CN204078880U - 一种机械夹具和包含该机械夹具的机械抓取搬运装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机械夹具和包含该机械夹具的机械抓取搬运装置。所述机械夹具下方具有包括成折线形一体化成型的前臂16和后臂17且连接机械臂安装板10的机械臂12；所述机械臂安装板10上部设有气缸7，下部设有机械臂动作托盘11，气缸7的活塞杆连接机械臂动作托盘11并带动其往复运动，进而带动前臂16和后臂17往复转动，从而实现机械臂12的张开与抓取；所述后臂17具有垫板安装槽13，槽内设有弹性件9。所述机械抓取搬运装置包括多个机械夹具5；它们通过上方的直线滑块4连接到夹具梁3上并能在其上双向滑动；在所述夹具梁3的中部具有电磁二位五通阀2，其可控制压缩空气进入各个机械夹具5上的气缸7内，进而控制活塞杆的运动。
Description
技术领域
本实用新型属于机械夹具设备技术领域。
背景技术
机械抓取搬运装置是能够模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等方面。与工人相比，机械抓取搬运装置表现出很多优势，它不仅可以把工人从重复劳动和有害工作中解放出来，还具有较高的灵活性和精度，并可以搬运各种零件，不管是精细的还是笨重的，在许多生产领域对提高生产的自动化水平，提高劳动生产率、产品质量、经济效益及改善工人作业条件等发面起到不可替代的作用。许多劳动条件恶劣，要求生产质量稳定的场合使用机械抓取搬运装置是社会发展的必然趋势。
现有技术中的机械抓取搬运装置普遍存在一个弊端：机械抓取搬运装置抓取部位通常为硬质材料例如金属，在抓取物品尤其是脆性物品例如陶瓷制品时容易损坏被抓物品；特别是在抓取形状不规则的物品或温度较高的物品时，不能很好的固定物品，容易使物品脱落。
在煅烧高岭土领域，被抓物品是盛有高岭土的匣钵，该匣钵呈圆筒形，由陶瓷或粘土耐火材料制成，质脆易碎，在机械抓取搬运装置的夹具夹得过紧时，容易被夹碎，但夹得太松又夹不起来或虽然勉强夹起来但容易脱落而摔碎。此外，工业上为了规模化操作，一套机械抓取搬运装置往往同时设有多个机械夹具，在控制系统的统一控制下同时夹取多个匣钵，但不同的匣钵之间，在尺寸和形状上并非严格一致，往往存在着尺寸上的差异，这些差异是在匣钵本身的加工过程中产生的固有差异。这产生了问题，因为多个机械夹具是由一套控制系统统一控制的，其夹取的力度也是统一控制的，当较大的匣钵被刚好夹取时，较小的匣钵可能夹不起来或夹不牢固；当较小的匣钵被刚好夹取时，较大的匣钵可能已经被过分夹取而被夹碎。
因此，本领域需要一种可以在抓取过程中既能确保夹取物品又能保护物品的机械夹具以及包含该机械夹具的机械抓取搬运装置。
上述目标通过本实用新型的装置实现。
实用新型内容
本实用新型第一方面涉及一种机械夹具5，其下方具有4个机械臂12，每一机械臂12包括成折线形一体化成型的前臂16和后臂17，每一机械臂12在其前臂16和后臂17的连接部通过轴15与固定在机械臂安装板10下方的连接板18连接；所述机械臂安装板10上部设有气缸7,下部设有机械臂动作托盘11,气缸7的活塞杆与机械臂动作托盘11之间以贯穿所述机械臂安装板10设置的连接杆14连接；所述气缸7内部具有活塞杆缩到位6和活塞杆伸到位8，活塞杆在气缸缩到位6和气缸伸到位8之间往复运动，带动连接杆14和机械臂动作托盘11往复运动，而所述前臂16被设置成能随所述机械臂动作托盘11的往复运动而往复转动，并带动后臂17往复转动，从而实现机械臂12的张开与抓取；所述后臂17具有垫板安装槽13，槽内设有弹性件9，用于与待抓取的物品接触。
其中，所述弹性件9优选由柔性耐高温材料制成，所述柔性耐高温材料优选为聚氨酯，因为聚氨酯具有耐高温(130-150℃)、耐磨损(0.01-0.10cm3/1.61km，约为橡胶的3-5倍)、弹性好等性质，将其安装于垫板安装槽13内，用于与待抓取物品接触，一方面可起到缓冲作用，有效防止夹具对物品的损坏；另一方面由于其本身具有弹性，对于形状不规则或者尺寸并非严格一致的物品，均可以抓取，因为该弹性件能够靠其自身弹性形变抵消被抓物品尺寸不严格一致的问题；并且其可以用于温度低于130℃的高温物体的抓取与运输。
在本实用新型优选的实施方案中，所述机械臂动作托盘11为工字型，所述前臂16卡在该工字型机械臂动作托盘11的两个平行横梁之间。
在本实用新型优选的实施方案中，所述气缸7是以压缩空气为工作介质的气缸。
本实用新型第二方面涉及一种机械抓取搬运装置，其包括多个上述机械夹具5；每一机械夹具5通过其上方的直线滑块4连接到夹具梁3上，所述直线滑块4能在所述夹具梁3上双向滑动；在所述夹具梁3的中部具有电磁二位五通阀2，所述电磁二位五通阀2在控制系统1的控制下，控制压缩空气进入各个机械夹具5上的气缸7内，进而控制活塞杆的运动。
在该实用新型的机械夹具和机械抓取搬运装置中，通过压缩空气作为工作介质来控制气缸中活塞杆的运动，这是因为空气没有特殊的有害性能、没有起火危险、不怕超负荷且能在许多不利环境下工作，同时，压缩空气的可压缩性强，故压缩空气具有一定的缓冲性，相比之下，液压油等液体工作介质则因其可压缩性差而不具有缓冲性。故以压缩空气作为工作介质，其施力过程相对柔和，避免对待抓取物品的猛然施力而造成物品破碎。此外，在夹具将被夹物品夹得过紧时，产生的反作用力能够通过活塞杆反作用于该压缩空气，该压缩空气可压缩性造成的缓冲作用能够使活塞杆不再继续夹紧被夹物品，也有利于保护物品不被夹碎。
附图说明
图1为本实用新型的机械抓取搬运装置中的单个机械夹具的示意图。
图2为本实用新型的机械抓取搬运装置的示意图。
其中各附图标记含义如下：
1、控制系统；2、电磁二位五通阀；3、夹具梁；4、直线滑块；5、机械夹具；6、活塞杆缩到位；7、气缸；8、活塞杆伸到位；9、弹性件；10、机械臂安装板；11、机械臂动作托盘；12、机械臂；13、垫板安装槽；14、连接杆；15、轴；16、前臂；17、后壁；18、连接板。
具体实施方式
本实用新型涉及一种机械夹具和包含该机械夹具的机械抓取搬运装置，下面结合附图对其进一步进行说明。
如图1所示，机械夹具5的下方具有4个机械臂12，每一机械臂12包括成折线形一体化成型的前臂16和后臂17，每一机械臂12在其前臂16和后臂17的连接部通过轴15与固定在机械臂安装板10下方的连接板18连接；所述机械臂安装板10上部设有气缸7,下部设有机械臂动作托盘11,气缸7与机械臂动作托盘11之间以贯穿所述机械臂安装板10设置的连接杆14连接；所述气缸7内部具有活塞杆缩到位6和活塞杆伸到位8，活塞杆在气缸缩到位6和气缸伸到位8之间往复运动，带动连接杆14和机械臂动作托盘11往复运动，而所述前臂16被设置成能随所述机械臂动作托盘11的往复运动而往复转动，并带动后臂17往复转动，从而实现机械臂12的张开与抓取；所述后臂17具有垫板安装槽13，槽内设有弹性件9，用于与待抓取的物品接触。
如图2所示，本实用新型的机械抓取搬运装置包括多个图1的机械夹具5；每一机械夹具5通过其上方的直线滑块4连接到夹具梁3上，所述直线滑块4能在所述夹具梁3上双向滑动；在所述夹具梁3的中部具有电磁二位五通阀2，所述电磁二位五通阀2在控制系统1的控制下，控制压缩空气进入各个机械夹具5上的气缸7内，进而控制活塞杆的运动。
当控制系统1发出信号后，电磁二位五通阀2控制压缩空气进入各个机械夹具5上的气缸7内，进而控制活塞杆的运动。当控制系统1发出闭合信号时，气缸7中的活塞杆运动至活塞杆缩到位6处，活塞杆带动连接杆14连同机械臂动作托盘11向上运动，从而带动机械臂12闭合，抓取物品。物品被抓取后，控制系统1通过控制电磁二位五通阀2来控制直线滑块4向一侧滑动，将物品搬运至目的地。当控制系统1发出张开信号时，气缸7中的活塞杆运动至活塞杆伸到位8处，活塞杆带动连接杆14连同机械臂动作托盘11向下运动，从而带动机械臂12张开，将抓取的物品放下。物品被放下后，控制系统1通过控制电磁二位五通阀2来控制直线滑块4向另一侧滑动，回到起始地，重复上述操作。
使用该实用新型的抓取搬运装置抓取物品时，至少可以保证有三个机械臂与物品接触，避免物品脱落；同时在垫板安装槽13内装有弹性件9，用于与待抓取物品接触，一方面可起到缓冲作用，有效防止夹具对物品的损坏；另一方面由于其本身具有弹性，对于形状或大小并非严格一致的物品均可以同时批量抓取；并且其可以用于高温物体的抓取与运输。
实施例
实施例1：用于煅烧高岭土行业中匣钵的卸料和码垛
匣钵是一种窑具，其是由粘土质材料成型后经高温焙烧而成，在煅烧高岭土行业中用于盛放高岭土并入窑煅烧。匣钵在出窑冷却并运动至卸料和码垛工序时，温度约为80-100℃，原来一直由工人带着厚厚的隔热手套人工卸料和码垛，劳动强度大且效率低下。一直想用机械夹具对匣钵进行卸料和码垛操作，但由于匣钵加工精度的限制，即便是同一批制成的匣钵，其在尺寸上也有多达±5mm的波动，且也未必为规则的圆筒形，这给大批量匣钵的规模化抓取造成了困难。使用本实用新型的机械夹具和机械抓取搬运装置且垫板安装槽13内的弹性件9由聚氨酯材料制成，能成功地对出窑的匣钵进行卸料和码垛。实践中发现，当抓取并搬运的匣钵数量为1000时，匣钵破碎率为0，磨损程度极低。相比之下，如果不增设该弹性件9，同样抓取1000个匣钵时，有近90个匣钵未被成功抓取，另有18个匣钵被夹碎。
本实用新型的优点：
1、本实用新型的装置在抓取过程中既能确保夹取物品又能保护物品，对物品的损坏或磨损程度大大降低；
2、可以同时抓取并搬运若干个形状或大小并非严格一致的物品；
3、可以抓取并搬运高温物品。
Claims (4)
1.一种机械夹具(5)，其下方具有4个机械臂(12)，每一机械臂(12)包括成折线形一体化成型的前臂(16)和后臂(17)，每一机械臂(12)在其前臂(16)和后臂(17)的连接部通过轴(15)与固定在机械臂安装板(10)下方的连接板(18)连接；其特征是：所述机械臂安装板(10)上部设有气缸(7),下部设有机械臂动作托盘(11),气缸(7)的活塞杆与机械臂动作托盘(11)之间以贯穿所述机械臂安装板(10)设置的连接杆(14)连接；所述气缸(7)内部具有活塞杆缩到位(6)和活塞杆伸到位(8)，活塞杆在气缸缩到位(6)和气缸伸到位(8)之间往复运动，带动连接杆(14)和机械臂动作托盘(11)往复运动，而所述前臂(16)被设置成能随所述机械臂动作托盘(11)的往复运动而往复转动，并带动后臂(17)往复转动，从而实现机械臂(12)的张开与抓取；所述后臂(17)具有垫板安装槽(13)，槽内设有弹性件(9)，用于与待抓取的物品接触。
2.根据权利要求1所述的机械夹具，其特征是所述机械臂动作托盘(11)为工字型，所述前臂(16)卡在该工字型机械臂动作托盘(11)的两个平行横梁之间。
3.根据权利要求1所述的机械夹具，其特征是所述气缸(7)是以压缩空气为工作介质的气缸。
4.一种机械抓取搬运装置，其包括多个如权利要求1所述的机械夹具(5)；每一机械夹具(5)通过其上方的直线滑块(4)连接到夹具梁(3)上，所述直线滑块(4)能在所述夹具梁(3)上双向滑动；其特征是：在所述夹具梁(3)的中部具有电磁二位五通阀(2)，所述电磁二位五通阀(2)在控制系统(1)的控制下，控制压缩空气进入各个机械夹具(5)上的气缸(7)内，进而控制活塞杆的运动。
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