CN217751717U - 夹头机构、机械手及pcb加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种夹头机构、机械手及PCB加工设备，包括夹头、连接杆和夹头壳体，夹头用于连接刀具，连接杆与夹头可拆卸连接，连接杆与夹头同轴设置，连接杆偏心设置有限位部，夹头和连接杆安装于夹头壳体，且夹头至少能够部分伸出于夹头壳体，夹头壳体设有限位配合部，其中，旋转夹头的过程中，限位部与限位配合部能够抵接，以限制连接杆转动，避免因连接杆随夹头的转动造成的拆装困难，提高夹头的拆装效率，降低夹头的拆装难度，使夹头的拆装更加方便快捷，且该结构简单、可靠且便于组装应用，能够适配于现有的标准气缸，无需另外定制特定的气缸，适用范围广，通用性高，降低了制造成本。

Description

夹头机构、机械手及PCB加工设备

技术领域

本申请涉及PCB钻孔设备技术领域，尤其涉及一种夹头机构、机械手及PCB 加工设备。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。印刷线路板上装有多种电子元器件，需要不同的连接孔与相应的电子元器件相匹配，针对不同的连接孔需相应的刀具进行钻孔作业，钻孔期间需要根据钻孔流程和刀具寿命频繁更换刀具，从而需要频繁更换夹头以适应不同的刀具。但是，在更换夹头过程中，夹头气缸内的连接部件会随夹头一起旋转，导致夹头拆装困难，现有技术中，常用平面限位来防止夹头气缸内的连接部件随夹头旋转的方法，但该解决办法导致需定制气缸，零件通用性差，成本较高，因而当前技术问题亟待解决。

实用新型内容

本申请提供了一种夹头机构、机械手及PCB加工设备，以解决上述现有技术中拆装夹头时因内部连接部件随夹头转动造成的拆装困难，防转动结构通用性差，且成本较高的问题。

本申请第一方面提供了一种夹头机构，包括夹头、连接杆和夹头壳体，所述夹头用于连接刀具，所述连接杆与所述夹头可拆卸连接，所述连接杆与所述夹头同轴设置，所述连接杆偏心设置有限位部，所述夹头和所述连接杆安装于所述夹头壳体，且所述夹头至少能够部分伸出于所述夹头壳体，所述夹头壳体设有限位配合部，其中，旋转夹头的过程中，所述限位部与所述限位配合部能够抵接。

在一种可能的设计中，所述限位部设置有限位槽，所述限位配合部为防转销，所述防转销至少能够部分与所述限位槽配合连接，旋转夹头的过程中，所述限位槽的内壁与所述防转销抵接，以限制所述连接杆转动。

在一种可能的设计中，所述夹头壳体包括凹陷部，所述凹陷部偏心设置，所述限位配合部可拆卸地安装于所述凹陷部。

在一种可能的设计中，所述连接杆包括第一连接端，所述夹头壳体还包括第一腔体和夹头通道，所述第一腔体与所述夹头通道连通，所述连接杆安装于所述第一腔体，所述第一连接端伸入所述夹头通道与所述夹头连接。

在一种可能的设计中，所述夹头通道远离所述第一腔体的一端设置有锥形口，且所述锥形口的直径沿远离所述第一腔体的方向逐渐增大，所述夹头远离所述连接杆的一端间隔设置有多个弹性件，多个所述弹性件围绕形成夹口，所述连接杆带动所述夹头沿所述夹头通道滑动的过程中，多个所述弹性件能够沿所述锥形口的内壁滑动产生形变。

在一种可能的设计中，所述夹头机构还包括第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述连接杆沿轴向运动，所述第一驱动件驱动所述连接杆沿轴向运动的过程中，所述限位配合部能够沿所述限位槽滑动。

在一种可能的设计中，所述第一驱动件包括缸体和活塞，所述活塞包括活塞杆，所述连接杆包括第二连接端，所述缸体内设有第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体连通，所述活塞与所述第二腔体密封滑动连接，所述活塞杆伸入所述第一腔体与所述第二连接端连接。

本申请第二方面提供了一种机械手，所述机械手包括以上所述的夹头机构。

在一种可能的设计中，所述机械手还包括连接板和第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动所述夹头机构沿轴向运动，所述连接板的一端与所述第二驱动件的驱动部连接，另一端与所述夹头机构连接。

本申请第三方面提供了一种PCB加工设备，所述PCB加工设备包括以上所述的机械手。

本申请中，由于夹头与连接杆可拆卸转动连接，因此，当需要拆装夹头时，工作人员可以通过转动夹头，使夹头相对连接杆转动，从而使得夹头能够与连接杆分离或连接，实现夹头的拆装，同时，在转动夹头的过程中，连接杆能够与设置于夹头壳体上的限位配合部抵接形成干涉，从而能够限制连接杆及与连接杆连接的部件随夹头一同进行转动，使夹头能够相对于夹头壳体和连接杆有效转动，避免拆装夹头时因连接杆随夹头的转动造成的拆装困难，提高夹头的拆装效率，降低夹头的拆装难度，使夹头的拆装更加方便快捷，且通过在连接杆上设置限位部与夹头壳体上设置限位配合部相互配合，以限制连接杆转动的防转动结构设计，具有简单、可靠且便于组装应用的优点，易于实现对连接杆的转动限制，生产制造成本低，能够适配于现有的标准气缸等驱动部件，无需另外定制特定的气缸，适用范围广，通用性高，进一步降低了制造成本。

其中，连接杆还可配置为一体成型，该种结构连接稳定性高，不易损坏，使用寿命长，成本低，制造工艺简单，适合大批量生产制造，且偏心设置的限位部和限位配合部能够避免与夹头壳体内其他部件产生干涉，提高限位部和限位配合部的配合的可靠性，避免限位失效，同时，还能够降低连接杆和限位配合部的体积，提高夹头机构内部空间的利用率，进一步降低制造成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供机械手的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图2中夹头机构的结构示意图；

图4为图3中夹头机构的爆炸图。

附图标记：

100-机械手；

10-夹头机构；

1-夹头；

11-弹性件；

12-夹口；

2-连接杆；

21-限位部；

211-限位槽；

22-第一连接端；

23-第二连接端；

3-夹头壳体；

31-限位配合部；

32-凹陷部；

33-第一腔体；

34-夹头通道；

341-锥形口；

4-第一驱动件；

41-缸体；

411-第二腔体；

42-活塞；

421-活塞杆；

5-紧固件；

20-连接板；

30-第二驱动件；

301-驱动部；

40-定位板。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A 和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

本申请提供了一种夹头机构，如图1至图4所示，夹头机构10包括夹头1、连接杆2和夹头壳体3，夹头1用于连接刀具，连接杆2与夹头1可拆卸连接，连接杆2与夹头1同轴设置，连接杆2偏心设置有限位部21，夹头1和连接杆2 安装于夹头壳体3，且夹头1至少能够部分伸出于夹头壳体3，夹头壳体3设有限位配合部31，其中，旋转夹头1的过程中，限位部21与限位配合部31能够抵接。

本实施例中，如图1至图4所示，由于夹头1与连接杆2可拆卸转动连接，因此，当需要拆装夹头时，工作人员可以通过转动夹头1，使夹头1相对连接杆 2转动，从而使得夹头1能够与连接杆2分离或连接，实现夹头1的拆装，同时，在转动夹头1的过程中，连接杆2能够与设置于夹头壳体3上的限位配合部31 抵接形成干涉，从而能够限制连接杆2及与连接杆2连接的部件随夹头1一同进行转动，使夹头1能够相对于夹头壳体3和连接杆2有效转动，避免拆装夹头1 时因连接杆2随夹头1的转动造成的拆装困难，提高夹头1的拆装效率，降低夹头1的拆装难度，使夹头1的拆装更加方便快捷，且通过在连接杆2上设置限位部21与夹头壳体3上设置限位配合部31相互配合，以限制连接杆2转动的防转动结构设计，具有简单、可靠且便于组装应用的优点，易于实现对连接杆2的转动限制，生产制造成本低，能够适配于现有的标准气缸等驱动部件，无需另外定制特定的气缸，适用范围广，通用性高，进一步降低了制造成本。

其中，连接杆2还可配置为一体成型，该种结构连接稳定性高，不易损坏，使用寿命长，成本低，制造工艺简单，适合大批量生产制造，且偏心设置的限位部21和限位配合部31能够避免与夹头壳体3内其他部件产生干涉，提高限位部 21和限位配合部31的配合的可靠性，避免限位失效，同时，还能够降低连接杆 2和限位配合部31的体积，提高夹头机构10内部空间的利用率，进一步降低制造成本。

在一种具体实施例中，如图3和图4所示，限位部21设置有限位槽211，限位配合部31为防转销，防转销至少能够部分与限位槽211配合连接，旋转夹头 1的过程中，限位槽211的内壁与防转销抵接，以限制连接杆2转动。

本实施例中，如图3和图4所示，连接杆2装配时，限位配合部31的至少部分能够位于限位槽211内，使限位部21与限位配合部31能够配合连接，从而使夹头1转动时，限位配合部31能够立刻与限位槽211的内壁进行抵接干涉，限制连接杆2在夹头壳体3内的转动，避免拆装夹头1的过程中因连接杆2随夹头1的转动造成拆装困难，防转动效果好，同时，这种配合连接的方式结构简单、成本低、稳定性好，便于实现且拆装方便，进一步提高了夹头1和连接杆2的拆装效率，降低制造成本。

其中，限位槽211可以为如图4所示的具体实施例中的弧形槽，也可以为圆形槽、方形槽等其他形状，限位配合部31可以为如图4所示的具体实施例中的圆柱形防转销，也可以为方形等其他形状的柱状销，只要限位槽211与限位配合部31能够配合，起到防转动的效果即可，在此不做限制。

在一种具体实施例中，如图3和图4所示，夹头壳体3包括凹陷部32，凹陷部32偏心设置，限位配合部31可拆卸地安装于凹陷部32。

本实施例中，限位配合部31通过凹陷部32固定于夹头壳体3，能够提高限位配合部31的连接强度，且便于限位配合部31的拆装和更换，使得工作人员能够根据夹头机构10内部空间的具体情况，选用合适尺寸的限位配合部31以配合连接杆2的限位部21实现防转动的效果，能够避免限位配合部31尺寸过大干涉夹头机构10内其他部件的驱动，也能够避免限位配合部31尺寸过小不能与限位部21产生抵接干涉，造成防转动失效，提高了夹头机构10内限位部21与限位配合部31相互配合形成的方转动结构的容错率，且能够进一步降低限位配合部 31的体积，以提高夹头机构10内部空间的利用率，有利于夹头机构10的小型化设计。

其中，凹陷部32可以为盲槽或通槽，如图3和图4中的具体实施例所示，凹陷部32为通槽，该凹陷部32能够进一步提高限位配合部31的连接强度，且能够调节限位配合部31在凹陷部32内的位置以调节限位配合部31在夹投机构 3内的体积，提高了限位配合部31的可调节范围。

在一种具体实施例中，如图1至图4所示，夹头机构10还包括第一驱动件 4，第一驱动件4用于驱动连接杆2沿轴向运动，第一驱动件4驱动连接杆2沿轴向运动的过程中，限位配合部31能够沿限位槽211滑动。

本实施例中，第一驱动件4能够为夹头机构10提供动力，时夹头机构10能够驱动连接杆2沿轴向运动，从而能够带动夹头1沿轴向运动从而能够实现夹头 1的松开或夹紧动作，以使夹头1能够夹紧或松开刀具，实现刀具的更夹取和更换。第一驱动件4可以为市面上通用的标准气缸，在此不做限制。

其中，第一驱动件4驱动连接杆2沿轴向运动的过程中，限位槽211能够沿限位配合部31滑动，具有一定的导向作用，能够避免连接杆2在沿轴向运动的过程中产生转动或位移，提高了夹头机构10的控制精度。

在一种具体实施例中，如图2和图3所示，第一驱动件4包括缸体41和活塞42，活塞42包括活塞杆421，连接杆2包括第二连接端23，缸体41内设有第二腔体411，第二腔体411与第一腔体33连通，活塞42与第二腔体411密封滑动连接，活塞杆421伸入第一腔体33与第二连接端23连接。

本实施例中，第一驱动件4驱动活塞4沿第二腔体411滑动时，活塞杆421 能够带动连接杆2在第一腔体33内沿轴向运动，从而产生沿轴向的位移，以带动夹头1沿夹头通道34运动，以实现夹头1的夹取和更换刀具的作用，同时，活塞42与第二腔体411密封滑动连接，利于缸内气体推动活塞42产生运动，提高第一驱动件4的运动稳定性。

其中，连接杆2的第二连接端23与活塞杆421可以通过螺纹连接，以提高其连接强度，降低拆装难度，当然，可以是其他连接方式，在此不做限制。

具体地，如图4所示，夹头壳体3通过紧固件5与第一驱动件4连接，连接强度高，且便于夹头机构10的拆装和维护。

具体地，如图3和图4所示，连接杆2包括第一连接端22，夹头壳体3还包括第一腔体33和夹头通道34，第一腔体33与夹头通道34连通，连接杆2安装于第一腔体33，第一连接端22伸入夹头通道34与夹头1连接。

本实施例中，夹头壳体3能够保护连接杆2和夹头1，防止连接杆2和夹头 1受到外力损伤，或受到外部环境的侵蚀，提高了夹头机构10的使用寿命。同时，夹头机构10能够驱动连接杆2能够带动夹头1沿夹头通道34运动，当连接杆2带动夹头1朝向远离夹头通道34的方向运动时，夹头1的一部分能够缩入夹头通道34以夹紧刀具，以实现刀具的夹取，当连接杆2带动夹头1朝向伸入夹头通道34的方向运动时，夹头1的一部分能够伸出夹头通道以松开刀具，使刀具可以进行更换。

其中，第一连接端22与夹头1可以通过螺纹连接，以提高其连接强度，降低拆装难度，当然，可以是其他连接方式，在此不做限制。

具体地，如图3所示，夹头通道34远离第一腔体33的一端设置有锥形口 341，且锥形口341的直径沿远离第一腔体33的方向逐渐增大，夹头1远离连接杆2的一端间隔设置有多个弹性件11，多个弹性件11围绕形成夹口12，连接杆 2带动夹头1沿夹头通道34滑动的过程中，多个弹性件11能够沿锥形口341的内壁滑动产生形变。

本实施例中，由于锥形口341的直径沿远离第一腔体33的方向逐渐增大，因此，当连接杆2带动夹头1朝向远离夹头通道34的方向运动时，连接杆2带动夹头1的弹性件11沿锥形口341的内壁朝向第一腔体33的方向滑动，锥形口 341的内径逐渐减小，使得锥形口341的内壁能够将多个弹性件11沿径向压紧产生形变，从而使夹口12缩小能够夹紧刀具，当连接杆2带动夹头1朝向伸入夹头通道34的方向运动时，连接杆2带动夹头1的弹性件11沿锥形口341的内壁朝向远离第一腔体33的方向运动，锥形口341的内径逐渐增大，夹头1的弹性件11在弹力的作用下逐渐恢复形变，从而使夹口12张开能够更换刀具，该结构复杂程度地，便于操作，能够提高更换刀具的效率，且第一腔体33的直径大于夹头通道34的直径，连接杆2在第一腔体33内运动的过程中，限位部21能够与第一腔体33的底面接触，从而能够限制连接杆2继续朝向夹头通道34运动，防止夹头1过渡伸出与其他部件干涉。

其中，如图2至图4所示，弹性件11的厚度沿远离第一腔体33的方向逐渐增大，多个弹性件11围成的最大外接圆直径沿远离第一腔体33的方向逐渐增大，能够便于弹性件11与锥形口341产生滑动接触，从而使锥形口341能够将弹性件11压紧，从而能够夹取刀具。

本申请还提供了一种机械手，如图1和图2所示，机械手100包括以上任一实施例中的夹头机构10。由于该夹头机构10具有上述技术效果，包括该夹头机构10的机械手也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

在一种具体实施例中，如图2所示，机械手100还包括连接板20和第二驱动件30，所述第二驱动件30用于驱动所述夹头机构10沿轴向运动，连接板20 的一端与第二驱动件30的驱动部301连接，另一端与夹头机构10连接。

本实施例中，第二驱动件30能够通过驱动部301带动夹头机构10沿轴向运动，从而能够调节夹头机构10与待加工部件之间位置关系，因此，该结构能够方便第二驱动件30带动夹头机构10沿轴向运动，且连接板20的设置提高了夹头机构10与第二驱动件之间的连接强度。

其中，连接板20与驱动部301和夹头机构10均可通过连接件固定连接，连接件可以为螺栓，也可以为其他具有连接功能的部件，在此不做限制，同时，驱动部301具有防旋转功能，能够避免驱动部301带动夹头机构10沿轴向运动的过程中产生转动或偏移，提高了机械手100的控制精度。

另外，机械手还包括定位板40，定位板位于连接板20和夹头机构10的第一驱动件4之间，能够在连接板20与夹头机构10连接时指引连接板20定位连接，提高拆装效率。具体地，定位板40内嵌于第一驱动件4的缸体41的顶部凹槽内，与第一驱动件4固定连接，且定位板40设置有凸起部，连接板20与缸体41 连接的一侧设置有内凹部，装配时，将连接板20的内凹部对准定位板的凸起部进行安装即为正确的安装位置，极大提高了机械手100的拆装效率，且定位板40 的设置提高了夹头机构10与连接板20之间的连接强度，避免夹头机构10在工作过程中脱落。

此外，第二驱动件30可以为市面上通用的标准气缸，在此不做限制。

本申请还提供了一种PCB加工设备，PCB加工设备包括以上任一实施例中的机械手100。由于该机械手100具有上述技术效果，包括该机械手100的PCB 加工设备也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹头机构，其特征在于，包括：

夹头(1)，所述夹头(1)用于连接刀具；

连接杆(2)，所述连接杆(2)与所述夹头(1)可拆卸连接，所述连接杆(2)与所述夹头(1)同轴设置，所述连接杆(2)偏心设置有限位部(21)；

夹头壳体(3)，所述夹头(1)和所述连接杆(2)安装于所述夹头壳体(3)，且所述夹头(1)至少能够部分伸出于所述夹头壳体(3)，所述夹头壳体(3)设有限位配合部(31)；

其中，旋转夹头(1)的过程中，所述限位部(21)与所述限位配合部(31)能够抵接。

2.根据权利要求1所述的夹头机构，其特征在于，所述限位部(21)设置有限位槽(211)，所述限位配合部(31)为防转销；

所述防转销至少能够部分与所述限位槽(211)配合连接；

旋转夹头(1)的过程中，所述限位槽(211)的内壁与所述防转销抵接，以限制所述连接杆(2)转动。

3.根据权利要求1所述的夹头机构，其特征在于，所述夹头壳体(3)包括凹陷部(32)，所述凹陷部(32)偏心设置，所述限位配合部(31)可拆卸地安装于所述凹陷部(32)。

4.根据权利要求2所述的夹头机构，其特征在于，所述连接杆(2)包括第一连接端(22)，所述夹头壳体(3)还包括第一腔体(33)和夹头通道(34)，所述第一腔体(33)与所述夹头通道(34)连通；

所述连接杆(2)安装于所述第一腔体(33)，所述第一连接端(22)伸入所述夹头通道(34)与所述夹头(1)连接。

5.根据权利要求4所述的夹头机构，其特征在于，所述夹头通道(34)远离所述第一腔体(33)的一端设置有锥形口(341)，且所述锥形口(341)的直径沿远离所述第一腔体(33)的方向逐渐增大，所述夹头(1)远离所述连接杆(2)的一端间隔设置有多个弹性件(11)，多个所述弹性件(11) 围绕形成夹口(12)；

所述连接杆(2)带动所述夹头(1)沿所述夹头通道(34)滑动的过程中，多个所述弹性件(11)能够沿所述锥形口(341)的内壁滑动产生形变。

6.根据权利要求4所述的夹头机构，其特征在于，所述夹头机构(10)还包括第一驱动件(4)，所述第一驱动件(4)用于驱动所述连接杆(2)沿轴向运动；

所述第一驱动件(4)驱动所述连接杆(2)沿轴向运动的过程中，所述限位配合部(31)能够沿所述限位槽(211)滑动。

7.根据权利要求6所述的夹头机构，其特征在于，所述第一驱动件(4)包括缸体(41)和活塞(42)，所述活塞(42)包括活塞杆(421)，所述连接杆(2)包括第二连接端(23)，所述缸体(41)内设有第二腔体(411)；

所述第二腔体(411)与所述第一腔体(33)连通；

所述活塞(42)与所述第二腔体(411)密封滑动连接；

所述活塞杆(421)伸入所述第一腔体(33)与所述第二连接端(23)连接。

8.一种机械手，其特征在于，所述机械手(100)包括权利要求1～7任一项所述的夹头机构(10)。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述机械手(100)还包括连接板(20)和第二驱动件(30)，所述第二驱动件(30)用于驱动所述夹头机构(10)沿轴向运动；

所述连接板(20)的一端与所述第二驱动件(30)的驱动部(301)连接，另一端与所述夹头机构(10)连接。

10.一种PCB加工设备，其特征在于，所述PCB加工设备包括权利要求8或9所述的机械手(100)。

Images