CN116460646B - 集成夹爪机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成夹爪机构，包括呈倒T型的支架，支架包括竖架和横架，竖架的内腔中设有用于控制横架高度的升降组件；所述横架上设有两组独立工作的滚子抓取装置，包括第一滚子抓取装置和第二滚子抓取装置；工作时，第一滚子抓取装置抓取未加工滚子待用，待工位上滚子加工完毕后，第二滚子抓取装置抓取加工完成的滚子，随后旋转装置带动横架旋转180°，第一滚子抓取装置释放未加工滚子至工位上；本发明的集成夹爪机构具有双滚子抓取装置，大大缩短了加工产线的等待间隔，提高了生产效率；通过设置活动板，实现对不同滚子的抓取任务。

Description

集成夹爪机构

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种集成夹爪机构。

背景技术

大型滚子生产时，工件需要放置机床加工工位加工后再取出，目前多由人工来完成此操作。即便采用了专用搬运机械对滚子进行搬运，也需要机械臂先将加工位上的滚子取下，然后再抓取未加工的滚子放到工位上，这个过程效率较低，加工机器等待滚子放入加工位的时间较长，不利于提高加工效率。

另外，对于不同大小的滚子，当直径差异较大时，往往需要更换夹具，才能较为稳定的夹住滚子，这也会降低生产效率；尤其在应对一条产线上有多个型号的滚子需要加工时，由于无法快速更换夹具，所以普通的搬运机械装置也无法胜任此加工需求，仍需人工搬运。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于替代人工抓取和搬运滚子的多功能装置。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种集成夹爪机构，包括呈倒T型的支架，支架包括竖架和横架，竖架的内腔中设有用于控制横架高度的升降组件；所述升降组件包括升降气缸、轨道和滑板，轨道包括一对沿竖向固定于竖架内腔两侧的轨道板，滑板沿轨道滑动，滑板与升降气缸的活动端连接，滑板下部与横架连接；

所述横架上设有两组独立工作的滚子抓取装置，包括第一滚子抓取装置和第二滚子抓取装置；两组滚子抓取装置分设于竖架两侧；每个滚子抓取装置包括一个沿横架长度方向设置的滚珠丝杆和驱动滚珠丝杆转动的驱动器，滚珠丝杆上设有一对滑块，每个滑块下端设有一个夹爪，两个夹爪相对设置；滚珠丝杆正向转动时，两个夹爪相互靠近，将滚子夹住，滚珠丝杆反向转动时，两个夹爪相互远离，将滚子释放；所述竖架上端连接有旋转装置；

工作时，第一滚子抓取装置抓取未加工滚子待用，待工位上滚子加工完毕后，第二滚子抓取装置抓取加工完成的滚子，随后旋转装置带动横架旋转180°，第一滚子抓取装置释放未加工滚子至工位上，第二滚子抓取装置将加工完成的滚子放入指定回收位置。

优选地，所述滚珠丝杆一端与滑板可转动的连接；滑板下端穿过横架，滑板下端设有带吸盘的第三滚子抓取装置；所述升降气缸控制滑板升降，从而实现对第一至第三滚子抓取装置高度的控制。

优选地，所述夹爪上方的横架上设有用于识别滚子型号的摄像头。

优选地，所述夹爪的内侧面为夹持面，夹持面为由上夹持面和下夹持面构成的V型端面，上夹持面和下夹持面间的夹角为120-160°。

优选地，所述夹持面上还设有长度大于下夹持面的活动板，活动板一端与V型端面的底部铰接，活动板向上翻转时与上夹持面贴合固定，活动板向下翻转时与下夹持面贴合；夹爪用于夹持较小的滚子时，将活动板贴上夹持面固定；夹爪用于夹持较大的滚子时，将活动板贴下夹持面固定。

优选地，所述上夹持面上设有用于吸附固定活动板的强磁体，活动板采用铁磁性金属。

优选地，所述夹爪侧面设有用于驱动活动板翻转的驱动装置，活动板近驱动装置一侧设有传动件，驱动装置与传动件连接从而控制活动板停靠在上夹持面或下夹持面上。

优选地，所述活动板为V型板，包括第一夹持边和第二夹持边，第一夹持边和第二夹持边呈140-180°夹角，活动板贴下夹持面固定时，第一夹持边和第二夹持边的夹角朝上。

优选地，所述活动板为弧型板，活动板贴下夹持面固定时，活动板的凹面朝上。

优选地，所述活动板端部设有滚轮或棱角处做圆角化处理。

本发明的集成夹爪机构，具有两个滚子抓取装置，可以携带待加工滚子，抓取已加工的滚子后旋转180°将待加工滚子放置工位上，大大缩短了加工产线的等待间隔，提高了生产效率；通过设置第三滚子抓取装置，对于第一、二滚子抓取装置不方便抓取的滚子，采用带吸盘的第三滚子抓取装置来完成，使用场景广泛；通过设置活动板，活动板与上夹持面贴合固定时，可夹持较小的滚子，活动板与下夹持面固定时，可夹持较大的滚子，活动板可在驱动装置的控制下迅速完成切换，实现对不同滚子的抓取任务，无需更换夹具，能够适应不同大小滚子同时加工的任务。

附图说明

图1为一种集成夹爪机构的正视图。

图2为图1中集成夹爪机构的立体结构示意图。

图3为图2中集成夹爪机构在去掉横架上部分挡板等零件后的结构示意图。

图4为第一种夹爪的结构示意图。

图5为第二种夹爪的结构示意图。

图6为第三种夹爪的结构示意图。

图中标号为：1-竖架，2-横架，3-升降气缸，4-轨道，5-滑板，6-第一滚子抓取装置，7-第二滚子抓取装置，710-滚珠丝杆，720-驱动器，730-滑块，740-夹爪，741-上夹持面，742-下夹持面，8-摄像头，9-活动板，910-驱动装置，920-传动件，930-第一夹持边，940-第二夹持边，950-缺口，10-第三滚子抓取装置，A-滚子。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1-3所示，一种集成夹爪机构，包括呈倒T型的支架，支架包括竖架1和横架2，竖架的内腔中设有用于控制横架高度的升降组件；所述升降组件包括升降气缸3、轨道4和滑板5，轨道4包括一对沿竖向固定于竖架内腔两侧的轨道板，滑板5沿轨道4滑动，滑板5与升降气缸3的活动端连接，滑板下部与横架连接；

所述横架上设有两组独立工作的滚子抓取装置，包括第一滚子抓取装置6和第二滚子抓取装置7；两组滚子抓取装置分设于竖架两侧；每个滚子抓取装置包括一个沿横架长度方向设置的滚珠丝杆710和驱动滚珠丝杆转动的驱动器720，滚珠丝杆710上设有一对滑块730，每个滑块下端设有一个夹爪740，两个夹爪相对设置；本实施例中，驱动器为电机，滚珠丝杆上加工有两段具有不同旋转方向的螺纹，每段螺纹匹配一个滑块。滚珠丝杆710正向转动时，两个夹爪740相互靠近，将滚子A夹住，滚珠丝杆710反向转动时，两个夹爪740相互远离，将滚子A释放；所述竖架上端连接有旋转装置；

工作时，机械臂携带集成夹爪机构移动，第一滚子抓取装置6抓取未加工滚子待用，待工位上滚子加工完毕后，第二滚子抓取装置7抓取加工完成的滚子，随后旋转装置带动横架旋转180°，第一滚子抓取装置6释放未加工滚子至工位上，第二滚子抓取装置7将加工完成的滚子放入指定回收位置。

所述滚珠丝杆710一端与滑板5可转动的连接；滑板下端穿过横架，滑板下端设有带吸盘的第三滚子抓取装置10；所述升降气缸控制滑板升降，从而实现对第一至第三滚子抓取装置高度的控制。

所述夹爪上方的横架上设有用于识别滚子型号的摄像头8。待加工滚子上一般会贴有识别滚子型号等信息的识别码(如二维码)，通过摄像头可容易的识别，通过识别这些信息，控制夹爪做出相匹配的夹持动作。本实施例中，摄像头8设于第一滚子抓取装置6上方。

所述夹爪的内侧面为夹持面，夹持面为由上夹持面741和下夹持面742构成的V型端面，上夹持面741和下夹持面742间的夹角为120-160°。在夹爪大小确定的情况下，上夹持面和下夹持面间的夹角越小，则能抓取的滚子直径越小，上夹持面和下夹持面间的夹角越大，则能抓取的滚子直径越大，但需要夹爪提供的夹持力也越大，对于驱动器功率以及滚珠丝杆、连接夹爪的杆子的强度要求也越高，对滚子也有可能造成损伤，抓取的稳定性也会相对降低。因此，上夹持面和下夹持面间的夹角以120-160°为宜。

通过第一、二滚子抓取装置配合操作，可大幅减少上料的间隔时间，通过设置第三滚子抓取装置10，对于第一、二滚子抓取装置不方便抓取的滚子，如较薄、直立放置的滚子，其上端面为平面，使用吸盘替代夹爪实现搬运功能，无疑会使本发明的集成夹爪机构能够适应更多的加工环境。

实施例2

如图4所示，与实施例1类似，其区别之处在于，所述夹持面上还设有长度大于下夹持面的活动板9，活动板9一端与V型端面的底部铰接，活动板9向上翻转时与上夹持面贴合固定，活动板向下翻转时与下夹持面贴合，此时活动板的活动端超出下夹持面，使得活动板的上端面重新构成加长的下夹持面，能够夹持住或托起较大的滚子，上夹持面此时对滚子起到辅助夹持的作用或不与滚子接触；夹爪用于夹持较小的滚子时，将活动板贴上夹持面固定；夹爪用于夹持较大的滚子时，将活动板贴下夹持面固定。例如，活动板贴上夹持面固定时，适用于抓取42-100外径滚子，活动板贴上夹持面固定时，适用于抓取90-150外径滚子。

所述上夹持面上设有用于吸附固定活动板的强磁体，活动板采用铁磁性金属。活动板贴下夹持面时，由于活动板自身重力，无需额外固定即可稳定处于下夹持面处；需要改变活动板的位置时，可由人工在短时间内扳动活动板迅速完成。

所述活动板直板。

所述活动板端部(活动端)设有滚轮或棱角处做圆角化处理，以减少活动板对滚子表面可能造成的损伤。

实施例3

与实施例2类似，其区别之处在于，所述活动板为弧型板，活动板贴下夹持面固定时，活动板的凹面朝上。弧型板可采用弹性材料。

实施例4

如图5所示，与实施例1类似，其区别之处在于，所述夹爪侧面设有用于驱动活动板翻转的驱动装置910，活动板近驱动装置一侧设有传动件920，驱动装置910与传动件920连接从而控制活动板停靠在上夹持面741或下夹持面742上。本实施例中，驱动装置为电机、电磁铁或气缸中的一种，传动件为设于活动板侧面的齿轮、钢丝或多连杆；当摄像头识别到的滚子型号发生改变，超出当前夹爪状态所能抓取的范围时，驱动装置带动连杆运动，控制活动板位置发生改变，从而能够对当前滚子进行抓取。

所述活动板为V型板，包括第一夹持边930和第二夹持边940，第一夹持边与夹持面底部铰接且长度大于下夹持面。

第一夹持边930和第二夹持边940呈140-180°夹角，活动板贴下夹持面固定时，第一夹持边930和第二夹持边940的夹角朝上，活动板的V型设计，第二夹持边能够更多的起到承托滚子重量的作用，增加抓取滚子时的稳定性，还可以减少活动板固定于上夹持面时伸出于上夹持面部分的宽度，避免在夹持较小的滚子时，两个活动板对夹持造成影响。

实施例5

如图6所示，与实施例1类似，其区别之处在于，所述活动板的活动端加工有一个弧形或V型的缺口950，且无论活动板停靠在上夹持面还是下夹持面上，缺口950均露出于上夹持面或下夹持面，使得一对活动板能够夹持住立起状态的滚子。由于第三滚子抓取装置会影响第一、二滚子抓取装置的操作(空间较为局促时，第三滚子抓取装置下部的杆子和吸盘可能会妨碍第一、二滚子抓取装置下降到所需高度)，此时去掉第三滚子抓取装置，通过设置缺口，可在较大程度上替代第三滚子抓取装置的作用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种集成夹爪机构，其特征在于，包括呈倒T型的支架，支架包括竖架和横架，竖架的内腔中设有用于控制横架高度的升降组件；所述升降组件包括升降气缸、轨道和滑板，轨道包括一对沿竖向固定于竖架内腔两侧的轨道板，滑板沿轨道滑动，滑板与升降气缸的活动端连接，滑板下部与横架连接；

所述横架上设有两组独立工作的滚子抓取装置，包括第一滚子抓取装置和第二滚子抓取装置；两组滚子抓取装置分设于竖架两侧；每个滚子抓取装置包括一个沿横架长度方向设置的滚珠丝杆和驱动滚珠丝杆转动的驱动器，滚珠丝杆上设有一对滑块，每个滑块下端设有一个夹爪，两个夹爪相对设置；滚珠丝杆正向转动时，两个夹爪相互靠近，将滚子夹住，滚珠丝杆反向转动时，两个夹爪相互远离，将滚子释放；所述竖架上端连接有旋转装置；

工作时，第一滚子抓取装置抓取未加工滚子待用，待工位上滚子加工完毕后，第二滚子抓取装置抓取加工完成的滚子，随后旋转装置带动横架旋转180°，第一滚子抓取装置释放未加工滚子至工位上，第二滚子抓取装置将加工完成的滚子放入指定回收位置；

所述滚珠丝杆一端与滑板可转动的连接；滑板下端穿过横架，滑板下端设有带吸盘的第三滚子抓取装置；所述升降气缸控制滑板升降，从而实现对第一至第三滚子抓取装置高度的控制；

所述夹爪的内侧面为夹持面，夹持面为由上夹持面和下夹持面构成的V型端面，上夹持面和下夹持面间的夹角为120-160°；

所述夹持面上还设有长度大于下夹持面的活动板，活动板一端与V型端面的底部铰接，活动板向上翻转时与上夹持面贴合固定，活动板向下翻转时与下夹持面贴合；夹爪用于夹持较小的滚子时，将活动板贴上夹持面固定；夹爪用于夹持较大的滚子时，将活动板贴下夹持面固定。

2.根据权利要求1所述的集成夹爪机构，其特征在于，所述夹爪上方的横架上设有用于识别滚子型号的摄像头。

3.根据权利要求1所述的集成夹爪机构，其特征在于，所述上夹持面上设有用于吸附固定活动板的强磁体，活动板采用铁磁性金属。

4.根据权利要求1所述的集成夹爪机构，其特征在于，所述夹爪侧面设有用于驱动活动板翻转的驱动装置，活动板近驱动装置一侧设有传动件，驱动装置与传动件连接从而控制活动板停靠在上夹持面或下夹持面上。

5.根据权利要求1所述的集成夹爪机构，其特征在于，所述活动板为V型板，包括第一夹持边和第二夹持边，第一夹持边和第二夹持边呈140-180°夹角，活动板贴下夹持面固定时，第一夹持边和第二夹持边的夹角朝上。

6.根据权利要求1所述的集成夹爪机构，其特征在于，所述活动板为弧型板，活动板贴下夹持面固定时，活动板的凹面朝上。

7.根据权利要求5或6所述的集成夹爪机构，其特征在于，所述活动板端部设有滚轮或棱角处做圆角化处理。