CN210791022U - 一种夹持装置及使用该夹持装置的机械臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种夹持装置及使用该夹持装置的机械臂，属于机械臂附加件技术领域。本实用新型包括夹持单元、转向单元和安装杆，安装杆和夹持单元通过转向单元相连，转向单元包括第一旋转关节、第二旋转关节和第二连杆，各旋转关节的旋转轴线互为异面直线或相交，旋转关节之间通过第二连杆相连；夹持单元包括内环机构与外环机构，内环机构设置有滚轮轴承，内环机构与外环机构通过滚轮轴承滚动连接，内环机构上设置有夹紧螺栓，外环机构上设置有调节孔，调节孔与螺纹孔相匹配。本实用新型通过安装杆将夹持装置安装于机械臂的自由端，所述转向单元设置有2个旋转关节，使得夹持装置相对于机械臂的自由端可以进行更为灵活的运动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械臂附件技术领域，特别涉及一种安装在机械臂手腕上的机械臂用夹紧附件。
背景技术
现有工业生产中常常借助机械臂来减轻工作人员的劳动强度，并提高工作效率。
如CN2013208783250公开的“机械臂”，包括后臂、旋转关节、前臂和平衡部件；后臂的一端与安装面铰接、另一端与旋转关节铰接；前臂的一端与旋转关节铰接，并在铰接处设置有第一制动装置；后臂相对于旋转关节旋转的转轴垂直于前臂相对于旋转关节旋转的转轴；平衡部件的一端与安装面连接、另一端铰接在后臂的中部；机械手安装在前臂的另一端，通过机械用于夹持各种工件。
如CN2017210053682公开的“一种多功能机械臂钻床”，包括机箱，机箱底部固定连接有底板，底板顶部通过安装台固定连接有机架，机架顶部固定连接有伸缩杆，伸缩杆远离机架的一端通过第二销轴转动连接有伸缩臂，伸缩臂一端固定连接有辅助块，伸缩臂远离辅助块的一端固定连接有转动工作箱，转动工作箱内腔一侧设置有第一电机，第一电机的输出轴固定连接有第一齿轮，第一齿轮啮合连接有第二齿轮，第二齿轮通过连接轴固定连接有伸缩装置，伸缩装置外壁一侧固定连接有转接块，转接块底部固定连接有固定架，固定架底部固定连接有第二液压缸，第二液压缸通过第二液压杆固定连接有连接块，连接块远离第二液压缸的一端固定连接有钻机。
如CN2018103619721公开的“电动汽车换电机械臂”，包括立柱，在立柱的一侧设置有连接块，在连接块与立柱之间设置有控制连接块在竖直方向上平动的连接块竖向平动控制机构；在连接块水平方向上的一侧设置有呈水平的旋转臂，旋转臂的一端可转动的连接在连接块上并形成旋转中心，且使得旋转臂能够以所述旋转中心进行水平旋转；在旋转臂上背离连接块一端的下方设置有电池取放机构，所述电池取放机构包括多个吸口朝下设置吸盘。
上述的工具一般都是直接固定在机械臂的前臂上，工具只能随机械臂移动，但是工具无法相对于机械臂的固定点任意转动。因此，工具的使用灵活性有所欠缺。
实用新型内容
1.要解决的问题
本实用新型的目的在于，针对现有技术中工具附接在机械臂上时操作不方便的问题，提供了一种带夹持装置的机械臂，该装置通过设置有2个旋转关节的转向单元使得夹持装置可以在机械臂上灵活设置，并且夹持装置提高了机械臂的使用便捷性，使得操作更加方便。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种机械臂用夹持装置，包括夹持单元、转向单元和安装杆，安装杆和夹持单元通过转向单元相连，转向单元包括第一旋转关节、第二旋转关节和第二连杆，第一旋转关节和第二旋转关节的旋转轴线互为异面直线或相交，第一旋转关节和第二旋转关节通过第二连杆相连接；夹持单元包括内环机构与外环机构，内环机构设置有滚轮轴承，内环机构与外环机构通过滚轮轴承滚动连接，内环机构设置有至少两个夹紧螺栓，外环机构设置有与上述夹紧螺栓相配合的调节孔。
优选地，第二连杆的一端通过第一旋转关节与安装杆的一端旋转连接，第二连杆的另一端通过第二旋转关节与夹持单元旋转连接。
优选地，第一旋转关节的旋转轴线和第二旋转关节的旋转轴线相互垂直；或/和第二旋转关节的旋转轴线和内环机构转动轴线相互垂直。
优选地，安装杆包括第一水平部、第一竖直部和折弯部，第一水平部通过折弯部与第一竖直部相连接。
优选地，第二连杆包括连杆水平部、连杆竖直部和折弯部，连杆水平部通过折弯部与连杆竖直部相连。
优选地，外环机构的内周侧设置有滚动槽，内环机构上的滚轮轴承滚动安装在滚动槽中。
优选地，内环机构上径向地设置有至少两个螺纹孔，该螺纹孔与调节孔对应设置，且螺纹孔中安装有夹紧螺栓。
优选地，内环机构还包括第一内环、第二内环和滚轮转轴，第一内环和第二内环上设置有滚轮安装槽，且第一内环和第二内环的滚轮安装槽内设置有螺栓孔，的滚轮转轴与上述的螺栓孔相配合，第一内环和第二内环通过滚轮转轴相连接，滚轮轴承转动安装于滚轮转轴上。
优选地，夹紧螺栓朝向内环机构的圆心的一端设置有球形连接部，球形连接部上安装有万向夹紧头。
本实用新型还提供一种带夹持装置的起重机械臂，机械臂的自由端设置有机械臂用夹持装置，机械臂用夹持装置的安装杆安装于机械臂的自由端。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的一种夹持装置及使用该夹持装置的机械臂，夹持装置包括夹持单元、转向单元和安装杆，安装杆和夹持单元通过转向单元相连，转向单元包括旋转关节和连杆，旋转关节至少设置有2个，各旋转关节的旋转轴线互为异面直线或相交，旋转关节之间通过连杆相连；夹持单元包括内环机构与外环机构，内环机构设置有滚轮轴承，内环机构与外环机构通过滚轮轴承滚动连接，内环机构上径向地设置有至少两个夹紧螺栓，外环机构上径向地设置有调节孔，调节孔与螺纹孔相匹配。转向单元的设置使得夹持单元可以相对于机械臂的自由端进行更为灵活的运动；本实用新型还提供了一种使用该夹持装置的机械臂，机械臂上夹持装置的设置提高了机械臂对工具的控制便捷性。
(2)本实用新型的一种夹持装置，安装杆上设置有折弯部，安装杆的安装杆水平部和安装杆的安装杆竖直部通过该折弯部相连；并且连杆上设置有折弯部，连杆的水平部和连杆的竖直部通过该折弯部相连；安装杆和连杆上通过折弯部的设置，可以避免操作时一定角度转向过程中与各杆件之间的干涉，并且可以加大全角度覆盖面使操作更方便，同时避免快换转向时杆件旋转发生松脱。
(3)本实用新型的一种夹持装置，内环机构上径向地设置有至少两个螺纹孔，该螺纹孔中安装有夹紧螺栓，当内环机构滚动至螺纹孔与外环机构上的调节孔相对齐的时候，可对夹紧螺栓进行旋紧或拧松，不但使用方便，而且装配快捷，使用灵活，可以应用在各种场合。
附图说明
图1：本实用新型一种夹持装置的结构示意图；
图2：本实用新型一种夹持装置的第一旋转关节爆炸图；
图3：本实用新型一种夹持装置的第一旋转关节剖视图；
图4：本实用新型一种夹持装置的第二旋转关节爆炸图；
图5：本实用新型一种夹持装置的第二旋转关节剖视图；
图6：本实用新型一种夹持装置的夹持单元剖视图；
图7：本实用新型一种夹持装置的夹持单元爆炸图。
示意图中的标号说明：
100、夹持单元；110、外环机构；111、滚动槽；112、调节孔；120、内环机构；121、第一内环；122、第二内环；123、滚轮安装槽；124、螺栓孔；130、连接座；140、滚轮轴承；150、夹紧螺栓；160、滚轮转轴；161、第一滚轮卡槽；162、第二滚轮卡槽；163、第三滚轮卡槽；170、第一滚轮卡簧；180、第二滚轮卡簧；190、第三滚轮卡簧；
200、转向单元；210、第二旋转关节；211、轴座；212、第二轴承；213、转轴；214、第二螺钉；215、端盖；216、第三卡簧；217、第二限位台阶；218、第三限位台阶；219、第二连杆安装孔；220、第二连杆；230、第一旋转关节；231、上盖；232、下盖；233、下盖螺钉；234、空腔；235、第一卡簧；236、第一轴承；237、第二卡簧；238、第一螺钉；239、第一限位台阶；
300、安装杆；310、第一水平部；320、第一竖直部；330、第一卡槽。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
本实施例的一种机械臂用夹持装置，包括用于安装在机械臂上的安装杆300，安装杆300也可以安装于其他包括机械臂但不限于起到相似助力作用的器械上，另外安装杆300为可拆卸地安装在机械臂上。
将本实施例的机械臂用夹持装置设置于机械臂的自由端，即通过安装杆300安装在机械臂自由端，从而实现机械臂用夹持装置在机械臂上的设置，形成夹持机械臂。其中所述机械臂的自由端即为机械臂在使用过程中用于安装工具进行作业的一端。
如图1所示，机械臂用夹持装置包括夹持单元100、转向单元200和安装杆300，安装杆300和夹持单元100通过转向单元200相连。安装杆300上设置有折弯部，安装杆300的第一水平部310和第一竖直部320通过该折弯部相连，折弯部的设置可以使得使用者操作空间更大。转向单元200包括第二连杆220、第一旋转关节230和第二旋转关节210，第二连杆220的水平部一端通过第一旋转关节230与安装杆300的第一竖直部320旋转连接，第二连杆220的竖直部通过第二旋转关节210与夹持单元100的连接座130旋转连接。第二连杆220上设置有折弯部，第二连杆220的水平部和竖直部通过该折弯部相连，通过安装杆300或者第二连杆220上折弯部的设置，可以避免操作时一定角度转向过程中与各杆件之间的干涉，并且可以加大全角度覆盖面使操作更方便，同时避免快速转向时杆件旋转发生松脱。各旋转关节的旋转轴线互为异面垂直或互相垂直，可以使得机械臂操作更为灵活。值得说明的是，旋转关节包括第一旋转关节230和第二旋转关节210，各旋转关节的旋转轴线互为异面直线或相交，即第一旋转关节230的旋转轴线和第二旋转关节210的旋转轴线相互垂直；第二旋转关节210的旋转轴线和转向单元200中的内环机构120转动轴线相互垂直。第一旋转关节230和第二旋转关节210之间通过第二连杆220相连。
安装杆300具有第一水平部310和第一竖直部320，第一水平部310与机械臂可拆卸连接，第一竖直部320的下端连接有转向单元200，转向单元200可以绕第一竖直部320的轴线360°旋转。值得说明的是，转向单元200还可以设置有第二连杆220，第二连杆220设置有水平部和竖直部，水平部与第一旋转关节230固定连接，竖直部的下端与第二旋转关节210连接，第二旋转关节210上设置有转轴213，该转轴213与第二连杆220的竖直部相垂直。第二旋转关节210的转轴213与夹持单元100固定连接。
如图2所示，转向单元200中的第一旋转关节230包括上盖231和下盖232，上盖231的下表面与下盖232的上表面设置有与第二连杆220的水平部相匹配的凹槽，将第二连杆220的水平部卡在凹槽中，并用下盖螺钉233锁紧。如图3所示，上盖231内设置有空腔234，上盖231的上表面设置有与空腔234相通的通孔。第一竖直部320的下端从通孔插入空腔234中，空腔234中安装第一卡簧235、第一轴承236、第二卡簧237和第一螺钉238。第一轴承236的内圈与安装杆300的第一竖直部320相配合，第一卡簧235卡在第一竖直部320靠近下端的第一卡槽330中，第一竖直部320的下端插入第一轴承236中，并用第一螺钉238固定，第一卡簧235和第一螺钉238均与第一轴承236的内圈相抵靠，从而实现第一竖直部320与第一轴承236的内圈配合连接。第一轴承236的外圈与上盖231配合连接，第一轴承236外圈的顶端与空腔234的第一限位台阶239相抵，第二卡簧237卡在空腔234侧壁的第二卡槽中，并与第一轴承236外圈的底端相抵，从而实现第一轴承236外圈与上盖231固定连接。
如图4所示，转向单元200中的第二旋转关节210包括轴座211，第二轴承212、转轴213、第二螺钉214、端盖215和第三卡簧216。如图5所示，轴座211上设置有第二连杆安装孔219，第二连杆220的第二竖直安装在第二连杆安装孔219中，并用螺母锁紧。轴座211设置有与第二连杆安装孔219的轴线相垂直的轴承安装通孔，轴承安装通孔设置有第二限位台阶217，转轴213的端部设置有第三限位台阶218。第二轴承212安装在轴承安装通孔中，第二轴承212外圈的左端与第二限位台阶217相抵，外圈的右端与第三卡簧216相抵，第三卡簧216安装在轴承安装通孔侧壁的第三卡槽中，从而实现第二轴承212外圈与轴座211的固定连接。转轴213插入第二轴承212中，转轴213的第三限位台阶218与第二轴承212内圈的右端相抵，第二螺钉214与转轴213连接且第二螺钉214与第二轴承212内圈的左端相抵，从而实现第二轴承212内圈与转轴213的固定连接。
如图6所示，夹持单元100包括内环机构120和外环机构110，内环机构120和外环机构110同轴设置，外环机构110的外周上安装有连接座130，连接座130与转向单元200的转轴213相连接。内环机构120设置有滚轮轴承140，内环机构120与外环机构110通过滚轮轴承140滚动连接，内环机构120上径向地设置有至少两个夹紧螺栓150，外环机构110上径向地设置有调节孔112，调节孔112与螺纹孔相匹配。
如图7所示，外环机构110的内周设置有滚动槽111，安装在内环机构120上的滚轮轴承140可沿滚动槽111滚动。滚轮轴承140在内环机构120周向上均匀分布，本实施例中内环机构120周向上均匀分布有3个滚轮轴承140。内环机构120上径向地设置有螺纹孔，该螺纹孔中安装有夹紧螺栓150，夹紧螺栓150朝向内环机构120的圆心的一端设置有球形连接部，球形连接部上安装有万向夹紧头，万向夹紧头由软质材料制成，如橡胶、硅胶等。夹紧螺栓150可对插入内环机构120中的工具进行夹紧，避免工具松脱。夹紧螺栓150远离内环机构120圆心的一端设置有六边形沉头孔，在本实施例中，夹紧螺栓150周向均匀分布有6个。外环机构110上径向地设置有调节孔112，调节孔112与螺纹孔相匹配。当内环机构120滚动至螺纹孔与调节孔112相对齐的时候，六角扳手可插入调节孔112对夹紧螺栓150进行旋转，以便于夹紧螺栓150夹紧或松开插入内环机构120中的工具。内环机构120与外环机构110的配套使用可以使得夹持在内环机构120中的工具实现360°转动。
如图7所示，内环机构120包括第一内环121、第二内环122和滚轮转轴160，第一内环121和第二内环122上设置有滚轮安装槽123，该滚轮安装槽123设置有螺栓孔124，所述滚轮轴承140位于滚轮安装槽123，通过将滚轮转轴160依次插入第一内环121和第二内环122上的螺栓孔124，将滚轮轴承140定位于第一内环121和第二内环122的滚轮安装槽123中。
现对滚轮轴承140、内环机构120以及外环机构110的装配进行说明：将滚轮转轴160穿入第一内环121的螺栓孔124，滚轮转轴160上设置有第一滚轮卡槽161、第二滚轮卡槽162和第三滚轮卡槽163，第一滚轮卡簧170卡在第一滚轮卡槽161中并位于滚轮安装槽123中；将滚轮轴承140位于滚动槽111中，滚轮转轴160穿入滚轮轴承140中，使滚轮轴承140位于滚轮安装槽123中，第二滚轮卡簧180卡在第二滚轮卡槽162中，通过第一滚轮卡簧170和第二滚轮卡簧180使滚轮轴承140的内圈与滚轮转轴160固定连接；将第二内环122的滚轮安装槽123对准第一内环121的滚轮安装槽123，滚轮转轴160插入第二内环122的螺栓孔124，并用第三滚轮卡簧190卡在第三滚轮卡槽163中，通过滚轮转轴160的头部与第三滚轮卡簧190使滚轮转轴160与内环固定连接；最后用螺钉将第一内环121和第二内环122锁紧。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。
Claims (10)
1.一种机械臂用夹持装置，其特征在于：包括夹持单元(100)、转向单元(200)和安装杆(300)，安装杆(300)和夹持单元(100)通过转向单元(200)相连，所述转向单元(200)包括第一旋转关节(230)、第二旋转关节(210)和第二连杆(220)，第一旋转关节(230)和第二旋转关节(210)的旋转轴线互为异面直线或相交，第一旋转关节(230)和第二旋转关节(210)通过第二连杆(220)相连接；
所述夹持单元(100)包括内环机构(120)与外环机构(110)，所述内环机构(120)设置有滚轮轴承(140)，内环机构(120)与外环机构(110)通过滚轮轴承(140)滚动连接，内环机构(120)设置有至少两个夹紧螺栓(150)，外环机构(110)设置有与上述夹紧螺栓(150)相配合的调节孔(112)。
2.根据权利要求1所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：所述第二连杆(220)的一端通过第一旋转关节(230)与安装杆(300)的一端旋转连接，第二连杆(220)的另一端通过第二旋转关节(210)与夹持单元(100)旋转连接。
3.根据权利要求2所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：
第一旋转关节(230)的旋转轴线和第二旋转关节(210)的旋转轴线相互垂直，或/和
第二旋转关节(210)的旋转轴线和内环机构(120)转动轴线相互垂直。
4.根据权利要求1所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：安装杆(300)包括第一水平部(310)、第一竖直部(320)和折弯部，所述第一水平部(310)通过折弯部与第一竖直部(320)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：第二连杆(220)包括连杆水平部、连杆竖直部和折弯部，连杆水平部通过折弯部与连杆竖直部相连。
6.根据权利要求1所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：所述外环机构(110)的内周侧设置有滚动槽(111)，内环机构(120)上的滚轮轴承(140)滚动安装在滚动槽(111)中。
7.根据权利要求1所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：所述内环机构(120)上径向地设置有至少两个螺纹孔，该螺纹孔与调节孔(112)对应设置，且所述螺纹孔中安装有夹紧螺栓(150)。
8.根据权利要求6所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：所述内环机构(120)还包括第一内环(121)、第二内环(122)和滚轮转轴(160)，第一内环(121)和第二内环(122)上设置有滚轮安装槽(123)，且第一内环(121)和第二内环(122)的滚轮安装槽(123)内设置有螺栓孔(124)，所述的滚轮转轴(160)与上述的螺栓孔(124)相配合，第一内环(121)和第二内环(122)通过滚轮转轴(160)相连接，滚轮轴承(140)转动安装于滚轮转轴(160)上。
9.根据权利要求1所述的一种机械臂用夹持装置，其特征在于：所述夹紧螺栓(150)朝向内环机构(120)的圆心的一端设置有球形连接部，球形连接部上安装有万向夹紧头。
10.一种带夹持装置的机械臂，其特征在于：机械臂的自由端设置有机械臂用夹持装置，该机械臂用夹持装置为权利要求1～9任一项权利要求所述的机械臂用夹持装置，机械臂用夹持装置的安装杆(300)安装于机械臂的自由端。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112125220A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-25 | 常州工学院 | 一种航空航天用壳体安装装置 |
| CN112140107A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-29 | 南京驭逡通信科技有限公司 | 一种送餐机器人用端餐机械臂 |
-
2019
- 2019-09-06 CN CN201921485157.2U patent/CN210791022U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112140107A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-29 | 南京驭逡通信科技有限公司 | 一种送餐机器人用端餐机械臂 |
| CN112125220A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-25 | 常州工学院 | 一种航空航天用壳体安装装置 |
| CN112125220B (zh) * | 2020-08-31 | 2022-04-01 | 常州工学院 | 一种航空航天用壳体安装装置 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: NINGBO SUNRISE INDUSTRIAL AUTOMATION Co.,Ltd. Assignor: SHENYANG RUISHENG INTELLIGENT EQUIPMENT Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980053848 Denomination of utility model: A clamping device and a robotic arm using the clamping device Granted publication date: 20200619 License type: Common License Record date: 20231225 |