CN116252325B - 一种夹持装置及具有该夹持装置的机械手 - Google Patents

Abstract

本申请涉及工件夹持的技术领域，尤其是涉及一种夹持装置及具有该夹持装置的机械手，其包括供圆管状工件水平放置的托板和四组分设于托板四角处的限位单元，托板的上表面设有供圆管状工件底部沉入的弧形凹槽，弧形凹槽的轴向与圆管状工件的轴向相同；限位单元上设有用于抵紧圆管状工件端面的第一限位端和用于抵紧圆管状工件内壁的第二限位端；托板的四角处均设有轴向带动单元和径向带动单元。本申请能够准确地对不同规格的圆管状工件进行稳定夹持，并保证同一批次的圆管状工件所处的加工位置和送料位置保持不变。

Description

一种夹持装置及具有该夹持装置的机械手

技术领域

本申请涉及工件夹持的技术领域，尤其是涉及一种夹持装置及具有该夹持装置的机械手。

背景技术

在石油钻井中，钻杆不但连接地面动力设备和井下钻具，同时也是钻井液传输的通道，而钻杆之间往往通过钻杆接头进行连接。钻杆接头在生产加工过程中，为了保证送料效率，通常需要使用机械手对钻杆接头进行夹持送料。

目前的钻杆接头的前后两端直径不同，若仅对钻杆接头的一端进行夹持，则钻杆接头的另一端将悬空，导致钻杆接头在送料和加工过程中有可能因摇晃震荡而挣脱机械手的夹具；若对钻杆接头的两端均进行夹持，则需要使用特定的夹具，以契合钻杆接头的外形，此种夹具因针对于某一规格的钻杆接头而制成，则该夹具将不易适用于其他规格的钻杆接头，适用性较差，无法满足不同规格的钻杆接头的加工需求；若每次均根据实际需要来更换夹具，则夹具的拆装均需要花费时间，影响了钻杆接头这种类型的圆管状工件的加工效率；另外，不同规格的圆管状工件的长度和直径均不相同，若由人工手动递料至夹具处，则夹具有可能无法每次均夹持在圆管状工件的同一位置，导致圆管状工件在后续的加工位置和送料位置均可能发生改变，影响了圆管状工件在后续加工时的精确度，进而降低了圆管状工件的加工质量，因此需要改进。

发明内容

为了能够准确地对不同规格的圆管状工件进行稳定夹持，并保证同一批次的圆管状工件所处的加工位置和送料位置保持不变，本申请提供一种夹持装置及具有该夹持装置的机械手。

第一方面，本申请提供的一种夹持装置，采用如下的技术方案：一种夹持装置，包括可升降并供圆管状工件水平放置的托板和四组分设于托板四角处的限位单元，托板的上表面设有供圆管状工件底部沉入的弧形凹槽，弧形凹槽的轴向与圆管状工件的轴向相同；限位单元上设有用于抵紧圆管状工件端面的第一限位端和用于抵紧圆管状工件内壁的第二限位端；

托板的四角处均设有用于带动限位单元沿圆管状工件轴向运动的轴向带动单元和用于带动轴向带动单元沿圆管状工件径向水平运动的径向带动单元；

当伸入到圆管状工件内侧的第二限位端与圆管状工件的轴线不处于同一高度时，位于圆管状工件同一端的两个限位单元在相互远离时将通过第二限位端与圆管状工件内壁的相对滑动拉动圆管状工件沿竖直方向运动。

可选的，所述第一限位端设有供圆管状工件的端面挤压的第一挤压板和供第一挤压板挤压的第一压力传感器，第一挤压板通过第一弹簧连接于第一限位端，第一弹簧的长度方向与圆管状工件的轴向相同；

还包括供第一压力传感器和轴向带动单元耦接的处理器，当四组限位单元共同夹持于圆管状工件的两端时，第一挤压板将被圆管状工件的端面挤压并压紧于第一压力传感器，第一压力传感器将向处理器发射信号，处理器将控制轴向带动单元关闭。

可选的，所述第二限位端设有供圆管状工件的内壁挤压的第二挤压板和供第二挤压板挤压的第二压力传感器，第二挤压板通过第二弹簧连接于第二限位端，第二弹簧的长度方向呈水平设置并与圆管状工件的径向相同；

第二压力传感器和径向带动单元耦接于处理器，当第一挤压板压紧于第一压力传感器，使得处理器接收到第一压力传感器发射的信号时，处理器将控制径向带动单元带动限位单元水平远离于圆管状工件的轴线，直至圆管状工件的轴线上升至第二限位端处，此时第二限位端将抵紧于圆管状工件的内壁，第二挤压板将压紧于第二压力传感器，第二压力传感器将向处理器发射信号，处理器将控制径向带动单元关闭。

可选的，所述限位单元包括供轴向带动单元带动运动的安装座和呈“L”形设置的限位板，安装座上设有用于带动限位板在水平面上旋转的带动电机，带动电机的输出轴连接于限位板；

限位板的两端分别为第一限位端和第二限位端，第一限位端和第二限位端均设有用于在旋转时避让圆管状工件的避让槽，当带动电机带动限位板向圆管状工件的外侧翻转90°时，第一限位端将抵紧于圆管状工件的外壁，第二限位端将抵紧于圆管状工件的端面，限位板与圆管状工件轴线之间的距离大于圆管状工件的内径。

可选的，还包括用于带动托板升降的竖直电缸，竖直电缸的活塞杆连接于托板，弧形凹槽的底部槽壁上设有第三安装槽，第三安装槽内设有供圆管状工件底部挤压的第三压力传感器，竖直电缸、第三压力传感器和带动电机均耦接于处理器；

当第二挤压板压紧于第二压力传感器，使得处理器接收到第二压力传感器发射的信号时，处理器将控制竖直电缸带动托板上升，直至圆管状工件的底部压紧于第三压力传感器，第三压力传感器将向处理器发射信号，处理器将控制竖直电缸关闭并控制带动电机带动限位板向圆管状工件的外侧翻转90°。

可选的，所述第一限位端上设有第一安装槽和用于贴合圆管状工件外壁的第一贴合面，第一挤压板、第一弹簧和第一压力传感器均设于第一安装槽内，第一挤压板通过第一弹簧连接于第一安装槽的槽壁，第一压力传感器通过第三弹簧连接于第一安装槽的槽壁，第一安装槽的槽壁上安装有供第一挤压板挤压的第四压力传感器，第四压力传感器耦接于处理器；

当处理器控制带动电机带动限位板向圆管状工件的外侧翻转90°后，处理器将控制径向带动单元带动限位单元向圆管状工件的轴线运动靠近，直至第一贴合面压紧于圆管状工件的外壁，压紧于第一压力传感器的第一挤压板将运动压紧于第四压力传感器，第四压力传感器将向处理器发射信号，处理器将控制径向带动单元关闭。

可选的，所述第二限位端上设有第二安装槽和用于贴合圆管状工件端面的第二贴合面，第二挤压板、第二弹簧和第二压力传感器均设于第二安装槽内，第二挤压板通过第二弹簧连接于第二安装槽的槽壁，第二压力传感器通过第四弹簧连接于第二安装槽的槽壁，第二安装槽的槽壁上安装有供第二挤压板挤压的第五压力传感器，第五压力传感器耦接于处理器；

当处理器控制带动电机带动限位板向圆管状工件的外侧翻转90°后，处理器将控制轴向带动单元带动限位单元向圆管状工件的端面运动靠近，直至第二贴合面压紧于圆管状工件的端面，压紧于第二压力传感器的第二挤压板将运动压紧于第五压力传感器，第五压力传感器将向处理器发射信号，处理器将控制轴向带动单元关闭。

可选的，所述第一安装槽和第二安装槽的槽壁上均安装有若干弹性凸起，弹性凸起部分突出于第一安装槽外或第二安装槽外并用于抵紧圆管状工件；

当第一挤压板压紧于第一压力传感器而未压紧于第四压力传感器和/或第二挤压板压紧于第二压力传感器而未压紧于第五压力传感器时，弹性凸起将被压缩并抵紧于圆管状工件，第一贴合面和第二贴合面将未抵紧于圆管状工件；

当第一挤压板压紧于第四压力传感器和/或第二挤压板压紧于第五压力传感器时，弹性凸起将被进一步压缩并抵紧于圆管状工件，第一贴合面和第二贴合面将抵紧于圆管状工件。

可选的，所述第一贴合面呈弧形设置，第二贴合面呈平面形设置。

第二方面，本申请提供的一种具有夹持装置的机械手，采用如下的技术方案：一种具有夹持装置的机械手，包括夹持装置、用于驱动夹持装置在水平面上旋转的驱动电机、用于带动驱动电机升降的竖直直线模组和用于带动竖直直线模组水平运动的水平直线模组，驱动电机的输出轴连接于夹持装置，驱动电机安装在竖直直线模组上，竖直直线模组安装在水平直线模组上。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

本申请通过四组限位单元的配合，实现了对圆管状工件两端的端面和外壁的夹持固定，使得圆管状工件在送料和加工过程中不易出现因摇晃震荡而挣脱的情况；本申请通过多个压力传感器的配合，实现了对不同规格的圆管状工件的稳定夹持，无需根据圆管状工件的规格来匹配更换相应的夹具；本申请通过托板和限位单元的配合，使得圆管状工件的中心与托板的中心位于同一竖直面上并与第二限位端位于同一水平面上，使得同一批次的圆管状工件所处的加工位置和送料位置保持不变，提高了圆管状工件在后续加工时的精确度，提高了圆管状工件的加工质量。

附图说明

图1是本申请实施例1中整体结构示意图；

图2是本申请实施例1中托板和限位单元的结构示意图；

图3是本申请实施例1中限位单元的结构示意图；

图4是本申请实施例1中整体的剖视结构示意图；

图5是图4中A处的局部放大示意图；

图6是本申请实施例1中圆管状工件和限位单元的结构示意图；

图7是本申请实施例2中整体的结构示意图。

附图标记：1、托板；11、弧形凹槽；12、第三安装槽；13、第三压力传感器；2、限位单元；21、限位板；22、第一限位端；221、第一安装槽；222、第一挤压板；223、第一压力传感器；224、第一弹簧；225、第三弹簧；226、第一贴合面；227、第四压力传感器；23、第二限位端；231、第二安装槽；232、第二挤压板；233、第二压力传感器；234、第二弹簧；235、第四弹簧；236、第二贴合面；237、第五压力传感器；24、安装座；25、带动电机；26、避让槽；27、弹性凸起；3、轴向带动单元；31、轴向安装架；32、轴向电缸；4、径向带动单元；41、径向安装架；42、径向电缸；5、处理器；6、竖直电缸；7、驱动电机；8、竖直直线模组；9、水平直线模组。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种夹持装置。如图1和图2所示，一种夹持装置，包括可升降并呈水平设置的托板1，托板1的上表面设有弧形凹槽11。在圆管状工件的夹持过程中，工人可将圆管状工件水平放置在托板1上，圆管状工件的底部将沉入到弧形凹槽11内，使得弧形凹槽11的轴向与圆管状工件的轴向相同并处于同一竖直面上，实现了对圆管状工件的初步定位，并使得圆管状工件能够稳定处于托板1上。

托板1的四角处均设有限位单元2、轴向带动单元3和径向带动单元4，限位单元2上设有第一限位端22和第二限位端23，第二限位端23位于圆管状工件的轴线和内顶壁之间。

当圆管状工件放置在弧形凹槽11内时，轴向带动单元3将带动限位单元2沿圆管状工件的轴向向圆管状工件运动靠近，四组限位单元2将共同夹持于圆管状工件的两端，实现了对不同规格的圆管状工件的夹持限位，且因四组限位单元2同步向托板1的中心靠近，故托板1的中心与不同规格的圆管状工件的中心均将处于同一竖直面上。

当四组限位单元2共同夹持于圆管状工件的两端时，径向带动单元4将带动轴向带动单元3和限位单元2沿圆管状工件的径向水平远离于圆管状工件的轴线，若第二限位端23与圆管状工件的轴线不处于同一高度时，位于圆管状工件同一端的两个限位单元2将抵触于圆管状工件内壁的中上部或中下部；因圆管状工件的内壁为圆形，故限位单元2将在圆管状工件的内壁上滑动，使得圆管状工件沿竖直方向运动。

值得说明的是，若限位单元2抵触于圆管状工件内壁的中下部，则工人将提前控制托板1下降脱离于圆管状工件，以便圆管状工件能够被限位单元2顺利带动下降。

当位于圆管状工件同一端的两个限位单元2之间的距离达到最大值时，第二限位端23将抵紧于圆管状工件的内壁，圆管状工件将被抵紧固定，故限位单元2能够对不同规格的圆管状工件进行限位固定；同时，不同规格的圆管状工件的轴线均将处于限位单元2的第二限位端23处，保证了同一批次的圆管状工件所处的加工位置和送料位置保持不变，解决了现有技术中圆管状工件的加工位置和送料位置容易改变的缺陷。

值得说明的是，本申请还可适用于两端直径不同的圆管状工件，例如钻杆接头，在圆管状工件在夹持固定的过程中，第一限位端22将抵紧于圆管状工件的端面，第二限位端23将抵紧于圆管状工件的内壁，使得圆管状工件直径不同的两端均被限位固定，尽可能避免了圆管状工件因摇晃震荡而挣脱的情况发生，且使得本申请能够快速适用于不同规格的圆管状工件，并满足于不同规格的圆管状工件的加工需求。

轴向带动单元3包括轴向安装架31，轴向安装架31上安装有轴向电缸32，轴向电缸32的活塞杆连接于限位单元2；径向带动单元4包括径向安装架41，径向安装架41上安装有径向电缸42，径向电缸42的活塞杆连接于轴向安装架31。轴向电缸32能够带动限位单元2沿圆管状工件的轴向运动，径向电缸42能够带动轴向安装架31、轴向电缸32和限位单元2沿圆管状工件的径向水平运动，使得限位单元2能够夹持于不同规格的圆管状工件，而无需像现有技术一样需要准备多种规格的夹具。

如图3至图5所示，第一限位端22上设有第一安装槽221，第一安装槽221内滑动嵌设有第一挤压板222和第一压力传感器223，第一挤压板222和第一压力传感器223自第一安装槽221的槽口向第一安装槽221的槽底依次设置，第一挤压板222通过若干第一弹簧224连接于第一安装槽221的槽壁，第一压力传感器223通过若干第三弹簧225连接于第一安装槽221的槽壁，第一弹簧224和第三弹簧225的长度方向与圆管状工件的轴向相同，第一弹簧224和第三弹簧225均设于第一安装槽221内。

如图1、图2和图5所示，径向固定架上安装有处理器5，轴向电缸32和第一压力传感器223均耦接于处理器5。当四组限位单元2共同将圆管状工件向托板1的中心推动时，第一弹簧224因自身的抗形变能力将不发生形变；当四组限位单元2共同夹持于圆管状工件的两端时，第一挤压板222将被圆管状工件的端面挤压，第一弹簧224将被压缩，使得第一挤压板222压紧于第一压力传感器223，此时第一压力传感器223将向处理器5发射信号，处理器5将控制轴向电缸32关闭，既实现了对不同长度的圆管状工件的夹持固定，又避免了限位单元2与圆管状工件过度抵紧而损坏。

第二限位端23上设有第二安装槽231，第二安装槽231内滑动嵌设有第二挤压板232和第二压力传感器233，第二挤压板232和第二压力传感器233自第二安装槽231的槽口向第二安装槽231的槽底依次设置，第二挤压板232通过若干第二弹簧234连接于第二安装槽231的槽壁，第二压力传感器233通过若干第四弹簧235连接于第二安装槽231的槽壁，第二弹簧234和第四弹簧235的长度方向呈水平设置并与圆管状工件的径向相同，第二弹簧234和第四弹簧235均设于第二安装槽231内。

径向电缸42和第二压力传感器233均耦接于处理器5，当第一挤压板222压紧于第一压力传感器223，使得处理器5接收到第一压力传感器223发射的信号时，处理器5不但控制轴向电缸32关闭，还将控制径向电缸42带动限位单元2水平远离于圆管状工件的轴线；在限位单元2带动圆管状工件上升的过程中，第二弹簧234因自身抗形变能力将不发生形变；当圆管状工件的轴线上升至第二限位端23处，第二限位端23将抵紧于圆管状工件的内壁，第二弹簧234将被压缩，使得第二挤压板232压紧于第二压力传感器233，此时第二压力传感器233将向处理器5发射信号，处理器5将控制径向电缸42关闭，既实现了对不同直径的圆管状工件的夹持固定，又避免了限位单元2与圆管状工件过度抵紧而损坏。

值得说明的是，工人可在第二限位端23上开设过半球槽，过半球槽内滚动嵌设可旋转的滚珠，在限位单元2带动圆管状工件上升的过程中，滚珠将代替第二挤压板232抵触于圆管状工件的内壁，且滚珠可在圆管状工件的内壁上滚动，以便限位单元2带动圆管状工件上升。

工人可根据第二限位端23的长度增设滚珠的数量，在本实施例中，滚珠的数量可设置为两个，两个滚珠共同抵触于圆管状工件的内壁并推动圆管状工件上升，保证了圆管状工件在运动过程中的稳定性。

径向安装架41上安装有竖直电缸6，竖直电缸6的活塞杆连接于托板1，弧形凹槽11的底部槽壁上设有第三安装槽12，第三安装槽12内安装有第三压力传感器13。

限位单元2包括供轴向电缸32的活塞杆连接的安装座24和呈“L”形设置的限位板21，安装座24上安装有带动电机25，带动电机25的输出轴沿竖直方向延伸并连接于限位板21，竖直电缸6、第三压力传感器13和带动电机25均耦接于处理器5；限位板21的两端分别为第一限位端22和第二限位端23，第一限位端22和第二限位端23均设有用于在旋转时避让圆管状工件的避让槽26。

当第二挤压板232压紧于第二压力传感器233，使得处理器5接收到第二压力传感器233发射的信号时，处理器5不但控制径向电缸42关闭，还将控制竖直电缸6带动托板1上升，圆管状工件的底部将重新沉入到弧形凹槽11内，直至圆管状工件的底部压紧于弧形凹槽11的底部槽壁，此时圆管状工件的底部将压紧于第三压力传感器13，第三压力传感器13将向处理器5发射信号，处理器5将控制竖直电缸6关闭，既使得托板1能够稳定支撑圆管状工件，又避免了托板1与圆管状工件过度抵紧而损坏。

处理器5还将控制带动电机25带动限位板21向圆管状工件的外侧翻转90°，避让槽26的设置，使得限位板21在翻转过程中不会与圆管状工件发生位置干涉；当带动电机25带动限位板21向圆管状工件的外侧翻转90°时，第一限位端22将抵紧于圆管状工件的外壁，使得圆管状工件两端的外侧被夹持固定；第二限位端23将抵紧于圆管状工件的端面，使得圆管状工件的两端被夹持固定；限位板21与圆管状工件轴线之间的距离大于圆管状工件的内径，使得限位板21不易影响外部加工设备直接对夹持装置上的圆管状工件进行加工。

综上所述，本申请将把限位板21对圆管状工件内壁和端面的抵紧固定变换为限位板21对圆管状工件外壁和端面的抵紧固定，进一步使得圆管状工件不易发生晃动而挣脱夹持装置，并同步实现了对圆管状工件的位置调节和对不同规格的圆管状工件的夹持固定，从而解决了现有技术中圆管状工件夹持不稳、无法适用于多种不同规格的圆管状工件、同一批次的圆管状工件所处的加工位置和送料位置容易错位的问题。

如图5和图6所示，第一限位端22上设有第一贴合面226，第一安装槽221的槽壁上安装有第四压力传感器227；第二限位端23上设有第二贴合面236，第二安装槽231的槽壁上安装有第五压力传感器237；第四压力传感器227和第五压力传感器237均耦接于处理器5。

当处理器5控制带动电机25带动限位板21向圆管状工件的外侧翻转90°后，处理器5将控制径向电缸42带动限位单元2向圆管状工件的轴线运动靠近，第一挤压板222将先压紧于第一压力传感器223；当第一贴合面226压紧于圆管状工件的外壁时，第一挤压板222将进一步运动压紧于第四压力传感器227，第四压力传感器227将向处理器5发射信号，处理器5将控制径向电缸42关闭，增大了限位板21与圆管状工件的接触面积，并使得进一步被压缩的第一弹簧224能够促使第一挤压板222进一步抵紧于圆管状工件，相比于单一夹板的夹持，本申请能够使得圆管状工件在夹持过程中具有更高的稳定性。

当处理器5控制带动电机25带动限位板21向圆管状工件的外侧翻转90°后，处理器5还将控制轴向电缸32带动限位单元2向圆管状工件的端面运动靠近，第二挤压板232将先压紧于第二压力传感器233；当第二贴合面236压紧于圆管状工件的端面时，第二挤压板232将进一步运动压紧于第五压力传感器237，第五压力传感器237将向处理器5发射信号，处理器5将控制轴向电缸32关闭，增大了限位板21与圆管状工件的接触面积，并使得进一步被压缩的第二弹簧234能够促使第二挤压板232进一步抵紧于圆管状工件，相比于单一夹板的夹持，本申请能够使得圆管状工件在夹持过程中具有更高的稳定性。

值得说明的是，滚珠的材质可设置为弹性材料，当第二限位端23的第二贴合面236压紧于圆管状工件的端面时，滚珠将被圆管状工件的端面压缩，压缩后的滚珠将沉入到过半球槽内并通过自身回弹力抵紧于圆管状工件的端面，进一步提高了圆管状工件的端面。

滚珠的表面可涂覆光滑的耐磨层，使得滚珠便于在过半球槽内旋转，且便于滚珠在圆管状工件的内壁上滚动从而促使圆管状工件上升。

第一安装槽221和第二安装槽231的底部槽壁上均安装有若干弹性凸起27，弹性凸起27部分突出于第一安装槽221外或第二安装槽231外。当第一挤压板222抵紧于圆管状工件的端面时，第一挤压板222将仅压紧于第一压力传感器223而未压紧于第四压力传感器227，此时弹性凸起27将被轻度压缩并抵紧于圆管状工件，第一贴合面226将未抵紧于圆管状工件，既实现了对圆管状工件的夹持限位，又减小了圆管状工件在被限位板21带动上升时所受到的摩擦力，以便圆管状工件的位置调节，保证了同一批次的圆管状工件所处的夹持位置是固定不变的。

当第二挤压板232压紧于圆管状工件的内壁时，第二挤压板232将仅压紧于第二压力传感器233而未压紧于第五压力传感器237，此时弹性凸起27将被轻度压缩并抵紧于圆管状工件，第二贴合面236将未抵紧于圆管状工件，既实现了对圆管状工件的夹持限位，又减小了限位板21在圆管状工件上翻转时所受到的摩擦力，以便对圆管状工件进行进一步夹持固定。

当第一挤压板222压紧于圆管状工件的外壁时，第一挤压板222可压紧于第四压力传感器227，此时弹性凸起27将被进一步压缩并抵紧于圆管状工件，第一贴合面226将抵紧于圆管状工件，增大了圆管状工件与限位板21的接触面积，提高了对圆管状工件的抵紧固定效果，相比于现有技术中单一夹板的夹持，本申请使得圆管状工件在被夹持限位的过程中具有更高的稳定性。

当第二挤压板232压紧于圆管状工件的端面时，第二挤压板232可压紧于第五压力传感器237，此时弹性凸起27将被进一步压缩并抵紧于圆管状工件，第二贴合面236将抵紧于圆管状工件，增大了圆管状工件与限位板21的接触面积，提高了对圆管状工件的抵紧固定效果，相比于现有技术中单一夹板的夹持，本申请使得圆管状工件在被夹持限位的过程中具有更高的稳定性。

值得说明的是，第一贴合面226呈弧形设置，使得第一贴合面226能够紧密贴合圆管状工件的外壁，且第一贴合面226的下部能够为圆管状工件提供向上的支撑力，使得圆管状工件更为稳定。

第二贴合面236呈平面形设置，使得第二贴合面236能够紧密贴合圆管状工件的端面，增大了第二贴合面236与圆管状工件的接触面积，使得圆管状工件更为稳定。

本申请实施例一种夹持装置的实施原理为：在圆管状工件的夹持固定过程中，工人将把圆管状工件放置在弧形凹槽11内，轴向电缸32将带动限位板21沿圆管状工件的轴向向圆管状工件运动靠近，第一挤压板222将推动圆管状工件在弧形凹槽11内运动，使得圆管状工件的中心与托板1的中心处于同一竖直面上。

然后四块限位板21将共同夹持于圆管状工件的两端，第一限位端22将抵紧于圆管状工件的端面，第一挤压板222将被圆管状工件的端面挤压，第一弹簧224将被压缩，使得第一挤压板222压紧于第一压力传感器223，此时第一压力传感器223将向处理器5发射信号，处理器5将控制轴向电缸32关闭，并控制径向电缸42带动限位板21水平远离于圆管状工件的轴线，限位板21将在圆管状工件的内壁上滑动，使得圆管状工件向上运动，直至位于圆管状工件同一端的两个限位板21之间的距离达到最大值，此时第二限位端23将抵紧于圆管状工件的内壁，圆管状工件将被抵紧固定，且使得圆管状工件的中心位于第二限位端23处，此时第二弹簧234将被压缩，使得第二挤压板232压紧于第二压力传感器233，此时第二压力传感器233将向处理器5发射信号，处理器5将控制径向电缸42关闭。

通过第一限位端22和第二限位端23的限位，实现了对不同规格的圆管状工件的位置限位和对不同规格的圆管状工件两端的夹持固定，从而解决了现有技术中圆管状工件夹持不稳、无法适用于不同规格的圆管状工件、圆管状工件的加工位置和送料位置容易发生变化的问题。

此时处理器5还将控制竖直电缸6带动托板1上升，托板1的底部将重新沉入到弧形凹槽11内，直至圆管状工件的底部压紧于弧形凹槽11的底部槽壁，圆管状工件的底部将压紧于第三压力传感器13，第三压力传感器13将向处理器5发射信号，处理器5将控制竖直电缸6关闭，使得托板1稳定支撑圆管状工件。

处理器5还将控制带动电机25带动限位板21向圆管状工件的外侧翻转90°，第一限位端22将翻转抵紧于圆管状工件的外壁，使得圆管状工件两端的外侧被夹持固定；第二限位端23将翻转抵紧于圆管状工件的端面，使得圆管状工件的两端被夹持固定，进一步提高了对不同规格的圆管状工件的夹持固定效果；此时限位板21与圆管状工件轴线之间的距离大于圆管状工件的内径，使得限位板21不易影响外部加工设备直接对夹持装置上的圆管状工件进行加工。

当处理器5控制带动电机25带动限位板21向圆管状工件的外侧翻转90°后，处理器5将控制径向电缸42带动限位板21向圆管状工件的轴线运动靠近，第一挤压板222将先压紧于第一压力传感器223；当第一贴合面226压紧于圆管状工件的外壁时，弹性凸起27将被进一步压缩并抵紧于圆管状工件的外壁，第一挤压板222将进一步运动压紧于第四压力传感器227，第四压力传感器227将向处理器5发射信号，处理器5将控制径向电缸42关闭，增大了限位板21与圆管状工件的接触面积，并使得进一步被压缩的第一弹簧224能够促使第一挤压板222进一步抵紧于圆管状工件。

处理器5还将控制轴向电缸32带动限位板21向圆管状工件的端面运动靠近，第二挤压板232将先压紧于第二压力传感器233；当第二贴合面236压紧于圆管状工件的端面时，弹性凸起27将被进一步压缩并抵紧于圆管状工件的端面，第二挤压板232将进一步运动压紧于第五压力传感器237，第五压力传感器237将向处理器5发射信号，处理器5将控制轴向电缸32关闭，增大了限位板21与圆管状工件的接触面积，并使得进一步被压缩的第二弹簧234能够促使第二挤压板232进一步抵紧于圆管状工件。

综上所述，本申请能够稳定夹持于不同规格的圆管状工件的两端，无需更换夹具来适用于不同规格的圆管状工件，提高了圆管状工件的装夹效率，且不易导致圆管状工件因摇晃震荡而挣脱的情况发生；另外，本申请能够使得圆管状工件的中心与托板1的中心位于同一竖直面上并与第二限位端23位于同一水平面上，使得同一批次的圆管状工件所处的加工位置和送料位置保持不变，提高了圆管状工件在后续加工时的精确度。

实施例2：

本申请实施例还提供一种具有夹持装置的机械手。一种具有夹持装置的机械手，包括夹持装置、驱动电机7、竖直直线模组8和水平直线模组9，驱动电机7的输出轴连接于径向安装架41，驱动电机7安装在竖直直线模组8上，竖直直线模组8安装在水平直线模组9上。

驱动电机7能够带动夹持装置在水平面上旋转，竖直直线模组8能够带动驱动电机7和夹持装置升降，水平直线模组9能够带动竖直直线模组8、驱动电机7和夹持装置水平运动，使得机械手能够将夹持装置送料至指定位置，以便圆管状工件后续的加工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种夹持装置，其特征在于：包括可升降并供圆管状工件水平放置的托板（1）和四组分设于托板（1）四角处的限位单元（2），托板（1）的上表面设有供圆管状工件底部沉入的弧形凹槽（11），弧形凹槽（11）的轴向与圆管状工件的轴向相同；限位单元（2）上设有用于抵紧圆管状工件端面的第一限位端（22）和用于抵紧圆管状工件内壁的第二限位端（23）；

托板（1）的四角处均设有用于带动限位单元（2）沿圆管状工件轴向运动的轴向带动单元（3）和用于带动轴向带动单元（3）沿圆管状工件径向水平运动的径向带动单元（4）；

当伸入到圆管状工件内侧的第二限位端（23）与圆管状工件的轴线不处于同一高度时，位于圆管状工件同一端的两个限位单元（2）在相互远离时将通过第二限位端（23）与圆管状工件内壁的相对滑动拉动圆管状工件沿竖直方向运动；

所述限位单元（2）包括供轴向带动单元（3）带动运动的安装座（24）和呈“L”形设置的限位板（21），安装座（24）上设有用于带动限位板（21）在水平面上旋转的带动电机（25），带动电机（25）的输出轴连接于限位板（21）；

限位板（21）的两端分别为第一限位端（22）和第二限位端（23），第一限位端（22）和第二限位端（23）均设有用于在旋转时避让圆管状工件的避让槽（26），当带动电机（25）带动限位板（21）向圆管状工件的外侧翻转90°时，第一限位端（22）将抵紧于圆管状工件的外壁，第二限位端（23）将抵紧于圆管状工件的端面，限位板（21）与圆管状工件轴线之间的距离大于圆管状工件的内径。

2.根据权利要求1所述的一种夹持装置，其特征在于：所述第一限位端（22）设有供圆管状工件的端面挤压的第一挤压板（222）和供第一挤压板（222）挤压的第一压力传感器（223），第一挤压板（222）通过第一弹簧（224）连接于第一限位端（22），第一弹簧（224）的长度方向与圆管状工件的轴向相同；

还包括供第一压力传感器（223）和轴向带动单元（3）耦接的处理器（5），当四组限位单元（2）共同夹持于圆管状工件的两端时，第一挤压板（222）将被圆管状工件的端面挤压并压紧于第一压力传感器（223），第一压力传感器（223）将向处理器（5）发射信号，处理器（5）将控制轴向带动单元（3）关闭。

3.根据权利要求2所述的一种夹持装置，其特征在于：所述第二限位端（23）设有供圆管状工件的内壁挤压的第二挤压板（232）和供第二挤压板（232）挤压的第二压力传感器（233），第二挤压板（232）通过第二弹簧（234）连接于第二限位端（23），第二弹簧（234）的长度方向呈水平设置并与圆管状工件的径向相同；

第二压力传感器（233）和径向带动单元（4）耦接于处理器（5），当第一挤压板（222）压紧于第一压力传感器（223），使得处理器（5）接收到第一压力传感器（223）发射的信号时，处理器（5）将控制径向带动单元（4）带动限位单元（2）水平远离于圆管状工件的轴线，直至圆管状工件的轴线上升至第二限位端（23）处，此时第二限位端（23）将抵紧于圆管状工件的内壁，第二挤压板（232）将压紧于第二压力传感器（233），第二压力传感器（233）将向处理器（5）发射信号，处理器（5）将控制径向带动单元（4）关闭。

4.根据权利要求1所述的一种夹持装置，其特征在于：还包括用于带动托板（1）升降的竖直电缸（6），竖直电缸（6）的活塞杆连接于托板（1），弧形凹槽（11）的底部槽壁上设有第三安装槽（12），第三安装槽（12）内设有供圆管状工件底部挤压的第三压力传感器（13），竖直电缸（6）、第三压力传感器（13）和带动电机（25）均耦接于处理器（5）；

当第二挤压板（232）压紧于第二压力传感器（233），使得处理器（5）接收到第二压力传感器（233）发射的信号时，处理器（5）将控制竖直电缸（6）带动托板（1）上升，直至圆管状工件的底部压紧于第三压力传感器（13），第三压力传感器（13）将向处理器（5）发射信号，处理器（5）将控制竖直电缸（6）关闭并控制带动电机（25）带动限位板（21）向圆管状工件的外侧翻转90°。

5.根据权利要求4所述的一种夹持装置，其特征在于：所述第一限位端（22）上设有第一安装槽（221）和用于贴合圆管状工件外壁的第一贴合面（226），第一挤压板（222）、第一弹簧（224）和第一压力传感器（223）均设于第一安装槽（221）内，第一挤压板（222）通过第一弹簧（224）连接于第一安装槽（221）的槽壁，第一压力传感器（223）通过第三弹簧（225）连接于第一安装槽（221）的槽壁，第一安装槽（221）的槽壁上安装有供第一挤压板（222）挤压的第四压力传感器（227），第四压力传感器（227）耦接于处理器（5）；

当处理器（5）控制带动电机（25）带动限位板（21）向圆管状工件的外侧翻转90°后，处理器（5）将控制径向带动单元（4）带动限位单元（2）向圆管状工件的轴线运动靠近，直至第一贴合面（226）压紧于圆管状工件的外壁，压紧于第一压力传感器（223）的第一挤压板（222）将运动压紧于第四压力传感器（227），第四压力传感器（227）将向处理器（5）发射信号，处理器（5）将控制径向带动单元（4）关闭。

6.根据权利要求5所述的一种夹持装置，其特征在于：所述第二限位端（23）上设有第二安装槽（231）和用于贴合圆管状工件端面的第二贴合面（236），第二挤压板（232）、第二弹簧（234）和第二压力传感器（233）均设于第二安装槽（231）内，第二挤压板（232）通过第二弹簧（234）连接于第二安装槽（231）的槽壁，第二压力传感器（233）通过第四弹簧（235）连接于第二安装槽（231）的槽壁，第二安装槽（231）的槽壁上安装有供第二挤压板（232）挤压的第五压力传感器（237），第五压力传感器（237）耦接于处理器（5）；

当处理器（5）控制带动电机（25）带动限位板（21）向圆管状工件的外侧翻转90°后，处理器（5）将控制轴向带动单元（3）带动限位单元（2）向圆管状工件的端面运动靠近，直至第二贴合面（236）压紧于圆管状工件的端面，压紧于第二压力传感器（233）的第二挤压板（232）将运动压紧于第五压力传感器（237），第五压力传感器（237）将向处理器（5）发射信号，处理器（5）将控制轴向带动单元（3）关闭。

7.根据权利要求6所述的一种夹持装置，其特征在于：所述第一安装槽（221）和第二安装槽（231）的槽壁上均安装有若干弹性凸起（27），弹性凸起（27）部分突出于第一安装槽（221）外或第二安装槽（231）外并用于抵紧圆管状工件；

当第一挤压板（222）压紧于第一压力传感器（223）而未压紧于第四压力传感器（227）和/或第二挤压板（232）压紧于第二压力传感器（233）而未压紧于第五压力传感器（237）时，弹性凸起（27）将被压缩并抵紧于圆管状工件，第一贴合面（226）和第二贴合面（236）将未抵紧于圆管状工件；

当第一挤压板（222）压紧于第四压力传感器（227）和/或第二挤压板（232）压紧于第五压力传感器（237）时，弹性凸起（27）将被进一步压缩并抵紧于圆管状工件，第一贴合面（226）和第二贴合面（236）将抵紧于圆管状工件。

8.根据权利要求6所述的一种夹持装置，其特征在于：所述第一贴合面（226）呈弧形设置，第二贴合面（236）呈平面形设置。

9.一种具有夹持装置的机械手，其特征在于：包括权利要求1至8任意一项所述的夹持装置、用于驱动夹持装置在水平面上旋转的驱动电机（7）、用于带动驱动电机（7）升降的竖直直线模组（8）和用于带动竖直直线模组（8）水平运动的水平直线模组（9），驱动电机（7）的输出轴连接于夹持装置，驱动电机（7）安装在竖直直线模组（8）上，竖直直线模组（8）安装在水平直线模组（9）上。

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