CN115947099A - 可调自锁式料架夹紧机械手 - Google Patents

Abstract

可调自锁式料架夹紧机械手，涉及夹持机械手技术领域，实现对不同高度料架的快速夹持和自锁。本发明包括夹持气缸、连接板、安装座和夹持组件，夹持组件包括摆臂、连接杆和挂钩头，摆臂一端与安装座铰链连接，摆臂一端还与连接板一端铰链连接，连接板的另一端与夹持气缸的夹持气缸活塞杆铰链连接；连接杆的一端与摆臂另一端活动连接，连接杆另一端与挂钩头的连接部螺纹连接；挂钩头具有两种位置状态，夹持气缸的夹持气缸活塞杆伸出时，挂钩头的夹持部与料架接触实现对料架的夹紧，夹持气缸的夹持气缸活塞杆缩回时，挂钩头的夹持部与料架分离。本发明能够根据料架高度调节夹持组件长度满足夹持需要。

Description

可调自锁式料架夹紧机械手

技术领域

本发明涉及夹持机械手技术领域，具体地说是一种可调自锁式料架夹紧机械手。

背景技术

在汽车主机厂及零部件配套厂商中，翻转机是必不可少的专用设备，用于大型薄板垛料的翻转，翻转过程平稳且精度高。垛料翻转流程为：（1）采用行车或者叉车将料架及板料放置于送料托板上，完成定位及夹持工作；（2）自动将料架及托板送入翻转机内，采用液压或者气动方式将料架及垛料夹紧；（3）翻转机内的翻转台旋转180°，然后放松料架及垛料，上下料装置将料架及垛料输送至翻转机外，翻转工作完成。

如图1所示，传统的料架夹持方式为采用螺杆12、定位螺母13配合压板14组成的工装夹持，螺杆12的一端与送料托板1固定连接，螺杆12的另一端设置压板14，压板14与料架11接触，通过旋紧定位螺母13将料架11压紧在送料托板1上。夹持不同高度的料架11时需要更换不同长度的螺杆12，并需在翻转机外人工提前对料架11进行夹持工作后，才能进入自动化翻转工作，严重影响了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调自锁式料架夹紧机械手，应用于薄板垛料的翻转工作中，实现对不同高度料架的快速夹持和自锁。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：可调自锁式料架夹紧机械手，包括夹持气缸、连接板、安装座和夹持组件，所述安装座、夹持气缸与翻转机机架相对固定，所述夹持组件包括摆臂、连接杆和挂钩头，所述摆臂的一端与安装座铰链连接，所述摆臂的一端还与连接板的一端铰链连接，所述连接板的另一端与夹持气缸的夹持气缸活塞杆铰链连接；所述连接杆的一端与摆臂的另一端活动连接，所述连接杆的另一端与挂钩头的连接部螺纹连接；所述挂钩头具有两种位置状态，所述夹持气缸的夹持气缸活塞杆伸出时，所述挂钩头的夹持部与料架接触实现对料架的夹紧，所述夹持气缸的夹持气缸活塞杆缩回时，所述挂钩头的夹持部与料架分离。

进一步地，所述挂钩头为“7”字形结构。

进一步地，所述连接杆上具有两个锁紧螺母，所述锁紧螺母与连接杆螺纹连接，其中一个所述锁紧螺母与挂钩头的连接部接触、另外一个所述锁紧螺母与摆臂的另一端接触时，所述夹持组件长度固定。

进一步地，所述连接板为弧形板，所述摆臂与安装座的铰接点、所述摆臂与连接板的铰接点、所述连接板与夹持气缸活塞杆的铰接点围成三角形。

进一步地，所述夹持气缸活塞杆端部具有固定螺母，所述固定螺母的一端与夹持气缸活塞杆螺纹连接，所述固定螺母的另一端与支耳螺纹连接，所述支耳与连接板的另一端铰链连接。

进一步地，所述连接杆的一端与摆臂另一端转动连接，所述挂钩头与摆臂之间沿连接杆轴向滑动连接，所述摆臂上具有驱使连接杆转动的驱动机构。

进一步地，所述驱动机构包括固定在摆臂上的电动缸、与所述电动缸的电动缸活塞杆固定连接的驱动杆、与所述摆臂转动连接的齿轮、与所述齿轮共轴设置的蜗杆、与所述蜗杆啮合且与连接杆固定连接的蜗轮，所述驱动杆上具有与齿轮啮合的齿。

进一步地，所述驱动杆的一端与电动缸活塞杆固定连接，所述齿位于驱动杆的中部，所述驱动杆的另一端与固定在挂钩头侧壁的驱动杆导轨滑动连接。

进一步地，所述摆臂的侧壁还具有固定杆，所述固定杆上具有导向杆，所述导向杆与固定在挂钩头侧壁的导向杆导轨滑动连接。

进一步地，所述挂钩头的连接部上固定有锁紧螺母，所述锁紧螺母与连接杆螺纹连接。

本发明的有益效果是：本发明通过夹持气缸驱动夹持组件的摆动，使得夹持组件在夹持工位和夹持解除工位之间转换，实现对垛料的夹持和夹持解除。通过可调节长度的夹持组件的设置，能够对不同高度的料架进行夹持固定，且夹持组件的结构简单、长度调节方式操作方便，能够根据料架的高度实现对料架的快速夹持；夹持组件翻转180度后，具有重力自锁性能，在断气、断电的极限工况下，也能保持夹持工作状态。

附图说明

图1为现有技术中对料架进行夹持的示意图；

图2为本发明实施例一夹紧机械手夹持料架的主视图；

图3为本发明实施例一夹紧机械手解除对料架夹持的主视图；

图4为根据料架高度调节本发明实施例一夹紧机械手的示意图；

图5为本发明实施例一夹紧机械手的夹持组件剖视图；

图6为本发明实施例一夹紧机械手的夹持组件由夹持工位向夹持解除工位转换示意图；

图7为连接板和连接件的装配图；

图8为本发明实施例二夹紧机械手的夹持组件主视图；

图9为本发明实施例二夹紧机械手的夹持组件剖视图；

图10为电动缸、驱动杆和驱动杆导轨的主视装配图；

图11为驱动杆的三维图；

图12为蜗轮、蜗杆、驱动杆和齿轮的俯视装配图；

图中：1送料托板，11料架，12螺杆，13定位螺母，14压板，2夹持气缸，21夹持气缸活塞杆，22连接板，23支耳，24固定螺母，3安装座，31销轴，4摆臂，41第一螺纹孔，42固定杆，43导向杆，44轴承，5挂钩头，51连接部，52第二螺纹孔，53夹持部，54导向杆导轨，55驱动杆导轨，56水平夹持面，6连接杆，61锁紧螺母，62蜗轮，63蜗杆，631蜗杆轴，64耳板，65齿轮，66驱动杆，661固定部，662齿条部，663滑动部，7电动缸，71电动缸活塞杆。

具体实施方式

如图1所示，为现有技术中的料架夹持结构，料架11位于送料托板1上，螺杆12的一端与送料托板1连接，螺杆12的另一端与压板14连接，在螺杆12上设置两个定位螺母13，其中一个定位螺母13与压板14接触，另外一个定位螺母13与送料托板1接触，通过定位螺母13的设置实现压板14与料架11的接触夹紧。

如图2至图12所示，本发明包括夹持气缸2、连接板22、安装座3和夹持组件，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图2至图12所示，为本发明的实施例一，可调自锁式料架夹紧机械手包括夹持气缸2、连接板22、安装座3和夹持组件，安装座3、夹持气缸2与翻转机机架相对固定设置，安装座3、夹持气缸2位于送料托板1的同侧。具体为：夹持料架11时，安装座3、夹持气缸2位于送料托板1的下侧；翻转送料托板1后，安装座3、夹持气缸2位于送料托板1的上侧。

如图2所示，夹持组件包括摆臂4、连接杆6和挂钩头5，摆臂4的一端通过销轴31与安装座3铰链连接，摆臂4的一端还与连接板22的一端铰链连接，连接板22的另一端与夹持气缸2的夹持气缸活塞杆21前端支耳23铰链连接。连接板22为弧形板，摆臂4与安装座3的铰接点、摆臂4与连接板22的铰接点、连接板22与夹持气缸活塞杆21上支耳23的铰接点围成三角形。夹持气缸活塞杆21伸出时，通过连接板22推动摆臂4绕销轴31摆动。如图2所示，当夹持气缸活塞杆21伸出到达最大行程时，夹持组件处于竖直状态，与送料托板垂直，与夹持气缸2垂直，此时夹持组件处于夹持工位。夹持气缸活塞杆21缩回时，如图6所示，通过连接板22拉动摆臂4绕销轴31反向摆动。如图3所示，当夹持气缸活塞杆21缩回到达最大行程时，夹持组件处于水平状态，与送料托板1平行，与夹持气缸2平行，此时夹持组件处于夹持解除工位。

如图5所示，挂钩头5为“7”字形结构，挂钩头5的一端为连接部51，挂钩头5的另一端为夹持部53，“7”字形结构的挂钩头5的夹持部53用于钩住垛料架。连接杆6的一端与摆臂4的另一端螺纹连接，连接杆6的另一端与挂钩头5的连接部51螺纹连接。为实现摆臂4与连接杆6、连接杆6与挂钩头5的螺纹连接，在摆臂4上设有第一螺纹孔41，在挂钩头5上设有第二螺纹孔52，连接杆6的一端置于第一螺纹孔41内与第一螺纹孔41螺纹连接，连接杆6的另一端置于第二螺纹孔52内与第二螺纹孔52螺纹连接。挂钩头5具有两种位置状态，夹持气缸2的夹持气缸活塞杆21伸出时，挂钩头5的夹持部53与料架11接触实现对料架11的夹紧。如图6所示，夹持气缸2的夹持气缸活塞杆21缩回时，挂钩头5的夹持部53与料架11分离，实现对料架11夹持的解除。

为实现连接杆6与挂钩头5的相对固定、连接杆6与摆臂4之间的相对固定，如图2、图5所示，连接杆6上具有两个锁紧螺母61，锁紧螺母61与连接杆6螺纹连接。其中一个锁紧螺母61与挂钩头5的连接部51端部接触、另外一个锁紧螺母61与摆臂4的另一端端部接触时，夹持组件长度固定，且此时连接杆6与挂钩头5相对固定、连接杆6与摆臂4相对固定。夹持部53具有水平夹持面56，水平夹持面56用于与料架11接触。

为便于夹持气缸活塞杆21与连接板22的连接，夹持气缸活塞杆21端部具有固定螺母24，固定螺母24的一端与夹持气缸活塞杆21螺纹连接，固定螺母24的另一端与支耳23螺纹连接。

如图4所示，当需要对更高的料架11进行夹持时，旋松锁紧螺母61，旋转挂钩头5或连接杆6，增大挂钩头5与摆臂4之间的间距；然后再旋紧锁紧螺母61，对夹持组件进行长度固定。此时，夹持组件长度增大h单位。同理，当需要对更小高度的料架11进行夹持时，旋松锁紧螺母61，然后旋转挂钩头5使得挂钩头5与摆臂4之间的间距减小，来满足对更小高度料架11的夹紧固定。夹持组件夹持住料架11随送料托板1进入翻转机内后，翻转机驱使料架旋转180度，此时夹持组件也翻转180度，在垛料及夹持组件自身重力作用下，挂钩头5与料架保持接触实现自锁性能，在断气、断电的极限工况下，也能保持夹持工作状态。

如图8和图9所示，为本发明的实施例二，实施例二与实施例一的区别在于连接杆6与摆臂4之间的装配方式不同、挂钩头5与摆臂4之间的距离调节方式不同。具体为：连接杆6的一端通过轴承44与摆臂4另一端转动连接，挂钩头5与摆臂4之间沿连接杆6轴向滑动连接，摆臂4上具有驱使连接杆6转动的驱动机构。挂钩头5的连接部51上固定有锁紧螺母61，锁紧螺母61与连接杆6螺纹连接。通过驱动机构驱使连接杆6的旋转，此时锁紧螺母61与连接杆6之间相对旋转并沿连接杆6轴向移动，此时挂钩头5与摆臂4之间的距离发生变化。连接杆6停止旋转时，挂钩头5与摆臂4之间的距离，即夹持组件长度固定。如图8至图10、图12所示，驱动机构包括固定在摆臂4上的电动缸7、与电动缸7的电动缸活塞杆71固定连接的驱动杆66、与摆臂4转动连接的齿轮65、与齿轮65共轴设置的蜗杆63、与蜗杆63啮合且与连接杆6固定连接的蜗轮62，驱动杆66上具有与齿轮65啮合的齿。电动缸7的电动缸活塞杆71伸缩时，驱使驱动杆66移动，进而驱使齿轮65旋转，进而驱使蜗杆63的同步旋转，进而驱使蜗轮62的旋转，进而驱使连接杆6的旋转。为实现对蜗杆63的装配，如图8所示，摆臂4上固定有耳板64，蜗杆63的蜗杆轴631与耳板64转动连接。如图11所示，驱动杆66的一端为固定部661，如图10所示，固定部661用于与电动缸活塞杆71固定连接。如图11所示，驱动杆66的中部为齿条部662，齿条部662具有齿。驱动杆66的另一端为滑动部663，挂钩头5侧壁具有驱动杆导轨55，滑动部663的一端伸入驱动杆导轨55内，并与驱动杆导轨55滑动连接。驱动杆66的设置，一方面用于驱使齿轮65的旋转，另一方面通过与驱动杆导轨55的滑动连接实现对挂钩头5移动的导向。

如图9所示，摆臂4的侧壁还具有固定杆42，固定杆42上具有导向杆43，导向杆43与固定在挂钩头5侧壁的导向杆导轨54滑动连接。导向杆43与导向杆导轨54的滑动连接，为挂钩头5的直线移动起到导向作用。

本发明通过夹持气缸2驱动夹持组件的摆动，使得夹持组件在夹持工位和夹持解除工位之间转换，实现对垛料的夹持和夹持解除。通过可调节长度的夹持组件的设置，能够对不同高度的料架进行夹持固定，且夹持组件的结构简单、长度调节方式操作方便，能够根据料架的高度实现对料架的快速夹持；夹持组件翻转180度后，具有重力自锁性能，在断气、断电的极限工况下，也能保持夹持工作状态。驱动机构的设置，能够实现对夹持组件长度的自动调节，进而能够根据料架高度实现对夹持组件长度的快速调节。

Claims (10)

1.可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，包括夹持气缸、连接板、安装座和夹持组件，所述安装座、夹持气缸与送料托板相对固定，所述夹持组件包括摆臂、连接杆和挂钩头，所述摆臂的一端与安装座铰链连接，所述摆臂的一端还与连接板的一端铰链连接，所述连接板的另一端与夹持气缸的夹持气缸活塞杆铰链连接；所述连接杆的一端与摆臂的另一端活动连接，所述连接杆的另一端与挂钩头的连接部螺纹连接；所述挂钩头具有两种位置状态，所述夹持气缸的夹持气缸活塞杆伸出时，所述挂钩头的夹持部与料架接触实现对料架的夹紧，所述夹持气缸的夹持气缸活塞杆缩回时，所述挂钩头的夹持部与料架分离。

2.根据权利要求1所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述挂钩头为“7”字形结构。

3.根据权利要求1所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述连接杆上具有两个锁紧螺母，所述锁紧螺母与连接杆螺纹连接，其中一个所述锁紧螺母与挂钩头的连接部接触、另外一个所述锁紧螺母与摆臂的另一端接触时，所述夹持组件长度固定。

4.根据权利要求1所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述连接板为弧形板，所述摆臂与安装座的铰接点、所述摆臂与连接板的铰接点、所述连接板与夹持气缸活塞杆的铰接点围成三角形。

5.根据权利要求4所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述夹持气缸活塞杆端部具有固定螺母，所述固定螺母的一端与夹持气缸活塞杆螺纹连接，所述固定螺母的另一端与支耳螺纹连接，所述支耳与连接板的另一端铰链连接。

6.根据权利要求1所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述连接杆的一端与摆臂另一端转动连接，所述挂钩头与摆臂之间沿连接杆轴向滑动连接，所述摆臂上具有驱使连接杆转动的驱动机构。

7.根据权利要求6所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述驱动机构包括固定在摆臂上的电动缸、与所述电动缸的电动缸活塞杆固定连接的驱动杆、与所述摆臂转动连接的齿轮、与所述齿轮共轴设置的蜗杆、与所述蜗杆啮合且与连接杆固定连接的蜗轮，所述驱动杆上具有与齿轮啮合的齿。

8.根据权利要求7所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述驱动杆的一端与电动缸活塞杆固定连接，所述齿位于驱动杆的中部，所述驱动杆的另一端与固定在挂钩头侧壁的驱动杆导轨滑动连接。

9.根据权利要求8所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述摆臂的侧壁还具有固定杆，所述固定杆上具有导向杆，所述导向杆与固定在挂钩头侧壁的导向杆导轨滑动连接。

10.根据权利要求9所述的可调自锁式料架夹紧机械手，其特征在于，所述挂钩头的连接部上固定有锁紧螺母，所述锁紧螺母与连接杆螺纹连接。

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