CN115255861B - 反向自锁机械爪 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械技术领域，是一种针对内孔和槽固定的具有反向自锁功能的机械爪装置。解决了大型桶罐类设备的桶盖装卸时，桶盖上的内孔和槽固定时使用的凸形块存在对正难度大、不能自动锁紧，适应性差、多次使用后磨损间隙扩大，不能正常工作的技术问题。一种反向自锁机械爪，包括基体，基体内安装有导向销轴、主拉杆齿轮、棘轮连杆、棘爪、触发开关、锁紧轮、压板；主拉杆前端连接有竖支撑杆，主拉杆底部设有与齿轮啮合的齿条；竖支撑杆下方通过第一连杆、棘轮连杆与棘轮连接；棘轮连杆和触发开关均通过相应的压缩弹簧拉紧限位主拉杆的顶部中段设有限位齿，基体顶部开有孔，锁紧轮的顶部转动连接有从基体顶部孔伸出的压杆，压杆套设有压缩弹簧。

Description

反向自锁机械爪

技术领域

本发明属于机械技术领域，是一种针对内孔和槽固定的具有反向自锁功能的机械爪装置。

背景技术

一些大型桶罐类设备的桶盖上通常布置有矩形凹槽做为拆卸桶盖螺纹时的旋转和提升结构，通过升降设备将具有相应凸形块的装置放入桶盖的矩形凹槽内，再通过外部设备或人工的旋转来拆卸桶盖。

而由于一些作业环境的特殊性要求，不允许操作人员手动靠近操作，或者在一些条件复杂的工作环境下，为了安全操作要求，操作人员不能近距离操作，在这些操作环境下将凸形块的装置放入桶盖的凹槽需要花费大量的时间来调整相对位置以便能对正凹槽和凸形块，工作效率不高。

造成这种工作效率不高的主要原因是凸和凹的对正，在现有的装置上，凸的外形尺寸和凹的槽尺寸相同，同时只有相同的外形尺寸才能在旋转拆卸后进行对桶盖的提升和移动，而设备的多次使用会造成桶盖凹槽和凸形块的磨损，当磨损到一定程度，凹槽和凸形块的间隙将增大，导致无法完成桶盖的提升工作。

需要一种易对正、能自动锁紧并能自动修正间隙磨损的机械爪，达到方便对正和长久使用并提高工作效率的目的。

发明内容

目前在大型桶罐类设备的桶盖装卸时，桶盖上的内孔和槽固定时使用的凸形块存在如下不足：

1.对正难度大；

2.不能自动锁紧，适应性差；

3.多次使用后磨损间隙扩大，不能正常工作。

本发明为解决上述技术问题，提供一种反向自锁机械爪，包括内部开有空腔的基体；基体中上部安装有至少一个导向销轴，基体上与导向销轴的轴向垂直的水平方向上开有贯通基体前后的通槽，穿过通槽安装有主拉杆，所述主拉杆前端拆卸式竖直连接有位于基体外部的竖支撑杆，主拉杆内部沿前后方向水平开有导向槽，所述导向销轴限位于该导向槽内且导向销轴与限位槽末端之间连接有第三拉伸弹簧；

主拉杆底部沿其前后方向设有齿条，基体内在主拉杆下方通过齿轮轴安装有与齿条啮合的齿轮；所述竖支撑杆下方连接有第一连杆，第一连杆一端与竖支撑杆转动连接，另一端转动连接有伸入基体内的棘轮连杆，棘轮连杆则连接有通过第二销轴转动安装在基体内且位于齿轮

下方的棘轮；基体内底部在低于第二销轴的位置安装有第一销轴，第一销轴与棘轮连杆中段之间连接有第一拉伸弹簧；棘轮上方通过第三销轴安装有与棘轮相配的棘爪，基体内在齿轮下方通过第五销轴转动安装有触发开关，所述触发开关中部向上延伸有一个能够卡住齿轮的

突起结构，后端伸出基体后侧并呈圆弧状结构；触发开关前端转动连接有第二连杆，第二连杆另一端与棘爪转动连接；基体内部在触发开关下方固定有第四销轴，第四销轴与触发开关中后段之间连接有第二拉伸弹簧，基体内在触发开关的突起结构后方安装有对突起结构限位

的限位销轴；主拉杆的顶部中段设有限位齿，基体顶部开有孔，基体内靠近顶部的位置通过第六销轴转动安装有锁紧轮，所述锁紧轮底部向下延伸呈能够卡入限位齿内的尖端结构，锁紧轮的顶部转动连接有从基体顶部孔伸出的压杆，压杆顶部为压板状结构，基体顶部孔呈台

阶结构，压板状结构和台阶结构之间设有套在压杆上的压缩弹簧。

本发明设计采用了以下技术手段：

1、采用四连杆的机构进行运动，达到贴合凹槽内壁的目的；

2、通过棘轮和棘爪进行自锁，防止回转引起的松动；

3、采用齿轮齿条结构进行运动的传递；

4、采用一个机构的运动来控制多个部件同时作用，使整体的控制更加的简单；

5、采用拉伸弹簧和压缩弹簧进行运动和限位的控制；

6、采用类似凸轮型的结构进行移动位置的限位。

本发明创造解决了如下技术问题：

1.能够实现机械爪与凹槽的快速对齐；

2.能够实现机械爪与凹槽的自动自锁和夹紧；

3.适合多种尺寸和长时间使用。

附图说明

图1本发明所述反向自锁机械爪整体结构示意图。

图2 所述反向自锁机械爪进入凹槽前的结构示意图。

图3所述反向自锁机械爪与凹槽锁紧后的结构示意图。

图4为一种带凹槽的桶盖的结构示意图。

图5为目前常用的拆卸装置的主视图。

图6为图5的仰视图。

图7为图5侧视图。

1.基体，2.导向销轴A，3.导向销轴B，4.主拉杆，5.竖支撑杆，6.齿轮轴，7.齿轮，8.第一连杆，9.棘轮连杆，10.第一拉伸弹簧，11.第一销轴，12.第二销轴，13.棘爪，14.第三销轴，15.第二连杆，16.第四销轴，17.第二拉伸弹簧，18.第五销轴，19.触发开关，20.限位销轴，21.第三拉伸弹簧，22.锁紧轮，23.第六销轴，24.压缩弹簧，25.压杆，26.机械爪，27.凹槽。

具体实施方式

所述导向销轴为两个，分别为后前排布的导向销轴A2和导向销轴B3，第三拉伸弹簧21连接在导向销轴A2与主拉杆4之间。第三拉伸弹簧21一端安装在导向销轴A2上，另一端安装在主拉杆4的弹簧安装孔内。

基体1外观呈一个矩形结构，基体1前侧中下部与外部连通，便于棘轮连杆的动作；基体1后侧面中部与外界连通，触发开关圆弧状结构可以由此伸出；基体底部呈一个凸台，齿轮位于凸台之上，第一销轴安装在凸台前侧。

本发明应用时，可将多个外观呈矩形状的机械爪通过连接板连接在一起，类似目前常用的拆卸工具一样（图5、6、7），然后将多个机械爪分别卡入相应桶盖的凹槽内并实现锁紧，这样就能够通过吊装机构（对连接板进行操作）完成对桶盖的旋转和提升。

竖支撑杆5的顶部通过连接螺钉可拆卸式的连接在主拉杆4的前端，主拉杆4的末端还开有操作孔，用于拉动主拉杆4。

以下结合附图对本发明做进一步的说明。

图1所示为机械爪的整体结构，导向销轴A2和导向销轴B3安装在基体1上。主拉杆4安装在基体1的槽内上，并通过导向销轴A2和导向销轴B3实现导向移动，主拉杆4的齿条部位和齿轮7啮合。竖支撑杆5通过两个螺钉和主拉杆4进行固定。第一连杆8通过螺栓和竖支撑杆5进行连接，第一连杆8可围绕连接螺栓进行旋转运动。棘轮连杆9通过第二销轴12安装在基体1上，棘轮连杆9和第一连杆8通过螺栓进行连接，实现相对旋转运动。第一销轴11安装在基体1之上。第一拉伸弹簧10安装在第一销轴11和棘轮连杆9之间，实现棘轮连杆9的运动。棘爪13通过安装在基体1上的第三销轴14进行安装。第五连杆15安装在棘爪13和触发开关19的连接孔内。第二拉伸弹簧17通过安装在基体1上的第四销轴16实现和触发开关19的连接。第五销轴18安装在基体1上，触发开关19通过第五销轴18进行安装。限位销轴20安装在基体1上，实现对触发开关19的限位。第三拉伸弹簧21一端安装在导向销轴A2上，另一端安装在主拉杆4的弹簧安装孔内，实现对主拉杆4的拉伸移动。第六销轴23安装在基体1上。锁紧轮22通过第六销轴23进行安装。压杆25通过压缩弹簧24安装在基体1上，压杆25的端部和锁紧轮22通过螺钉进行连接。

本发明的设计原理：图2所示为机械爪放入凹槽未开始工作的状态，机械爪的整体外形远小于凹槽的轮廓外形，相较现有技术，机械爪更容易放入凹槽。此时，第三拉伸弹簧21处于拉紧状态，有带动主拉杆4运动的趋势。第二拉伸弹簧17处于拉的状态，使触发开关19保持图2中所示的位置。第一拉伸弹簧10处于拉的状态，有带动棘轮连杆9进行逆时针旋转的趋势。触发开关19和限位销轴20接触，起到限位作用，同时，触发开关19的突出齿伸入齿轮7的齿轮槽内，限制了齿轮7的逆时针方向的旋转，由于齿轮7和主拉杆4的齿条部位啮合，使得主拉杆4不能进行移动。第二连杆15带动棘爪13脱离棘轮连杆9的棘轮部分。在压缩弹簧24的作用下，压杆25在最高位置，压杆25使锁紧轮22的限位部分（底部尖端）和主拉杆4接触。

图3所示为机械爪工作的状态。当机械爪放入凹槽内后继续移动，凹槽的侧壁压缩触发开关19使其进行逆时针的旋转运动，触发开关19的限位部分（突起结构）脱离齿轮7的齿轮槽，此时齿轮7可以逆时针旋转。在第三拉伸弹簧21的拉伸作用下，主拉杆4开始在基体1的槽内移动。触发开关19的旋转运动带动第二连杆5运动，第二连杆5的运动使棘爪13接触到棘轮连杆9的棘轮部分，棘爪13限制了棘轮连杆9的顺时针运动。主拉杆4的运动带动了竖支撑杆5和第一连杆8的运动，同时第一拉伸弹簧10带动棘轮连杆9做逆时针运动，棘爪13限制了棘轮连杆的顺时针运动。当主拉杆4伸出并和凹槽内壁接触后，锁紧轮22插入主拉杆4上部的限位齿内，使主拉杆4不能回弹，固定了主拉杆4的位置。在锁紧轮22和棘爪13的共同限位锁紧下，竖支撑杆4和基体1将牢固的和凹槽内壁贴合。此时在外部设备的带动下，机械爪将带动凹槽一起旋转和提升。

当需要取下机械爪时，向下按压压杆25，压杆25带动锁紧轮22脱离主拉杆4的限位部分。拆除主拉杆4和竖支撑杆5的连接螺钉，将机械爪从凹槽内取出，触发开关19和棘爪13复位，拉动主拉杆4使其复位，最后安装主拉杆4和竖支撑杆5的连接螺钉。整个机械爪完全复位。

本发明的技术特点：

1、在连杆机构上增加棘轮和棘爪结构实现运动方向的控制和自锁。

2、通过多组的拉伸和压缩弹簧给整个机构的运动提供动力。

3、通过齿轮和齿条结构实现运动的传递，并在齿轮上增加限位装置控制齿条零部件的运动方向和位置。

4、通过四连杆和齿条的综合使用，使机构的整体外形缩小，并通过机构零部件的运动达到夹紧的目的。

5、通过一个结构（触发开关）来同时控制齿轮、棘爪并起到限制整体机构的运动方向和位置。

Claims (5)

1.一种反向自锁机械爪，包括内部开有空腔的基体（1）；其特征在于，基体（1）中上部安装有至少一个导向销轴，基体（1）上与导向销轴的轴向垂直的水平方向上开有贯通基体（1）前后的通槽，穿过通槽安装有主拉杆（4），所述主拉杆（4）前端拆卸式竖直连接有位于基体（1）外部的竖支撑杆（5），主拉杆（4）内部沿前后方向水平开有导向槽，所述导向销轴限位于该导向槽内且导向销轴与限位槽末端之间连接有第三拉伸弹簧（21）；主拉杆（4）底部沿其前后方向设有齿条，基体（1）内在主拉杆（4）下方通过齿轮轴（6）安装有与齿条啮合的齿轮（7）；所述竖支撑杆（5）下方连接有第一连杆（8），第一连杆（8）一端与竖支撑杆（5）转动连接，另一端转动连接有伸入基体（1）内的棘轮连杆（9），棘轮连杆（9）则连接有通过第二销轴（12）转动安装在基体（1）内且位于齿轮（7）下方的棘轮；基体（1）内底部在低于第二销轴（12）的位置安装有第一销轴（11），第一销轴（11）与棘轮连杆（9）中段之间连接有第一拉伸弹簧（10）；棘轮上方通过第三销轴（14）安装有与棘轮相配的棘爪（13），基体（1）内在齿轮（7）下方通过第五销轴（18）转动安装有触发开关（19），所述触发开关（19）中部向上延伸有一个能够卡住齿轮（7）的突起结构，后端伸出基体（1）后侧并呈圆弧状结构；触发开关（19）前端转动连接有第二连杆（15），第二连杆（15）另一端与棘爪（13）转动连接；基体（1）内部在触发开关（19）下方固定有第四销轴（16），第四销轴（16）与触发开关（19）中后段之间连接有第二拉伸弹簧（17），基体（1）内在触发开关（19）的突起结构后方安装有对突起结构限位的限位销轴（20）；主拉杆（4）的顶部中段设有限位齿，基体（1）顶部开有孔，基体（1）内靠近顶部的位置通过第六销轴（23）转动安装有锁紧轮（22），所述锁紧轮（22）底部向下延伸呈能够卡入限位齿内的尖端结构，锁紧轮（22）的顶部转动连接有从基体（1）顶部孔伸出的压杆（25），压杆（25）顶部为压板状结构，基体顶部孔呈台阶结构，压板状结构和台阶结构之间设有套在压杆（25）上的压缩弹簧（24）。

2.如权利要求1所述的反向自锁机械爪，其特征在于，所述导向销轴为两个，分别为后前排布的导向销轴A（2）和导向销轴B（3），第三拉伸弹簧（21）连接在导向销轴A（2）与主拉杆（4）之间。

3.如权利要求2所述的反向自锁机械爪，其特征在于，第三拉伸弹簧（21）一端安装在导向销轴A（2）上，另一端安装在主拉杆（4）的弹簧安装孔内。

4.如权利要求1-3任一项所述的反向自锁机械爪，其特征在于，基体（1）外观呈一个矩形结构，基体（1）前侧中下部与外部连通；基体（1）后侧面中部与外界连通。

5.如权利要求1-3任一项所述的反向自锁机械爪，其特征在于，竖支撑杆（5）的顶部通过连接螺钉拆卸式连接在主拉杆（4）的前端，主拉杆（4）的末端还开有操作孔。