CN114633280A - 一种夹爪结构及其上下料机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种夹爪结构及其上下料机构，其中，第一气缸、连接架和固定座沿竖直方向依次设置，传动组件设置在固定座的通孔内且能够在第一气缸的驱动下沿竖直方向移动，并带动周向设置的多个夹爪组件移动；在第一气缸输出轴的伸缩过程中，实现传动组件沿固定座轴向的往复运动；当第一气缸输出轴收缩时，夹爪组件中的卡板逐渐从固定座的内壁翻出，当移至端部时，卡板能够完全伸出并在扭簧的作用下压紧外壁；通过沿周向设置的多个卡板同时向外壁压紧对物料夹紧。反之通过第一气缸的伸出实现卡板的撑开，实现物料的卸下。结构简单，方便控制，能够适用于自动化生产中上下料过程的夹料和卸料，成本低，更具实用性。

Description

一种夹爪结构及其上下料机构

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种夹爪结构及其上下料机构。

背景技术

在自动化生产过程中，通常采用机械臂实现对物料的拿放，其中具体通过气动吸盘、机械手或者夹爪实现对物料的抓取；机械手造价高不具备实用性，气动吸盘应用于外表面平整的物料抓取；传统的夹爪结构需要配合卡盘或者回转油缸实现对物料的拿放，应用于小型物料的上下料操作中会增加生产成本；因此需要设计一种成本低且能被广泛应用的夹爪结构。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种夹爪结构及其上下料机构，使其更具有实用性。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种夹爪结构及其上下料机构。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种夹爪结构及其上下料机构，包括：第一气缸，连接架、固定座、夹爪组件和传动组件，所述固定座设置为两端贯通的圆柱体结构，所述夹爪组件与所述传动组件相连且均设置在所述固定座内，所述夹爪组件沿所述固定座的周向均布有多个且均通过所述传动组件带动移动；

所述夹爪组件包括卡板和滑块，所述卡板沿所述固定座的轴向设置，所述卡板的一端通过销轴与所述滑块转动连接，在所述销轴上套设有扭簧，所述扭簧能够驱动所述卡板远离所述滑块的一端朝向所述固定座的周向侧壁压紧；

所述第一气缸通过所述连接架固定在所述固定座的一端，所述第一气缸的输出轴朝向所述传动组件设置并能驱动所述传动组件沿所述固定座的轴向移动，所述传动组件带动多个所述滑块朝向所述固定座靠近所述连接架的一端移动，并带动所述卡板从所述固定座靠近所述连接架一端的内壁翻转至外壁。

进一步的，所述传动组件包括压板和滑板，所述滑板沿竖直方向设置且对应所述夹爪组件设置有多个，所述压板沿水平方向设置为圆板并通过多个连接杆分别与多个所述滑板固定连接；

在所述滑板的顶部设置有固定轴，在所述滑块的底部设置有拉杆，所述拉杆与所述固定轴转动连接。

进一步的，在所述固定座内壁沿其轴向设置有第一台阶和第二台阶，且所述第一台阶和所述第二台阶分别靠近所述固定座的两端设置，所述第一台阶的内径与所述第二台阶的外径相同，在所述固定座靠近所述第一台阶一端的处对应所述夹爪组件设置有限位槽；

在所述第一台阶与所述第二台阶之间的内壁上沿轴向设置有第一滑道，在所述第一台阶的中部位置沿所述固定座的轴向设置有第二滑道，所述第二滑道与所述第一滑道相对应且设置为T型截面，并与所述第一滑道相连通。

进一步的，所述第一滑道位于所述第一台阶的一端设置有弧形倒角，且朝向所述第一台阶的外径延伸设置。

进一步的，所述滑块包括第一部分和第二部分，所述销轴设置在所述第一部分，所述拉杆设置在所述第二部分；

所述第一部分突出所述第二部分并能够与所述限位槽相卡合，所述第二部分位于所述第一滑道内并与其滑动连接，所述滑板和所述连接杆位于所述第二滑道内并与其滑动连接。

进一步的，在所述第二滑道靠近所述第一台阶的一端设置有限位块。

进一步的，所述拉杆的长度与所述第一滑道和所述第二滑道之间的径向间距相同，且与所述连接杆的长度相同。

进一步的，所述压板的周向侧壁对应所述滑板设置有限位板，所述限位板与所述连接杆相连，且所述限位板与所述第一滑道滑动连接。

一种上下料机构，包括操作台、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件，以及上述夹爪结构，在所述操作台上设置有上料区和分拣槽，通过所述第一驱动组件、所述第二驱动组件和所述第三驱动组件分别驱动所述夹爪结构沿所述操作台的长度方向、宽度方向以及竖直方向移动；

所述第一驱动组件包括沿所述操作台长度方向设置的第一支撑梁、第一导轨和第一同步带，所述第二驱动组件包括沿所述操作台宽度方向设置的第二支撑梁、第二导轨和第二同步带，所述第三驱动组件包括滑座和沿竖直方向设置的第三支撑梁，沿所述第三支撑梁的长度方向设置有第三导轨和丝杆；

所述第二支撑梁的一端通过所述第一同步带驱动并沿所述第一导轨滑动，所述滑座通过所述第二同步带驱动并沿所述第二导轨滑动，所述滑座通过所述丝杆驱动并沿所述第三导轨滑动，所述夹爪结构设置在所述第三支撑梁靠近所述操作台的一端。

进一步的，所述夹爪结构通过转动气缸与所述第三支撑梁相连，且所述转动气缸与所述第一气缸相连。

本发明的有益效果为：

采用第一气缸作为夹爪结构的动力装置，在第一气缸输出轴的伸缩过程中，实现传动组件沿固定座轴向的往复运动；其中，当第一气缸输出轴收缩时能够带动传动组件移至靠近连接架的一端，在移动过程中夹爪组件中的卡板逐渐从固定座的内壁翻出，当移至端部时，卡板能够完全伸出并在扭簧的作用下完成至外壁的翻转，且能够朝向固定座的外壁压紧；最终通过沿周向设置的多个卡板同时向外壁压紧实现对物料的夹紧。反之通过第一气缸的伸出实现卡板的撑开，实现物料的卸下。结构简单，方便控制，能够适用于自动化生产中上下料过程的夹料和卸料，成本低，更具实用性。

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中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中夹爪结构的示意图；

图2为本发明中固定座的结构示意图；

图3为本发明中固定座的爆炸示意图；

图4为图3中A处的局部结构放大图；

图5为本发明中传动组件的结构示意图；

图6为本发明中固定座的内部结构示意图；

图7为本发明中固定座内第一滑道结构示意图；

图8为本发明中固定座内第二滑道的结构示意图；

图9为本发明中上下料机构的结构示意图；

图10为本发明中操作台上驱动组件的结构示意图；

图11为本发明中第三驱动组件的结构示意图。

附图标记：1、第一气缸；2、连接架；3、固定座；31、第一台阶；32、第二台阶；33、限位槽；34、第一滑道；35、第二滑道；351、限位块；4、夹爪组件；41、卡板；42、滑块；421、第一部分；422、第二部分；423、拉杆；43、销轴；5、传动组件；51、压板；511、限位板；52、滑板；521、固定轴；53、连接杆；6、操作台；61、夹爪结构；62、上料区；63、分拣槽；7、第一驱动组件；71、第一支撑梁；72、第一导轨；73、第一同步带；8、第二驱动组件；81、第二支撑梁；82、第二导轨；83、第二同步带；9、第三驱动组件；91、滑座；92、第三支撑梁；93、第三导轨；94、丝杆；95、转动气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明公开了一种夹爪结构，如图1至图8所示，包括第一气缸1，连接架2、固定座3、夹爪组件4和传动组件5，固定座3设置为两端贯通的圆柱体结构，夹爪组件4与传动组件5相连且均设置在固定座3内，夹爪组件4沿固定座3的周向均布有多个且均通过传动组件5带动移动；

夹爪组件4包括卡板41和滑块42，卡板41沿固定座3的轴向设置，卡板41的一端通过销轴43与滑块42转动连接，在销轴43上套设有扭簧，扭簧能够驱动卡板41远离滑块42的一端朝向固定座3的周向侧壁压紧；

第一气缸1通过连接架2固定在固定座3的一端，第一气缸1的输出轴朝向传动组件5设置并能驱动传动组件5沿固定座3的轴向移动，传动组件5带动多个滑块42朝向固定座3靠近连接架2的一端移动，并带动卡板41从固定座3靠近连接架2一端的内壁翻转至外壁。

在具体实施过程中，如图1所示，第一气缸1、连接架2和固定座3沿竖直方向依次设置，传动组件5设置在固定座3的通孔内且能够在第一气缸1的驱动下沿竖直方向移动，并带动周向设置的多个夹爪组件4移动；具体的，如图2所示，当传动组件5被第一气缸1驱动移至固定座3靠近连接架2的一端时，夹爪组件4中的卡板41从固定座3的内壁翻转至外壁并在扭簧的驱动下朝向固定座3的外壁压紧，通过压板51远离滑块42的一端实现对物料的夹取；当需要将夹取的物料卸下时，通过第一气缸1的输出轴伸出并驱动传动组件5远离连接架2，过程中，传动组件5带动夹爪组件4中的滑块42远离连接架2，拉动卡板41使卡板41以固定座3端部处的限位槽33外壁为支点，通过杠杆原理使夹紧物料的卡板41远离连接架2的一端撑起，从而实现物料的卸下。

采用第一气缸1作为夹爪结构61的动力装置，在第一气缸1输出轴的伸缩过程中，实现传动组件5沿固定座3轴向的往复运动；其中，当第一气缸1输出轴收缩时能够带动传动组件5移至靠近连接架2的一端，在移动过程中夹爪组件4中的卡板41逐渐从固定座3的内壁翻出，当移至端部时，卡板41能够完全伸出并在扭簧的作用下完成至外壁的翻转，且能够朝向固定座3的外壁压紧；最终通过沿周向设置的多个卡板41同时向外壁压紧实现对物料的夹紧。反之通过第一气缸1的伸出实现卡板41的撑开，实现物料的卸下。结构简单，方便控制，能够适用于自动化生产中上下料过程的夹料和卸料，成本低，更具实用性。

如图3至图5所示的传动组件5中，包括压板51和滑板52，滑板52沿竖直方向设置且对应夹爪组件4设置有多个，压板51沿水平方向设置为圆板并通过多个连接杆53分别与多个滑板52固定连接；在滑板52的顶部设置有固定轴521，在滑块42的底部设置有拉杆423，拉杆423与固定轴521转动连接。

压板51用于承受第一气缸1的动力实现传动组件5自身的轴向移动，并带动夹爪组件4中滑块42的移动，实现卡板41的撑起或者夹紧；压板51适应固定座3的通孔设置为圆板并通过多个滑板52与滑块42相连，能够同时驱动多个滑块42移动实现多个夹爪组件4的同时撑起或者夹紧。结构简单且能够实现对物料的稳定拿放。

如图6所示，在固定座3内壁沿其轴向设置有第一台阶31和第二台阶32，且第一台阶31和第二台阶32分别靠近固定座3的两端设置，第一台阶31的内径与第二台阶32的外径相同，在固定座3靠近第一台阶31一端的处对应夹爪组件4设置有限位槽33；在第一台阶31与第二台阶32之间的内壁上沿轴向设置有第一滑道34，在第一台阶31的中部位置沿固定座3的轴向设置有第二滑道35，第二滑道35与第一滑道34相对应且设置为T型截面，并与第一滑道34相连通。

其中，第一滑道34和第二滑道35对应夹爪组件4沿固定座3的内壁周向均布多个，第一滑道34的宽度与滑块42相适应，能够实现滑块42轴向移动的平稳；第二滑道35能够实现滑板52轴向的平稳移动，进一步确保滑块42的稳定移动。

作为上述第二滑道35的优选实施例，在第二滑道35靠近第一台阶31的一端设置有限位块351，能够确保滑板52不会从第二滑道35中移出，使滑块42移至固定座3端部时，不会因动力故障造成夹爪组件4与固定座3脱离。确保夹爪结构61的安全性。

作为夹爪组件4与固定座3滑动连接的优选实施例，滑块42包括第一部分421和第二部分422，销轴43设置在第一部分421，拉杆423设置在第二部分422；第一部分421突出第二部分422并能够与限位槽33相卡合，第二部分422位于第一滑道34内并与其滑动连接，滑板52和连接杆53位于第二滑道35内并与其滑动连接。通过第一部分421与卡板41铰接且通过销轴43上的扭簧实现卡板41的翻转和对物料的夹紧，通过第二部分422上的拉杆423与滑板52转动连接，在确保能够通过滑板52带动滑块42移动时还不会影响滑块42移至固定座3端部位置后的转动；第一滑道34和第二滑道35均能确保夹爪组件4移动的平稳，确保自动化控制的精准。

进一步的，第一滑道34位于第一台阶31的一端设置有弧形倒角，且朝向第一台阶31的外径延伸设置。当滑块42移至固定座3端部时位于第一台阶31上并与限位槽33的内壁抵接，配合卡板41对物料夹紧。在物料的卸下时，第一台阶31的弧形倒角能够配合传动组件5的下拉更容易沿轴向下移，便于卡板41的撑起。

进一步的，拉杆423的长度与第一滑道34和第二滑道35之间的径向间距相同，且与连接杆53的长度相同。进一步确保滑板52带动滑块42沿固定座3轴向移动时，滑块42在第一台阶31与周向侧壁间的平稳过渡。

如图5所示，压板51的周向侧壁对应滑板52设置有限位板511，限位板511与连接杆53相连，且限位板511与第一滑道34滑动连接。压板51周向的限位板511嵌入第一滑道34中，确保压板51轴向移动的平稳。

作为夹爪结构61的另一优选实施例，通过第一气缸1驱动传动组件5带动夹爪组件4夹紧或者撑起过程中；能够将第一气缸1的输出轴端部与压板51固定连接，完全通过第一气缸1的伸缩实现夹爪组件4中卡板41的夹紧或者收缩；第一气缸1不与压板51固定连接，能够在第二台阶32与压板51之间设置压缩弹簧，实现对传动组件5朝向固定座3端部的顶紧，当需要夹爪组件4撑起时，再通过第一气缸1伸出，实现卡板41的撑起。

如图6至图8所示的固定座3结构，在固定座3的加工过程中，先对固定座3内壁的第一滑道34进行加工，如图7所示；再对第一台阶31上的第二滑道35进行加工，如图8所示；待传动组件5放入固定座3内后，再在第二滑道35靠近第一台阶31处设置限位块351，如图6所示。

如图9至图11所示，一种上下料机构包括操作台6、第一驱动组件7、第二驱动组件8和第三驱动组件9，以及上述夹爪结构61，在操作台6上设置有上料区62和分拣槽63，通过第一驱动组件7、第二驱动组件8和第三驱动组件9分别驱动夹爪结构61沿操作台6的长度方向、宽度方向以及竖直方向移动；第一驱动组件7包括沿操作台6长度方向设置的第一支撑梁71、第一导轨72和第一同步带73，第二驱动组件8包括沿操作台6宽度方向设置的第二支撑梁81、第二导轨82和第二同步带83，第三驱动组件9包括滑座91和沿竖直方向设置的第三支撑梁92，沿第三支撑梁92的长度方向设置有第三导轨93和丝杆94；第二支撑梁81的一端通过第一同步带73驱动并沿第一导轨72滑动，滑座91通过第二同步带83驱动并沿第二导轨82滑动，滑座91通过丝杆94驱动并沿第三导轨93滑动，夹爪结构61设置在第三支撑梁92靠近操作台6的一端。

进一步如图11所示的第三驱动组件9，夹爪结构61通过转动气缸95与第三支撑梁92相连，且转动气缸95与第一气缸1相连。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种夹爪结构，其特征在于，包括：第一气缸(1)，连接架(2)、固定座(3)、夹爪组件(4)和传动组件(5)，所述固定座(3)设置为两端贯通的圆柱体结构，所述夹爪组件(4)与所述传动组件(5)相连且均设置在所述固定座(3)内，所述夹爪组件(4)沿所述固定座(3)的周向均布有多个且均通过所述传动组件(5)带动移动；

所述夹爪组件(4)包括卡板(41)和滑块(42)，所述卡板(41)沿所述固定座(3)的轴向设置，所述卡板(41)的一端通过销轴(43)与所述滑块(42)转动连接，在所述销轴(43)上套设有扭簧，所述扭簧能够驱动所述卡板(41)远离所述滑块(42)的一端朝向所述固定座(3)的周向侧壁压紧；

所述第一气缸(1)通过所述连接架(2)固定在所述固定座(3)的一端，所述第一气缸(1)的输出轴朝向所述传动组件(5)设置并能驱动所述传动组件(5)沿所述固定座(3)的轴向移动，所述传动组件(5)带动多个所述滑块(42)朝向所述固定座(3)靠近所述连接架(2)的一端移动，并带动所述卡板(41)从所述固定座(3)靠近所述连接架(2)一端的内壁翻转至外壁。

2.根据权利要求1所述的夹爪结构，其特征在于，所述传动组件(5)包括压板(51)和滑板(52)，所述滑板(52)沿竖直方向设置且对应所述夹爪组件(4)设置有多个，所述压板(51)沿水平方向设置为圆板并通过多个连接杆(53)分别与多个所述滑板(52)固定连接；

在所述滑板(52)的顶部设置有固定轴(521)，在所述滑块(42)的底部设置有拉杆(423)，所述拉杆(423)与所述固定轴(521)转动连接。

3.根据权利要求2所述的夹爪结构，其特征在于，在所述固定座(3)内壁沿其轴向设置有第一台阶(31)和第二台阶(32)，且所述第一台阶(31)和所述第二台阶(32)分别靠近所述固定座(3)的两端设置，所述第一台阶(31)的内径与所述第二台阶(32)的外径相同，在所述固定座(3)靠近所述第一台阶(31)一端的处对应所述夹爪组件(4)设置有限位槽(33)；

在所述第一台阶(31)与所述第二台阶(32)之间的内壁上沿轴向设置有第一滑道(34)，在所述第一台阶(31)的中部位置沿所述固定座(3)的轴向设置有第二滑道(35)，所述第二滑道(35)与所述第一滑道(34)相对应且设置为T型截面，并与所述第一滑道(34)相连通。

4.根据权利要求3所述的夹爪结构，其特征在于，所述第一滑道(34)位于所述第一台阶(31)的一端设置有弧形倒角，且朝向所述第一台阶(31)的外径延伸设置。

5.根据权利要求3所述的夹爪结构，其特征在于，所述滑块(42)包括第一部分(421)和第二部分(422)，所述销轴(43)设置在所述第一部分(421)，所述拉杆(423)设置在所述第二部分(422)；

所述第一部分(421)突出所述第二部分(422)并能够与所述限位槽(33)相卡合，所述第二部分(422)位于所述第一滑道(34)内并与其滑动连接，所述滑板(52)和所述连接杆(53)位于所述第二滑道(35)内并与其滑动连接。

6.根据权利要求3所述的夹爪结构，其特征在于，在所述第二滑道(35)靠近所述第一台阶(31)的一端设置有限位块(351)。

7.根据权利要求3所述的夹爪结构，其特征在于，所述拉杆(423)的长度与所述第一滑道(34)和所述第二滑道(35)之间的径向间距相同，且与所述连接杆(53)的长度相同。

8.根据权利要求3所述的夹爪结构，其特征在于，所述压板(51)的周向侧壁对应所述滑板(52)设置有限位板(511)，所述限位板(511)与所述连接杆(53)相连，且所述限位板(511)与所述第一滑道(34)滑动连接。

9.一种上下料机构，其特征在于，包括操作台(6)、第一驱动组件(7)、第二驱动组件(8)和第三驱动组件(9)，以及上述权利要求1~8任一项所述的夹爪结构(61)，在所述操作台(6)上设置有上料区(62)和分拣槽(63)，通过所述第一驱动组件(7)、所述第二驱动组件(8)和所述第三驱动组件(9)分别驱动所述夹爪结构(61)沿所述操作台(6)的长度方向、宽度方向以及竖直方向移动；

所述第一驱动组件(7)包括沿所述操作台(6)长度方向设置的第一支撑梁(71)、第一导轨(72)和第一同步带(73)，所述第二驱动组件(8)包括沿所述操作台(6)宽度方向设置的第二支撑梁(81)、第二导轨(82)和第二同步带(83)，所述第三驱动组件(9)包括滑座(91)和沿竖直方向设置的第三支撑梁(92)，沿所述第三支撑梁(92)的长度方向设置有第三导轨(93)和丝杆(94)；

所述第二支撑梁(81)的一端通过所述第一同步带(73)驱动并沿所述第一导轨(72)滑动，所述滑座(91)通过所述第二同步带(83)驱动并沿所述第二导轨(82)滑动，所述滑座(91)通过所述丝杆(94)驱动并沿所述第三导轨(93)滑动，所述夹爪结构(61)设置在所述第三支撑梁(92)靠近所述操作台(6)的一端。

10.根据权利要求9所述的上下料机构，其特征在于，所述夹爪结构(61)通过转动气缸(95)与所述第三支撑梁(92)相连，且所述转动气缸(95)与所述第一气缸(1)相连。

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