CN113798840A - 适用于机械臂的螺丝装卸夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于机械臂的螺丝装卸夹具，包括与机械臂末端连接的安装台，安装台上设置有第一活动台，第一活动台与安装台活动连接，第一活动台上设置有第二活动台，第二活动台与第一活动台活动连接，第一活动台连接有螺丝夹头，第二活动台连接有螺丝刀轴，螺丝刀轴的第二端形成有与螺丝配套的螺丝刀头，螺丝刀头与螺丝夹头对准，螺丝夹头随第一活动台进给将螺丝定位后，螺丝刀轴随第二活动台进给，使螺丝刀头与螺丝的螺帽接触，旋转驱动部驱动螺丝刀轴旋转而拧转螺丝，完成螺丝的安装或拆卸，结构设计合理，衔接配合紧凑，与工业机器人的适配程度高，提升了机器人装卸螺丝的效率及质量。

Description

适用于机械臂的螺丝装卸夹具

技术领域

本发明涉及螺丝装卸技术领域，特别涉及一种适用于机械臂的螺丝装卸夹具。

背景技术

在工业自动化生产过程中，产品的螺丝装卸是常见的工序，依靠工业机器人完成产品各个位置的螺丝安装、拆卸过程，从而对产品进行组装、加工等。通过工业机器人的应用，基本摆脱了先前依靠人工作业的劳动强度大、效率低、作业手法不稳定的缺陷。然而，目前安装在机械臂末端的执行工具仍较为单一，与机器人作业的适配性不高，因此阻碍了螺丝装卸效率及质量的进一步提升，亟需对此进行改进。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种安装于机械臂末端的、对螺丝进行装卸的执行机构，以提升机器人装卸螺丝的效率及质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种适用于机械臂的螺丝装卸夹具，包括与机械臂末端连接的安装台，所述安装台上设置有第一活动台，所述第一活动台与所述安装台活动连接，并通过所述安装台上的第一驱动部驱动，所述第一活动台上设置有第二活动台，所述第二活动台与所述第一活动台活动连接，并通过所述第一活动台上的第二驱动部驱动，所述第一活动台连接有螺丝夹头，所述第二活动台连接有螺丝刀轴，所述螺丝刀轴的第一端与第二活动台上的旋转驱动部连接，所述螺丝刀轴的第二端形成有与螺丝配套的螺丝刀头，所述螺丝刀头与所述螺丝夹头对准，所述螺丝夹头随所述第一活动台进给将螺丝定位后，所述螺丝刀轴随所述第二活动台进给，使所述螺丝刀头与螺丝的螺帽接触，所述旋转驱动部驱动所述螺丝刀轴旋转而拧转螺丝。

进一步地，所述安装台的上表面设置有第一导轨，所述第一活动台的下表面设置有第一滑块并与所述第一导轨滑动连接，所述第一活动台的上表面设置有第二导轨，所述第二活动台的下表面设置有第二滑块并与所述第二导轨滑动连接。

进一步地，所述第一驱动部为第一驱动气缸，所述第一驱动气缸固定在所述安装台的上表面，所述第一驱动气缸的活塞杆末端与所述第一活动台连接，所述第二驱动部为第二驱动气缸，所述第二驱动气缸固定在所述第一活动台的上表面，所述第二驱动气缸的活塞杆末端与所述第二活动台连接，所述旋转驱动部为驱动电机，所述驱动电机固定在所述第二活动台上，所述驱动电机与所述螺丝刀轴的第二端通过联轴器转动连接。

进一步地，所述第二驱动气缸的活塞杆末端套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧与所述第二活动台相接触。

进一步地，所述第一活动台的一侧还设置有连接座，所述连接座呈L形，所述螺丝夹头安装在所述连接座的末端。

进一步地，所述螺丝夹头形成有通孔，所述通孔的第一端套入螺丝的螺帽，所述螺丝刀头从所述通孔的第二端伸入并活动设置于所述通孔内。

进一步地，所述螺丝夹头的一侧形成有真空孔，所述真空孔通过真空管与真空发生装置连接而对所述通孔内吸真空，所述螺丝刀头对所述通孔的第二端密封。

进一步地，所述通孔包括孔径较小的第一孔段和孔径较大的第二孔段，所述第一孔段靠近所述通孔的第一端，所述第二孔段靠近所述通孔的第二端，所述第一孔段与所述第二孔段的连接处形成有台阶面，所述螺丝刀轴上套设有密封套，当所述螺丝刀头进给并与螺帽接触时，所述密封套从第二孔段移动至所述台阶面位置，将所述第一孔段密封。

进一步地，所述通孔的第二端固定有轴承套，所述轴承套内设置有滚动轴承，所述滚动轴承的内环与所述螺丝刀轴接触，对所述螺丝刀轴滚动支撑。

进一步地，所述安装台上还设置有接头，所述安装台通过所述接头与所述机械臂的末端连接。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明提供的螺丝装卸夹具，采用三层平台式结构，使螺丝夹头随第一活动台进给将螺丝定位后，螺丝刀轴随第二活动台进一步进给，使螺丝刀头与螺丝的螺帽接触，螺丝刀轴以及螺丝刀头旋转而拧转螺丝，完成螺丝的安装或拆卸，结构设计合理，衔接配合紧凑，与工业机器人的适配程度高，提升了机器人装卸螺丝的效率及质量；

本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的螺丝夹头位置剖视图。

【附图标记说明】

1-安装台；2-第一活动台；3-第二活动台；4-螺丝夹头；5-螺丝刀轴；6-螺丝；7-螺丝刀头；8-第一导轨；9-第一滑块；10-第二导轨；11-第二滑块；12-第一驱动气缸；13-第二驱动气缸；14-驱动电机；15-联轴器；16-缓冲弹簧；18-连接座；19-通孔；20-真空孔；21-第一孔段；22-第二孔段；23-密封套；24-轴承套；25-滚动轴承；26-接头。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2所示，本发明的实施例提供了一种适用于机械臂的螺丝装卸夹具，包括与机械臂末端连接的安装台1，安装台1上设置有第一活动台2，第一活动台2与安装台1活动连接，并通过安装台1上的第一驱动部驱动，第一活动台2上设置有第二活动台3，第二活动台3与第一活动台2活动连接，并通过第一活动台2上的第二驱动部驱动，因此由安装台1、第一活动台2和第二活动台3组成三层式结构。其中，第一活动台2连接有螺丝夹头4，第二活动台3连接有螺丝刀轴5，螺丝刀轴5的第一端与第二活动台3上的旋转驱动部连接，螺丝刀轴5的第二端形成有与螺丝6配套的螺丝刀头7，螺丝刀头7与螺丝夹头4对准。当螺丝夹头4随第一活动台2进给将螺丝6定位后(此时螺丝刀轴5是同步进给的)，螺丝刀轴5随第二活动台3进一步进给，使螺丝刀头7与螺丝6的螺帽接触，插入螺帽的螺口中，旋转驱动部驱动螺丝刀轴5以及螺丝刀头7旋转而拧转螺丝6，完成螺丝6的安装或拆卸。

在本实施例中，安装台1的上表面设置有第一导轨8，第一活动台2的下表面设置有第一滑块9并与第一导轨8滑动连接，第一活动台2的上表面设置有第二导轨10，第二活动台3的下表面设置有第二滑块11并与第二导轨10滑动连接，通过第一导轨8和第二导轨10的设置提升第一活动台2和第二活动台3移动的稳定性，确保机器人对螺丝装卸点定位后螺丝夹头4以及螺丝刀头7能与螺丝6准确对接。

在本实施例中，第一驱动部为第一驱动气缸12，第一驱动气缸12通过支架固定在安装台1的上表面，第一驱动气缸12的活塞杆末端与第一活动台2连接。第二驱动部为第二驱动气缸13，第二驱动气缸13通过支架固定在第一活动台2的上表面，第二驱动气缸13的活塞杆末端与第二活动台3连接。旋转驱动部为驱动电机14，其固定在第二活动台3的顶端一侧，与螺丝刀轴5的第二端通过联轴器15转动连接，以驱动螺丝刀轴5旋转。当然，本实施例也不限制上述驱动结构的具体形式，只要是合适的直线驱动机构和旋转驱动机构即可。

作为进一步改进，本实施例中第二驱动气缸13的活塞杆末端还套设有缓冲弹簧16，缓冲弹簧16与第二活动台3相接触，使第二驱动气缸13与第二活动台3形成弹性连接。采用弹性连接的方式，一方面使得螺丝刀轴5随第二活动台3进给时螺丝刀轴5与螺帽为弹性接触，产生弹性缓冲作用而防止将螺丝6或螺丝刀头7损坏，另一方面当螺丝刀头7与螺帽接触后，由于是气缸驱动的，此时气缸通常会卸去部分压力，依靠缓冲弹簧16作用确保螺丝刀头7与螺帽的压紧接触，从而确保螺丝刀头7旋转时将螺丝6同步拧转，达到准确装卸的目的。

作为进一步改进，本实施例中第一活动台2的一侧还设置有连接座18，连接座18呈L形，螺丝夹头4安装在连接座18的末端，使得螺丝夹头4的高度位置与螺丝刀轴5保持一致并对准。

在本实施例中，螺丝夹头4内形成有通孔19，螺丝夹头4随第一活动台2进给、使通孔19的第一端套入螺丝6的螺帽而完成定位。螺丝刀头7从通孔19的第二端伸入并活动设置于通孔19内，在第二驱动气缸13作用下沿通孔19移动，即螺丝刀头7总是位于螺丝夹头4的通孔19内，避免多次插入通孔19的动作以及进给较长的行程，提升效率与可靠性，且依靠腔体对螺丝刀头7进一步保护。

由于螺丝夹头4的通孔19仅能将螺帽套入定位，无法完成螺丝6整体的取放，从而机器人仅能将装卸位置上的螺丝6拧紧或拧松，仍具有操作不方便的问题。基于此，本实施例中螺丝夹头4的一侧形成有真空孔20，真空孔20通过真空管与真空发生装置连接而对通孔19内吸真空，在真空作用下将螺丝6吸附固定，从而依靠机械臂的动作完成螺丝6的取放。

为提升真空效果，本实施例中螺丝夹头4的通孔19设置为多段的形式，即台阶孔形式，包括孔径较小的第一孔段21和孔径较大的第二孔段22。其中，第一孔段21靠近通孔19的第一端，即夹取螺丝6的一端，第二孔段22靠近通孔19的第二端，即螺丝刀头7伸入的一端，第一孔段21与第二孔段22的连接处为台阶面。螺丝刀轴5上套设有密封套23，当螺丝刀头7进给至通孔19第一端而与螺帽接触时，密封套23从第二孔段22移动至台阶面位置，将第一孔段21密封。由于真空孔20与第一孔段21是连通的，因此将第一孔段21和第二孔段22的连接过渡处密封后，真空作用能更好地传递至通孔19的第一端，提升了对螺丝6的真空吸附效果。

其中，密封套23的尺寸可设置为大于第一孔段21孔径，因此到位后不进入第一孔段21，而贴紧于台阶面位置形成密封。或者，密封套23的尺寸设置为略大于第一孔段21孔径，到位后弹性压缩地进入第一孔段21形成密封，均能达到较好的密封效果。

作为进一步改进，本实施例中通孔19的第二端固定有轴承套24，轴承套24内设置有滚动轴承25，滚动轴承25的内环与螺丝刀轴5接触，对螺丝刀轴5滚动支撑，使螺丝刀轴5旋转时更加平稳，减少与螺丝夹头4的接触磨损而提升使用寿命。

在本实施例中，安装台1的尾端还设置有接头26，安装台1通过接头26与机械臂的末端连接，使整个夹具稳定安装在机械臂的末端，作为机器人的执行末端。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，包括与机械臂末端连接的安装台，所述安装台上设置有第一活动台，所述第一活动台与所述安装台活动连接，并通过所述安装台上的第一驱动部驱动，所述第一活动台上设置有第二活动台，所述第二活动台与所述第一活动台活动连接，并通过所述第一活动台上的第二驱动部驱动，所述第一活动台连接有螺丝夹头，所述第二活动台连接有螺丝刀轴，所述螺丝刀轴的第一端与第二活动台上的旋转驱动部连接，所述螺丝刀轴的第二端形成有与螺丝配套的螺丝刀头，所述螺丝刀头与所述螺丝夹头对准，所述螺丝夹头随所述第一活动台进给将螺丝定位后，所述螺丝刀轴随所述第二活动台进给，使所述螺丝刀头与螺丝的螺帽接触，所述旋转驱动部驱动所述螺丝刀轴旋转而拧转螺丝。

2.根据权利要求1所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述安装台的上表面设置有第一导轨，所述第一活动台的下表面设置有第一滑块并与所述第一导轨滑动连接，所述第一活动台的上表面设置有第二导轨，所述第二活动台的下表面设置有第二滑块并与所述第二导轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述第一驱动部为第一驱动气缸，所述第一驱动气缸固定在所述安装台的上表面，所述第一驱动气缸的活塞杆末端与所述第一活动台连接，所述第二驱动部为第二驱动气缸，所述第二驱动气缸固定在所述第一活动台的上表面，所述第二驱动气缸的活塞杆末端与所述第二活动台连接，所述旋转驱动部为驱动电机，所述驱动电机固定在所述第二活动台上，所述驱动电机与所述螺丝刀轴的第二端通过联轴器转动连接。

4.根据权利要求3所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述第二驱动气缸的活塞杆末端套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧与所述第二活动台相接触。

5.根据权利要求1所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述第一活动台的一侧还设置有连接座，所述连接座呈L形，所述螺丝夹头安装在所述连接座的末端。

6.根据权利要求1所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述螺丝夹头形成有通孔，所述通孔的第一端套入螺丝的螺帽，所述螺丝刀头从所述通孔的第二端伸入并活动设置于所述通孔内。

7.根据权利要求6所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述螺丝夹头的一侧形成有真空孔，所述真空孔通过真空管与真空发生装置连接而对所述通孔内吸真空，所述螺丝刀头对所述通孔的第二端密封。

8.根据权利要求7所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述通孔包括孔径较小的第一孔段和孔径较大的第二孔段，所述第一孔段靠近所述通孔的第一端，所述第二孔段靠近所述通孔的第二端，所述第一孔段与所述第二孔段的连接处形成有台阶面，所述螺丝刀轴上套设有密封套，当所述螺丝刀头进给并与螺帽接触时，所述密封套从第二孔段移动至所述台阶面位置，将所述第一孔段密封。

9.根据权利要求7所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述通孔的第二端固定有轴承套，所述轴承套内设置有滚动轴承，所述滚动轴承的内环与所述螺丝刀轴接触，对所述螺丝刀轴滚动支撑。

10.根据权利要求1所述的适用于机械臂的螺丝装卸夹具，其特征在于，所述安装台上还设置有接头，所述安装台通过所述接头与所述机械臂的末端连接。

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