CN113858211A - 一种旋转夹爪 - Google Patents

Abstract

一种旋转夹爪，包括旋转基座、夹爪组件、第一驱动件、第二驱动件、电滑环和控制单元，夹爪组件安装在旋转基座上，第一驱动件用于驱动夹爪组件开合且与旋转基座固定连接，第二驱动件通过齿轮传动驱动旋转基座旋转，电滑环套设在第一驱动件上，第一驱动件的电线连接至电滑环上。通过第一驱动件与第二驱动件的配合工作，使得本申请中旋转夹爪除了能够夹持目标件外还能实现对目标件无限或定量的转动，同时因为电滑环套设在第一驱动件上，使得旋转夹爪整体高度更小，且内部走线短、走线数量少，避免了电线在工作过程中出现缠绕现象。

Description

一种旋转夹爪

技术领域

本发明涉及自动夹爪领域，具体涉及一种旋转夹爪。

背景技术

随着机械工业的快速发展，智能机械在慢慢取代人工操作，如旋转夹爪。旋转夹爪除了具有夹取物体的功能，还能实现夹取过程中的旋转操作，是现代工业流水线上所需求的产品。但是目前市场上的旋转夹爪高度大，不便于在流水线的安装，适用性差，同时为了实现夹爪的旋转功能其内部走线复杂，在工作过程中容易出现缠绕现象造成故障。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种旋转夹爪。

根据第一方面，一种实施例中提供一种旋转夹爪，包括：

旋转基座；

夹爪组件，所述夹爪组件安装在所述旋转基座上；

第一驱动件，用于驱动所述夹爪组件开合；所述第一驱动件与所述旋转基座固定连接；

第二驱动件，用于驱动所述旋转基座旋转；

电滑环，所述电滑环包括转子和定子，所述电滑环的转子和所述电滑环的定子转动连接，所述电滑环的转子套设在所述第一驱动件上，所述第一驱动件的电线连接至所述电滑环的转子，使得所述电滑环的转子、旋转基座、第一驱动件和夹爪组件能够在第二驱动件的驱动下旋转任意角度；

控制单元，所述控制单元与所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述电滑环电连接。

在一实施例中，所述电滑环的转子的轴向长度大于所述电滑环的定子的轴向长度；所述电滑环的转子和所述电滑环的定子的一端端面平齐设置。

在一实施例中，所述第一驱动件与所述电滑环的转子通过轴孔配合方式连接。

在一实施例中，所述电滑环的转子上设有销孔，若干所述销孔沿所述电滑环的转子周向均匀分布。

在一实施例中，所述电滑环的转子上设有电路转接板，所述第一驱动件的电线连接至所述电路转接板。

在一实施例中，所述第二驱动件设置在所述第一驱动件的一侧；所述第一驱动件上设有齿轮盘；所述第二驱动件的出轴上设有第二齿轮；所述齿轮盘啮合至所述第二齿轮，所述第二驱动件通过所述第二齿轮驱动所述第一驱动件和所述旋转基座旋转。

在一实施例中，所述第二驱动件的输出轴上设有轴承，所述轴承与所述第二驱动件的输出轴转动连接；所述第二齿轮设于所述轴承与第二驱动件输出端面之间。

在一实施例中，旋转夹爪还包括外壳与底座；所述外壳安装在所述底座上，所述外壳内部设有容置腔，所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述电滑环与所述控制单元设置在所述外壳的容置腔内；所述外壳顶端设有通孔，所述第一驱动件的出轴穿过所述通孔与所述夹爪组件连接；所述轴承固定设置在所述外壳上。

在一实施例中，所述控制单元包括第一编码器、第二编码器和电路板；所述第一编码器与所述第一驱动件同轴设置；所述第二编码器和所述第二驱动件同轴设置；所述第一编码器和所述第二编码器固定在所述电路板上。

在一实施例中，所述第一驱动件和所述第二驱动件为双出轴驱动件，所述第一驱动件下端输出轴与所述第一编码器连接，所述第二驱动件下端输出轴与所述第二编码器连接；所述第一驱动件下端输出轴的轴向长度大于所述第二驱动件下端输出轴的轴向长度，以使得所述第一编码器和所述第二编码器平齐固定在所述电路板上。

依据上述实施例的旋转夹爪，电滑环套设在驱动件上，而不是设置在驱动件的出线端，使得旋转夹爪整体高度更小，同时因为电滑环直接套设在驱动件上，使得驱动件与电滑环的连线走线短，旋转夹爪内部走线简单，有效避免电线在工作过程中出现缠绕现象。

附图说明

图1为一种实施例中旋转夹爪的传动结构的示意图；

图2为一种实施例中旋转夹爪的传动结构(去除外壳后)的示意图；

图3为一种实施例中旋转夹爪的俯视视角下传动结构示意图；

图4为一种实施例中旋转夹爪的立体结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

在本发明实施例中，旋转夹爪包括旋转基座、夹爪组件、第一驱动件、第二驱动件、电滑环和控制单元，夹爪组件安装在旋转基座上，第一驱动件用于驱动夹爪组件开合且与旋转基座固定连接，第二驱动件通过齿轮传动驱动旋转基座旋转，电滑环套设在第一驱动件上，第一驱动件的电线连接至电滑环上。通过第一驱动件与第二驱动件的配合工作，使得本申请中旋转夹爪除了能够夹持目标件外还能实现对目标件无限或定量的转动，同时因为电滑环套设在第一驱动件上，使得旋转夹爪整体高度更小，且内部走线短、走线数量少，避免了电线在工作过程中出现缠绕现象。

实施例一：

如图1至图4所示，本申请一实施例中提出一种旋转夹爪，包括旋转基座1、夹爪组件2、第一驱动件3、第二驱动件4、电滑环5和控制单元6。夹爪组件2安装在旋转基座1上。第一驱动件3与旋转基座1固定连接，第一驱动件3用于驱动夹爪组件2开合，本实施例中，第一驱动件3与旋转基座1通过连接架(图中未示出)进行连接，连接架设置在第一驱动件3的输出轴外侧，连接架的一端与旋转基座1固定连接，连接架的另一端与第一驱动件3固定连接，连接架与旋转基座1和第一驱动件3的连接方式包括螺纹连接、销接或卡扣连接中的一者，此处不做限制。第二驱动件4用于驱动旋转基座1旋转。电滑环5套设在第一驱动件3上，第一驱动件3的电线连接至电滑环5，使得旋转基座1、夹爪组件2和第一驱动件3能够在第二驱动件4的驱动下旋转任意角度，本实施例中电滑环5包括定子和转子，电滑环5的转子套设在第一驱动件3上，第一驱动件3的电线连接至电滑环5的转子，以使得电滑环5的转子能够与第一驱动件3同步旋转，将电滑环5套设在第一驱动件3上，相较于将电滑环5设置在第一驱动件3的出线端降低了“夹爪组件2-旋转基座1-第一驱动件3-电滑环5”整体装配件的装配高度。控制单元6与第一驱动件3、第二驱动件4和电滑环5电连接。

为了使电滑环5更方便地套设于第一驱动件3上，在一实施例中，电滑环5的转子的轴向长度大于电滑环5的定子的轴向长度，且电滑环5的转子和电滑环5的定子的一端端面平齐设置。第一驱动件3与电滑环5的转子通过轴孔配合方式连接。因为电滑环5的转子的轴向长度大于电滑环5的定子的轴向长度，且电滑环5的转子和电滑环5的定子的一端端面平齐设置，所以电滑环5的转子的另一端会伸出电滑环5的定子，电滑环5的转子伸出定子的一段便于电滑环5的转子和第一驱动件3的配合安装，本实施例中，在电滑环5的转子上设有销孔52，若干销孔52沿电滑环5的转子周向均匀分布，固定销插入销孔52，将电滑环5的转子与第一驱动件3固连。在一些实施例中，也可以采用其他方式如螺纹连接、卡扣连接等固连方式连接电滑环5的转子与第一驱动件3。

在一实施例中，电滑环5的转子上设有电路转接板51，第一驱动件3的电线连接至电路转接板51，电路转接板51与电滑环5的转子固定连接，电路转接板51会与第一驱动件3同步旋转，第一驱动件3连接至电路转接板51的电线走线短，且会与第一驱动件3和电路转接板51同步旋转，避免出现走线缠绕的现象。

第二驱动件4驱动旋转基座1的方式包括齿轮传动、带传动、链传动等等，在一实施例中，采用齿轮传动的方式，第二驱动件4设置在第一驱动件3的侧方，第二驱动件4的出轴上设有第二齿轮41，第一驱动件3上设有齿轮盘31，齿轮盘31啮合至第二齿轮41，第二驱动件4通过第二齿轮41驱动第一驱动件3和旋转基座1旋转，从而带动夹爪组件2旋转，以使得本实施例中旋转夹爪能够实现对目标件无限或定量的转动。本实施例中第一驱动件3与第二驱动件4之间的距离设置一方面能够满足电滑环5的安装需求，另一方面能够选择合适减速比的齿轮组，齿轮盘31和第二齿轮41可以选取减速比较小的齿轮组，因此，第二驱动件4的输出轴速度要求也较低，降低了驱动件成本，同时齿轮盘31与第二齿轮41的耐用性也会提高，工作过程中产生的噪音也更小。

为了进一步增强第二驱动件4的出轴的稳定性，在一实施例中，第二驱动件4输出轴上设有轴承100，轴承100与第二驱动件4输出轴转动连接，第二齿轮41设于轴承100与第二驱动件4输出端面之间。在第二驱动件4输出轴远端设置轴承100，增强了第二驱动件4输出轴的稳定性，避免第二驱动件4输出轴的横向抖动造成传动件的碰撞和损坏，进一步提高齿轮盘31与第二齿轮41的耐用性以及降低噪音。

在一实施例中，控制单元6包括第一编码器61、第二编码器62和电路板63，第一编码器61、第二编码器62固定设置在电路板63上。第一编码器61与第一驱动件3同轴设置，第二编码器62与第二驱动件4同轴设置，第一编码器61和第二编码器62分布用于记录第一驱动件3和第二驱动件4的旋转速度、角度等信息，帮助实现旋转夹爪的精准控制。编码器的选择包括光电编码器、磁电编码器和触电电刷编码器等，此处不做限制。

在一实施例中，第一驱动件3和第二驱动件4为双出轴驱动件，第一驱动件3下端输出轴与第一编码器61连接，第二驱动件4下端输出轴与第二编码器62连接，第一驱动件3下端输出轴的轴向长度大于第二驱动件4下端输出轴的轴向长度，以使得第一编码器61和第二编码器62平齐固定在电路板63上。通过增长第一驱动件3下端输出轴的长度，使得第一编码器61和第二编码器62能够集成在电路板63上，不需要走线连接电路板63和编码器，使得产品内部走线减少，整体结构更加稳定可靠，结构更简单，易于组装。在一实施例中，控制单元6还包括连接电滑环5定子和电路板63的电线200，电线200和电路转接板51用于给第一驱动件3供电。

夹爪组件2安装在旋转基座1上，在一实施例中，旋转基座1包括限位座11，该限位座11具有限位槽111，夹爪组件2滑动设置在限位槽111中，以使得夹爪组件2能够与旋转基座1和第一驱动件3同步旋转。

在一实施例中，第一驱动件3的出轴上设有第一齿轮32，夹爪组件2包括两个互相平行的齿条21，齿条21啮合至第一齿轮32，两个齿条21相对设置在第一齿轮32的两侧，齿条21上设有夹爪件22，齿条21滑动设置在限位槽111中，第一驱动件3通过第一齿轮32驱动齿条21在限位槽111中滑动，带动夹爪22移动，实现夹爪组件2的开合。

在一实施例中，为了保证驱动件工作环境的稳定性，还设置有外壳10和底座20，外壳10设置在底座20上，外壳10内部设有容置腔，第一驱动件3、第二驱动件4、电滑环5、控制单元6均设置在外壳10的容置腔内。外壳10的顶端设有通孔101，第一驱动件3的出轴穿过该通孔101与夹爪组件2连接，轴承100固定设置在外壳10上。底座20上设有电缆201，电缆201与外部电源连接，给旋转夹爪供电。

在一实施例中，驱动件选择电机与减速器的组合，第一驱动件3包括第一电机33和第一减速器34，第二驱动件4包括第二电机42和第二减速器43，电滑环5套设在第一电机33上，齿轮盘31设置在第一减速器34上。在一些实施例中，也可以选用变频器作为减速器的替代，同时此处电机的选用可以使用现有的电机，也可以使用未来出现的电机来配合相同或不同的传动形式如带传动、链传动等等来实现本实施例中驱动件的功能，此处不做限制。

本实施例中旋转夹爪的工作流程如下：

电缆201接通外部电源，控制第二电机42工作，通过第二减速器43得到预设的速度和扭矩，进而驱动第二齿轮41和齿轮盘31带动第一驱动件3、旋转基座1和夹爪组件2转动到目标位姿，然后控制第一电机33工作，通过第一减速器34得到需要的出轴转速，驱动第一齿轮32从而控制夹爪组件2的开合。同时第一编码器61和第二编码器62分布记录第一驱动件3和第二驱动件4的旋转速度、角度等信息，帮助实现旋转夹爪的精准控制。由此实现旋转夹爪对目标件的夹取和无限或定量的转动。

依据上述实施例的旋转夹爪，将电滑环套设在第一驱动件上，相比于将电滑环设置在驱动件出线端降低了夹爪整体高度，同时在电滑环转子上设有电路转接板，第一驱动件的电线连接至电路转接板上，电滑环内部走线短、走线数量少，信号传输更加稳定。两驱动件之间的距离设置使得传动齿轮组可以选择减速比更小的齿轮组，对第二驱动件输出轴的速度要求降低，同时齿轮的耐用性提高，工作时的噪音降低，而且第二驱动件输出轴远端还设有轴承，使得第二驱动件输出轴稳定性提高，有效地防止了输出轴的不稳定摆动，使得整体结构耐用性、稳定性提高，减少整体的效能耗散。通过增长第一驱动件下端输出轴，使得两驱动件编码器及主控板可以集成在同一电路板上使得夹爪内部走线减少，避免走线缠绕，整体结构更稳定可靠，干净简单，易于组装。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种旋转夹爪，其特征在于，包括：

旋转基座；

夹爪组件，所述夹爪组件安装在所述旋转基座上；

第一驱动件，用于驱动所述夹爪组件开合；所述第一驱动件与所述旋转基座固定连接；

第二驱动件，用于驱动所述旋转基座旋转；

电滑环，所述电滑环包括转子和定子，所述电滑环的转子和所述电滑环的定子转动连接，所述电滑环的转子套设在所述第一驱动件上，所述第一驱动件的电线连接至所述电滑环的转子，使得所述电滑环的转子、旋转基座、第一驱动件和夹爪组件能够在第二驱动件的驱动下旋转任意角度；

控制单元，所述控制单元与所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述电滑环电连接。

2.如权利要求1所述的旋转夹爪，其特征在于，所述电滑环的转子的轴向长度大于所述电滑环的定子的轴向长度；所述电滑环的转子和所述电滑环的定子的一端端面平齐设置。

3.如权利要求2所述的旋转夹爪，其特征在于，所述第一驱动件与所述电滑环的转子通过轴孔配合方式连接。

4.如权利要求3所述的旋转夹爪，其特征在于，所述电滑环的转子上设有销孔，若干所述销孔沿所述电滑环的转子周向均匀分布。

5.如权利要求4所述的旋转夹爪，其特征在于，所述电滑环的转子上设有电路转接板，所述第一驱动件的电线连接至所述电路转接板。

6.如权利要求1所述的旋转夹爪，其特征在于，所述第二驱动件设置在所述第一驱动件的一侧；所述第一驱动件上设有齿轮盘；所述第二驱动件的出轴上设有第二齿轮；所述齿轮盘啮合至所述第二齿轮，所述第二驱动件通过所述第二齿轮驱动所述第一驱动件和所述旋转基座旋转。

7.如权利要求6所述的旋转夹爪，其特征在于，所述第二驱动件的输出轴上设有轴承，所述轴承与所述第二驱动件的输出轴转动连接；所述第二齿轮设于所述轴承与第二驱动件输出端面之间。

8.如权利要求7所述的旋转夹爪，其特征在于，还包括外壳与底座；

所述外壳安装在所述底座上，所述外壳内部设有容置腔，所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述电滑环与所述控制单元设置在所述外壳的容置腔内；所述外壳顶端设有通孔，所述第一驱动件的出轴穿过所述通孔与所述夹爪组件连接；所述轴承固定设置在所述外壳上。

9.如权利要求1所述的旋转夹爪，其特征在于，所述控制单元包括第一编码器、第二编码器和电路板；所述第一编码器与所述第一驱动件同轴设置；所述第二编码器和所述第二驱动件同轴设置；所述第一编码器和所述第二编码器固定在所述电路板上。

10.如权利要求9所述的旋转夹爪，其特征在于，所述第一驱动件和所述第二驱动件为双出轴驱动件，所述第一驱动件下端输出轴与所述第一编码器连接，所述第二驱动件下端输出轴与所述第二编码器连接；所述第一驱动件下端输出轴的轴向长度大于所述第二驱动件下端输出轴的轴向长度，以使得所述第一编码器和所述第二编码器平齐固定在所述电路板上。

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