CN113681589A - 用于上下料抓取的多功能可调节夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于上下料抓取的多功能可调节夹具，包括夹持端、支撑端、控制机构以及工作转台，工作转台上设置有多个工件放置位，支撑端用于工件的支撑且安装在工件放置位上；夹持端能够将位于夹持位置的工件移动至目标位置，控制机构能够控制工作转台转动并将与已被移走工件相邻的工件转动至夹持位置；夹持端与支撑端相匹配，控制机构与夹持端信号连接，本发明中的多功能可调节夹具可以人为更换夹具上的夹块来适应不同种类的工件，也可以调整夹块的位置来适应不同尺寸的工件，可应用于大部分工业生产制造中的工件，解决当前工业生产制造中夹具适用性单一，体积大，重量大的问题，应用范围广泛，操作简单，通用性好。

Description

用于上下料抓取的多功能可调节夹具

技术领域

本发明涉及工业生产制造领域，具体地，涉及一种用于上下料抓取的多功能可调节夹具。

背景技术

随着科技的不断进步，人们对生产制造的要求也越来越高，渐渐地，一些传统的夹具已经跟不上现在的生产效率了。现有的夹具往往只能应对某一种特定的产品，这样的夹具利用率低，使用过于单一，大大降低了生产效率。现在大多数的工厂生产的产品都是各种各样的，还按照以前的方式，需要每种产品都配一套相应的夹具。

一般的夹具都是由钢，铁等材料制成，体积大、重量大，搬运非常的不方便，而且众多夹具的堆放也是一个大问题，会占用非常大的场地。

众所周知，目前土地的使用成本是很高的，夹具将直接影响到生产的成本。目前产品成本也是提供产品市场竞争力的一个重要因素，因此设计一款适合多种产品使用的夹具，减少夹具数量、降低产品的生产成本已经迫在眉睫。

专利文献CN104875037B公开了一种多功能夹具，该专利提供的多功能夹具利用导轨12-3来完成夹持，转动装置能驱动所夹持部的转动，调平装置在转动后把工件调平。再例如专利文献CN102528691A公开了一种多功能夹具，该专利提供的多功能夹具将控制杆的中部和固定杆铰链式的固定，这样只要操作一侧的控制杆，便能使夹紧部闭合，从而拾起物体，以上公开文献报道中提到的一些多功能夹具，有利用导轨来完成夹持，并能转动和调平的夹具，也有用控制杆和固定杆来远程夹紧工件的夹具，然而针对一些圆盘、圆柱类工件的夹具仍然存在缺陷，通用性差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于上下料抓取的多功能可调节夹具。

根据本发明提供的一种用于上下料抓取的多功能可调节夹具，包括夹持端、支撑端、控制机构以及工作转台；

所述工作转台上设置有多个工件放置位，所述支撑端用于工件的支撑且安装在所述工件放置位上；

所述夹持端能够将位于夹持位置的工件移动至目标位置，控制机构能够控制工作转台转动并将与已被移走工件相邻的工件转动至夹持位置；其中，

所述夹持端与支撑端相匹配，控制机构与夹持端信号连接。

优选地，所述工件包括圆柱形结构、圆盘类工件以及异形对称工件。

优选地，所述夹持端包括夹持模块；

所述夹持模块包括过渡块、两个滑动调节底座以及传感器，所述过渡块的一面安装在主动端，两个滑动调节底座分别安装在过渡块另一面的两侧并采用如下任一种或任多种结构：

-夹持模块还包括两个第一夹块以及侧边夹块，两个第一夹块分别可滑动的安装在两个滑动调节底座上并相对布置，侧边夹块安装在第一夹块上并在两个第一夹块相向运动时两个侧边夹块能够夹持工件，其中，侧边夹块沿长度方向上设置有几字形的第一夹持槽，所述传感器安装在任一个第一夹块上的第一夹持槽上，第一夹持槽与工件的轴向方向垂直；

-夹持模块还包括两个第二夹块，两个第二夹块分别可滑动的安装在两个滑动调节底座上并相对布置，第二夹块上设置C形结构的第二夹持槽，传感器安装在任一个第二夹块上的第二夹持槽上，第二夹持槽与工件的轴向方向平行。

优选地，所述滑动调节底座上设置有T形结构的凹槽，第一夹块和第二夹块上设置有与所述凹槽相匹配的滑块。

优选地，所述支撑端包括弹性底座模块以及如下任一种或任多种结构:

-固定台和工字台，所述弹性底座模块可拆卸的安装在工作转台上，所述固定台下面安装在弹性底座模块上，两个工字台分别安装在固定台上面的两侧并能够根据工件的尺寸调节两个工字台之间的距离，工字台上设置有第三夹块，第三夹块用于夹持工件；

-L型压紧块、支撑杆、顶升杆、支撑块、压紧座和连接环，压紧座安装在弹性底座模块上，支撑杆、顶升杆的下端分别安装在压紧座上，支撑杆的上端用于支撑工件的中心位置，顶升杆的上端通过相连的支撑块支撑工件的端部且高度可调，L型压紧块安装在压紧座并用于压紧工件，连接环安装在压紧座用于夹持端夹持；

-两个支撑底块，两个支撑底块的底部均可调节的安装在弹性底座模块上，支撑底块的顶部用于安装工件。

优选地，所述支撑端还包括定位销以及调节杆，固定台的上面上的两侧分别设置有对称布置的第一腰形孔，定位销贯穿所述第一腰形孔且工字台通过定位销以及调节杆可调节的安装在固定台上。

优选地，所述L型压紧块包括支撑板以及压紧板，所述压紧板上设置有第二腰形孔，L型压紧块通过贯穿第二腰形孔的连接件固定在压紧座上，其中压紧座上设置有多个固定孔，L型压紧块、支撑杆、顶升杆均能够根据工件的外形选择相匹配的固定孔安装。

优选地，所述弹性底座模块包括弹性底板、弹性上板以及弹簧；

所述弹性底板上设置有第二固定件，弹性上板上设置有第一固定件，所述弹性上板通过自身具有的导轨滑块能够在弹性底板所具有的导轨上滑动且由于弹性底板两端延伸出的限位台进而能够使弹性上板滑动在第一位置和第二位置之间；

所述弹性上板和弹性底板之间形成容纳空间，弹簧安装在容纳空间中且弹簧的两端分别连接第一固定件、第二固定件；

在第一位置时，弹簧被弹性拉伸至第一长度，在第二位置时，弹簧被弹性拉伸至第二长度，第二长度大于第一长度。

优选地，所述传感器用于检测夹持力，当夹持力大于或等于预设值时控制机构控制夹持模块停止夹紧动作。

优选地，多个所述工件放置位均匀分布在工作转台上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中的多功能可调节夹具可以人为更换夹具上的夹块来适应不同种类的工件，也可以调整夹块的位置来适应不同尺寸的工件，可应用于大部分工业生产制造中的工件，解决当前工业生产制造中夹具适用性单一，体积大，重量大的问题，应用范围广泛，操作简单，通用性好。

2、本发明夹具最下面的底座具有一定弹性，可以缓冲机器人夹持工件时的冲击，延长了设备的使用寿命。

3、本发明通过工作转台的精确转动以及支撑端的定位结构设置，使得机器人带动夹持模块运动到夹持位置即能找到圆盘类工件的中心、圆柱类工件和复杂对称工件的对称面，方便后续机器人对工件进行加工，实现工件的准确定位。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的圆盘类工件装夹示意图；

图2为本发明实施例提供的复杂类工件装夹示意图；

图3为本发明实施例提供的圆柱类工件装夹示意图；

图4为本发明实施例提供的圆柱类工件或圆盘类工件夹持模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的复杂类工件夹持模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的圆盘类工件的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的复杂类工件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的圆柱类工件的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的弹性底座模块的结构示意图；

图中示出：

机器人1 第二夹块51

夹持模块2 L型压紧块61

夹具3 支撑杆62

工作转台4 顶升杆63

过渡块8 支撑块64

滑动调节底座9 压紧座65

T字调节块10 连接环66

传感器11 支撑底块71

弹性底座模块12 第一夹持槽111

第一夹块21 弹性底板121

侧边夹块22 弹性上板122

调节杆31 导轨123

固定台32 第一固定件124

工字台33 弹簧125

定位销34 导轨滑块126

第三夹块35 第二固定件127

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

本发明提供了一种用于上下料抓取的多功能可调节夹具，包括夹持端、支撑端、控制机构以及工作转台4，所述工作转台4上设置有多个工件放置位，所述支撑端用于工件的支撑且安装在所述工件放置位上，多个所述工件放置位优选均匀分布在工作转台4上，所述夹持端优选安装在机器人1上，在机器人1的驱动下夹持端能够将位于夹持位置的工件移动至目标位置，控制机构能够控制工作转台4转动并将与已被移走工件相邻的工件转动至夹持位置以便供夹持端再次夹持，其中，所述夹持端与支撑端相匹配，控制机构与夹持端信号连接，控制机构能够接收来自夹持端的夹持信号，保证动作的准确性。

本发明中的工件包括圆柱形结构、圆盘类工件以及异形对称工件，使用时夹持端与支撑端配对使用，以完成相同型号工件的移动工作。

夹持端包括夹持模块2，通过夹持模块2可以将工件平稳的搬运到目标位置，如下一个加工工序，所述夹持模块2包括过渡块8、两个滑动调节底座9以及传感器11，传感器11能在夹持模块2夹持工件时检测夹持力，当夹持力大于或等于预设值时控制机构控制夹持模块2停止夹紧动作。

本发明中用于上下料抓取的多功能可调节夹具，通过预设的程序可以自动转动，与机器人1配合完成后续操作。根据实际现场装夹定位与夹持试验，被证明是有效可靠的。

实施例2：

本实施例为实施例1的一个优选例。

本实施例中，如图1所示，所有支撑端都是固定在工作转台4上，支撑端包括夹具3，工作转台4上布置有6套夹具3，工作转台4底部通过螺栓与地面相连接。夹持端固定在六轴机器人1上，机器人1底部通过螺栓与地面固定，夹持模块2固定在机器人的末端，夹持模块2与夹具3相互配套。工作时工件被夹持到下一个工序后，工作转台4在控制机构的控制下转动60°，把下一个夹具3调整到夹持位置供机器人1夹取后移动。

如图4所示，夹持模块2通过螺钉和螺母与机器人1末端固连，主要负责圆盘类工件和圆柱类工件的夹持，夹持模块2包括过渡块8、两个滑动调节底座9以及传感器11，所述过渡块8的一面安装在主动端，即机器人端，过渡块8主要用于连接机器人1末端，是整个夹持模块的基座。两个滑动调节底座9分别安装在过渡块8另一面的两侧，滑动调节底座9优选与过渡块8通过螺栓固连，夹持模块2还包括两个第一夹块21以及两个侧边夹块22，两个第一夹块21分别可滑动的安装在两个滑动调节底座9上并相对布置，侧边夹块22安装在第一夹块21上并在两个第一夹块21相向运动时两个侧边夹块22形成夹持空间能够夹持工件，两个第一夹块21配合可以实现夹块的自由运动，其中，侧边夹块22沿长度方向上设置有几字形的第一夹持槽111，所述传感器11安装在任一个第一夹块21上的第一夹持槽111上，第一夹持槽111与工件的轴向方向垂直，传感器11能够在夹持时检测夹持力是否达到设定的目标值，保证了使用时的安全性。

进一步地，所述滑动调节底座9上设置有两个平行间隔布置的T形结构的凹槽，第一夹块21和第二夹块51上均设置有与所述凹槽相匹配的滑块，所述滑块优选T字调节块10，T字调节块10的T字头与滑动调节底座9的T字形凹槽形状相匹配，可以保证夹块在T字形凹槽上平稳的直线运动。侧边夹块22的第一夹持槽111上装有传感器11，能在夹持工件时检测夹持力，当夹持力符合预设条件时，设备才能正常运行。侧边夹块22与工件接触的地方设置有滚花，能防止工件脱落。

如图6所示，为圆盘类工件夹具3针对圆盘类工件的装夹定位，所述支撑端包括弹性底座模块12以及固定台32和工字台33，所述弹性底座模块12可拆卸的安装在工作转台4上，弹性底座模块12优选通过螺钉固连在工作转台4上，弹性底座模块12在径向有一定的弹性，能防止意外对工件及设备的伤害。所述固定台32下面安装在弹性底座模块12上，两个工字台33分别安装在固定台32上面的两侧并能够根据工件的尺寸调节两个工字台33之间的距离，工字台33上设置有第三夹块35，第三夹块35用于夹持工件。圆盘类工件夹具3负责对圆盘类工件进行装夹定位，使用时调节好两个工字台33的距离，用夹紧块35夹紧工件实现夹持。

进一步地，支撑端还包括定位销34以及调节杆31，固定台32的上面上的两侧分别设置有对称布置的第一腰形孔，定位销34贯穿所述第一腰形孔且工字台33通过定位销34以及调节杆31可调节的安装在固定台32上。调节杆31上有很多光孔和螺纹孔，与工字台33配合可以实现两个工字台33之间距离的变化，这样就能满足不同尺寸的圆盘类工件的放置。而工字台33与调节杆31之间由定位销34来定位，用螺钉和螺母来固定。工字台33上有一个夹紧块35，夹紧块35呈“V”字形，能与圆盘类工件的边缘相切，这样圆盘类工件的中心就是整个夹具的中心。

如图9所示，弹性底座模块12是所有夹具的基座，具有一定的弹性，所述弹性底座模块12包括弹性底板121、弹性上板122以及弹簧125，所述弹性底板121上设置有第二固定件127，弹性上板122上设置有第一固定件124，所述弹性上板122通过自身具有的导轨滑块126能够在弹性底板121所具有的导轨123上滑动，能够减少相对滑动的阻力，由于弹性底板121两端延伸出的限位台进而能够使弹性上板122滑动在第一位置和第二位置之间，所述弹性上板122和弹性底板121之间形成容纳空间，弹簧125安装在容纳空间中且弹簧125的两端分别连接第一固定件124、第二固定件127，弹簧125的设置是上下板间具有一定的柔性，能够保护夹具，第一固定件124、第二固定件127均优选采用固定钉，在第一位置时，弹簧125被弹性拉伸至第一长度，在第二位置时，弹簧125被弹性拉伸至第二长度，第二长度大于第一长度。

进一步地，弹性底板121用螺栓固定在工作转台4上，弹性底板121装有4个导轨123，相应的在弹性上板122装有4个导轨滑块126，这样弹性上板122可以在导轨123上滑动。弹性上板122和弹性底板121上各自具有两个固定钉，用来固定弹簧125的两端，这样弹簧125就被固定在弹性底板121和弹性上板122之间，在发生相对滑动的时候会产生一定的刚度，从而保护上方的夹具。

如图8所示，圆柱类工件夹具7针对圆柱类工件的装夹定位，两个支撑底块71，两个支撑底块71的底部均可调节的安装在弹性底座模块12上，支撑底块71的顶部用于安装工件。支撑底块71安装在弹性底座模块12的两侧，根据工件的尺寸可以把两个支撑底块71的距离进行相应调整，这样工件两头都被顶住，重心就在两个支撑底块71的中间，实现对工件的支撑。

实施例3：

本实施例为实施例1的另一个优选例。

本实施例中的夹持模块2主要负责复杂类工件的夹持，如图5所示，夹持模块2还包括两个第二夹块51，两个第二夹块51分别可滑动的安装在两个滑动调节底座9上并相对布置，第二夹块51上设置C形结构的第二夹持槽，传感器11安装在任一个第二夹块51上的第二夹持槽上，能实时检测夹持时候的压力，防止工件的脱落。第二夹持槽与工件的轴向方向平行。

夹持模块2通过螺钉和螺母与机器人1末端固连，第二夹块51的底部装有T字调节块10，T字调节块10的T字头与滑动调节底座9的T字形凹槽形状相匹配，保证夹持过程的稳定。

如图7所示，为复杂工件类夹具3针对复杂类工件的装夹定位，所述支撑端包括弹性底座模块12以及L型压紧块61、支撑杆62、顶升杆63、支撑块64、压紧座65和连接环66，压紧座65安装在弹性底座模块12上，是复杂工件类夹具3的基座。支撑杆62、顶升杆63的下端分别安装在压紧座65上，支撑杆62的上端用于支撑工件的中心位置，顶升杆63的上端通过相连的支撑块64支撑工件的端部且高度可调，支撑块64用以支撑工件的远端位置，用于辅助支撑，L型压紧块61安装在压紧座65并用于压紧工件，连接环66安装在压紧座65用于夹持端夹持，连接环66上有滚花，在夹持的时候可以增大摩擦，保证夹持的稳定性。支撑块64与顶升杆63通过螺纹连接，二者可以调整高度，其中，L型压紧块61、支撑杆62、顶升杆63、支撑块64均优选为两个，均对称安装在压紧座65上，增加夹持的稳定性。

进一步地，所述L型压紧块61包括支撑板以及压紧板，所述压紧板上设置有第二腰形孔，L型压紧块61通过贯穿第二腰形孔的连接件固定在压紧座65上，连接件优选采用螺钉，螺钉配合将工件压紧，防止工件在后续加工时发生偏移。其中压紧座65上设置有多个固定孔，L型压紧块61、支撑杆62、顶升杆63均能够根据工件的外形选择相匹配的固定孔安装。支撑杆62、顶升杆63和L型压紧块61变换位置可以适应不同尺寸的工件。连接环66固定在压紧座65的侧面，连接环66上圆弧处有滚花，在夹持的时候可以增大摩擦，保证夹持的稳定性，与夹持模块2配合将工件送至下一道工序。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，包括夹持端、支撑端、控制机构以及工作转台(4)；

所述工作转台(4)上设置有多个工件放置位，所述支撑端用于工件的支撑且安装在所述工件放置位上；

所述夹持端能够将位于夹持位置的工件移动至目标位置，控制机构能够控制工作转台(4)转动并将与已被移走工件相邻的工件转动至夹持位置；其中，

所述夹持端与支撑端相匹配，控制机构与夹持端信号连接。

2.根据权利要求1所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述工件包括圆柱形结构、圆盘类工件以及异形对称工件。

3.根据权利要求1所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述夹持端包括夹持模块(2)；

所述夹持模块(2)包括过渡块(8)、两个滑动调节底座(9)以及传感器(11)，所述过渡块(8)的一面安装在主动端，两个滑动调节底座(9)分别安装在过渡块(8)另一面的两侧并采用如下任一种或任多种结构：

-夹持模块(2)还包括两个第一夹块(21)以及侧边夹块(22)，两个第一夹块(21)分别可滑动的安装在两个滑动调节底座(9)上并相对布置，侧边夹块(22)安装在第一夹块(21)上并在两个第一夹块(21)相向运动时两个侧边夹块(22)能够夹持工件，其中，侧边夹块(22)沿长度方向上设置有几字形的第一夹持槽(111)，所述传感器(11)安装在任一个第一夹块(21)上的第一夹持槽(111)上，第一夹持槽(111)与工件的轴向方向垂直；

-夹持模块(2)还包括两个第二夹块(51)，两个第二夹块(51)分别可滑动的安装在两个滑动调节底座(9)上并相对布置，第二夹块(51)上设置C形结构的第二夹持槽，传感器(11)安装在任一个第二夹块(51)上的第二夹持槽上，第二夹持槽与工件的轴向方向平行。

4.根据权利要求3所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述滑动调节底座(9)上设置有T形结构的凹槽，第一夹块(21)和第二夹块(51)上设置有与所述凹槽相匹配的滑块。

5.根据权利要求1所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述支撑端包括弹性底座模块(12)以及如下任一种或任多种结构:

-固定台(32)和工字台(33)，所述弹性底座模块(12)可拆卸的安装在工作转台(4)上，所述固定台(32)下面安装在弹性底座模块(12)上，两个工字台(33)分别安装在固定台(32)上面的两侧并能够根据工件的尺寸调节两个工字台(33)之间的距离，工字台(33)上设置有第三夹块(35)，第三夹块(35)用于夹持工件；

-L型压紧块(61)、支撑杆(62)、顶升杆(63)、支撑块(64)、压紧座(65)和连接环(66)，压紧座(65)安装在弹性底座模块(12)上，支撑杆(62)、顶升杆(63)的下端分别安装在压紧座(65)上，支撑杆(62)的上端用于支撑工件的中心位置，顶升杆(63)的上端通过相连的支撑块(64)支撑工件的端部且高度可调，L型压紧块(61)安装在压紧座(65)并用于压紧工件，连接环(66)安装在压紧座(65)用于夹持端夹持；

-两个支撑底块(71)，两个支撑底块(71)的底部均可调节的安装在弹性底座模块(12)上，支撑底块(71)的顶部用于安装工件。

6.根据权利要求5所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述支撑端还包括定位销(34)以及调节杆(31)，固定台(32)的上面上的两侧分别设置有对称布置的第一腰形孔，定位销(34)贯穿所述第一腰形孔且工字台(33)通过定位销(34)以及调节杆(31)可调节的安装在固定台(32)上。

7.根据权利要求5所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述L型压紧块(61)包括支撑板以及压紧板，所述压紧板上设置有第二腰形孔，L型压紧块(61)通过贯穿第二腰形孔的连接件固定在压紧座(65)上，其中压紧座(65)上设置有多个固定孔，L型压紧块(61)、支撑杆(62)、顶升杆(63)均能够根据工件的外形选择相匹配的固定孔安装。

8.根据权利要求5所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述弹性底座模块(12)包括弹性底板(121)、弹性上板(122)以及弹簧(125)；

所述弹性底板(121)上设置有第二固定件(127)，弹性上板(122)上设置有第一固定件(124)，所述弹性上板(122)通过自身具有的导轨滑块(126)能够在弹性底板(121)所具有的导轨(123)上滑动且由于弹性底板(121)两端延伸出的限位台进而能够使弹性上板(122)滑动在第一位置和第二位置之间；

所述弹性上板(122)和弹性底板(121)之间形成容纳空间，弹簧(125)安装在容纳空间中且弹簧(125)的两端分别连接第一固定件(124)、第二固定件(127)；

在第一位置时，弹簧(125)被弹性拉伸至第一长度，在第二位置时，弹簧(125)被弹性拉伸至第二长度，第二长度大于第一长度。

9.根据权利要求3所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，所述传感器(11)用于检测夹持力，当夹持力大于或等于预设值时控制机构控制夹持模块(2)停止夹紧动作。

10.根据权利要求1所述的用于上下料抓取的多功能可调节夹具，其特征在于，多个所述工件放置位均匀分布在工作转台(4)上。

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