CN119567303B - 一种机械手夹爪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机械手夹爪，涉及夹爪的技术领域，其包括固设于机械臂上的固定板，所述固定板边沿上分别设有用于装夹密封圈的第一夹持件、装夹瓷瓶主体的第二夹持件、装夹胶珠的第三夹持件和装夹瓷盖的第四夹持件；所述第一夹持件包括设置于固定板边沿上的支撑块和固设于支撑块上的若干负压吸盘，所述第二夹持件包括固设于固定板边沿上的第一气动手指，所述第三夹持件包括滑设于固定板边沿上的夹持杆、带动夹持杆往复滑动的驱动件，所述第四夹持件为固设于固定板边沿上的第二气动手指；本申请中，夹爪能够同时夹持密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠和高压瓷盖四个部件，一次性完成组装，大大缩短了装配时间，提高了整体的组装效率。

Description

一种机械手夹爪

技术领域

本申请涉及夹爪的技术领域，尤其是涉及一种机械手夹爪。

背景技术

油浸式变压器，作为电力传输与分配系统中的核心组件，扮演着举足轻重的角色。其结构精妙地融合了坚固的箱体设计、内置的高效铁芯结构，以及顶部覆盖的保护性箱盖，共同确保了变压器的稳定运行与长期可靠性。在变压器的制造与装配流程中，箱盖不仅扮演着保护内部精密元件免受外界环境侵扰的关键角色，还承担着支撑与固定高压与低压瓷瓶结构的重任，这对于确保电气连接的安全性与稳定性至关重要。

在当前的制造工艺中，一种广泛应用的自动化装配手段依赖于精密的机械手系统。该系统通常由机械主体与机械爪两部分构成，其中机械主体集成了先进的驱动组件，如旋转气缸、电缸或电机螺杆结构，这些组件协同工作，能够精准地驱动机械爪在水平与竖直方向上实现往复移动或旋转，从而实现对工件的精确抓取与放置。在实际操作中，机械主体首先驱动机械爪移动至待组装工件的上方，利用机械爪的夹持功能稳固地抓取工件，随后再驱动夹持有工件的机械爪移动至组装台的指定位置，完成工件的精准组装。

然而，在变压器箱盖上组装高压瓷瓶组件的过程中，这一传统的机械手操作方式却面临着一项挑战。高压瓷瓶组件通常由密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖等多个部件组成，这些部件需要按照特定的顺序由下至上依次套设在箱盖上的上导杆外周上。在此过程中，传统的机械手操作方式往往要求操作者先使用机械爪夹持并组装一个部件，待其稳固后再进行下一个部件的夹持与组装，如此逐一进行，不仅操作繁琐，而且效率低下，严重影响了整体的装配进度与生产效率，存在改进空间。

发明内容

本申请的目的是提供一种机械手夹爪，解决上述相关技术中机械爪对多个不同零件进行夹取时效率较低的问题。

本申请提供的一种机械手夹爪采用如下的技术方案：

一种机械手夹爪，包括固设于机械臂上的固定板，所述固定板边沿上分别设有用于装夹密封圈的第一夹持件、装夹瓷瓶主体的第二夹持件、装夹胶珠的第三夹持件和装夹瓷盖的第四夹持件；所述第一夹持件包括设置于固定板边沿上的支撑块和固设于支撑块上的若干负压吸盘，所述第二夹持件包括固设于固定板边沿上的第一气动手指，所述第三夹持件包括滑设于固定板边沿上的夹持杆、带动夹持杆往复滑动的驱动件，所述第四夹持件为固设于固定板边沿上的第二气动手指。

通过采用上述技术方案，在对密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖组装过程中，先使用该夹爪将四个零件依次夹持（负压吸盘对密封圈夹持、第一气动手指对瓷瓶主体夹持、夹持杆对胶珠夹持以及第二气动手指对瓷盖夹持），在夹爪将四个零件全部夹持后，使夹爪在机械臂作用下移动至组装台上方，且使被夹持的密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖由下至上依次套设在箱盖上的上导杆外周上；本申请中的夹爪能够同时夹持密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠和高压瓷盖四个部件，一次性完成组装，大大缩短了装配时间，提高了整体的组装效率。

可选的，所述固定板上固设有套设在夹持杆外周上的导向套筒，所述夹持杆的一端固设有供胶珠套设在外周上的夹持部；所述驱动件用于带动夹持杆沿导向套筒长度方向往复滑动，所述夹持部移动至导向套筒外部时外周上套设的胶珠通过摩擦力相对固定，所述夹持部移动至导向套筒内时自身外周上套设的胶珠脱落。

通过采用上述技术方案，在胶珠装夹过程中，将夹持部贯穿胶珠上的通孔，以此使胶珠套设在夹持部的外周上，并通过摩擦力相对固定；当需要组装胶珠时，通过驱动件带动夹持部回缩至导向套筒内，以此使胶珠从夹持部上脱下，以此实现了胶珠的自动化夹取和组装。

可选的，所述支撑块的一侧与固定板边沿转动连接，所述固定板的侧面上设置有带动支撑块转动调节的牵引件，所述负压吸盘能够随支撑块向靠近牵引件的方向往复转动。

通过采用上述技术方案，当进行密封圈的组装时，由于高压瓷瓶主体的长度较长，可能会阻碍负压吸盘直接对密封圈进行安装，此时，能够通过牵引件带动负压吸盘转动，从而避开高压瓷瓶主体，完成密封圈的组装。

可选的，所述牵引件包括固设于固定板上的支撑座和一端与支撑座铰接的牵引气缸，所述牵引气缸的另一端固设有衔接块，所述衔接块远离牵引气缸的侧面边沿与支撑块转动连接。

通过采用上述技术方案，牵引气缸和衔接块等组件的设计相对简单，易于维护和调整。当需要更换或维修时，操作人员可以轻松地拆卸和更换相关部件，降低了维护成本和停机时间。

可选的，所述支撑块的侧面上固设有限位块，所述限位块上设置有限位螺钉，所述限位螺钉的一侧能够在密封圈组装时与固定板一侧抵接。

通过采用上述技术方案，由于限位块和限位螺钉的组合设置，能够对支撑块的转动范围进行调节限位。

可选的，所述固定板上滑设有锁定杆，所述限位块上开设有供锁定杆插入的锁定槽，所述固定板上设置有带动锁定杆向靠近限位块方向滑动的调节件、带动锁定杆向远离限位块方向滑动的复位件，所述锁定杆端部在限位螺钉与固定板一侧抵接时能够插入至锁定槽内。

通过采用上述技术方案，在对所夹取密封圈组装时，通过调节件带动锁定杆向靠近限位块的方向滑动，此过程中复位件受压，直至锁定杆的端部插入至锁定槽内，实现对此状态支撑块和负压吸盘的进一步锁定，降低密封圈在组装时出现偏斜或错位的可能性。

可选的，所述复位件包括压簧、相对固设于锁定杆外周上的两个挡板、固设于固定板上的导向块，所述导向块位于挡板靠近限位块的侧面，所述导向块上开设有供锁定杆滑动贯穿的导向通孔，所述压簧的两端分别与导向块和挡板相互靠近的侧面固定连接。

通过采用上述技术方案，当锁定杆插入锁定槽后，复位件中的压簧提供持续的弹力，确保锁定杆稳固地保持在锁定位置，这有助于防止在组装过程中因振动或外力干扰而导致的锁定杆意外脱出，从而增强了锁定的稳定性；在停止对复位件挤压后，此时压簧复位，反向对挡板挤压，使锁定杆的端部从锁定槽内脱出，便于后续控制负压吸盘转动复位。

可选的，所述调节件包括与固定板相对两侧面铰接的两个调节杆、带动调节杆往复转动的动力件，两个挡板相互远离的侧面上固设有延伸杆，所述调节杆的一端在转动过程中能够对延伸杆挤压进而带动锁定杆滑动。

通过采用上述技术方案，由于调节杆、动力件和延伸杆的组合设置，动力件在运行时能够带动调节杆转动，并使调节杆端部对延伸杆抵紧，实现锁定杆向靠近限位块的方向自动滑动。

可选的，所述固定板的下侧设有用于检测密封圈平整度的检测组件，所述检测组件包括检测杆和固设于检测杆上的检测相机，所述检测杆的两端分别与两个调节杆远离延伸杆的端部固定连接，所述检测相机能够随调节杆转动至与所夹持密封圈底侧平齐的状态。

通过采用上述技术方案，在对密封圈夹取完毕后，通过动力件来调整检测相机的位置，使其随调节杆转动至与所夹持密封圈底侧平齐的状态，以此对密封圈进行平整度的检测，若不合格则重新夹取新密封圈，合格则进行后续的组装；通过在夹取完毕后立即进行检测，可以及时发现并替换不合格的密封圈，避免了在后续组装过程中才发现问题而导致的返工和浪费。这优化了生产流程，提高了生产效率。

可选的，所述动力件为动力气缸，所述动力气缸的两端分别与固定板一侧和调节杆外周面铰接，所述动力气缸伸缩过程中能够带动调节杆转动。

通过采用上述技术方案，在负压吸盘转动至密封圈组装状态时，能够运转动力气缸带动调节杆转动，调节杆的一端在转动过程中对延伸杆挤压进而带动锁定杆滑动，进而使锁定杆的端部插入至锁定槽内，实现对此状态支撑块和负压吸盘的进一步锁定。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中，在夹爪将四个零件全部夹持后，使夹爪在机械臂作用下移动至组装台上方，且使被夹持的密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖由下至上依次套设在箱盖上的上导杆外周上，夹爪能够同时夹持密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠和高压瓷盖四个部件，一次性完成组装，大大缩短了装配时间，提高了整体的组装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例1的整体结构示意图；

图2是本申请实施例1体现第二夹持件和第四夹持件安装配合的结构示意图；

图3是本申请实施例1体现第三夹持件安装配合的局部剖视结构示意图；

图4是本申请实施例1体现负压吸盘安装配合的局部结构示意图；

图5是本申请实施例1体现牵引件和限位螺钉安装配合的局部结构示意图；

图6是本申请实施例2的整体结构示意图；

图7是本申请实施例2体现锁定杆和复位件安装配合的局部结构示意图；

图8是本申请实施例2体现动力气缸安装配合的局部结构示意图；

图9是本申请实施例2体现检测组件安装配合的局部结构示意图；

图10是本申请实施例3的整体结构示意图；

图11是本申请实施例4的整体结构示意图。

图中，1、固定板；2、第一夹持件；21、支撑块；211、限位块；2111、锁定槽；22、负压吸盘；23、牵引件；231、支撑座；232、牵引气缸；233、衔接块；24、限位螺钉；3、第二夹持件；31、第一气动手指；4、第三夹持件；41、夹持杆；411、夹持部；42、驱动件；421、竖向气缸；43、导向套筒；5、第四夹持件；51、第二气动手指；6、锁定杆；7、调节件；71、调节杆；72、动力件；721、动力气缸；8、复位件；81、压簧；82、挡板；821、延伸杆；83、导向块；831、导向通孔；9、检测组件；91、检测杆；92、检测相机。

具体实施方式

以下结合全部附图，对本申请作进一步详细说明。

实施例

参照图1和图2，一种机械手夹爪，包括固设于机械臂上的固定板1，其中固定板1边沿上分别设有用于装夹密封圈的第一夹持件2、装夹瓷瓶主体的第二夹持件3、装夹胶珠的第三夹持件4和装夹瓷盖的第四夹持件5；固定板1通过螺钉固定在机械臂上，而机械臂能够带动固定板1进行水平、竖直方向的移动和转动；

在对密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖组装过程中，先使用该夹爪将四个零件依次夹持，在夹爪将四个零件全部夹持后，使夹爪在机械臂作用下移动至组装台上方，且使被夹持的密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖由下至上依次套设在箱盖上的上导杆外周上。

参照图2，第二夹持件3包括固设于固定板1边沿上的第一气动手指31，第四夹持件5为固设于固定板1边沿上的第二气动手指51；二者均为常规的气动夹持结构，对应具体的夹持部位能够根据物料的实际外形尺寸进行不同的调整，在此不再赘述。

参照图2和图3，第三夹持件4包括滑设于固定板1边沿上的夹持杆41、带动夹持杆41往复滑动的驱动件42，驱动件42具体为固设在固定板1的竖向气缸421，而固定板1上固设有套设在夹持杆41外周上的导向套筒43，夹持杆41的一端固设有供胶珠套设在外周上的夹持部411；

竖向气缸421运行时能带动夹持杆41沿导向套筒43长度方向往复滑动，夹持部411移动至导向套筒43外部时外周上套设的胶珠通过摩擦力相对固定，夹持部411移动至导向套筒43内时自身外周上套设的胶珠脱落。

参照图4和图5，第一夹持件2包括设置于固定板1边沿上的支撑块21和并排固设于支撑块21上的两个负压吸盘22，支撑块21的一侧与固定板1边沿转动连接，固定板1的侧面上设置有带动支撑块21转动调节的牵引件23；

牵引件23包括固设于固定板1上的支撑座231和一端与支撑座231铰接的牵引气缸232，牵引气缸232的另一端固设有衔接块233，衔接块233远离牵引气缸232的侧面边沿与支撑块21转动连接，负压吸盘22能够随支撑块21向靠近牵引件23的方向往复转动；

当需要夹取密封圈时，牵引气缸232处于收缩状态，使得负压吸盘22保持与导向套筒43平行的状态。这样，负压吸盘22可以准确地吸附住密封圈；当夹爪上已经夹持有高压瓷瓶主体，并且需要进行密封圈的组装时，由于高压瓷瓶主体的长度较长，可能会阻碍负压吸盘22直接对密封圈进行安装，此时，牵引气缸232伸出，带动负压吸盘22转动90度，从而避开高压瓷瓶主体，完成密封圈的组装。

参照图5，支撑块21的侧面上固设有限位块211，其中限位块211上螺纹穿设有限位螺钉24；在牵引气缸232伸出，带动负压吸盘22转动90度时，限位螺钉24的一侧与固定板1一侧抵接，以此来对支撑块21的转动范围进行调节限位。

本申请实施例的实施原理为：

在对密封圈、高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖组装过程中，先使用该夹爪将四个零件依次夹持，在夹爪将四个零件全部夹持后，使夹爪在机械臂作用下移动至组装台上方；

在进行密封圈的组装时，启动牵引气缸232来将其伸缩杆伸出，带动负压吸盘22转动90度，从而避开高压瓷瓶主体，完成密封圈的组装；然后依次将被夹持的高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖由下至上依次套设在箱盖上的上导杆外周上；然后依次将被夹持的高压瓷瓶主体、胶珠以及高压瓷盖由下至上依次套设在箱盖上的上导杆外周上。

实施例

参照图6和图7，本申请实施例与实施例1的不同之处在于，固定板1上滑设有锁定杆6，其中限位块211上开设有供锁定杆6插入的锁定槽2111，而固定板1上设置有带动锁定杆6向靠近限位块211滑动的调节件7、带动锁定杆6向远离限位块211滑动的复位件8，锁定杆6端部在限位螺钉24的一侧与固定板1一侧抵接时插入至锁定槽2111内。

参照图7，复位件8包括压簧81、相对固设于锁定杆6外周上的两个挡板82、固设于固定板1上的导向块83，而导向块83位于挡板82靠近限位块211的侧面，导向块83上开设有供锁定杆6滑动贯穿的导向通孔831，压簧81的两端分别与导向块83和挡板82相互靠近的侧面固定连接。

参照图7和图8，调节件7包括与固定板1相对两侧面铰接的两个调节杆71、带动调节杆71往复转动的动力件72，两个挡板82相互远离的侧面上固设有延伸杆821，动力件72为动力气缸721，动力气缸721的两端分别与固定板1一侧和调节杆71外周面铰接；

在牵引气缸232伸出，带动负压吸盘22转动90度时，能够运转动力气缸721带动调节杆71转动，调节杆71的一端在转动过程中对延伸杆821挤压进而带动锁定杆6滑动，进而使锁定杆6的端部插入至锁定槽2111内，实现对此状态支撑块21和负压吸盘22的进一步锁定。

参照图9，固定板1的下侧设有检测组件9，其中检测组件9包括检测杆91和固设于检测杆91上的检测相机92，检测杆91的两端分别与两个调节杆71远离延伸杆821的端部固定连接，检测相机92能够随调节杆71转动至与所夹持密封圈底侧平齐的状态；

该检测相机92为CCD相机，用于对密封圈的平整度进行检测，可以实时捕捉并反馈密封圈表面的图像信息，使得检测过程更加高效和直观。

本申请实施例的实施原理为：

在对密封圈夹取完毕后，通过动力气缸721来调整检测相机92的位置，使其随调节杆71转动至与所夹持密封圈底侧平齐的状态，以此对密封圈进行平整度的检测，若不合格则重新夹取新密封圈，合格则进行后续的组装；

在牵引气缸232伸出，带动负压吸盘22转动90度时，此时运转动力气缸721带动调节杆71转动，调节杆71的一端在转动过程中对延伸杆821挤压进而带动锁定杆6滑动，进而使锁定杆6的端部插入至锁定槽2111内，实现对此状态支撑块21和负压吸盘22的进一步锁定。

实施例

参照图10，本申请实施例与实施例1的不同之处在于，该机械手夹爪所夹持零件规格和尺寸不同，对具体结构进行适应性的调整。

实施例

参照图11，本申请实施例与实施例1的不同之处在于，该机械手夹爪所夹持零件规格和尺寸不同，对具体结构进行适应性的调整。

除非另作定义，本申请使用的术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请文案中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

本具体实施方式的实施例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，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。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 (4)

1.一种机械手夹爪，其特征在于，包括固设于机械臂上的固定板(1)，所述固定板(1)边沿上分别设有用于装夹密封圈的第一夹持件(2)、装夹瓷瓶主体的第二夹持件(3)、装夹胶珠的第三夹持件(4)和装夹瓷盖的第四夹持件(5)；

所述第一夹持件(2)包括设置于固定板(1)边沿上的支撑块(21)和固设于支撑块(21)上的若干负压吸盘(22)，所述第二夹持件(3)包括固设于固定板(1)边沿上的第一气动手指(31)，所述第三夹持件(4)包括滑设于固定板(1)边沿上的夹持杆(41)、带动夹持杆(41)往复滑动的驱动件(42)，所述第四夹持件(5)为固设于固定板(1)边沿上的第二气动手指(51)；

所述支撑块(21)的一侧与固定板(1)边沿转动连接，所述固定板(1)的侧面上设置有带动支撑块(21)转动调节的牵引件(23)，所述负压吸盘(22)能够随支撑块(21)向靠近牵引件(23)的方向往复转动；所述支撑块(21)的侧面上固设有限位块(211)，所述限位块(211)上设置有限位螺钉(24)，所述限位螺钉(24)的一侧能够在密封圈组装时与固定板(1)一侧抵接；

所述固定板(1)上滑设有锁定杆(6)，所述限位块(211)上开设有供锁定杆(6)插入的锁定槽(2111)，所述固定板(1)上设置有带动锁定杆(6)向靠近限位块(211)方向滑动的调节件(7)、带动锁定杆(6)向远离限位块(211)方向滑动的复位件(8)，所述锁定杆(6)端部在限位螺钉(24)与固定板(1)一侧抵接时能够插入至锁定槽(2111)内；

所述复位件(8)包括压簧(81)、相对固设于锁定杆(6)外周上的两个挡板(82)、固设于固定板(1)上的导向块(83)，所述导向块(83)位于挡板(82)靠近限位块(211)的侧面，所述导向块(83)上开设有供锁定杆(6)滑动贯穿的导向通孔(831)，所述压簧(81)的两端分别与导向块(83)和挡板(82)相互靠近的侧面固定连接；

所述调节件(7)包括与固定板(1)相对两侧面铰接的两个调节杆(71)、带动调节杆(71)往复转动的动力件(72)，两个挡板(82)相互远离的侧面上固设有延伸杆(821)，所述调节杆(71)的一端在转动过程中能够对延伸杆(821)挤压进而带动锁定杆(6)滑动；

所述固定板(1)的下侧设有用于检测密封圈平整度的检测组件(9)，所述检测组件(9)包括检测杆(91)和固设于检测杆(91)上的检测相机(92)，所述检测杆(91)的两端分别与两个调节杆(71)远离延伸杆(821)的端部固定连接，所述检测相机(92)能够随调节杆(71)转动至与所夹持密封圈底侧平齐的状态。

2.根据权利要求1所述的一种机械手夹爪，其特征在于，所述固定板(1)上固设有套设在夹持杆(41)外周上的导向套筒(43)，所述夹持杆(41)的一端固设有供胶珠套设在外周上的夹持部(411)；

所述驱动件(42)用于带动夹持杆(41)沿导向套筒(43)长度方向往复滑动，所述夹持部(411)移动至导向套筒(43)外部时外周上套设的胶珠通过摩擦力相对固定，所述夹持部(411)移动至导向套筒(43)内时自身外周上套设的胶珠脱落。

3.根据权利要求1所述的一种机械手夹爪，其特征在于，所述牵引件(23)包括固设于固定板(1)上的支撑座(231)和一端与支撑座(231)铰接的牵引气缸(232)，所述牵引气缸(232)的另一端固设有衔接块(233)，所述衔接块(233)远离牵引气缸(232)的侧面边沿与支撑块(21)转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种机械手夹爪，其特征在于，所述动力件(72)为动力气缸(721)，所述动力气缸(721)的两端分别与固定板(1)一侧和调节杆(71)外周面铰接，所述动力气缸(721)伸缩过程中能够带动调节杆(71)转动。