CN117301101B - 一种自适应间距可调夹爪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应间距可调夹爪装置，其包括夹持框架，所述夹持框架上转动安装有两个夹持臂，所述夹持框架上还设有与两个夹持臂均连接的夹持臂驱动器，所述夹持臂驱动器能够驱动两个夹持臂作相互靠近或远离的转动。其目的是为了提供一种体积较小的自适应间距可调夹爪装置。
Description
技术领域
本发明涉及夹持设备技术领域，特别是涉及一种自适应间距可调夹爪装置。
背景技术
在现代社会，夹爪装置具有极为广泛的用途，在很多场合，将夹爪装置安装在机器人或AGV上，通过该机器人或AGV对产品进行自动夹取并运输。如申请号为202111565726.6、申请公布日为2022年02月11日、发明名称为“一种夹爪装置及具有该夹爪装置的工业机器人”的中国发明专利申请，其公开的夹爪装置包括：两个同步带轮和绕设于两个同步带轮上的同步带；相对设置的第一夹爪和第二夹爪，两者分别与同步带轮不同侧的同步带对应相连；连接于第一夹爪和第二夹爪之间的伸缩组件，其具有伸出状态和缩回状态，伸缩组件处于伸出状态时，第一夹爪和第二夹爪松开工件；伸缩组件处于缩回状态时，第一夹爪和第二夹爪夹紧工件。由于第一夹爪和第二夹爪均呈条状，并且两个夹爪均垂直连接在同步带上，使第一夹爪和第二夹爪在夹紧或松开工件时相互平行移动，这就导致整个夹爪装置的体积较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种体积较小的自适应间距可调夹爪装置。
本发明自适应间距可调夹爪装置，包括夹持框架，所述夹持框架上转动安装有两个夹持臂，所述夹持框架上还设有与两个夹持臂均连接的夹持臂驱动器，所述夹持臂驱动器能够驱动两个夹持臂作相互靠近或远离的转动。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述夹持臂驱动器包括夹持电机和正反旋丝杠，所述正反旋丝杠转动安装在夹持框架上，所述夹持电机安装在夹持框架上并与正反旋丝杠连接，所述正反旋丝杠上螺纹连接有两个螺母，两个所述螺母与两个滑块一一对应布置，所述螺母与相对应的滑块固定连接，两个所述滑块均滑动安装在夹持框架上，当所述夹持电机驱动正反旋丝杠转动时，两个所述螺母带动两个滑块沿着夹持框架作相互靠近或远离的滑动，两个所述滑块与两个夹持臂一一对应布置，所述滑块与相对应的夹持臂之间铰接有连杆，当两个所述滑块沿着夹持框架作相互靠近的滑动时，两个滑块通过两个连杆推动两个夹持臂作相互靠近的转动，当两个所述滑块沿着夹持框架作相互远离的滑动时，两个滑块通过两个连杆拉动两个夹持臂作相互远离的转动。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述夹持臂包括夹持臂本体和延伸臂，所述夹持臂本体转动安装在夹持框架上，所述延伸臂与夹持臂本体并排布置，所述延伸臂滑动连接在夹持臂本体上，所述延伸臂与夹持臂本体之间设有弹性件，所述滑块与相对应的夹持臂的延伸臂之间铰接有所述连杆，所述夹持框架上设有两个限位结构，两个所述限位结构与两个夹持臂本体一一对应布置，当两个夹持臂本体作相互靠近的转动时能够与各自对应的限位结构相抵而不再继续转动，当两个夹持臂本体与各自对应的限位结构相抵时，所述延伸臂能够在连杆的推动下作远离夹持臂本体的滑动并使弹性件产生形变。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述夹持臂本体转动安装在夹持框架上的具体方式为：所述夹持臂本体的一端固定设有套筒，所述夹持框架上固定设有与所述套筒配合使用的竖向轴，所述套筒通过轴承转动套装在竖向轴上。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中两个所述限位结构为两个限位板，两个所述限位板均固定设在夹持框架上，两个所述限位板均位于两个夹持臂本体之间，每个所述限位板与自身所靠近的夹持臂本体对应布置。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述夹持臂本体上滑动穿插设有导向柱，所述导向柱的两端分别位于夹持臂本体的相对两侧，所述导向柱的一端和延伸臂固定连接，所述导向柱的另一端和夹持臂本体之间设有所述弹性件，所述延伸臂能够在连杆的推动下作远离夹持臂本体的滑动并使弹性件产生压缩形变。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中每个所述夹持臂本体上设有四个导向柱，四个所述导向柱形成两个导向柱组，每个所述导向柱组包括两个导向柱，每个所述导向柱组的两个导向柱的另一端之间固定连接有挡板，所述挡板和夹持臂本体之间设有弹性件。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述弹性件为气弹簧，所述气弹簧的一端固定连接在挡板上，所述气弹簧的另一端固定连接在夹持臂本体上。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述弹性件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端固定连接在挡板上，所述螺旋弹簧的另一端固定连接在夹持臂本体上。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述夹持框架上还设有电推杆和单线激光雷达，所述电推杆和单线激光雷达均设于两个夹持臂之间，所述电推杆位于两个夹持臂的上方，所述单线激光雷达位于电推杆的下方并且和两个夹持臂位于同一个水平面内。
本发明自适应间距可调夹爪装置与现有技术不同之处在于本发明在未夹持产品的时候，通过夹持臂驱动器驱动两个夹持臂作相互远离的转动，直至两个夹持臂靠近夹持框架布置，此时两个夹持臂基本平行于夹持框架布置。当本发明在夹持产品时，通过夹持臂驱动器驱动两个夹持臂作相互靠近的转动，直至两个夹持臂均垂直于夹持框架布置，此时两个夹持臂处于夹持状态，能够将位于两个夹持臂之间的产品夹住。由此可见，本发明中的两个夹持臂均转动安装在夹持框架上，在未夹持产品的时候，两个夹持臂均靠近夹持框架转动，这样能够最大程度减小整个自适应间距可调夹爪装置的体积，方便自适应间距可调夹爪装置开展工作，如在较小空间内行驶或者在较小空间内对产品进行夹持。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明自适应间距可调夹爪装置的立体图一；
图2为本发明自适应间距可调夹爪装置的立体图二(隐藏部分夹持框架)；
图3为本发明中夹持臂的立体图；
图4为本发明中夹持臂的主视图；
图5为本发明中夹持臂的俯视图；
图6为沿图5中A-A线的剖视图；
图7为本发明中夹持臂的左视图；
图8为沿图7中B-B线的剖视图；
图9为图8中延伸臂远离夹持臂本体时的示意图；
图10为本发明自适应间距可调夹爪装置的俯视图(隐藏部分夹持框架)；
图11为本发明自适应间距可调夹爪装置的使用状态俯视图一；
图12为图11的仰视图；
图13为本发明自适应间距可调夹爪装置的使用状态俯视图二；
图14为图13的仰视图；
图15为本发明自适应间距可调夹爪装置的使用状态俯视图三；
图16为图15的仰视图；
图17为本发明自适应间距可调夹爪装置的使用状态俯视图四；
图18为图17的仰视图；
图19为本发明自适应间距可调夹爪装置的使用状态俯视图五；
图20为图19的仰视图。
具体实施方式
如图1所示，并结合图2-20所示，本发明自适应间距可调夹爪装置包括夹持框架20，夹持框架20上转动安装有两个夹持臂39，所述夹持框架20上还设有与两个夹持臂39均连接的夹持臂驱动器，所述夹持臂驱动器能够驱动两个夹持臂39作相互靠近或远离的转动。
本实施例中的夹持框架20呈长方体型，两个夹持臂39均转动安装在夹持框架20的长度方向一侧的中间位置，当夹持臂驱动器驱动两个夹持臂39作相互远离的转动时，两个夹持臂39分别靠近夹持框架20的两端运动，直至两个夹持臂39基本平行于夹持框架20布置，这样能够最大程度减小整个自适应间距可调夹爪装置的体积；当夹持臂驱动器驱动两个夹持臂39作相互靠近的转动时，两个夹持臂39分别远离夹持框架20的两端运动，直至两个夹持臂39均垂直于夹持框架20(此时两个夹持臂39相互平行)，这个时候两个夹持臂39处于夹持状态，能够将位于两个夹持臂39之间的产品4夹住。
如图2、10所示，夹持臂驱动器包括夹持电机45和正反旋丝杠54，所述正反旋丝杠54转动安装在夹持框架20上，所述夹持电机45安装在夹持框架20上并与正反旋丝杠54连接，所述正反旋丝杠54上螺纹连接有两个螺母50，两个螺母50分别连接在正反旋丝杠54的正旋螺纹和反旋螺纹上。
两个所述螺母50与两个滑块55一一对应布置，所述螺母50与相对应的滑块55固定连接，两个所述滑块55均滑动安装在夹持框架20上，具体为：夹持框架20上固定设有滑轨53，滑轨53沿夹持框架20的长度方向布置，两个滑块55均滑动安装在滑轨53上。
由于两个螺母50分别与两个滑块55固定连接，并且滑块55滑动安装在夹持框架20上，所以当所述夹持电机45驱动正反旋丝杠54转动时，两个所述螺母50带动两个滑块55沿着夹持框架20作相互靠近或远离的滑动，两个所述滑块55与两个夹持臂39一一对应布置，所述滑块55与相对应的夹持臂39之间铰接有连杆46，即连杆46的一端与滑块55铰接，连杆46的另一端与该滑块55相对应的夹持臂39铰接。
当两个所述滑块55沿着夹持框架20作相互靠近的滑动时，两个滑块55通过两个连杆46推动两个夹持臂39作相互靠近的转动，即两个夹持臂39用来夹持产品4；当两个所述滑块55沿着夹持框架20作相互远离的滑动时，两个滑块55通过两个连杆46拉动两个夹持臂39作相互远离的转动，即两个夹持臂39用来释放产品4。
结合图3-9所示，所述夹持臂39包括夹持臂本体40和延伸臂48，所述夹持臂本体40转动安装在夹持框架20上，所述延伸臂48与夹持臂本体40并排布置，所述延伸臂48滑动连接在夹持臂本体40上，所述延伸臂48与夹持臂本体40之间设有弹性件，所述滑块55与相对应的夹持臂39的延伸臂48之间铰接有所述连杆46，所述夹持框架20上设有两个限位结构，两个所述限位结构与两个夹持臂本体40一一对应布置，当两个夹持臂本体40作相互靠近的转动时能够与各自对应的限位结构相抵而不再继续转动，当两个夹持臂本体40与各自对应的限位结构相抵时，所述延伸臂48能够在连杆46的推动下作远离夹持臂本体40的滑动并使弹性件产生形变。
夹持臂本体40转动安装在夹持框架20上的具体方式为：夹持臂本体40的一端固定设有套筒38，夹持框架20上固定设有与该套筒38配合使用的竖向轴35，套筒38通过轴承转动套装在竖向轴35上。这样，夹持臂本体40能够绕竖向轴35在水平方向内转动。
两个夹持臂本体40能够绕各自的竖向轴35在水平方向内作相互靠近或远离的转动，此过程中，两个延伸臂48跟随两个夹持臂本体40一起作相互靠近或远离的转动。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述夹持臂本体40上滑动穿插设有导向柱49，所述导向柱49的两端分别位于夹持臂本体40的相对两侧，所述导向柱49的一端和延伸臂48固定连接，所述导向柱49的另一端和夹持臂本体40之间设有所述弹性件，所述延伸臂48能够在连杆46的推动下作远离夹持臂本体40的滑动并使弹性件产生压缩形变。
在本实施例中，每个夹持臂本体40上设有四个导向柱49，四个导向柱49形成两个导向柱组，每个导向柱组包括两个导向柱49，每个导向柱组的两个导向柱49的另一端之间固定连接有挡板51，挡板51位于夹持臂本体40和滑轨53之间，并且挡板51和延伸臂48分别位于夹持臂本体40的相对两侧，可以这么说，挡板51位于夹持臂本体40的靠近滑轨53一侧，延伸臂48位于夹持臂本体40的远离滑轨53一侧。所述挡板51和夹持臂本体40之间设有弹性件，弹性件为气弹簧52，气弹簧52的一端(本实施例为气弹簧52的活塞杆)固定连接在挡板51上，气弹簧52的另一端(本实施例为气弹簧52的活塞缸)固定连接在夹持臂本体40上。由此可见，延伸臂48通过导向柱49滑动连接在夹持臂本体40上，当连杆46推动延伸臂48作远离夹持臂本体40的滑动时，挡板51压缩气弹簧52并使之产生压缩形变(即气弹簧52的活塞杆向活塞缸内收缩)；之后，当连杆46不再推动延伸臂48时，即挡板51不再压缩气弹簧52时，气弹簧52重新恢复为伸张状态，此过程中，在气弹簧52的推动下，延伸臂48作靠近夹持臂本体40的滑动直至两者相互抵靠。
气弹簧52为现有技术，在此对其具体结构以及工作原理不再予以赘述。弹性件除了采用上述的气弹簧52外，其还可以采用普通的螺旋弹簧，即螺旋弹簧的一端固定连接在挡板51上，螺旋弹簧的另一端固定连接在夹持臂本体40上。
两个限位结构为两个限位板47，两个限位板47均固定设在夹持框架20上，并且两个限位板47均位于两个夹持臂39/夹持臂本体40之间，每个限位板47与自身所靠近的夹持臂39/夹持臂本体40对应布置，即每个限位板47与自身所靠近的夹持臂39/夹持臂本体40形成对应布置关系。
在初始状态，如图11、12所示，即夹持臂39还未夹持产品4时，弹性件处于伸张状态，在弹性件的作用下，延伸臂48与夹持臂本体40相抵靠。当夹持电机45驱动正反旋丝杠54正向转动时，两个滑块55沿着夹持框架20作相互靠近的滑动，于是两个滑块55通过两个连杆46推动两个夹持臂39作相互靠近的转动，在此过程中，由于延伸臂48与夹持臂本体40在处于伸张状态的弹性件的作用下相互抵靠在一起，并且连杆46推动延伸臂48的力并不能使弹性件产生压缩形变，因此，虽然连杆46推动的是延伸臂48，但也能使整个夹持臂39发生转动，如图13、14所示。随着两个夹持臂39的继续转动，直至两个夹持臂本体40分别与各自对应的限位板47相抵靠，此时，两个夹持臂本体40不再作相互靠近的转动，并且这个时候两个夹持臂本体40相互平行，也就是说，此时两个夹持臂39处于夹持产品4的状态，如图15、16所示。如果这个时候两个夹持臂39能够刚好将产品4夹住，则关闭夹持电机45；如果这个时候两个夹持臂39之间的间距大于产品4的外形尺寸，则需要继续通过夹持电机45驱动正反旋丝杠54转动，让两个滑块55沿着夹持框架20继续作相互靠近的滑动，于是连杆46推动延伸臂48的力变大而能够使弹性件产生压缩形变，从而使延伸臂48作远离夹持臂本体40的滑动，即延伸臂48朝产品4移动(两个延伸臂48之间的间距变小)，直至两个延伸臂48将产品4夹住，如图17-20所示。由此可见，设置延伸臂48的目的在于能够调节两个夹持臂39之间的间距，以使之能够适应不同外形尺寸的产品4。
当需要释放产品4时，通过夹持电机45驱动正反旋丝杠54反向转动，两个滑块55沿着夹持框架20作相互远离的滑动，于是连杆46推动延伸臂48的力消失，被压缩的弹性件重新恢复为伸张状态，使延伸臂48作靠近夹持臂本体40的滑动，直至两者相互抵靠，此时延伸臂48与产品4脱离接触。之后随着两个滑块55继续沿着夹持框架20作相互远离的滑动，两个滑块55通过两个连杆46拉动两个夹持臂39作相互远离的转动，于是两个夹持臂39之间的间距变大，完成产品4的释放。
本发明自适应间距可调夹爪装置，其中所述夹持框架20上还设有电推杆26和单线激光雷达28，所述电推杆26和单线激光雷达28均设于两个夹持臂39之间，所述电推杆26位于两个夹持臂39的上方，所述单线激光雷达28位于电推杆26的下方并且和两个夹持臂39位于同一个水平面内。
当两个夹持臂39将产品夹住时，可以让电推杆26伸出以抵住产品4侧面，这样能够对产品4的侧面进行支撑，于是电推杆26与两个夹持臂39相互配合能够将产品4牢固地夹住。
单线激光雷达28用于识别产品4，以增强整个自适应间距可调夹爪装置的自动性能。
电推杆26和单线激光雷达28均属于现有技术，在此对其具体结构以及工作原理不再予以赘述。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中”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“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种自适应间距可调夹爪装置，其特征在于：包括夹持框架，所述夹持框架上转动安装有两个夹持臂，所述夹持框架上还设有与两个夹持臂均连接的夹持臂驱动器，所述夹持臂驱动器能够驱动两个夹持臂作相互靠近或远离的转动，
所述夹持臂驱动器包括夹持电机和正反旋丝杠，所述正反旋丝杠转动安装在夹持框架上，所述夹持电机安装在夹持框架上并与正反旋丝杠连接，所述正反旋丝杠上螺纹连接有两个螺母，两个所述螺母与两个滑块一一对应布置，所述螺母与相对应的滑块固定连接，两个所述滑块均滑动安装在夹持框架上，当所述夹持电机驱动正反旋丝杠转动时，两个所述螺母带动两个滑块沿着夹持框架作相互靠近或远离的滑动，两个所述滑块与两个夹持臂一一对应布置，所述滑块与相对应的夹持臂之间铰接有连杆，当两个所述滑块沿着夹持框架作相互靠近的滑动时，两个滑块通过两个连杆推动两个夹持臂作相互靠近的转动，当两个所述滑块沿着夹持框架作相互远离的滑动时，两个滑块通过两个连杆拉动两个夹持臂作相互远离的转动；
所述夹持臂包括夹持臂本体和延伸臂，所述夹持臂本体转动安装在夹持框架上，所述延伸臂与夹持臂本体并排布置，所述延伸臂滑动连接在夹持臂本体上，所述延伸臂与夹持臂本体之间设有弹性件，所述滑块与相对应的夹持臂的延伸臂之间铰接有所述连杆，所述夹持框架上设有两个限位结构，两个所述限位结构与两个夹持臂本体一一对应布置，当两个夹持臂本体作相互靠近的转动时能够与各自对应的限位结构相抵而不再继续转动，当两个夹持臂本体与各自对应的限位结构相抵时，所述延伸臂能够在连杆的推动下作远离夹持臂本体的滑动并使弹性件产生形变；
所述夹持臂本体转动安装在夹持框架上的具体方式为：所述夹持臂本体的一端固定设有套筒，所述夹持框架上固定设有与所述套筒配合使用的竖向轴，所述套筒通过轴承转动套装在竖向轴上。
2.根据权利要求1所述的自适应间距可调夹爪装置，其特征在于：两个所述限位结构为两个限位板，两个所述限位板均固定设在夹持框架上，两个所述限位板均位于两个夹持臂本体之间，每个所述限位板与自身所靠近的夹持臂本体对应布置。
3.根据权利要求2所述的自适应间距可调夹爪装置，其特征在于：所述夹持臂本体上滑动穿插设有导向柱，所述导向柱的两端分别位于夹持臂本体的相对两侧，所述导向柱的一端和延伸臂固定连接，所述导向柱的另一端和夹持臂本体之间设有所述弹性件，所述延伸臂能够在连杆的推动下作远离夹持臂本体的滑动并使弹性件产生压缩形变。
4.根据权利要求3所述的自适应间距可调夹爪装置，其特征在于：每个所述夹持臂本体上设有四个导向柱，四个所述导向柱形成两个导向柱组，每个所述导向柱组包括两个导向柱，每个所述导向柱组的两个导向柱的另一端之间固定连接有挡板，所述挡板和夹持臂本体之间设有弹性件。
5.根据权利要求4所述的自适应间距可调夹爪装置，其特征在于：所述弹性件为气弹簧，所述气弹簧的一端固定连接在挡板上，所述气弹簧的另一端固定连接在夹持臂本体上。
6.根据权利要求4所述的自适应间距可调夹爪装置，其特征在于：所述弹性件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端固定连接在挡板上，所述螺旋弹簧的另一端固定连接在夹持臂本体上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的自适应间距可调夹爪装置，其特征在于：所述夹持框架上还设有电推杆和单线激光雷达，所述电推杆和单线激光雷达均设于两个夹持臂之间，所述电推杆位于两个夹持臂的上方，所述单线激光雷达位于电推杆的下方并且和两个夹持臂位于同一个水平面内。
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