CN115674158A - 一种夹持装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹持装置，包括支撑架，所述支撑架上设置有至少两个安装架，每一个所述安装架上设置有若干夹持机构；所述支撑架上还设置有若干可变位防护机构；每一个所述可变位防护机构包括顶升结构、回旋结构以及托举结构，所述顶升结构和所述回旋结构均直接或间接与所述托举结构连接，所述托举结构设置于所述支撑架上；通过设置多方位夹持机构，特别是设置可变位防护机构，用于对箱体底部进行托举，从而减小侧面夹持所需的夹持力，尽可能的避免箱体的平面度和垂直度在转运的过程中受到影响；设置针对箱体除了底面以外其它面的夹持机构，将所需的夹持力进行分散，尽可能的避免箱体的平面度和垂直度在转运的过程中受到影响。

Description

一种夹持装置及应用

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，具体涉及一种夹持装置及应用。

背景技术

薄壁细长精密重载箱体是核工业领域的关键组成部件，由于箱体的重量大、外壁较薄、形状特殊，且工程上对其平面度和垂直度的要求较高，要求转运过程使用的夹具对其平面度和垂直度不能有较大的影响，因此对夹持装置的安全性具有较高的要求。

公开号CN103466337A通过机械爪和吸盘的配合可以实现多个纸箱的抓取且不出现偏移，但其下方并未设计防护机构，安全性能不高；公开号CN204935641U通过真空吸盘和伺服电机驱动的夹取机构，实现多只单体电池组和电池料箱的稳定可靠的抓取功能，但其下方未设置保护机构，且只能吸附物件上侧，两侧仅靠伺服电机的摩擦力夹取，安全性不高；公开号CN205021455U通过多孔真空吸盘上板、底板等结构实现装夹半自动化，减少了装夹时间，真空吸盘的吸附力更均匀，但其无防护装置，只吸附工件上表面，吸附力不强，难以承受重载工况下的夹持需求；公开号CN111591650A，通过高精度传感器实现货物的准确定位，但其通过薄膜传感器控制夹持力度的方式安全性不高，有改变物件外部尺寸精度的可能性；由此可知上述公开的设备并不适合用于夹持转运薄壁细长精密重载箱体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹持装置及应用，尽可能转运过程中不影响箱体的平面度和垂直度，以解决现有设备并不适合用于夹持转运薄壁细长精密重载箱体的问题。

本发明提供一种夹持装置，包括支撑架，支撑架上设置有至少两个安装架，每一个安装架上设置有若干夹持机构；支撑架上还设置有若干可变位防护机构；

每一个可变位防护机构包括顶升结构、回旋结构以及托举结构，顶升结构和回旋结构均直接或间接与托举结构连接，托举结构设置于支撑架上。

采用上述技术方案的情况下，可变位防护机构实现薄壁细长精密重载箱体底面的支撑，夹持机构实现薄壁细长精密重载箱体其他面的稳定夹持，通过夹持机构和可变位防护机构的配合来提高安全性以减小薄壁细长精密重载箱体在转运过程中平面度和垂直度发生改变的可能性，由此可知本发明公开的夹持装置可应用于核工业、货运海运、航空航天、机械制造以及石油化工等相关领域的货物安全可靠且精度要求较高的转运上下料。

另外，设置顶升结构可调节托举结构向上或向下移动，以便其贴紧箱体的底面便于增加转运过程的安全性或远离箱体底面以便于箱体的放置；回旋结构用于调节托举结构的方向，不阻碍箱体的抓取和释放；针对其它安全性要求不高箱体的转运，可以实现可变位防护机构在不使用的情况下也不影响抓取和转运。

作为一种可能的实施方式，顶升结构包括顶升气缸，回旋结构包括回转气缸，顶升气缸和回转气缸均直接或间接与托举结构连接，托举结构用于托举薄壁细长精密重载箱体，顶升气缸实现将托举结构向上或向下作直线运动，回转气缸实现将托举结构作圆周运动，从而实现箱体的托举和释放，夹持装置向箱体侧面下移过程中托举结构通过回转气缸旋转至与夹持装置侧面平行，避免托举结构与箱体之间的干涉，以实现夹持装置与箱体配合阶段的空间让位。

作为一种可能的实施方式，托举结构包括依次固定连接的气动执行器、活动板以及连接杆，气动执行器与回旋结构固定连接，顶升结构与活动板固定连接；连接杆上套设有衬垫，衬垫用于托举薄壁细长精密重载箱体。

作为一种可能的实施方式，衬垫为L形。

作为一种可能的实施方式，衬垫由软质材料制备而成，起到缓冲的作用，避免影响箱体底面的平面度。

作为一种可能的实施方式，安装架为三个，其中，两个安装架均与可变位防护机构平行设置，剩余一个安装架与所述可变位防护机构垂直设置，从箱体的左右侧面和上面进行夹持且从箱体底面进行托举，尽可能增加转运过程中的安全性，尽可能减小平面度和垂直度的改变。

作为一种可能的实施方式，每一个安装架上的若干夹持机构呈至少一排排列。

作为一种可能的实施方式，每一个夹持机构包括抱夹气缸，抱夹气缸连接有真空吸盘，采用真空吸盘的方式，能够尽可能的减小对平面度和垂直度的影响。

作为一种可能的实施方式，所述抱夹气缸和所述真空吸盘之间设置有中空连接螺杆，所述中空连接螺杆的一端与所述抱夹气缸的出气端连通，且所述中空连接螺杆的另一端通过弹簧与所述真空吸盘连接，所述中空连接螺杆卡设于所述安装架上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中夹持装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中夹持机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中可变位防护机构的结构示意图。

其中：1-支撑架；2-安装架；3-可变位防护机构；301-回转气缸；302-顶升气缸；303-气动执行器；304-活动板；305-杆体；306-衬垫；4-夹持机构；401-抱夹气缸；402-真空吸盘；403-中空连接螺杆。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，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。

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”、“相连”、“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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于在核工业应用中对薄壁细长精密重载箱体的平面度和垂直度均有较高的要求，而现有的夹持装置基本是针对箱体的某一个面或某几个面进行夹持，在转运的过程中为了避免箱体脱落，需要对箱体施加较大的夹持力，而较大的夹持力就有可能导致箱体的平面度和垂直度发生变化使得箱体不满足使用要求，并且现有的夹持装置也存在安全性不高的情况，不适合转运过程中箱体的夹持。

本发明一方面通过设置多方位夹持机构，特别是设置可变位防护机构，用于对箱体底部进行托举，从而减小侧面夹持所需的夹持力，尽可能的避免箱体的平面度和垂直度在转运的过程中受到影响；另一方面设置针对箱体除了底面以外其它面的夹持机构，将所需的夹持力进行分散，尽可能的避免箱体的平面度和垂直度在转运的过程中受到影响。

图1示例本发明实施例中夹持装置的结构示意图。如图1所示，本发明提供的夹持装置包括支撑架1，支撑架1上设置有至少两个安装架2，每一个安装架2上设置有若干夹持机构4；支撑架1上还设置有若干可变位防护机构3。首先将可变位防护机构3的位置进行调整使得其不影响夹持机构4对箱体的夹持，其次将夹持装置置于所需夹持箱体的上方，启动夹持机构4对箱体进行夹持，根据箱体的高度调整可变位防护机构3的高度以使得可变位防护机构3的托举部分位于箱体侧下方，使得可变位防护机构3的方位实现托举部位位于箱体正下方，调整托举部分的高度与箱体的底部接触以实现托举。

需要说明的是：每个安装架2上设置的夹持机构4的数量可以相同也可以不同，可以根据实际需要进行相应设置。

支撑架1的尺寸、安装架2的尺寸、安装架2之间的距离、安装架2的具体数量、夹持机构4的具体数量、夹持机构4的排列方式、可变位防护机构3的具体数量以及可变位防护机构3的排列方式均由所需夹持箱体的尺寸决定。例如，所需夹持箱体为核工业中常用的薄壁细长精密重载箱体，如图1所示，安装架2的数量为三个，其中一个与支撑架1平行设置，安装于其上面的夹持结构用于箱体顶部的夹持；剩余两个与支撑架1垂直设置且剩余两个相互平行，剩余两个之间的距离至少需要满足大于箱体的宽度；每个安装架2上的夹持机构4的数量均为12个且都呈两排排列；支撑架1上安装的可变位防护机构3的数量为6个且呈两排排列。

如图1所示，支撑架1可以为方形框架，以减小夹持装置的重量和便于观察夹持装置是否准确定位于所需转运箱体的上方实现准确夹持。安装架2可以为带有凹槽的方形体，以便夹持机构4不使用时的收纳和避免夹持机构4影响箱体准确放入夹持装置内。夹持机构4可以设置于安装架2的凹槽内也可以卡设于安装架2上，合适地，卡设于安装架2上，便于夹持机构4的维修或自动化过程电缆的安装。如图1所示，可变位防护机构3可以安装于安装板上，安装板与支撑架1固定连接。

如图2所示，每一个夹持机构4包括抱夹气缸401和真空吸盘402，抱夹气缸401的输出端连接有中空连接螺杆403，中空连接螺杆403和真空吸盘402之间通过弹簧实现连接。当抱夹气缸401工作时，真空吸盘402和中空连接螺杆403之间的弹簧被拉伸实现两者的分离，将真空吸盘402紧紧按压于转运工件上，实现夹持，当抱夹气缸401不工作时，拉伸的弹簧在弹性恢复的驱使下，使得真空吸盘402从转运工件上脱落且与中空连接螺杆403接触。

中空连接螺杆403可以卡设于安装架2上。如图2所示，中空连接螺杆403上设置有卡槽，如图1所示，安装架2部分卡于卡槽内。

一种可能的实施例方式中，为了便于安装和拆卸，中空连接螺杆403可以由第一连接杆和第二连接杆连接构成，第一连接杆和第二连接杆之间可以通过螺纹连接，卡槽可以设置于第一连接杆或第二连接杆或两者连接形成的连接处，合适地，两者连接形成的连接处。

一种可能的实施例方式中，中空连接螺杆403可以由第一连接杆、第二连接杆以及连接件组成，连接件上开设有卡槽，第一连接杆和第二连接杆均匀连接件螺纹连接。为了不影响中空连接螺杆403内部各截面处内圆的面积，卡槽可以由套设于中空连接螺杆403外且与中空连接螺杆403固定连接的两个环和之间的区域形成，所述环可以为六角螺母。

如图3所示，每一个可变位防护机构3包括顶升结构、回旋结构以及托举结构。顶升结构用于驱动托举结构实现上下直线运动，顶升结构可以与托举结构直接或间接连接，顶升结构可以为顶升气缸302。回旋结构用于驱动托举结构实现圆周运动，回旋结构可以与托举结构直接或间接连接，回旋结构可以为回转气缸301。托举结构与箱体的底面接触且对箱体施加向上的力以实现对箱体的托举来减小夹持机构4所施加的力，避免箱体的平面度和垂直度发生变化影响后续的使用。在托举的过程中托举结构可以部分或全部与箱体底面接触，合适地，部分接触。

如图3所示，托举结构可以包括依次固定连接的气动执行器303、活动板304以及托举组件，托举组件与回转气缸301的直线轴承连接，实现托举组件的回转功能，顶升结构与活动板304固定连接；回旋结构所释放气体产生的压力作用于气动执行器303上，气动执行器303上推动活动板304作圆周运动，活动板304带动托举组件作圆周运动。

如图3所示，托举组件可以为一体成型且带有托举部的杆体305，也可以包括杆体305和套设于杆体305上的衬垫306，也可以包括相互连接的杆体305和衬垫306。需要说明的是，此处的套设可以是杆体305贯穿于整个衬垫306内部也可以是部分贯穿，并且套设后杆体305与衬垫306之间可以通过粘接剂实现两者的固定连接，以使得衬垫306与杆体305作相同的运动。托举部和衬垫306的形状可以为L形或O形以及其它能够实现托举的形状。杆体305的形可以为一端为直线形且另一端为L形或O形以及其它能够实现托举的形状。

例如，如图3所示，托举组件包括杆体305和衬垫306，杆体305和衬垫306均为L形，衬垫306套设于杆体305外。衬垫306可以由软质材料制成，如泡沫塑料和软质橡胶，但不限于此。

如图1所示，安装架2与支撑架1可以焊接或是通过其他方式连接，如：螺栓连接，但不限于此。活动板304可以安装于支撑板上，支撑板的一端与支撑架1的框架连接且其另一端与安装架2连接，此处的连接可以是螺栓连接也可以是焊接。

如图1所示，为了便于夹持装置在夹持箱体后能够将箱体转运至目的地，还可以在支撑架1上设置若干吊起结构。吊起结构的个数根据所需夹持的箱体的形状相应进行设置。如图1所示，所需夹持的箱体为薄壁细长精密重载箱体，吊起结构的个数为4个，4个吊起结构分别分布在支撑架1相对的两个边上以避免在转运过程中剧烈晃动。如图1所示，吊起结构可以包括安装于支撑架1边上的连接板，连接板上固定连接吊环，需要转运时将挂钩勾于吊环中即可。

以下以夹持核工业中常用的薄壁细长精密重载箱体为例，说明本发明提供的夹持装置的工作原理。

如图1所示，在夹持箱体前，先启动回转气缸301，回转气缸301驱动活动板304旋转，活动板304带动杆体305旋转，杆体305带动衬垫306旋转使得衬垫306的托举部分沿着安装架2长度方向放置；将夹持装置移动且将箱体置于夹持装置形成的凹槽内；启动抱夹气缸401，使得真空吸盘402紧贴箱体的表面上实现夹持；启动顶升气缸302，驱动回转气缸301、气动执行器303、活动板304、杆体305以及衬垫306整体在竖直方向上作直线运用，具体向下移动实现驱动衬垫306移动至箱体的侧下方；启动回转气缸301，驱动衬垫306位于箱体的正下方；启动顶升气缸302，驱动衬垫306向上移动且与箱体的底面接触实现托举。

由上可知，本发明中通过夹持机构4实现夹持功能，通过可变位防护机构3实现托举功能，其中，可变位防护机构3中的顶升结构作上下直线运动以实现贴合箱体底部，可变位防护机构3中的回旋结构作圆周运动以实现贴合箱体底部的部件不影响夹持机构4对箱体的夹持，即不能够影响箱体顺利的进入三个安装架2围合形成的凹槽内；采用真空吸盘402，可以分散作用力，避免对平面度和垂直度产生影响；衬垫306采用软质材料制成，避免衬垫306过硬在箱体自身重力的作用下对箱体底面进行挤压而使得箱体变形进而影响箱体的平面度和垂直度。

作为一种可能的实现方式，如图3所示，杆体305可以由不锈钢或铁铝合金制成，但不限于此。

作为一种可能的实现方式，如图2所示，真空吸盘402可以由弹性橡胶制成，但不限于此。

作为一种可能的实现方式，如图2所示，真空吸盘402的底部可以卡设带有外螺纹的连接环，连接环与中空连接螺杆403通过螺母连接，由于真空吸盘402具有弹性，因此连接环与真空吸盘402的底部紧密连接实现密封的作用。

作为一种可能的实现方式，如图2所示，真空吸盘402可以呈喇叭状，以增大吸附面积，进一步分散作用力。

作为一种可能的实现方式，真空吸盘402的底部可以卡设带有内螺纹的连接环，中空连接螺杆403与连接环连接的一端设置有外螺纹，此处的内螺纹和外螺纹相互配合使用，因此将中空连接螺杆403旋入连接环内即可实现两者的连接，由于真空吸盘402具有弹性，因此连接环与真空吸盘402的底部紧密连接实现密封的作用。

作为一种可能的实现方式，真空吸盘402的底部可以卡设带有外螺纹的连接环，中空连接螺杆403与连接环连接的一端设置有内螺纹，此处的内螺纹和外螺纹相互配合使用，因此连接环旋入中空连接螺杆403内即可实现两者的连接，由于真空吸盘402具有弹性，因此连接环与真空吸盘402的底部紧密连接实现密封的作用。

由上可知，本发明公开的夹持装置能够应用于对转运物体要求高的领域使用，比如核工业、货运海运、航空航天、机械制造以及石油化工等相关领域。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本发明实施例中，气缸型号如下：顶升气缸302：亚德客WGJ06-20-40-Y-2；包夹气缸401：亚德客TR25X55；回转气缸301：无锡圣汉斯自动化有限公司RT007DA。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹持装置，其特征在于，包括支撑架，所述支撑架上设置有至少两个安装架，每一个所述安装架上设置有若干夹持机构；所述支撑架上还设置有若干可变位防护机构；

每一个所述可变位防护机构包括顶升结构、回旋结构以及托举结构，所述顶升结构和所述回旋结构均直接或间接与所述托举结构连接，所述托举结构设置于所述支撑架上。

2.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述顶升结构包括顶升气缸，所述回旋结构包括回转气缸，所述顶升气缸和所述回转气缸均直接或间接与所述托举结构连接。

3.根据权利要求1或2所述的夹持装置，其特征在于，所述托举结构包括依次固定连接的气动执行器、活动板以及连接杆，所述气动执行器与所述回旋结构固定连接，所述顶升结构与所述活动板固定连接；所述连接杆上套设有衬垫，衬垫用于托举所述薄壁细长精密重载箱体。

4.根据权利要求3所述的夹持装置，其特征在于，所述衬垫为L形。

5.根据权利要求3所述的夹持装置，其特征在于，所述衬垫由软质材料制备而成。

6.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述安装架为三个，其中，两个所述安装架均与所述可变位防护机构平行设置，剩余一个所述安装架与所述可变位防护机构垂直设置。

7.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，每一个所述安装架上的若干所述夹持机构呈至少一排排列。

8.根据权利要求1或6或7所述的夹持装置，其特征在于，每一个所述夹持机构包括抱夹气缸，所述抱夹气缸连接有真空吸盘。

9.根据权利要求8所述的夹持装置，其特征在于，所述抱夹气缸和所述真空吸盘之间设置有中空连接螺杆，所述中空连接螺杆的一端与所述抱夹气缸的出气端连通，且所述中空连接螺杆的另一端通过弹簧与所述真空吸盘连接，所述中空连接螺杆卡设于所述安装架上。

10.一种权利要求1-9任一项所述的夹持装置在核工业、货运海运、航空航天、机械制造以及石油化工中作为夹持装置的应用。

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