CN201389856Y - 一种自动化设备的夹持机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化设备的夹持机构使得在通有正或反向电流时，电磁铁产生磁场同永磁体发生力的相互作用吸引固定有电磁铁或永磁体的执行部件在力的作用下改变位置，从第一稳态位置到达第二稳态位置，且断电时通过永磁体对电磁铁铁芯的磁力达到执行部件位置的保持，通过改变电流流向达到放开工件的目的。本实用新型的自动化设备的夹持执行机构利用带铁芯的电磁铁和永磁体作用实现工件的夹持和放松，能在特定的位置提供足够的通电触发力及断电保持力，具有结构简单，动作可靠，省电以及成本低廉的优点。

Description

一种自动化设备的夹持机构

技术领域

本实用新型涉及一种自动化设备执行机构，尤其是一种自动化设备的夹持机构。

背景技术：

现有技术中，电磁铁被广泛应用在继电器、电磁锁、电磁起重机以及电磁阀的牵引模块中，其中小型电磁铁较多的应用在自动化设备上的控制部分，如继电器和电磁阀。而在自动化设备的执行机构上因为电磁铁行程较短，以及输出力不恒定等原因应用很少，通常都是使用汽缸驱动，虽然汽缸具有输出力稳定、可做到足够长行程的特点而在自动化设备执行机构上得到了广泛的应用，但是在短行程的自动化设备执行机构中，尤其是执行机构中的夹持机构中，使用汽缸会使得制造应用的费用较高，又要配合电磁阀等气动元器件使用使得结构复杂，而且响应速度也不够快。

发明内容：

本实用新型解决的技术问题是提供一种经济、结构简单、动作可靠以及反应速度快的自动化设备夹持机构。

本实用新型的技术方案是提供一种自动化设备的夹持机构，包括壳体，固定设置在所述壳体上的轴，可转动地套接在所述轴上的第一夹持手和第二夹持手，其特征在于：所述第一夹持手和第二夹持手上分别设置有带铁芯的第一电磁铁和第一永磁体，所述壳体上设置有带铁芯的第二电磁铁和第二永磁体，所述第一电磁铁和所述第一永磁体与所述第二电磁铁和第二永磁体交叉间隔布置。

本实用新型的另一种技术方案是提供一种自动化设备的夹持机构，包括壳体，设置在所述壳体上的定位挡板，所述壳体上还设置有内附铁磁性套管的电磁线圈和带铁芯的电磁铁，一执行杆一端设置有位于所述电磁铁和电磁铁之间的永磁体，所述执行杆另一端从所述的铁磁性套管中伸出与所述定位挡板形成钳口。

本实用新型的另一种技术方案是提供一种自动化设备的夹持机构，其内侧设置有至少一个扇形永磁体，所述壳体上还设置有一端伸出壳体的转轴，所述转轴上设置有扇形带铁芯的电磁铁。

本实用新型的另一种技术方案是提供一种自动化设备的夹持机构，包括基座，所述基座上间隔设置至少三个带铁芯的电磁铁，两导向轴固定在所述基座上，两夹持手上均设置有永磁体，可轴向移动地套接在所述导向轴上，分别位于相邻的两电磁铁之中。

本实用新型的另一种技术方案是提供一种自动化设备的夹持机构，包括基座，所述基座上间隔设置至少三个带铁芯的电磁铁，直线导轨滑轨固定在所述基座上，两直线导轨滑块可轴向移动地套接在所述直线导轨滑轨上，分别位于相邻的两电磁铁之中，两夹持手分别固定在所述的两个直线导轨滑块上，所述两夹持手上均设置有永磁体。

本实用新型的自动化设备的夹持机构充分利用了磁铁对铁及磁铁的力随相互间距离的减少成倍增加的性质以及同性相斥，异性相吸的原理，合理设计夹持机构电磁铁和永磁铁的布置，以及电磁铁通正、反向电流时的磁极和永磁体磁极，使得在通有正或反向电流时，电磁铁产生磁场同永磁体发生力的相互作用吸引固定有电磁铁或永磁体的执行部件在力的作用下改变位置，从第一稳态位置到达第二稳态位置，且断电时通过永磁体对电磁铁铁芯的磁力达到执行部件位置的保持，通过改变电流流向达到放开工件的目的。本实用新型的自动化设备的夹持执行机构利用带铁芯的电磁铁和永磁体作用实现工件的夹持和放松，能在特定的位置提供足够的通电触发力及断电保持力，具有结构简单，动作可靠，省电以及成本低廉的优点。

附图说明：

图1为本实用新型第一较佳实施例对称型磁爪式电磁铁夹持机构的结构示意图。

图2为图1沿A-A的剖面图。

图3为本实用新型第二较佳实施例单动型磁爪式电磁铁夹持机构的结构示意图。

图4为本实用新型第三较佳实施例旋转型磁缸式电磁铁夹持机构的结构示意图。

图5为图4沿B-B的剖面图。

图6为图4右视图。

图7为本实用新型第四较佳实施例直线轴承型磁爪式电磁铁夹持机构的结构示意图。

图8为图7沿C-C的剖面图。

图9为图7俯视图。

图10为本实用新型第五较佳实施例直线导轨型磁爪式电磁铁夹持机构的结构示意图。

图11为图10沿D-D的剖面图。

图12为本实用新型第一较佳实施例对称型磁爪式电磁铁夹持机构在夹持带状条状材料时的外加夹持臂的结构示意图。

图13为本实用新型第一较佳实施例对称型磁爪式电磁铁在夹持固态硬质有空间体积材料时的外加夹持臂的结构示意图。

图14为本实用新型第三较佳实施例旋转型磁缸式电磁铁夹持机构的改进结构示意图。

具体实施方式：

如图1和图2所示，本实用新型的第一较佳实施例对称型磁爪式电磁铁夹持机构包括方形壳体8，固定设置在壳体8前后板下方中部的轴9，可转动地套接在轴9上的第一夹持手1和第二夹持手2，第一夹持手1和第二夹持手2的末端伸出壳体8上盖板3上的孔10和11，孔10和11的宽度限制了第一夹持手1和第二夹持手2的转动范围，第一夹持手1和第二夹持手2上分别设置有带铁芯的电磁铁6和永磁体4，壳体8两侧板的内侧分别固定有带铁芯的电磁铁5和永磁体7；电磁铁5，6和永磁体4，7呈交叉间隔布置。

本较佳实施例的对称型磁爪式电磁铁夹持机构，在通正向电流时，电磁铁5和6就会有磁性，使得永磁体4和电磁铁6相互吸引，永磁体4和电磁铁5相互排斥，永磁体7和电磁铁6相互排斥，这样第一夹持手1和第二夹持手2就闭合了，断电以后，电磁铁5和6的磁性逐渐消失，但是由于电磁铁6内部还有铁芯和永磁体4相互吸合，所以第一夹持手1和第二夹持手2继续保持闭合。断电后再通反向电流，电磁铁5和6各自产生与通正向电流相反的磁性，使得永磁体4和电磁铁6相互排斥，永磁体4和电磁铁5相互吸引，永磁体7和电磁铁6相互吸引，这样第一夹持手1和第二夹持手2就分开了，断电后由于电磁铁5和6内部还有铁芯分别和永磁体4和7相互吸引，使得第一夹持手1和第二夹持手2保持分开的状态。

如图3所示，本实用新型的第二较佳实施例单动型磁爪式电磁铁夹持机构包括壳体17，以及设置在壳体17外部上方的定位挡板12，壳体17内部上方和下方分别固定有内附铁磁性套管14的电磁线圈15和带铁芯的电磁铁18，一执行杆13一端设置有位于电磁铁15和电磁铁18之间的永磁体16，另一端从铁磁性套管14中伸出与定位挡板12形成可固定工件的钳口。

本较佳实施例的单动型磁爪式电磁铁夹持机构，在通正向电流时，电磁铁15和18就会有磁性，使得电磁铁15和永磁体16相互吸引，永磁体16和电磁铁18相互排斥，这样执行杆13向上运动和定位挡板12闭合了，断电以后，电磁铁15和18的磁性逐渐消失，但是由于铁磁性套管14和永磁体16相互吸引，所以执行杆13和定位挡板12继续保持闭合。断电后再通反向电流，电磁铁15和18各自产生与通正向电流相反的磁性，使得永磁体16和电磁铁15相互排斥，永磁体16和电磁铁18相互吸引，执行杆13向下运动，这样执行杆13和定位挡板12就分开了，断电后由于电磁铁18内部还有铁芯和永磁体16相互吸引，使得执行杆13和定位挡板12保持分开的状态。

如图4和图5所示，本实用新型的第三较佳实施例旋转型磁缸式电磁铁夹持机构包括圆柱形壳体20，其内侧设置有扇形永磁体19，壳体20的轴向设置转轴21，转轴21由轴承23和24支撑，其一端伸出壳体20外，转轴21上设置有扇形带贴芯电磁铁22。

本较佳实施例的磁缸式电磁铁夹持机构，在通正向电流时，电磁铁22就会有磁性，使得电磁铁22和永磁体19的N极端或S极端相互吸引，同时与永磁体19另一端S极端或N极端相互排斥，这样就会带动转轴21旋转，转轴21的伸出端上可固定摆动杆47(如图6所示)抵压工件。当断电以后，电磁铁22的磁性逐渐消失，但是由于电磁铁22内部还有铁芯与永磁体的N极端或S极端保持吸引，使得摆动杆47继续抵压工件。当断电后再通反向电流，电磁铁22产生与通正向电流时相反的磁性，使得和永磁体19的N极端或S极端相互排斥，同时与永磁体19另一端S极端或N极端相互吸引，带动转轴21反方向旋转，摆动杆47释放工件，断电后继续保持释放状态。

如图7，图8和图9所示，本实用新型的第四较佳实施例直线轴承型磁爪式电磁铁夹持机构包括纵长基座26，基座26沿轴向间隔设置三个带铁芯电磁铁28、30和32，导向轴25和27固定在基座26上，夹持手29和31通过直线轴承311和313可轴向移动地套接在导向轴25和27上，分别位于相邻的两个电磁铁28、30和32的间隙中，夹持手29和31上均设置有永磁体312。

本较佳实施例的直线轴承型磁爪式电磁铁夹持机构，在通正向电流时，电磁铁28和32会产生与电磁铁30相反的磁性，使得电磁铁30和夹持手29和31相互排斥，同时电磁铁28和32与夹持手29和31相互吸引，这样夹持手29和31相互分离。当断电以后，电磁铁28、30和32的磁性逐渐消失，但是由于电磁铁28和32铁芯与夹持手29和31上的永磁体保持吸引，使得夹持手29和31继续保持分离。当断电后再通反向电流，电磁铁28，30和32各自会产生与通正向电流时相反的磁性，使得电磁铁30和夹持手29和31相互吸引，同时电磁铁28和32与夹持手29和31相互排斥，夹持手29和31相向运动夹紧工件，断电后由于电磁铁30的铁芯与夹持手29和31上的永磁体保持吸引，使得夹持手29和31继续保持夹持状态。

如图10和图11所示，本实用新型的第五较佳实施例直线导轨型磁爪式电磁铁夹持机构包括纵长基座33，沿基座33轴向间隔设置三个带铁芯电磁铁35、38和41，直线导轨滑轨34固定在基座33上，直线导轨滑块37和39通过相互配合的钩和槽可轴向移动地套接在直线导轨滑轨34上，分别位于相邻的两个电磁铁35、38和41的间隙中，夹持手36和40分别固定在直线导轨滑块37和39上，夹持手36和40均设置有永磁体401。

本较佳实施例的直线导轨型磁爪式电磁铁夹持机构，在通正向电流时，电磁铁35和41会产生与电磁铁38相反的磁性，使得电磁铁38和夹持手36和40相互排斥，同时电磁铁35和41与夹持手36和40相互吸引，这样夹持手36和40相互分离。当断电以后，电磁铁35、38和41的磁性逐渐消失，但是由于电磁铁35和41铁芯与夹持手36和40上的永磁体保持吸引，使得夹持手36和40继续保持分离。当断电后再通反向电流，电磁铁35、38和41各自会产生与通正向电流时相反的磁性，使得电磁铁38和夹持手36和40相互吸引，同时电磁铁35和41与夹持手36和40相互排斥，夹持手36和40相向运动夹紧工件，断电后由于电磁铁38的铁芯与夹持手36和40上的永磁体保持吸引，使得夹持手36和40继续保持夹持状态。

本实用新型的电磁铁夹持机构可根据工件形状的不同，安装不同的夹持手。如图12所示，本实用新型第一较佳实施例中的对称型磁爪式电磁铁夹持机构在夹持带状条状材料时，可在第一夹持手1和第二夹持手2上通过螺钉等业界常用手段固定两楔形带平整钳口的夹持手扩展块42和43。又如图13所示，该对称型磁爪式电磁铁夹持机构在夹持固态硬质有空间体积材料46时，可在第一夹持手1和第二夹持手2上固定连接两宽口夹持手扩展块44和45。

根据本实用新型的构思，第三较佳实施例旋转型磁缸式电磁铁夹持机构可做如下改进，圆柱形壳体20的至少一个圆形底面上设置弧形轨道50，两个扇形永磁体48和49可沿弧形轨道滑动地固定在壳体上，如图14所示。

Claims (5)

1.一种自动化设备的夹持机构，包括壳体(8)，固定设置在所述壳体上的轴(9)，可转动地套接在所述轴上的第一夹持手(1)和第二夹持手(2)，其特征在于：所述第一夹持手(1)和第二夹持手(2)上分别设置有带铁芯的第一电磁铁(6)和第一永磁体(4)，所述壳体(8)上设置有带铁芯的第二电磁铁(5)和第二永磁体(7)，所述第一电磁铁(6)和所述第一永磁体(4)与所述第二电磁铁(5)和第二永磁体(7)交叉间隔布置。

2.根据权利要求1所述的自动化设备的夹持机构，其特征在于：所述壳体(8)的上盖板(3)设置有孔(10)和孔(11)，所述第一夹持手(1)和第二夹持手(2)的末端分别伸出的孔(10)和孔(11)，所述孔(10)和孔(11)的宽度限制了第一夹持手(1)和第二夹持手(2)的转动范围。

3.根据权利要求4所述的自动化设备的夹持机构，其特征在于：所述圆柱形壳体内侧设置有两个位置相对可调的扇形永磁体(48，49)。

4.根据权利要求4所述的自动化设备的夹持机构，其特征在于：所述转轴伸出壳体的一端可外接夹持臂(47)。

5.根据权利要求7所述的自动化设备的夹持机构，其特征在于：所述两夹持手与所述导向轴之间均设置有直线轴承(311、313)。

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