别设置于所述臂主体的两端，所述第一连接头与所述大臂的下端铰接，所述第二连接头通过所述连接柱与所述被动臂连接，所述小臂通过所述第五销轴铰接于所述臂主体的中部，两个所述齿轮分别位于所述臂主体的前后两侧，所述第一连接头靠近所述臂主体一端的前后两侧分别设置有一个第一滑槽，所述第一滑槽沿与所述主动臂的轴线相垂直的方向延伸设置，所述第二连接头靠近所述臂主体一端的前后两侧分别设置有一个第二滑槽，所述第二滑槽沿与所述主动臂的轴线相垂直的方向延伸设置。

8.根据权利要求7所述的转动夹爪，其特征在于，所述连接组件还包括两个第一齿条和两个第二齿条，所述第一槽板包括第一主板、两个第一侧板和四个第一滑台，两个所述第一侧板分别垂直固定于所述第一主板的同一侧，各所述第一侧板的两端分别设置有一个所述第一滑台，所述第一侧板远离所述第一主板一侧的中部设置有第一半圆孔，各所述第一侧板的内壁上固定有一个所述第一齿条，所述第一齿条位于所述第一半圆孔的下方，所述第一齿条的长度方向与所述第一侧板的长度方向相垂直，所述第一齿条相对于所述第一侧板向外凸出，各所述第一齿条分别与一个所述齿轮的下部相啮合，所述第一槽板中位于上方的两个所述第一滑台分别滑动安装于两个所述第一滑槽中，所述第一槽板中位于下方的两个所述第一滑台分别滑动安装于两个所述第二滑槽中；所述第二槽板包括第二主板、两个第二侧板和四个第二滑台，两个所述第二侧板分别垂直固定于所述第二主板的同一侧，各所述第二侧板的两端分别设置有一个所述第二滑台，所述第二侧板远离所述第二主板一侧的中部设置有第二半圆孔，各所述第二侧板的内壁上固定有一个所述第二齿条，所述第二齿条位于所述第二半圆孔的上方，所述第二齿条的长度方向与所述第二侧板的长度方向相垂直，所述第二齿条相对于所述第二侧板向外凸出，各所述第二齿条分别与一个所述齿轮的上部相啮合，所述第二槽板中位于上方的两个所述第二滑台分别滑动安装于两个所述第一滑槽中，所述第二槽板中位于下方的两个所述第二滑台分别滑动安装于两个所述第二滑槽中。

9.根据权利要求1所述的转动夹爪，其特征在于，所述第一横梁远离所述被动臂的一端的前后两侧分别设置有一个沿所述第一横梁的轴线方向延伸的导轨，各所述侧连接杆下端的内侧铰接有一个滑块，一个所述滑块滑动安装于一个所述导轨上。

10.根据权利要求1所述的转动夹爪，其特征在于，还包括两个第六销轴和两个第七销轴，所述传动组件还包括第八销轴，所述活动夹爪组件还包括第九销轴，所述外壳支架的两端分别设置有一个所述第六销轴，各所述通孔安装于一个所述第六销轴上，两个所述第七销轴均固定于所述外壳支架上，各所述第七销轴位于一个所述第六销轴的内侧，各所述传动齿轮的中部转动安装于一个所述第七销轴上，各所述传动齿轮的一侧设置有一个所述第八销轴，各所述竖直杆的上端设置有一个所述第九销轴，各所述传动杆的上端和下端分别转动安装于一个所述第八销轴和一个所述第九销轴上。

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