CN113895943B - 一种自适应万向自动抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吊装搬运装置，特别涉及一种自适应万向自动抓取装置。包括壳体及设置于壳体上的手柄、锁紧机构和钩爪机构，其中钩爪机构用于抓取目标物；锁紧机构设置于钩爪机构的上方，用于锁紧或释放钩爪机构；手柄可相对壳体转动，并且手柄与锁紧机构固定连接，手柄用于推动锁紧机构张开，从而释放钩爪机构。本发明可以实现无需人工干预的自动抓取过程，能够满足特种环境下的高速作业需求，具有状态指示和带载自锁功能，保证了吊装作业的安全。

Description

一种自适应万向自动抓取装置

技术领域

本发明涉及吊装搬运装置，特别涉及一种自适应万向自动抓取装置。

背景技术

在一些对作业速度要求高，且作业人员数量有限的特种吊装任务中，传统的通用吊具在使用中需要由作业人员手动完成吊具和设备间的对接，检查和解锁，这限制了特种环境下的高速自动化作业，并需要较多的操作人员，费时费力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种自适应万向自动抓取装置，以解决传统吊具在使用中需要由作业人员手动完成吊具和设备间的对接，费时费力的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自适应万向自动抓取装置，包括壳体及设置于所述壳体上的手柄、锁紧机构和钩爪机构；

所述钩爪机构用于抓取目标物；

所述锁紧机构设置于所述钩爪机构的上方，用于锁紧或释放所述钩爪机构；

所述手柄可相对所述壳体转动；所述手柄与所述锁紧机构固定连接，所述手柄用于推动所述锁紧机构张开，从而释放所述钩爪机构。

所述锁紧机构包括锁紧机构复位弹簧、滚子安装架及锁定卡块；

所述锁定卡块至少为两个，并且沿周向布设；所述锁定卡块的一端通过旋转轴与所述壳体铰接，另一端为自由端；

所述滚子安装架与所述手柄固定连接，并且与所述锁定卡块接触；所述手柄带动所述滚子安装架一同转动，从而推动所述锁定卡块向外张开；

所述锁紧机构复位弹簧的一端与所述滚子安装架连接，另一端与所述壳体连接；所述锁紧机构复位弹簧通过弹力使所述锁定卡块处于锁紧位置。

所述锁定卡块上设有沟槽；

所述滚子安装架上设有容置于所述沟槽内的解锁滚子；所述滚子安装架转动时，所述解锁滚子在所述沟槽内移动，从而推动所述锁定卡块向外张开。

所述锁定卡块的底部设有滚子；所述壳体上设有限位槽；所述滚子与所述限位槽配合时，限制所述锁定卡块的转动。

所述旋转轴上套设有卡块复位弹簧；所述卡块复位弹簧用于所述锁定卡块的复位。

所述钩爪机构包括顶升销轴及钩爪组件，其中顶升销轴上沿周向铰接有至少两个钩爪组件，各所述钩爪组件与所述壳体铰接；所述钩爪组件通过所述顶升销轴的上、下移动实现闭合和张开。

所述钩爪组件包括钩爪连接杆、钩爪复位弹簧及钩爪，其中钩爪与所述壳体铰接；所述钩爪连接杆的一端与所述顶升销轴铰接，另一端与所述钩爪铰接；

所述钩爪复位弹簧的上端与所述壳体连接，下端与所述顶升销轴连接；所述钩爪复位弹簧通过弹力使所述顶升销轴处于下降位置，从而使所述钩爪处于张开状态。

所述顶升销轴的上端设有锁定螺母。

所述壳体包括依次连接的上壳体、中壳体及下壳体；

所述上壳体和所述中壳体之间设置所述手柄，并且所述手柄与所述中壳体可转动地连接；

所述中壳体与所述下壳体之间设置所述锁紧机构，并且所述锁紧机构容置于所述下壳体顶部设有的凹槽内；

所述下壳体罩设于所述钩爪机构的外侧。

所述上壳体上设有标志色块Ⅰ；所述手柄上设有标志色块Ⅱ；当所述锁紧机构锁紧所述钩爪机构时，所述标志色块Ⅱ与所述标志色块Ⅰ相对应。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明可以实现无需人工干预的自动抓取过程，能够满足特种环境下的高速作业需求。

2.本发明采用的装置具有状态指示和带载自锁功能，保证了吊装作业的安全。

3.本发明采用了圆周对称的钩爪装置，能够广泛适应抓取装置与被吊装对象的相对角度。

4.本发明具有快速解锁的手柄，且可以根据需求增加电动解锁装置以实现自动解锁。

附图说明

图1为本发明自适应万向自动抓取装置处于释放状态的结构示意图；

图2为本发明自适应万向自动抓取装置处于锁紧状态的结构示意图；

图3为本发明自适应万向自动抓取装置的爆炸图；

图4为本发明中锁紧机构的结构示意图；

图5为本发明中钩爪机构的结构示意图。

图中：1为上壳体，2为手柄，3为中壳体，4为下壳体，5为锁紧机构，6为钩爪机构，7为蘑菇头，8为锁紧机构复位弹簧，9为滚子安装架，10为解锁滚子，11为锁定卡块，12为卡块复位弹簧，13为锁定螺母，14为顶升销轴，15为钩爪连接杆，16为钩爪复位弹簧，17为钩爪，18为标志色块Ⅰ，19为标志色块Ⅱ，20为沟槽，21为凹槽，22为安装孔，23为通孔，24为限位槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-3所示，本发明提供的一种自适应万向自动抓取装置，包括壳体及设置于壳体上的手柄2、锁紧机构5和钩爪机构6，其中钩爪机构6用于抓取目标物；锁紧机构5设置于钩爪机构6的上方，用于锁紧或释放钩爪机构6；手柄2可相对壳体转动，并且手柄2与锁紧机构5固定连接，手柄2用于推动锁紧机构5张开，从而释放钩爪机构6。

如图3所示，本发明的实施例中，壳体包括依次连接的上壳体1、中壳体3及下壳体4，其中上壳体1上设有安装孔，用于连接所述抓取装置的上游设备，如机械臂或钢丝绳等。上壳体1和中壳体3之间设置手柄2，并且手柄2与中壳体3通过轴承可转动地连接；中壳体3与下壳体4之间设置于锁紧机构5，并且锁紧机构5与下壳体4连接；下壳体4罩设于钩爪机构6的外侧。

如图1所示，本发明的实施例中，上壳体1上设有标志色块Ⅰ18；手柄2上设有标志色块Ⅱ19；如图2所示，当锁紧机构5锁紧钩爪机构6时，标志色块Ⅱ19与标志色块Ⅰ18相对应。因此，通过两个标志色块的对齐与否显示其夹爪的开闭状态。

进一步地，下壳体4的上端设有凹槽，锁紧机构5容置于凹槽内。

如图4所示，锁紧机构5包括锁紧机构复位弹簧8、滚子安装架9及锁定卡块11，其中锁定卡块11至少为两个，并且沿周向布设；锁定卡块11的一端通过旋转轴与下壳体4上设有的安装孔22连接，另一端为自由端且可绕旋转轴转动；滚子安装架9与手柄2固定连接，并且与锁定卡块11接触；旋转手柄2，手柄2带动滚子安装架9一同转动，从而推动锁定卡块11的自由端向外张开。锁紧机构复位弹簧8的一端与滚子安装架9连接，另一端与中壳体3连接；锁紧机构复位弹簧8通过弹力使滚子安装架9和手柄2的复位，从而使锁定卡块11处于锁紧位置。

进一步地，如图4所示，锁定卡块11上设有沟槽20，滚子安装架9上设有容置于沟槽20内的解锁滚子10；滚子安装架9转动时，解锁滚子10在沟槽20内移动，从而推动锁定卡块11向外张开。

本发明的实施例中，锁定卡块11的底部设有球形的滚子；下壳体4上设有限位槽24，如图3所示；当锁定卡块11通过负载被压下时，滚子卡入限位槽24内，限制锁定卡块11转动。

进一步，如图4所示，旋转轴上套设有卡块复位弹簧12；当卸去负载时，锁定卡块11通过卡块复位弹簧12的弹力作用向上弹起，使锁定卡块11复位，从而使滚子脱离限位槽24。

具体地，本发明的实施例中，锁紧机构5包括三个锁定卡块11，各锁定卡块11分别对应一锁紧机构复位弹簧8。滚子安装架9上设有分别与三个锁定卡块11相对应的连接臂，各连接臂上分别设置一解锁滚子10。通过三个锁定卡块11协同作用实现钩爪机构6的锁定和释放。

如图5所示，本发明的实施例中，钩爪机构6包括顶升销轴14和钩爪组件，其中顶升销轴14上沿周向铰接有至少两组钩爪组件，各钩爪组件与下壳体4铰接；钩爪组件通过顶升销轴14的上下移动，实现钩爪组件的闭合和张开。

如图5所示，本发明的实施例中，钩爪组件包括钩爪连接杆15、钩爪复位弹簧16及钩爪17，其中钩爪17通过销轴与下壳体4铰接，钩爪连接杆15的一端与顶升销轴14铰接，另一端与钩爪17铰接；钩爪复位弹簧16的上端与下壳体4连接，下端与顶升销轴14连接，钩爪复位弹簧16通过弹力使顶升销轴14处于下降位置，从而使钩爪17处于张开状态。顶升销轴14通过外力向上移动，从而带动钩爪17闭合。即当顶升销轴14处于上位时，钩爪17处于关闭状态，反之钩爪17处于打开状态。

进一步地，顶升销轴14的上端设有锁定螺母13；当顶升销轴14向上移动时，锁定螺母13穿过下壳体4顶部设有的通孔23至锁定卡块11内侧，在锁定卡块11锁紧顶升销轴14时，起到防脱落的作用。

具体地，本发明的实施例中，钩爪机构6包括沿周向均布的三组钩爪组件，通过三组钩爪组件实现抓取功能。

如图1-2所示，本发明的实施例中，另有与抓取装置配套使用的蘑菇头7，蘑菇头7安装在被吊装对象顶部，钩爪机构6与蘑菇头7结构匹配。

本发明提供的自适应万向自动抓取装置具有释放和锁紧两种状态。释放状态，如图1所示，此时手柄2上的标志色块Ⅱ19与上壳体1上的标志色块Ⅰ18处于非对齐状态，钩爪机构6处于打开状态。锁紧状态，如图2所示，此时手柄2上的标志色块Ⅱ19与上壳体1上的标志色块Ⅰ18处于对齐状态，钩爪机构6处于关闭状态。

本发明的工作原理是：

初始状态下，抓取装置处于释放状态，即如图1所示状态，此时手柄2与上壳体1上的标志色块Ⅱ19和标志色块Ⅰ18处于错位状态，钩爪机构6处于打开状态。按吊装作业的工艺流程，将抓取装置移动到安装在被吊装对象顶部的蘑菇头7上方。向下移动抓取装置，直到蘑菇头7接触并顶起顶升销轴14。此过程中，锁定螺母13随顶升销轴14一起升起，钩爪组件逐渐关闭，钩爪复位弹簧16的压缩量逐渐变大。当锁定螺母13的下表面高度超过锁定卡块11的上表面时，手柄2和滚子安装架9在锁紧机构复位弹簧8的拉力作用下，推动锁定卡块11向内侧旋转直到接触到顶升销轴14，完成锁定动作。此时手柄2与上壳体1上的标志色块Ⅱ19和标志色块Ⅰ18对齐，如图2所示。

向上提升所述抓取装置，此时负载重力通过顶升销轴14，锁定螺母13传递到锁定卡块11上。锁定卡块11被压下，锁定卡块11底部的滚子卡入下壳体4上的限位槽24内，并阻止锁定卡块11转动。

吊装过程中，手柄2被锁定卡块11锁定，无法进行人为解锁。

直到卸下负载后，锁定卡块11弹起，此时转动手柄2释放锁定卡块11。顶升销轴14、锁定螺母13在钩爪复位弹簧16作用下向下运动使钩爪机构6打开，完成抓取装置与蘑菇头7的分离。

本发明提供的一种自适应万向自动抓取装置，可以配合自动化吊装机械臂，实现无需人为干预的自动抓取工作，且可以通过装置上手柄的位置，显示其夹爪的开闭状态，具有状态指示和带载自锁功能，保证了吊装作业的安全。本发明采用了圆周对称的钩爪装置，能够广泛适应抓取装置与被吊装对象的相对角度；本发明具有快速解锁的手柄，且可以根据需求增加电动解锁装置以实现自动解锁。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种自适应万向自动抓取装置，其特征在于，包括壳体及设置于所述壳体上的手柄(2)、锁紧机构(5)和钩爪机构(6)；

所述钩爪机构(6)用于抓取目标物；

所述锁紧机构(5)设置于所述钩爪机构(6)的上方，用于锁紧或释放所述钩爪机构(6)；

所述手柄(2)可相对所述壳体转动；所述手柄(2)与所述锁紧机构(5)固定连接，所述手柄(2)用于推动所述锁紧机构(5)张开，从而释放所述钩爪机构(6)；

所述锁紧机构(5)包括锁紧机构复位弹簧(8)、滚子安装架(9)及锁定卡块(11)；所述锁定卡块(11)至少为两个，并且沿周向布设；所述锁定卡块(11)的一端通过旋转轴与所述壳体铰接，另一端为自由端；

所述滚子安装架(9)与所述手柄(2)固定连接，并且与所述锁定卡块(11)接触；所述手柄(2)带动所述滚子安装架(9)一同转动，从而推动所述锁定卡块(11)向外张开；

所述锁紧机构复位弹簧(8)的一端与所述滚子安装架(9)连接，另一端与所述壳体连接；所述锁紧机构复位弹簧(8)通过弹力使所述锁定卡块(11)处于锁紧位置；

所述锁定卡块(11)上设有沟槽(20)；

所述滚子安装架(9)上设有容置于所述沟槽(20)内的解锁滚子(10)；所述滚子安装架(9)转动时，所述解锁滚子(10)在所述沟槽(20)内移动，从而推动所述锁定卡块(11)向外张开；

所述锁定卡块(11)的底部设有滚子；所述壳体上设有限位槽(24)；所述滚子与所述限位槽(24)配合时，限制所述锁定卡块(11)的转动；

所述旋转轴上套设有卡块复位弹簧(12)；所述卡块复位弹簧(12)用于所述锁定卡块(11)的复位；

所述钩爪机构(6)包括顶升销轴(14)及钩爪组件，其中顶升销轴(14)上沿周向铰接有至少两个钩爪组件，各所述钩爪组件与所述壳体铰接；所述钩爪组件通过所述顶升销轴(14)的上、下移动实现闭合和张开；

所述顶升销轴(14)的上端设有锁定螺母(13)。

2.根据权利要求1所述的自适应万向自动抓取装置，其特征在于，所述钩爪组件包括钩爪连接杆(15)、钩爪复位弹簧(16)及钩爪(17)，其中钩爪(17)与所述壳体铰接；所述钩爪连接杆(15)的一端与所述顶升销轴(14)铰接，另一端与所述钩爪(17)铰接；

所述钩爪复位弹簧(16)的上端与所述壳体连接，下端与所述顶升销轴(14)连接；所述钩爪复位弹簧(16)通过弹力使所述顶升销轴(14)处于下降位置，从而使所述钩爪(17)处于张开状态。

3.根据权利要求1所述的自适应万向自动抓取装置，其特征在于，所述壳体包括依次连接的上壳体(1)、中壳体(3)及下壳体(4)；

所述上壳体(1)和所述中壳体(3)之间设置所述手柄(2)，并且所述手柄(2)与所述中壳体(3)可转动地连接；

所述中壳体(3)与所述下壳体(4)之间设置所述锁紧机构(5)，并且所述锁紧机构(5)容置于所述下壳体(4)顶部设有的凹槽(21)内；

所述下壳体(4)罩设于所述钩爪机构(6)的外侧。

4.根据权利要求3所述的自适应万向自动抓取装置，其特征在于，所述上壳体(1)上设有标志色块Ⅰ(18)；所述手柄(2)上设有标志色块Ⅱ(19)；当所述锁紧机构(5)锁紧所述钩爪机构(6)时，所述标志色块Ⅱ(19)与所述标志色块Ⅰ(18)相对应。

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