CN117283600A - 一种汽车零部件用机械臂末端夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及夹具领域，公开一种汽车零部件用机械臂末端夹具，包括安装座、在安装座的两端水平密封插接的移动杆以及于移动杆相背的一端竖直向下设置的夹臂，移动杆远离夹臂的一端设置有一活塞，在安装座上设置有驱使夹臂相互靠近或远离的驱动机构，驱动机构包括电机、两端与活塞和电机轴固定的第一拉绳以及驱使夹臂复位的第一弹性件，安装座内部从上至下分隔成可供活塞密封移动的气压切换腔、与气压切换腔的有杆腔连通的气压流动腔以及对接传输腔，安装座的下端密封插接有若干吸附管，吸附管内设置有弹性封堵，在对接传输腔上端竖直向下设置有可密封插入吸附管并与吸附管处于连通状态的切换管，该夹具兼备夹持和吸附功效，增加夹持性能。
Description
技术领域
本发明涉及夹具领域，尤其涉及一种汽车零部件用机械臂末端夹具。
背景技术
汽车制造领域中，汽车零部件的生产过程通常是利用机械臂在多道工序之间实现位置的切换。
机械臂的末端会设置夹取产品的夹具，现有的夹具的结构可参照公告号为CN205660744U的中国专利公开的机械臂抓取夹具，包括连接座、安装底板、气缸和夹持组件，安装底板一端与连接座固定连接，气缸固定安装在安装底板上，夹持组件包括左右两个相互对应的夹持臂、夹紧头、防勾杆和辅助臂，夹持臂一端与气缸连接，夹紧头活动铰接在夹持臂的另一端，防勾杆两端分别与夹紧头和夹持臂铰接，辅助臂两端分别与安装底板和夹紧头铰接。
上述夹具通过气缸实现夹持臂相互靠近或远离，在相互靠近时，夹紧头夹住产品，然后通过机械臂的移动实现夹持的产品的随动，一个驱动部件仅能实现单纯的夹持，与产品的接触面较少，夹持性能有待提升。
发明内容
本发明针对现有技术的具备一个驱动部件的夹具仅能实现产品两侧的夹持，夹持性能有待提升的缺点，提供了一种利用一个驱动部件就能显著提升夹持性能的汽车零部件用机械臂末端夹具。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种汽车零部件用机械臂末端夹具，包括安装座，在安装座的两端水平密封插接配合有一移动杆，于移动杆相背的一端竖直向下设置有一夹臂，在安装座上设置有用于驱使夹臂相互靠近或远离的驱动机构，驱动机构包括一固定在安装座上的电机，电机的电机轴竖直密封转动于安装座内，移动杆远离夹臂的一端设置有一活塞，活塞和电机轴之间设置有随着电机轴的转动进行收卷或释放的第一拉绳，在安装座内设置有在释放第一拉绳时驱使夹臂相互远离的第一弹性件，安装座内部从上至下分隔成可供活塞密封移动的气压切换腔、与气压切换腔的有杆腔连通的气压流动腔以及对接传输腔，安装座的下端间隔竖直密封插接有若干上端位于对接传输腔内的吸附管，吸附管内设置有在常态时堵住吸附管的弹性封堵，在对接传输腔上端竖直向下设置有若干与气压流动腔连通且与弹性封堵正对的切换管，切换管内固定有延伸至切换管下端之外的顶杆，当吸附管上升至切换管密封插入吸附管时，顶杆顶压弹性封堵，吸附管与切换管连通。
采用上述方案，利用一个电机的正反转动，实现夹臂的相互靠近或远离，而吸附管的设置原理在于，不同产品尺寸可同时接触相应的吸附管，当安装座下压时，接触产品的那部分吸附管会随之上升直至切换管局部密封插入到吸附管内，当吸附管与切换管连通时，随着夹臂的相互靠近，活塞向远离夹臂的一端移动，使气压切换腔的无杆腔（没有移动杆的腔室）气压增加，气压切换腔的有杆腔（具有移动杆的腔室）气压减小，由于气压切换腔的有杆腔、气压流动腔以及切换管同步连通，从而使与产品接触的那部分吸附管的负压不断增加，吸附住产品，产品同时受到两侧的夹持力和上端的吸附力，进而增加夹持的稳定性和牢固性。
作为优选，在对接传输腔内竖直弹性设置有当切换管恢复至常压时驱使所有的吸附管下降至最大行程的复位板，复位板上设置有可供切换管穿插的通孔，在复位板和对接传输腔上端之间设置有驱使复位板向下抵压的第二弹性件。
采用上述方案，复位板的作用是在夹具卸载产品时，复位板在第二弹性件的复位力作用下下降，将所有的吸附管同步下压至最大行程，以便于下一产品的正常使用。
作为优选，在复位板和安装座之间设置有当第一拉绳处于收卷状态时向上提升复位板以降低复位板对上升后的吸附管的向下抵压力的卸力机构。
采用上述方案，由于吸附管上升后与切换管保持密封插接状态并对产品实现吸附基于的是活塞杆移动产生的负压力，负压力与第二弹簧的复位力方向相反会相互抵消，设置卸力机构后，能够消除部分第二弹簧的复位力，进而提升吸附管与切换管密封插接的稳定性以及吸附管吸附产品的牢固性。
作为优选，卸力机构包括竖直固定设置且内孔呈非圆形的配合管以及竖直密封移动于配合管内的移动块，配合管的上端延伸至气压切换腔的无杆腔内且下端穿过气压流动腔后延伸至对接传输腔内，电机轴的下端于插入配合管内的部分设置成丝杆，移动块上设置有与丝杆配合的螺纹孔，复位板和移动块之间设置有两端与两者固定的第二拉绳。
采用上述方案，丝杆固定在电机轴上，随着电机轴的转动，配合管内的移动块实现升降运动，当夹臂相互靠近时，移动块上升，第二拉绳牵拉复位板上升以克服第二弹性件的弹力，进而减少复位板对吸附管的向下抵压力。
作为优选，夹臂相对的一侧固定有一气囊层，气囊层与气压切换腔的无杆腔连通，气囊层的膨胀或收缩受控于第一拉绳的收卷或释放。
采用上述方案，气囊层的作用为，在膨胀时，与产品接触的部分能够增加挤压力，增加夹持的力度，位于产品上下的部分会膨胀卡接在产品的上下端面，进而增加夹持的稳定性和牢固性。
作为优选，在夹臂相对的一侧侧壁上开设有若干与气囊层连通的通气孔，在夹臂内设置有一端与所有通气孔连通且另一端与夹臂的上端外壁连通的气道，在安装座上设置有与气压切换腔的无杆腔连通的安装孔，气道的上端和安装孔之间外接有一柔性的传气管。
采用上述方案，夹臂相互靠近时，活塞挤压气压切换腔的无杆腔，该无杆腔内的气体通过安装孔进入传气管并依次通过气道、安装孔后进入气囊层。
作为优选，夹臂与移动杆之间设置有可调节夹臂升降高度的调节限位机构。
采用上述方案，通过调节限位机构，能够适用不同高度的产品的夹持吸附，增加适配性。
作为优选，调节限位机构包括于移动杆远离活塞的一端竖直设置的可供夹臂上端穿插的插孔、于夹臂远离安装座的一侧竖直设置的滑槽以及于插孔的内壁上设置的可嵌设于滑槽内的滑块，在滑槽的底部竖直设置有一齿条，在滑块上设置有可伸出并与齿条啮合或回缩与齿条脱离的齿块，齿块的伸缩受控于一电磁控制部件。
作为优选，电磁控制部件包括在滑块上设置的可供齿块滑移的容置槽、固定于容置槽底部的电磁铁以及两端与齿块和电磁铁固定的第三弹性件，齿块的伸缩受控于电磁铁的得电或失电。
采用上述方案，当电磁铁得电时，齿块回缩，齿块与齿条脱离，夹臂可相对移动杆升降；当电磁铁失电时，齿块局部伸出与齿条啮合，夹持于移动杆相互锁止。
作为优选，弹性封堵包括尖端朝上呈锥台状的封堵本体，在吸附管的上端设置有限位封堵本体完全移出吸附管的限位环，在吸附管的内壁上于封堵本体的下方凸设有一安装环，在安装环和封堵本体之间设置有两端与两者弹性抵接的第四弹性件，当切换管与限位环插接时，两者处于密封状态。
采用上述方案，切换管插入限位环时，顶杆抵压封堵本体，封堵本体下降至切换管下方，使得切换管与吸附管内部连通，当切换管内负压增大时，吸附管同步负压增大；当切换管内恢复常压时，吸附管内同步恢复至常压。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
1、利用一个电机的正反转动，实现夹臂的相互靠近或远离，而吸附管的设置原理在于，不同产品尺寸可同时接触相应的吸附管，当安装座下压时，接触产品的那部分吸附管会随之上升直至切换管局部密封插入到吸附管内，当吸附管与切换管连通时，随着夹臂的相互靠近，活塞向远离夹臂的一端移动，使气压切换腔的无杆腔（没有移动杆的腔室）气压增加，气压切换腔的有杆腔（具有移动杆的腔室）气压减小，由于气压切换腔的有杆腔、气压流动腔以及切换管同步连通，从而使与产品接触的那部分吸附管的负压不断增加，吸附住产品，产品同时受到两侧的夹持力和上端的吸附力，进而增加夹持的稳定性和牢固性；
2、增设气囊层，气囊层的膨胀或收缩同步受控于电机的转动，即夹臂相互靠近时，气囊层处于膨胀状态；夹臂相互远离时，气囊层处于收缩状态，在夹持产品时，与产品接触的部分气囊层能够增加挤压力，增加夹持的力度，位于产品上下的部分气囊层会膨胀并卡接在产品的上下端面，进而增加夹持的稳定性和牢固性。
附图说明
图1是本实施例的一种汽车零部件用机械臂末端夹具的主视图；
图2是本实施例的一种汽车零部件用机械臂末端夹具的左视图；
图3是图2的A-A的剖视图；
图4是图3的A的放大图；
图5是图3的B的放大图；
图6是本实施例的一种汽车零部件用机械臂末端夹具夹持工件时的主视图；
图7是本实施例的一种汽车零部件用机械臂末端夹具夹持工件时的剖视图；
图8是图7的C的放大图；
图9是图7的D的放大图；
图10是图7的B-B的剖视图；
图11是图10的E的放大图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、安装座；101、气压切换腔；102、气压流动腔；103、对接传输腔；2、移动杆；201、容置槽；202、齿块；203、电磁铁；204、第三弹性件；205、活塞；206、滑块；3、夹臂；301、滑槽；302、齿条；303、气道；304、通气孔；305、限位凸块；4、吸附管；401、限位环；402、安装环；403、第四弹性件；5、传气管；6、安装块；7、电机；8、复位板；9、切换管；901、固定杆；10、顶杆；11、安装孔；12、第一弹性件；13、固定板；14、第一拉绳；15、第二弹性件；16、收卷轮；17、丝杆；18、配合管；19、移动块；20、第二拉绳；21、气囊层；22、封堵本体。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
一种汽车零部件用机械臂末端夹具，参照图1-图11所示，包括安装座1，安装座1的上端固定有便于与机械臂末端连接的安装块6，安装座1内部从上至下分隔成气压切换腔101、与气压切换腔101连通的气压流动腔102以及对接传输腔103，气压流动腔102的上方两端设置有与气压切换腔101连通的通槽，在安装座1的两端水平密封插接有伸入至气压切换腔101内的移动杆2，移动杆2相背的一端竖直设置有夹臂3且移动杆2相对的一端固定有一与气压切换腔101密封配合的活塞205，活塞205将气压切换腔101分成具备移动杆2的有杆腔以及不具备移动杆2的无杆腔。
在安装座1上设置有用于驱使夹臂3相互靠近或远离的驱动机构，驱动机构包括一固定在安装座1上的电机7，电机7的电机轴竖直密封转动于安装座1内且电机轴上同轴固定有一收卷轮16，活塞205和收卷轮16之间设置有随着电机轴的转动进行收卷或释放的第一拉绳14，在收卷轮16的两侧设置有与安装座1内壁固定的固定板13，在活塞205和固定板13之间设置有两端与两者抵接的第一弹性件12，第一弹性件12为套设在第一拉绳14上的弹簧。
在安装座1的下端均匀间隔分布有若干的吸附管4，结合图7、图10和图11所示，吸附管4下端固定有一层橡胶层以增加与产品接触时的密封性，吸附管4上端密封插入于对接传输腔103内且上端向外翻折形成凸环以限位吸附管4脱出对接传输腔103外，吸附管4内设置有在常态时堵住吸附管4的弹性封堵，弹性封堵包括尖端朝上呈锥台状的封堵本体22，在吸附管4的上端内壁设置有限位封堵本体22完全移出吸附管4的限位环401，在吸附管4的内壁上于封堵本体22的下方凸设有一安装环402，在安装环402和封堵本体22之间设置有两端与两者弹性抵接的第四弹性件403，第四弹性件403为一弹簧，在对接传输腔103上端竖直向下设置有若干与气压流动腔102连通且与封堵本体22正对的切换管9，切换管9内水平固定有一固定杆901，固定杆901下端竖直固定有一延伸至切换管9下端之外的顶杆10，当吸附管4上升至切换管9插入吸附管4时，切换管9与吸附管4处于密封插接状态，此时，顶杆10顶压封堵本体22并使吸附管4与切换管9内部处于连通状态。
在对接传输腔103内竖直弹性设置有当切换管9恢复至常压时驱使所有的吸附管4下降至最大行程的复位板8，参照图3所示，复位板8上设置有可供切换管9穿插的通孔，在复位板8和对接传输腔103上端之间设置有驱使复位板8向下抵压的第二弹性件15，第二弹性件15为两端分别与复位板8以及对接传输腔103上端弹性抵接的弹簧，弹簧间隔设置有6组。
在复位板8和安装座1之间设置有当第一拉绳14处于收卷状态时向上提升复位板8以降低复位板8对上升后的吸附管4的向下抵压力的卸力机构，具体参照图5所示，卸力机构包括竖直固定设置且内孔呈非圆形的配合管18以及竖直密封移动于配合管18内的移动块19，配合管18的上端延伸至气压切换腔101的无杆腔内且下端穿过气压流动腔102后延伸至对接传输腔103内，电机轴的下端于插入配合管18内的部分设置成丝杆17，移动块19上设置有与丝杆17配合的螺纹孔，复位板8和移动块19之间设置有两端与两者固定的第二拉绳20，随着电机轴的转动，配合管18内的移动块19实现升降运动，当夹臂3相互靠近时，移动块19上升，第二拉绳20牵拉复位板8上升以克服第二弹性件15的弹力，进而减少复位板8对吸附管4的向下抵压力。
在夹臂3相对的一侧固定有一气囊层21，结合图6、图7和图9所示，气囊层21与气压切换腔101的无杆腔连通，气囊层21的膨胀或收缩受控于第一拉绳14的收卷或释放，在夹臂3相对的一侧侧壁上开设有若干与气囊层21连通的通气孔304，在夹臂3内设置有一端与所有通气孔304连通且另一端与夹臂3的上端外壁连通的气道303，在安装座1上设置有与气压切换腔101的无杆腔连通的安装孔11，气道303的上端和安装孔11之间外接有一柔性的传气管5，夹臂3相互靠近时，活塞205挤压气压切换腔101的无杆腔，该无杆腔内的气体通过安装孔11进入传气管5并依次通过气道303、安装孔11后进入气囊层21，气囊层21处于膨胀状态时，与产品接触的部分气囊层21能够增加挤压力，增加夹持的力度，位于产品上下的部分气囊层21会膨胀并卡接在产品的上下端面，进而增加夹持的稳定性和牢固性。
夹臂3与移动杆2之间设置有可调节夹臂3升降高度的调节限位机构，参照图3和图4所示，调节限位机构包括于移动杆2远离活塞205的一端竖直设置的可供夹臂3上端穿插的插孔、于夹臂3远离安装座1的一侧竖直设置的滑槽301以及于插孔的内壁上设置的可嵌设于滑槽301内的滑块206，滑块206和滑槽301呈外“燕尾”形，夹臂3的上端设置有限位其脱离插孔的限位凸块305，在滑槽301的底部竖直设置有一齿条302，在滑块206上设置有可伸出并与齿条302啮合或回缩与齿条302脱离的齿块202，齿块202的伸缩受控于一电磁控制部件，当电磁铁203得电时，齿块202回缩，齿块202与齿条302脱离，夹臂3可相对移动杆2升降；当电磁铁203失电时，齿块202局部伸出与齿条302啮合，夹持于移动杆2相互锁止。
工作过程：
1、夹具下压：安装座1随机械臂移动至待夹持工件处并下降抵压在产品上，与产品上端面充分接触的吸附管4上升直至与切换管9密封插接配合；若产品为高度较低的产品，且夹臂3与工作台面接触时，可驱使电磁铁203得电，随着安装座1的下降，夹臂3受工作台抵接保持不动，移动杆2向下移动，当安装座1停止后，电磁铁203可失电，夹臂3再次与移动杆2夹持。
2、夹具夹持：电机7启动收卷第一拉绳14，夹臂3相互靠近直至夹住产品；同时，活塞205的移动驱使气压切换腔101的无杆腔压力增加，该腔室内的气体依次经传气管5、起到、安装孔11后进入气囊层21，气囊层21膨胀，与产品接触的那部分气囊层21与产品接触以增加夹持力度，位于产品上下的那部分气囊层21膨胀并弹性夹持在产品的上下端面；同时，气压切换腔101的有杆腔气压减小，与该腔连通的吸附管4同步处于气压减小的趋势并对产品上端进行吸附，而随着电机7的转动，第二拉绳20随移动块19上升，带动复位板8上升，以抵消对吸附管4的向下抵压力，可保证工件在卸料时，吸附管4同步下降实现复位，同时保证在吸附工件时，吸附管4与切换管9之间密封插接状态的稳定性以及吸附产品的牢固性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车零部件用机械臂末端夹具，包括安装座(1)，其特征在于：在安装座(1)的两端水平密封插接配合有一移动杆(2)，于移动杆(2)相背的一端竖直向下设置有一夹臂(3)，在安装座(1)上设置有用于驱使夹臂(3)相互靠近或远离的驱动机构，驱动机构包括一固定在安装座(1)上的电机(7)，电机(7)的电机轴竖直密封转动于安装座(1)内，移动杆(2)远离夹臂(3)的一端设置有一活塞(205)，活塞(205)和电机轴之间设置有随着电机轴的转动进行收卷或释放的第一拉绳(14)，在安装座(1)内设置有在释放第一拉绳(14)时驱使夹臂(3)相互远离的第一弹性件(12)，安装座(1)内部从上至下分隔成可供活塞(205)密封移动的气压切换腔(101)、与气压切换腔(101)的有杆腔连通的气压流动腔(102)以及对接传输腔(103)，安装座(1)的下端间隔竖直密封插接有若干上端位于对接传输腔(103)内的吸附管(4)，吸附管(4)内设置有在常态时堵住吸附管(4)的弹性封堵，在对接传输腔(103)上端竖直向下设置有若干与气压流动腔(102)连通且与弹性封堵正对的切换管(9)，切换管(9)内固定有延伸至切换管(9)下端之外的顶杆(10)，当吸附管(4)上升至切换管(9)密封插入吸附管(4)时，顶杆(10)顶压弹性封堵，吸附管(4)与切换管(9)连通。
2.根据权利要求1所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：在对接传输腔(103)内竖直弹性设置有当切换管(9)恢复至常压时驱使所有的吸附管(4)下降至最大行程的复位板(8)，复位板(8)上设置有可供切换管(9)穿插的通孔，在复位板(8)和对接传输腔(103)上端之间设置有驱使复位板(8)向下抵压的第二弹性件(15)。
3.根据权利要求2所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：在复位板(8)和安装座(1)之间设置有当第一拉绳(14)处于收卷状态时向上提升复位板(8)以降低复位板(8)对上升后的吸附管(4)的向下抵压力的卸力机构。
4.根据权利要求3所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：卸力机构包括竖直固定设置且内孔呈非圆形的配合管(18)以及竖直密封移动于配合管(18)内的移动块(19)，配合管(18)的上端延伸至气压切换腔(101)的无杆腔内且下端穿过气压流动腔(102)后延伸至对接传输腔(103)内，电机轴的下端于插入配合管(18)内的部分设置成丝杆(17)，移动块(19)上设置有与丝杆(17)配合的螺纹孔，复位板(8)和移动块(19)之间设置有两端与两者固定的第二拉绳(20)。
5.根据权利要求1所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：夹臂(3)相对的一侧固定有一气囊层(21)，气囊层(21)与气压切换腔(101)的无杆腔连通，气囊层(21)的膨胀或收缩受控于第一拉绳(14)的收卷或释放。
6.根据权利要求5所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：在夹臂(3)相对的一侧侧壁上开设有若干与气囊层(21)连通的通气孔(304)，在夹臂(3)内设置有一端与所有通气孔(304)连通且另一端与夹臂(3)的上端外壁连通的气道(303)，在安装座(1)上设置有与气压切换腔(101)的无杆腔连通的安装孔(11)，气道(303)的上端和安装孔(11)之间外接有一柔性的传气管(5)。
7.根据权利要求1或5所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：夹臂(3)与移动杆(2)之间设置有可调节夹臂(3)升降高度的调节限位机构。
8.根据权利要求7所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：调节限位机构包括于移动杆(2)远离活塞(205)的一端竖直设置的可供夹臂(3)上端穿插的插孔、于夹臂(3)远离安装座(1)的一侧竖直设置的滑槽(301)以及于插孔的内壁上设置的可嵌设于滑槽(301)内的滑块(206)，在滑槽(301)的底部竖直设置有一齿条(302)，在滑块(206)上设置有可伸出并与齿条(302)啮合或回缩与齿条(302)脱离的齿块(202)，齿块(202)的伸缩受控于一电磁控制部件。
9.根据权利要求8所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：电磁控制部件包括在滑块(206)上设置的可供齿块(202)滑移的容置槽(201)、固定于容置槽(201)底部的电磁铁(203)以及两端与齿块(202)和电磁铁(203)固定的第三弹性件(204)，齿块(202)的伸缩受控于电磁铁(203)的得电或失电。
10.根据权利要求1所述的一种汽车零部件用机械臂末端夹具，其特征在于：弹性封堵包括尖端朝上呈锥台状的封堵本体(22)，在吸附管(4)的上端设置有限位封堵本体(22)完全移出吸附管(4)的限位环(401)，在吸附管(4)的内壁上于封堵本体(22)的下方凸设有一安装环(402)，在安装环(402)和封堵本体(22)之间设置有两端与两者弹性抵接的第四弹性件(403)，当切换管(9)与限位环(401)插接时，两者处于密封状态。
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