CN210735521U

CN210735521U - 一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构

Info

Publication number: CN210735521U
Application number: CN201921859281.0U
Authority: CN
Inventors: 姜礼杰; 原晓伟; 赵梦媛; 杨航; 钱豪; 欧阳凯; 杜孟超
Original assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Current assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2029-10-31

Abstract

本实用新型公开了一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，解决了现有技术中夹爪机构位置不可调、适应性低的问题。本实用新型包括夹爪组件和十字运动座，十字运动座上设有连接箱体，连接箱体通过旋转机构与十字运动座相连接，夹爪组件设置在连接箱体上，且通过滑移驱动机构与连接箱体滑动连接。本实用新型通过十字运动座带动夹爪组件进行横向和纵向移动，实现其位置的首次调节，在滑移驱动机构的作用下夹爪组件进行滑移平动，实现其位置的二次调节，在十字运动座、旋转机构和滑移驱动机构作用下，带动夹爪平移、转动，对夹爪的位置和角度进行调节，以适应不同位置刀具的拆装更换。

Description

一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构

技术领域

本实用新型涉及盾构机换刀机器人技术领域，特别是指一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构。

背景技术

全断面掘进机施工过程中刀具消耗大、更换频繁，现有技术中经常是人工换刀，而人工换刀作业难度大，效率低，而且极易发生安全事故。为保证施工人员的人身安全，避免繁琐的人工换刀，提高换刀效率，节省物力和财力，用换刀机器人代替人工进行盾构机换刀成为目前的一项研究课题。

但是现阶段对换刀机器人的研究较少，尤其是换刀机器人用夹爪机构，现有的夹爪机构是与大臂结构（或其他执行结构）固定连接，其位置不可调，运动方向固定，对不同位置的滚刀夹取不方便，换刀灵活性和换刀效率不高。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，解决了现有技术中夹爪机构位置不可调、适应性低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，包括夹爪组件和十字运动座，十字运动座上设有连接箱体，连接箱体通过旋转机构与十字运动座相连接，夹爪组件设置在连接箱体上，且通过滑移驱动机构与连接箱体滑动连接。

所述十字运动座包括下板座、中板座和上板座，下板座通过纵向滑动机构与中板座相连接，中板座通过横向滑移机构与上板座相连接。

所述纵向滑动机构包括设置在下板座上的纵向滑轨、纵向油缸和设置在中板座底部的纵向滑槽，纵向滑槽与纵向滑轨相配合，纵向油缸的一端与下板座铰接、另一端与中板座铰接；

所述横向滑移机构包括设置在中板座上的横向滑轨、横向油缸和设置在上板座底部的横向滑槽，横向滑槽与横向滑轨相配合，横向油缸的一端与中板座铰接、另一端与上板座铰接。

所述旋转机构包括万向节和旋转油缸，所述旋转油缸位于万向节的外周侧。

所述旋转油缸设有两个，两个旋转油缸的伸缩方向垂直，旋转油缸的一端与上板座铰接、另一端与连接箱体铰接。

所述夹爪组件包括固定爪和移动爪，移动爪与固定爪铰接且通过夹紧油缸实现开合，固定爪的顶部与滑移驱动机构连接。

所述滑移驱动机构包括导轨，导轨固定在连接箱体上，导轨上滑动设有滑块，滑块与固定爪固定连接，滑块上铰接有移动油缸，移动油缸推动滑块沿导轨移动。

所述固定爪和移动爪均为具有弧度的U形夹爪，移动爪通过销轴与固定爪连接；固定爪的夹持端与移动爪的夹持端呈抱合状态，且固定爪夹持端的内壁与移动爪夹持端的内壁上均设有卡紧槽。

本实用新型通过十字运动座带动夹爪组件进行横向和纵向移动，实现其位置的首次调节，在滑移驱动机构的作用下夹爪组件进行滑移平动，实现其位置的二次调节，在十字运动座、旋转机构和滑移驱动机构作用下，带动夹爪平移、转动，对夹爪的位置和角度进行调节，以适应不同位置刀具的拆装更换。本实用新型结构设计巧妙，以最简单有效的结构，实现夹爪组件的调节，对刀具进行牢固夹取与灵活更换，提高工作安全系数和换刀效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，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实用新型的一些实施例，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为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型十字运动座结构示意图。

图3为本实用新型旋转机构结构示意图。

图4为本实用新型夹爪组件第一视图。

图5为本实用新型夹爪组件第二视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，如图1所示，一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，包括夹爪组件1和十字运动座5，十字运动座5上设有连接箱体2，连接箱体2通过旋转机构3与十字运动座5相连接，即连接箱体在旋转机构的作用下能相对十字运动座转动，十字运动座可带动夹爪组件进行横向和纵向移动，实现其位置的首次调节，夹爪组件1设置在连接箱体2上，且通过滑移驱动机构与连接箱体2滑动连接，在滑移驱动机构的作用下夹爪组件进行滑移平动，实现其位置的二次调节，在十字运动座、旋转机构和滑移驱动机构实现夹爪移动调节，以适应不同位置刀具的拆装更换。

进一步，如图2所示，所述十字运动座5包括下板座501、中板座502和上板座503，下板座501、中板座502和上板座503平行叠放式设计，下板座501通过纵向滑动机构与中板座502相连接，实现十字运动座的纵向移动，中板座502通过横向滑移机构与上板座503相连接，实现十字运动座的横向移动。

其中，所述纵向滑动机构包括设置在下板座501上的纵向滑轨504、纵向油缸505和设置在中板座502底部的纵向滑槽506，纵向滑槽506与纵向滑轨504相配合，纵向油缸505的一端与下板座501铰接、另一端与中板座502铰接；在纵向油缸的作用下，推动中板座沿纵向滑轨运动，实现中板座相对下板座的纵向运动。所述横向滑移机构包括设置在中板座502上的横向滑轨507、横向油缸508和设置在上板座503底部的横向滑槽509，横向滑槽509与横向滑轨507相配合，横向油缸508的一端与中板座502铰接、另一端与上板座503铰接，即在横向油缸的作用下，推动上板座沿横向滑轨运动，实现上板座相对中板座的横向运动。在三个板座的作用下，夹爪组件整体实现横向平移和纵向平移，改变其位置，用于对不同位置处刀具的更换。

更进一步，如图3所示，所述旋转机构3包括万向节301和旋转油缸302，所述旋转油缸302位于万向节301的外周侧。万向节301的两端分别与上板座、连接箱体相连接，实现连接箱体相对上板座的转动。所述旋转油缸302设有两个，两个旋转油缸302的伸缩方向垂直，旋转油缸302的一端与上板座503铰接、另一端与连接箱体2铰接，即两个旋转油缸成空间十字形设置，其伸缩时带动连接箱体同向转动，使连接箱体绕万向节转动，进而实现夹爪的转动。

实施例2，如图4和5所示，一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，所述夹爪组件1包括固定爪101和移动爪102，移动爪102与固定爪101铰接且通过夹紧油缸108实现开合，即在夹紧油缸的伸缩作用下，移动爪相对固定爪移动，实现对刀具的抓紧与否。固定爪101的顶部与滑移驱动机构连接，在滑移驱动机构的作用下固定爪和移动爪能进行滑移平动，实现其位置的改变，以适应不同位置刀具的拆装更换。

进一步，所述滑移驱动机构包括导轨105，导轨105固定在连接箱体2上，导轨105上滑动设有滑块103，滑块103与固定爪101固定连接，滑块103上铰接有移动油缸106，移动油缸106推动滑块103沿导轨105移动。夹爪组件位置调节时，控制移动油缸伸缩，推动滑块带动固定夹爪沿导轨移动，实现其水平轴向位置的调节。滑块103为凹字型座，凹字型座扣合在导轨的梯形槽上，保持凹字型座的稳定性，同时实现移动油缸的不干涉连接和平稳伸缩。

其中，所述固定爪101和移动爪102均为具有弧度的U形夹爪，使夹爪具有同步运动的两个夹持指，分别夹持在刀具的两侧，实现平稳牢固夹持。移动爪102通过销轴104与固定爪102连接；在加紧油缸的作用下移动爪绕销轴相对固定爪移动，实现其夹爪的开合。固定爪101的夹持端与移动爪102的夹持端呈抱合状态，且固定爪101夹持端的内壁与移动爪102夹持端的内壁上均设有卡紧槽109。卡紧槽与刀具的刀轴相配合，使夹爪能牢固卡住刀轴，防止在夹取过程中出现滑动。夹紧油缸的一端铰接在固定爪101上的凹槽内、另一端铰接在移动爪102上的凹槽内，使夹紧油缸的表面不超过固定爪101和移动爪102的外表面，防止夹取过程中夹紧油缸与其他固定部件产生干涉，提高夹爪的灵活性。

其他结构与实施例1相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：包括夹爪组件（1）和十字运动座（5），十字运动座（5）上设有连接箱体（2），连接箱体（2）通过旋转机构（3）与十字运动座（5）相连接，夹爪组件（1）设置在连接箱体（2）上，且通过滑移驱动机构与连接箱体（2）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：所述十字运动座（5）包括下板座（501）、中板座（502）和上板座（503），下板座（501）通过纵向滑动机构与中板座（502）相连接，中板座（502）通过横向滑移机构与上板座（503）相连接。

3.根据权利要求2所述的可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：所述纵向滑动机构包括设置在下板座（501）上的纵向滑轨（504）、纵向油缸（505）和设置在中板座（502）底部的纵向滑槽（506），纵向滑槽（506）与纵向滑轨（504）相配合，纵向油缸（505）的一端与下板座（501）铰接、另一端与中板座（502）铰接；

所述横向滑移机构包括设置在中板座（502）上的横向滑轨（507）、横向油缸（508）和设置在上板座（503）底部的横向滑槽（509），横向滑槽（509）与横向滑轨（507）相配合，横向油缸（508）的一端与中板座（502）铰接、另一端与上板座（503）铰接。

4.根据权利要求1或2或3所述的可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：所述旋转机构（3）包括万向节（301）和旋转油缸（302），所述旋转油缸（302）位于万向节（301）的外周侧。

5.根据权利要求4所述的可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：所述旋转油缸（302）设有两个，两个旋转油缸（302）的伸缩方向垂直，旋转油缸（302）的一端与上板座（503）铰接、另一端与连接箱体（2）铰接。

6.根据权利要求1或5所述的可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：所述夹爪组件（1）包括固定爪（101）和移动爪（102），移动爪（102）与固定爪（101）铰接且通过夹紧油缸（108）实现开合，固定爪（101）的顶部与滑移驱动机构连接。

7.根据权利要求6所述的可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：所述滑移驱动机构包括导轨（105），导轨（105）固定在连接箱体（2）上，导轨（105）上滑动设有滑块（103），滑块（103）与固定爪（101）固定连接，滑块（103）上铰接有移动油缸（106），移动油缸（106）推动滑块（103）沿导轨（105）移动。

8.根据权利要求7所述的可精确调整的换刀机器人用夹爪机构，其特征在于：所述固定爪（101）和移动爪（102）均为具有弧度的U形夹爪，移动爪（102）通过销轴（104）与固定爪（101）连接；固定爪（101）的夹持端与移动爪（102）的夹持端呈抱合状态，且固定爪（101）夹持端的内壁与移动爪（102）夹持端的内壁上均设有卡紧槽（109）。