CN114367931A - 旋转夹持器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及夹持器技术领域，具体而言，涉及一种旋转夹持器。旋转夹持器包括壳体、空心杯电机、中空转轴、嵌套电机和夹爪；空心杯电机和嵌套电机均固定在壳体内，中空转轴与空心杯电机的转子同轴固定，中空转轴与夹爪的底座固定连接；嵌套电机位于中空转轴内，且中空转轴能够绕嵌套电机转动，嵌套电机的电机轴与夹爪的抓手连接配合，用于驱动抓手松开或夹紧。本发明提供的旋转夹持器，可采用电机直驱的方式对夹爪进行旋转驱动和夹持驱动，结构紧凑，体积较小，而且不存在背隙问题，旋转精度以及夹持精度均较高；此外，在旋转夹持器工作时，空心杯电机的电机线和嵌套电机的电机线均不会在壳体内发生缠绕，可靠性较高。
Description
技术领域
本发明涉及夹持器技术领域，具体而言，涉及一种旋转夹持器。
背景技术
旋转夹持器是一种能够夹持和释放物体，并能带动被夹持的物体旋转的设备。
现有的旋转夹持器一般都是采用两个并排设置的电机，经齿轮组或其他机械传动机构的作用，分别驱动夹爪进行旋转动作和夹紧、释放动作，不但结构紧凑性差，体积较大，而且机械传动机构的不同传动件的相互配合处存在背隙，影响旋转精度。
综上，如何克服现有的旋转夹持器的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转夹持器，以缓解现有技术中的旋转夹持器存在的紧凑性及精度较差的技术问题。
本发明提供的旋转夹持器，包括壳体、空心杯电机、中空转轴、嵌套电机和夹爪；
所述空心杯电机和所述嵌套电机均固定在所述壳体内，所述中空转轴与所述空心杯电机的转子同轴固定，所述中空转轴与所述夹爪的底座固定连接；所述嵌套电机位于所述中空转轴内，且所述中空转轴能够绕所述嵌套电机转动，所述嵌套电机的电机轴与所述夹爪的抓手连接配合，用于驱动所述抓手松开或夹紧。
优选地，作为一种可实施方式，所述旋转夹持器还包括固定筒，所述固定筒位于所述中空转轴与所述嵌套电机之间，所述固定筒与所述壳体固定连接，所述固定筒与所述嵌套电机固定连接。
优选地，作为一种可实施方式，所述固定筒的背离所述夹爪的一端开口设置，且所述嵌套电机的背对所述夹爪的一端与所述壳体通过第一螺纹连接件固定连接；
和/或，所述固定筒的靠近所述夹爪的一端具有筒底，所述筒底上开设有通孔，所述通孔用于供所述嵌套电机的电机轴穿出所述固定筒，所述筒底与所述嵌套电机通过第二螺纹连接件固定连接；
和/或，所述固定筒的背离所述夹爪的开口端设置有翻边，所述翻边与所述壳体通过第三螺纹连接件固定连接。
优选地，作为一种可实施方式，所述固定筒与所述中空转轴转动配合。
优选地，作为一种可实施方式，所述固定筒与所述中空转轴通过第一轴承转动配合。
优选地，作为一种可实施方式，所述第一轴承为两个，且两个第一轴承分别靠近所述固定筒的两端。
优选地，作为一种可实施方式，所述中空转轴与所述壳体转动配合。
优选地，作为一种可实施方式，所述中空转轴与所述壳体通过第二轴承转动配合。
优选地，作为一种可实施方式，所述壳体内还安装有控制板，所述控制板上设置有第一测量元件和第二测量元件，所述第一测量元件用于测量所述中空转轴的转动参数，所述第二测量元件用于测量所述嵌套电机的电机轴的转动参数，所述空心杯电机和所述嵌套电机均与所述控制板电连接。
优选地，作为一种可实施方式，所述旋转夹持器还包括被测量元件，所述被测量元件与所述中空转轴固定连接，所述第一测量元件用于测量所述被测量元件的转动参数。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的旋转夹持器，在壳体内固定设置了空心杯电机和嵌套电机，其中，空心杯电机的转子与中空转轴同轴固定，并采用嵌套的方式，将嵌套电机置于中空转轴内，在此结构的基础上，嵌套电机的电机轴能够与夹爪的抓手连接配合，驱动夹爪的抓手松开或夹紧；中空转轴能够与夹爪的底座固定连接，驱动夹爪旋转。
当夹爪需要旋转时，同时启动空心杯电机和嵌套电机，使嵌套电机的电机轴随中空转轴同步旋转，从而，夹爪的底座和抓手便可同步旋转，即仅改变夹爪的位姿，不会改变抓手的抓取状态，实现单纯的夹爪旋转动作，在此过程中，空心杯电机能够配合嵌套电机运转；当夹爪需要抓取或释放物品时，对嵌套电机和中空电机进行差速处理(包括单独启动嵌套电机)，以驱动抓手改变抓取状态，如此，空心杯电机与嵌套电机共同配合，便可实现夹爪的旋转与夹取动作。
因此，本发明提供的旋转夹持器，可采用电机直驱的方式对夹爪进行旋转驱动和夹持驱动，在电机与夹爪之间几乎无需设置机械传动机构，结构紧凑，体积较小，而且因不存在齿轮组等类似机械传动机构，故不存在背隙问题，旋转精度以及夹持精度均较高；此外，本发明提供的旋转夹持器，空心杯电机和嵌套电机均固定设置在壳体内，除电机轴外的其余部分不会发生相对壳体的转动，从而，在旋转夹持器工作时，空心杯电机的电机线和嵌套电机的电机线均不会在壳体内发生缠绕，可靠性较高。
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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的旋转夹持器的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的旋转夹持器的剖视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的旋转夹持器的部分结构的正视图。
附图标记说明：
100-壳体；
200-空心杯电机；210-中空转轴；220-被测量元件；230-轴套；
300-嵌套电机；
400-夹爪；410-底座；420-抓手；
500-固定筒；510-翻边；
600-第一轴承；
700-第二轴承；
800-控制板；810-第一测量元件；820-第二测量元件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，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。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1-图3，本实施例提供了一种旋转夹持器，其包括壳体100、空心杯电机200、嵌套电机300和夹爪400；空心杯电机200和嵌套电机300均固定在壳体100内，空心杯电机200具有中空转轴210，中空转轴210与夹爪400的底座410固定连接；嵌套电机300位于中空转轴210内，且中空转轴210能够绕嵌套电机300转动，嵌套电机300的电机轴与夹爪400的抓手420连接配合，用于驱动抓手420松开或夹紧。
本实施例提供的旋转夹持器，在壳体100内固定设置了空心杯电机200和嵌套电机300，其中，空心杯电机200的转子与中空转轴210同轴固定，并采用嵌套的方式，将嵌套电机300置于中空转轴210内，在此结构的基础上，嵌套电机300的电机轴能够与夹爪400的抓手420连接配合，驱动夹爪400的抓手420松开或夹紧，在此过程中，空心杯电机200能够配合嵌套电机300运转；中空转轴210能够与夹爪400的底座410固定连接，驱动夹爪400旋转。
当夹爪400需要旋转时，同时启动空心杯电机200和嵌套电机300，使嵌套电机300的电机轴随中空转轴210同步旋转，从而，夹爪400的底座410和抓手420便可同步旋转，即仅改变夹爪400的位姿，不会改变抓手420的抓取状态，实现单纯的夹爪400旋转动作；当夹爪400需要抓取或释放物品时，对嵌套电机和中空电机进行差速处理(包括单独启动嵌套电机300)，以驱动抓手420改变抓取状态，如此，空心杯电机200与嵌套电机300共同配合，便可实现夹爪400的旋转与夹取动作。
因此，本实施例提供的旋转夹持器，可采用电机直驱的方式对夹爪400进行旋转驱动和夹持驱动，在电机与夹爪400之间几乎无需设置机械传动机构，结构紧凑，体积较小，而且因不存在齿轮组等类似机械传动机构，故不存在背隙问题，旋转精度以及夹持精度均较高；此外，本实施例提供的旋转夹持器，空心杯电机200和嵌套电机300均固定设置在壳体100内，除电机轴外的其余部分不会发生相对壳体100的转动，从而，在旋转夹持器工作时，空心杯电机200的电机线和嵌套电机300的电机线均不会在壳体100内发生缠绕，可靠性较高。
在本实施例提供的旋转夹持器中还可增设固定筒500，将该固定筒500设置在中空转轴210与嵌套电机300之间，将固定筒500与壳体100固定连接，并将固定筒500与嵌套电机300固定连接，如此，固定筒500便可在嵌套电机300的周向进一步锁定嵌套电机300，从而，嵌套电机300不易发生抖动，即便嵌套电机300发生抖动，中空转轴210也不易受到影响，可靠性较强。
具体地，将固定筒500的背离夹爪400的一端开口设置，以使得嵌套电机300的背对夹爪400的一端能够由固定筒500的开口端伸出，在此基础上，将嵌套电机300的背对夹爪400的一端与壳体100通过第一螺纹连接件固定连接，连接起来较方便，直接利用第一螺纹连接件将嵌套电机300的机壳与壳体100的底部结构锁定在一起即可。
优选地，在固定筒500的靠近夹爪400的一端设置筒底，在筒底上开设通孔，以使得嵌套电机300的电机轴能够由通孔穿出，在此基础上，将筒底与嵌套电机300通过第二螺纹连接件固定连接，具体地，利用第二螺纹连接件将嵌套电机300的机壳与固定筒500的筒底锁定在一起即可。
需要说明的是，第一螺纹连接件和第二螺纹连接件能够将嵌套电机300的两端，分别固定到壳体100和固定筒500上，而固定筒500又与壳体100固定连接，从而，嵌套电机300的两端能够分别被壳体直接或间接锁定，固定效果较佳。
进一步地，在固定筒500的背离夹爪400的开口端设置翻边510，并将该翻边510与壳体100通过第三螺纹连接件固定连接，具体地，利用第三螺纹连接件件固定筒500的开口端的翻边510与壳体100的底部锁定在一起即可，连接起来非常方便。
此外，可将固定筒500与中空转轴210转动配合，如此，固定筒500便可对中空转轴210形成一定的支撑，从而，中空转轴210便不易发生晃动或抖动，可提高中空转轴210的运转可靠性。
优选地，可将固定筒500与中空转轴210通过第一轴承600转动配合，如此，可提高中空转轴210绕固定筒500转动的顺滑性，产生的磨损较小，有利用延长使用寿命，并降低噪声。
具体地，可将上述第一轴承600设置为至少两个，并将第一轴承600沿中空转轴210的长度方向间隔排布，如此，可提高固定筒500对中空转轴210的支撑效果，使得中空转轴210更加不易晃动。
优选地，将第一轴承600设置为两个，并将两个第一轴承600分别与设置在固定筒500的靠近两端的部位，如此，可用较少的第一轴承600，实现较佳的支撑效果，且可减小第一轴承600占用的体积。
具体地，第一轴承600可通过轴套230与中空转轴210配合连接。
此外，还可将中空转轴210与壳体100转动配合，如此，壳体100便可对中空转轴210形成一定的支撑，从而，可进一步降低中空转轴210发生晃动或抖动的几率，提高中空转轴210的运转可靠性。
优选地，可将中空转轴210与壳体100通过第二轴承700转动配合，如此，可提高中空转轴210在壳体100内转动的顺滑性，产生的磨损较小，有利用延长使用寿命，并降低噪声。
具体地，可将上述第二轴承700设置为至少两个，并将第二轴承700沿中空转轴210的长度方向间隔排布，如此，可提高壳体100对中空转轴210的支撑效果，使得中空转轴210更加不易晃动。
优选地，可将第二轴承700设置为两个，并将两个第二轴承700分别与设置在空心杯电机200的机壳的两侧，如此，可用较少的第二轴承700，实现较佳的支撑效果，不但可节省成本，而且可减小第二轴承700占用的体积。
在本实施例提供的旋转夹持器的壳体100内还安装有控制板800，在控制板800上设置第一测量元件810和第二测量元件820，利用第一测量元件810测量中空转轴210的转动参数(如：角位移、角速度等)，利用第二测量元件820测量嵌套电机300的电机轴的转动参数，将空心杯电机200和嵌套电机300均与控制板800电连接，如此，控制板800便可根据第一测量元件810反馈的中空转轴210的转动参数信息，对空心杯电机200进行反馈控制；相应地，控制板800也可根据第二测量元件820反馈的嵌套电机300的电机轴的转动参数信息，对嵌套电机300进行反馈控制，从而，可提高夹爪400的夹取精度及旋转位移精度。
上述控制板800可根据实际需求，设置为一块、两个或多块。
优选地，可增设被测量元件220，将被测量元件220与中空转轴210固定连接，利用被测量元件220作为第一测量元件810的测量对象，即第一测量元件810通过对被测量元件220的转动参数的测量，可间接获得中空转轴210的转动参数，如此，可提高第一测量元件810测得的中空转轴210的转动参数信号的精度。
具体地，可选用编码器作为上述第一测量元件810和第二测量元件820，编码器的类型可以是磁电式、光电式、感应式和电容式中的任一种，优选利用磁编码器作为上述第一测量元件810和第二测量元件820，此时，可将被测量元件220设置为磁码盘，套设在中空转轴210上或通过轴套230与中空转轴210固定连接。
综上所述，本发明实施例公开了一种旋转夹持器，其克服了传统的旋转夹持器的诸多技术缺陷。本发明实施例提供的旋转夹持器，可采用电机直驱的方式对夹爪400进行旋转驱动和夹持驱动，在电机与夹爪400之间几乎无需设置机械传动机构，结构紧凑，体积较小，而且因不存在齿轮组等类似机械传动机构，故不存在背隙问题，旋转精度以及夹持精度均较高；此外，空心杯电机200和嵌套电机300均固定设置在壳体100内，除电机轴外的其余部分不会发生相对壳体100的转动，从而，在旋转夹持器工作时，空心杯电机200的电机线和嵌套电机300的电机线均不会在壳体100内发生缠绕，可靠性较高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种旋转夹持器，其特征在于，包括壳体(100)、空心杯电机(200)、中空转轴(210)、嵌套电机(300)和夹爪(400)；
所述空心杯电机(200)和所述嵌套电机(300)均固定在所述壳体(100)内，所述中空转轴(210)与所述空心杯电机(200)的转子同轴固定，所述中空转轴(210)与所述夹爪(400)的底座(410)固定连接；所述嵌套电机(300)位于所述中空转轴(210)内，且所述中空转轴(210)能够绕所述嵌套电机(300)转动，所述嵌套电机(300)的电机轴与所述夹爪(400)的抓手(420)连接配合，用于驱动所述抓手(420)松开或夹紧。
2.根据权利要求1所述的旋转夹持器，其特征在于，所述旋转夹持器还包括固定筒(500)，所述固定筒(500)位于所述中空转轴(210)与所述嵌套电机(300)之间，所述固定筒(500)与所述壳体(100)固定连接，所述固定筒(500)与所述嵌套电机(300)固定连接。
3.根据权利要求2所述的旋转夹持器，其特征在于，所述固定筒(500)的背离所述夹爪(400)的一端开口设置，且所述嵌套电机(300)的背对所述夹爪(400)的一端与所述壳体(100)通过第一螺纹连接件固定连接；
和/或，所述固定筒(500)的靠近所述夹爪(400)的一端具有筒底，所述筒底上开设有通孔，所述通孔用于供所述嵌套电机(300)的电机轴穿出所述固定筒(500)，所述筒底与所述嵌套电机(300)通过第二螺纹连接件固定连接；
和/或，所述固定筒(500)的背离所述夹爪(400)的开口端设置有翻边(510)，所述翻边(510)与所述壳体(100)通过第三螺纹连接件固定连接。
4.根据权利要求2所述的旋转夹持器，其特征在于，所述固定筒(500)与所述中空转轴(210)转动配合。
5.根据权利要求4所述的旋转夹持器，其特征在于，所述固定筒(500)与所述中空转轴(210)通过第一轴承(600)转动配合。
6.根据权利要求5所述的旋转夹持器，其特征在于，所述第一轴承(600)为两个，且两个第一轴承(600)分别靠近所述固定筒(500)的两端。
7.根据权利要求1所述的旋转夹持器，其特征在于，所述中空转轴(210)与所述壳体(100)转动配合。
8.根据权利要求2所述的旋转夹持器，其特征在于，所述中空转轴(210)与所述壳体(100)通过第二轴承(700)转动配合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的旋转夹持器，其特征在于，所述壳体(100)内还安装有控制板(800)，所述控制板(800)上设置有第一测量元件(810)和第二测量元件(820)，所述第一测量元件(810)用于测量所述中空转轴(210)的转动参数，所述第二测量元件(820)用于测量所述嵌套电机(300)的电机轴的转动参数，所述空心杯电机(200)和所述嵌套电机(300)均与所述控制板(800)电连接。
10.根据权利要求9所述的旋转夹持器，其特征在于，所述旋转夹持器还包括被测量元件(220)，所述被测量元件(220)与所述中空转轴(210)固定连接，所述第一测量元件(810)用于测量所述被测量元件(220)的转动参数。
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