CN114888836B - 一种夹爪机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹爪机构，属于搬运设备技术领域。本发明的夹爪机构，包括安装架、多个夹爪组件和变距组件，多个夹爪组件沿第一方向排列设于安装架；夹爪组件包括夹爪座、夹爪驱动件和两个夹爪体，夹爪座沿第一方向可滑动地设于安装架，两个夹爪体分别可滑动地设于夹爪座沿第二方向的两端，夹爪驱动件用于驱动两个夹爪体沿夹爪座滑动以夹取物料；变距转轴设有与多个夹爪组件一一对应设置的变距导向槽，变距导向轴的一端插设于变距导向槽内并能沿变距导向槽移动，另一端与对应的夹爪组件的夹爪座连接，只需利用变距驱动件驱动一个变距转轴转动，即可同步调节多个夹爪组件之间的间距，变距调节精度高，使得夹爪机构的结构简单，体积小。

Description

一种夹爪机构

技术领域

本发明涉及搬运设备技术领域，尤其涉及一种夹爪机构。

背景技术

在电池加工过程中，需要在不同的工位之间搬运电池，为了提高电池的搬运效率，通常设计夹爪机构一次性夹取多组电池。进一步地，为了扩大夹爪机构的适用范围，以使夹爪机构能适用于不同型号及不同尺寸电池的搬运，通常设置调节机构，以调节相邻两组夹爪之间的间距。

现有技术中，用于调节相邻两组夹爪之间间距的调节机构，结构复杂，体积庞大，不仅导致夹爪机构笨重，增加坠落风险，而且能耗高，使用成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹爪机构，结构简单，体积小，重量轻，使用成本低，且变距调节精度高。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种夹爪机构，包括：

安装架；

多个夹爪组件，多个所述夹爪组件沿第一方向排列设于所述安装架；所述夹爪组件包括夹爪座、夹爪驱动件和两个夹爪体，所述夹爪座沿所述第一方向可滑动地设于所述安装架，两个所述夹爪体分别可滑动地设于所述夹爪座沿第二方向的两端，所述夹爪驱动件用于驱动两个所述夹爪体沿所述夹爪座滑动以夹取物料；所述第二方向与所述第一方向垂直；

变距组件，所述变距组件包括变距转轴、变距导向轴和变距驱动件，所述变距转轴设有与多个所述夹爪组件一一对应设置的变距导向槽，所述变距导向轴的一端插设于所述变距导向槽内并能沿所述变距导向槽移动，另一端与对应的所述夹爪组件的所述夹爪座连接，所述变距驱动件用于驱动所述变距转轴转动，以带动多个所述夹爪座沿所述第一方向移动，以调节任意相邻两个所述夹爪组件之间的间距。

作为夹爪机构的可选方案，所述变距驱动件能驱动所述变距转轴转动，以带动多个所述夹爪座沿所述第一方向移动，并使任意相邻两个夹爪组件之间的间距相等。

作为夹爪机构的可选方案，所述变距转轴上涂覆有润滑剂；

所述变距转轴的下方设有防护罩，所述防护罩设有供所述变距导向轴穿设的通槽，所述通槽的两侧均设有毛刷，所述毛刷用于阻止所述变距转轴上的所述润滑剂滴落。

作为夹爪机构的可选方案，所述夹爪机构还包括两个防坠落组件，两个所述防坠落组件分别相对设于所述安装架沿所述第二方向的两侧；所述防坠落组件包括：

防坠落承托件；

防坠落连接件，所述防坠落连接件的一端与所述安装架转动连接，所述防坠落承托件固定安装于所述防坠落连接件的另一端；

防坠落驱动件，所述防坠落驱动件用于驱动所述防坠落连接件转动，以带动所述防坠落承托件摆动至所述物料的下方或一侧。

作为夹爪机构的可选方案，所述防坠落连接件设有至少一个真空吸盘。

作为夹爪机构的可选方案，所述防坠落连接件设有至少一个第一传感器。

作为夹爪机构的可选方案，同一所述夹爪组件中，两个所述夹爪体相对的一侧均设有第二传感器；和/或，

所述夹爪座朝向所述物料的一侧设有第三传感器。

作为夹爪机构的可选方案，所述夹爪座与所述安装架之间均设有缓冲组件，所述缓冲组件包括：

缓冲安装座，所述缓冲安装座沿所述第一方向可滑动地设于所述安装架；

缓冲连接件，所述缓冲连接件的一端与所述夹爪座固定连接，另一端与所述缓冲安装座滑动连接；

缓冲弹性件，所述缓冲弹性件连接于所述缓冲安装座与所述夹爪座之间。

作为夹爪机构的可选方案，所述夹爪机构还包括缓冲检测件，所述缓冲检测件用于检测所述缓冲安装座与所述夹爪座之间的间距是否达到预设间距。

作为夹爪机构的可选方案，所述夹爪机构还包括视觉检测组件，所述视觉检测组件用于拍摄所述物料的放置位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的夹爪机构，变距转轴设有与多个夹爪组件一一对应设置的变距导向槽，变距导向轴的一端插设于变距导向槽内并能沿变距导向槽移动，另一端与对应的夹爪组件的夹爪座连接，只需利用变距驱动件驱动一个变距转轴转动，即可同步调节多个夹爪组件之间的间距，不仅变距调节精度高，且相比于现有技术，极大地简化了变距组件的结构，缩小了夹爪机构的体积，使夹爪机构更轻便，安全性更高。

附图说明

图1为本发明实施例中夹爪机构的结构示意图一；

图2为本发明实施例中夹爪机构的结构示意图二；

图3为本发明实施例中夹爪机构的结构示意图三；

图4为本发明实施例中变距组件的结构示意图；

图5为本发明实施例中变距转轴的结构示意图一；

图6为本发明实施例中变距转轴的结构示意图二；

图7为本发明实施例中夹爪组件与防护罩的配合关系示意图；

图8为本发明实施例中夹爪组件的结构示意图。

附图标记：

100、电池；

1、安装架；11、连接法兰；

2、夹爪组件；21、夹爪座；211、检测片；212、第三传感器；22、夹爪驱动件；23、夹爪体；231、第二传感器；

3、变距组件；31、变距转轴；311、变距导向槽；32、变距导向轴；33、变距驱动件；34、防护罩；341、通槽；342、毛刷；

4、防坠落组件；41、防坠落承托件；42、防坠落连接件；43、防坠落驱动件；

5、第一传感器；

6、真空吸盘；

7、缓冲组件；71、缓冲安装座；72、缓冲连接件；721、连接轴；722、连接套；73、缓冲弹性件；74、缓冲检测件；

8、视觉检测组件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-8所示，本实施例提供了一种夹爪机构，包括安装架1、多个夹爪组件2和变距组件3，多个夹爪组件2沿第一方向排列设于安装架1；夹爪组件2包括夹爪座21、夹爪驱动件22和两个夹爪体23，夹爪座21沿第一方向可滑动地设于安装架1，两个夹爪体23分别可滑动地设于夹爪座21沿第二方向的两端，夹爪驱动件22用于驱动两个夹爪体23沿夹爪座21滑动以夹取物料；第二方向与第一方向垂直；变距组件3包括变距转轴31、变距导向轴32和变距驱动件33，变距转轴31设有与多个夹爪组件2一一对应设置的变距导向槽311，变距导向轴32的一端插设于变距导向槽311内并能沿变距导向槽311移动，另一端与对应的夹爪组件2的夹爪座21连接，变距驱动件33用于驱动变距转轴31转动，以带动多个夹爪座21沿第一方向移动，以调节任意相邻两个夹爪组件2之间的间距。

只需利用变距驱动件33驱动一个变距转轴31转动，即可同步调节多个夹爪组件2之间的间距，不仅变距调节精度高，且相比于现有技术，极大地简化了变距组件3的结构，缩小了夹爪机构的体积，使夹爪机构更轻便，安全性更高。

本实施例中，夹爪机构夹取的物料为电池100，由于电池100本身具有一定的重量，利用本实施例的夹爪机构夹取电池100，相比于现有技术，极大地减轻了用于驱动夹爪机构移动的机械臂等搬运设备的能耗，不仅有利于降低使用成本，还有利于提高安全性。

示例性地，变距驱动件33为伺服电机，可进一步提高变距调节精度。

本实施例中，夹爪驱动件22为气缸，利用气缸驱动两个夹爪体23互相靠近以夹紧物料，或互相远离以放开物料。

可选地，变距驱动件33能驱动变距转轴31转动，以带动多个夹爪座21沿第一方向移动，并使任意相邻两个夹爪组件2之间的间距相等，进而使得任意两个电池100等物料之间具有相同的间距，使安装架1受力均匀，在搬运过程中，保证夹爪机构平稳地移动，安全性更高。此外，还能使任意相邻两个电池100等物料之间保持相同的安全距离，避免互相碰撞导致物料损坏。

可选地，变距转轴31上涂覆有润滑剂，以保证变距导向轴32能顺畅地沿变距导向槽311移动。进一步地，变距转轴31的下方设有防护罩34，防护罩34设有供变距导向轴32穿设的通槽341，不妨碍变距导向轴32移动；通槽341的两侧均设有毛刷342，毛刷342用于阻止变距转轴31上的润滑剂滴落，避免润滑剂污染物料，并减缓润滑剂消耗。

可选地，夹爪机构还包括两个防坠落组件4，两个防坠落组件4分别相对设于安装架1沿第二方向的两侧。两个防坠落组件4分别用于对电池100等物料沿第二方向的两端进行承托，防止物料在搬运过程中意外坠落，提高安全性。

进一步地，防坠落组件4包括防坠落承托件41、防坠落连接件42和防坠落驱动件43，防坠落连接件42的一端与安装架1转动连接，防坠落承托件41固定安装于防坠落连接件42的另一端；示例性地，防坠落驱动件43为电机；防坠落驱动件43用于驱动防坠落连接件42转动，以带动防坠落承托件41摆动至物料的下方或一侧。在夹爪组件2夹紧物料后，防坠落驱动件43再驱动防坠落连接件42转动，以带动防坠落承托件41摆动至物料的下方，进而可在搬运过程中，利用防坠落承托件41起到防护作用，避免物料意外坠落。在将物料搬运至目标位置后，需要先控制防坠落驱动件43驱动防坠落连接件42转动，以带动防坠落承托件41摆动至物料的两侧，避免干涉物料放置。

本实施例中，防坠落承托件41为平行于水平面的板状结构，将防坠落承托件41摆动至物料的下方，即可在物料出现意外坠落时，利用两个防坠落组件4的防坠落承托件41托住物料的两端，避免物料坠落发生危险。

为了便于描述，将分别位于安装架1沿第一方向两端的两个物料分别记为端部物料，端部物料背离与其相邻的物料的侧面记为端部物料的外侧面。需要说明的是，两个端部物料的外侧面之间的间距小于防坠落承托件41沿第一方向的长度，换言之，两个防坠落组件4的防坠落承托件41能够对多个夹爪组件2夹持的物料均起到承托作用，可避免任一物料坠落。

可选地，防坠落连接件42设有至少一个第一传感器5，可利用第一传感器5感应夹爪机构的侧方是否有电池100，以防碰伤侧方的电池100。本实施例中，第一传感器5为漫反射传感器，感应范围大，可提高夹爪机构使用安全性。进一步地，两个防坠落组件4的防坠落连接件42上均设有多个漫反射传感器，进一步扩大侧方感应范围，提高安全性。

可选地，防坠落连接件42设有至少一个真空吸盘6，可利用真空吸盘6连接真空设备以吸附电池放置台，以对电池放置台进行搬运，扩大夹爪机构的适用范围。本实施例中，两个防坠落组件4的防坠落连接件42上均设有多个真空吸盘6，提高吸附稳定性。

可选地，夹爪座21与安装架1之间均设有缓冲组件7，利用缓冲组件7起到缓冲作用，可避免撞伤电池100。可选地，缓冲组件7包括缓冲安装座71、缓冲连接件72和缓冲弹性件73，缓冲安装座71沿第一方向可滑动地设于安装架1；缓冲连接件72的一端与夹爪座21固定连接，另一端与缓冲安装座71滑动连接；缓冲弹性件73连接于缓冲安装座71与夹爪座21之间。在夹爪机构下降的过程中，若碰到电池100，夹爪座21则会挤压缓冲弹性件73使其产生弹性形变，避免撞伤电池100。待夹爪机构离开电池100，缓冲弹性件73则会自动复位以使夹爪座21复位。

本实施例中，缓冲安装座71通过滑轨可滑动地设于安装架1，提高滑动流畅性。变距导向轴32的一端与缓冲安装座71固定连接，另一端穿过防护罩34的通槽341伸入变距导向槽311内。

进一步地，缓冲连接件72包括连接轴721和连接套722，连接轴721的一端与夹爪座21固定连接，另一端插设于连接套722内并与连接套722滑动连接，连接套722的另一端与缓冲安装座71固定连接。需要说明的是，示例性地，连接套722内设有限位凸台，连接轴721设有限位配合凸台，限位凸台能与限位配合凸台抵接，以限制连接轴721从连接套722内脱出，以使连接轴721与连接套722既能相对滑动，为夹爪座21提供缓冲空间，还能使夹爪座21与缓冲安装座71具有连接关系，使得夹爪座21能随缓冲安装座71移动。

进一步地，缓冲弹性件73为弹簧，弹簧套设于连接轴721的外侧，且弹簧的一端抵接于夹爪座21，另一端抵接于连接套722，以利用连接轴721对弹簧起到支撑作用，保证缓冲效果。

可选地，夹爪机构还包括缓冲检测件74，缓冲检测件74用于检测缓冲安装座71与夹爪座21之间的间距是否达到预设间距。需要说明的是，可将夹爪座21与缓冲安装座71之间允许的最小间距设置为预设距离，利用缓冲检测件74检测缓冲安装座71与夹爪座21之间的间距是否达到预设间距，可避免二者过度靠近出现碰撞。

本实施例中，缓冲检测件74为槽型光电传感器，对应地，夹爪座21上设有检测片211，当夹爪座21靠近缓冲安装座71，且检测片211伸入槽型光电传感器的槽中时，即可认为夹爪座21与缓冲安装座71之间的间距达到预设间距。

可选地，同一夹爪组件2中，两个夹爪体23相对的一侧均设有第二传感器231，夹爪体23可通过第二传感器231感应电池100，以确认电池100是否掉落。可选地，夹爪座21朝向物料的一侧设有第三传感器212，可通过第三传感器212确认电池100是否倾斜。示例性地，第二传感器231和第三传感器212均为接近传感器。

可选地，夹爪机构还包括视觉检测组件8，视觉检测组件8用于拍摄物料的放置位置。在夹取电池100前，可通过视觉检测组件8拍摄电池100的放置位置，以便实现自动准确夹取电池100；在夹取电池100并搬运至目标位置附近时，可通过视觉检测组件8拍摄电池100即将要放置的位置，以便准确将电池100放置至目标位置。示例性地，视觉检测组件8为CCD相机。

可选地，安装架1的顶部设有连接法兰11等连接结构，以便将夹爪机构与机械臂等搬运设备连接。

示例性地，本实施例的夹爪机构的工作原理为：

1)搬运电池100

先通过视觉检测组件8拍摄电池100的放置位置，控制机械臂等搬运设备根据视觉检测组件8的拍摄结果驱动夹爪机构靠近电池100，当第三传感器212感应到电池100，则控制机械臂停止动作，并控制夹爪驱动件22驱动夹爪体23夹紧电池100。然后，机械臂动作带动夹爪机构上升一定距离，再控制防坠落驱动件43驱动防坠落连接件42转动，以带动防坠落承托件41摆动至物料的下方，防止电池100在搬运过程中意外坠落。

电池100搬运至电池放置台上方时，再通过视觉检测组件8拍摄电池放置台，以寻找空位放置电池100，并控制机械臂等搬运设备根据视觉检测组件8的拍摄结果驱动夹爪机构移动以靠近空位。在此过程中，可通孔第一传感器5感应夹爪机构的侧方是否有电池100，以防碰伤侧方的电池100。待电池100移动至空位处，先控制防坠落驱动件43驱动防坠落连接件42转动，以带动防坠落承托件41摆动至物料的两侧，再控制夹爪驱动件22驱动夹爪松开电池100，即可将电池100放置于电池放置台的空位，完成电池100转运。

2)搬运电池放置台

先控制防坠落驱动件43驱动防坠落连接件42转动，以带动防坠落承托件41摆动至安装架1的下方，再控制连接真空吸盘6的真空设备开启，以利用真空吸盘6吸附电池放置台，以便将电池放置台搬运至预定位置。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种夹爪机构，其特征在于，包括：

安装架(1)；

多个夹爪组件(2)，多个所述夹爪组件(2)沿第一方向排列设于所述安装架(1)；所述夹爪组件(2)包括夹爪座(21)、夹爪驱动件(22)和两个夹爪体(23)，所述夹爪座(21)沿所述第一方向可滑动地设于所述安装架(1)，两个所述夹爪体(23)分别可滑动地设于所述夹爪座(21)沿第二方向的两端，所述夹爪驱动件(22)用于驱动两个所述夹爪体(23)沿所述夹爪座(21)滑动以夹取物料；所述第二方向与所述第一方向垂直；

变距组件(3)，所述变距组件(3)包括变距转轴(31)、变距导向轴(32)和变距驱动件(33)，所述变距转轴(31)设有与多个所述夹爪组件(2)一一对应设置的变距导向槽(311)，所述变距导向轴(32)的一端插设于所述变距导向槽(311)内并能沿所述变距导向槽(311)移动，另一端与对应的所述夹爪组件(2)的所述夹爪座(21)连接，所述变距驱动件(33)用于驱动所述变距转轴(31)转动，以带动多个所述夹爪座(21)沿所述第一方向移动，以调节任意相邻两个所述夹爪组件(2)之间的间距；

所述夹爪机构还包括两个防坠落组件(4)，两个所述防坠落组件(4)分别相对设于所述安装架(1)沿所述第二方向的两侧；所述防坠落组件(4)包括：

防坠落承托件(41)；

防坠落连接件(42)，所述防坠落连接件(42)的一端与所述安装架(1)转动连接，所述防坠落承托件(41)固定安装于所述防坠落连接件(42)的另一端；

防坠落驱动件(43)，所述防坠落驱动件(43)用于驱动所述防坠落连接件(42)转动，以带动所述防坠落承托件(41)摆动至所述物料的下方或一侧；

所述防坠落连接件(42)设有至少一个真空吸盘(6)；

所述夹爪体(23)夹紧电池(100)，完成所述电池(100)转运；

利用所述真空吸盘(6)吸附电池放置台，以便将所述电池放置台搬运至预定位置。

2.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，所述变距驱动件(33)能驱动所述变距转轴(31)转动，以带动多个所述夹爪座(21)沿所述第一方向移动，并使任意相邻两个夹爪组件(2)之间的间距相等。

3.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，所述变距转轴(31)上涂覆有润滑剂；

所述变距转轴(31)的下方设有防护罩(34)，所述防护罩(34)设有供所述变距导向轴(32)穿设的通槽(341)，所述通槽(341)的两侧均设有毛刷(342)，所述毛刷(342)用于阻止所述变距转轴(31)上的所述润滑剂滴落。

4.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，所述防坠落连接件(42)设有至少一个第一传感器(5)。

5.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，同一所述夹爪组件(2)中，两个所述夹爪体(23)相对的一侧均设有第二传感器(231)；和/或，

所述夹爪座(21)朝向所述物料的一侧设有第三传感器(212)。

6.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，所述夹爪座(21)与所述安装架(1)之间均设有缓冲组件(7)，所述缓冲组件(7)包括：

缓冲安装座(71)，所述缓冲安装座(71)沿所述第一方向可滑动地设于所述安装架(1)；

缓冲连接件(72)，所述缓冲连接件(72)的一端与所述夹爪座(21)固定连接，另一端与所述缓冲安装座(71)滑动连接；

缓冲弹性件(73)，所述缓冲弹性件(73)连接于所述缓冲安装座(71)与所述夹爪座(21)之间。

7.根据权利要求6所述的夹爪机构，其特征在于，所述夹爪机构还包括缓冲检测件(74)，所述缓冲检测件(74)用于检测所述缓冲安装座(71)与所述夹爪座(21)之间的间距是否达到预设间距。

8.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，所述夹爪机构还包括视觉检测组件(8)，所述视觉检测组件(8)用于拍摄所述物料的放置位置。