CN218534600U - 燃料电池发动机装配用机械手夹爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池发动机装配用机械手夹爪，包括夹爪框架、安装在夹爪框架上的第一驱动机构、与第一驱动机构相连接的第一活动架、安装在第一活动架上的第一夹爪块、安装在夹爪框架上的第二夹爪块、及安装在夹爪框架上的第一安全锁止机构，所述第一驱动机构能带动第一活动架及第一夹爪块沿靠近和远离第二夹爪块方向移动，所述第一安全锁止机构包括第一安全锁止销，所述第一安全锁止销用于插入第一活动架上的第一定位孔中。当第一夹爪块和第二夹爪块将被夹持物紧紧夹持住后，第一安全锁止销插入第一活动架的第一定位孔中，以将第一活动架及第一夹爪块锁定在当前位置，这样，第一夹爪块和第二夹爪块能持续地将被夹持物夹紧。

Description

燃料电池发动机装配用机械手夹爪

技术领域

本实用新型涉及燃料电池发动机装配技术领域，特别是涉及一种燃料电池发动机装配用机械手夹爪。

背景技术

燃料电池发动机组装过程中，关于人工吊运、组装电堆的方式，存在效率低、安全性差、产品稳定性不可控等问题。

由于没有能对电堆及电堆框体进行有效且持续性夹持的夹爪，导致现有技术中通常采用如下方式进行燃料电池发动机电堆组装作业：由2名作业员协同先将电堆框体人工搬运至组装平台，再由作业员通过电葫芦将电堆吊运放置到电堆框体内部，对电堆进行锁紧后，盖上电堆壳体盖板并紧固。

上述方法存在若干缺点：

1.电堆框体的体积较大且质量较重，在进行人工搬运时，至少需要2名装配技师协同作业，人力成本较高，劳动强度大，且导致搬运效率较低；

2.在对电堆进行吊运时，需要先在电堆上安装固定4组吊环后才可进行吊运，此种方式耗时太长，效率较低；

3.电堆在人工吊运时存在磕碰的风险，降低了产品质量的稳定性。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能对电堆及电堆框体进行有效的且持续性夹持的燃料电池发动机装配用机械手夹爪。

为实现上述目的，本实用新型提供一种燃料电池发动机装配用机械手夹爪，包括夹爪框架、安装在夹爪框架上的第一驱动机构、与第一驱动机构相连接的第一活动架、安装在第一活动架上的第一夹爪块、安装在夹爪框架上的第二夹爪块、及安装在夹爪框架上的第一安全锁止机构，所述第一驱动机构能带动第一活动架及第一夹爪块沿靠近和远离第二夹爪块方向移动，所述第一安全锁止机构能限制第一活动架沿远离第二夹爪块方向移动。

进一步地，所述第一安全锁止机构包括第一安全锁止销，所述第一安全锁止销用于插入第一活动架上的第一定位孔中。

进一步地，所述第一安全锁止机构包括固定在夹爪框架上的第一锁止缸，所述第一锁止缸的活塞杆构成所述第一安全锁止销。

进一步地，所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架上的第二驱动机构、及与第二驱动机构相连接的第二活动架，所述第二夹爪块安装在第二活动架上，所述第二驱动机构能带动第二活动架及第二夹爪块沿靠近和远离第一夹爪块方向移动。

进一步地，所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架上的第二安全锁止机构，所述第二安全锁止机构包括第二安全锁止销，所述第二安全锁止销用于插入第二活动架上的第二定位孔中。

进一步地，所述第一驱动机构包括固定在夹爪框架上的第一驱动缸、固定在夹爪框架上的第一导轨、及与第一导轨相配合的第一滑块，所述第一活动架与第一滑块固定连接，所述第一驱动缸的活塞杆与第一活动架相连接。

进一步地，所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架上的缓冲限位器，所述缓冲限位器用于压紧被夹持物。

进一步地，所述夹爪框架上的设有物品检测传感器，所述物品检测传感器能感应到被夹持物。

进一步地，所述夹爪框架上安装有机器人夹具快换盘，所述机器人夹具快换盘用于与机械手上的夹具快换装置相连接。

进一步地，所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架上的视觉单元。

如上所述，本实用新型涉及的燃料电池发动机装配用机械手夹爪，具有以下有益效果：

在装配燃料电池发动机时，可将本机械手夹爪的夹爪框架与机械手相连接，机械手带动本机械手夹爪移动至设定位置，第一驱动机构驱动第一活动架及第一夹爪块沿靠近第二夹爪块方向移动，直至第一夹爪块和第二夹爪块将位于其中的电堆或电堆框体等被夹持物紧紧夹持住，且利用第一安全锁止机构限制第一活动架沿远离第二夹爪块方向移动，以将第一活动架及第一夹爪块锁定在当前位置，防止第一夹爪块沿远离第二夹爪块方向运动，避免第一夹爪块因受被夹持物的反作用力、而将被夹持物松开，这样，第一夹爪块和第二夹爪块能持续、稳定地将被夹持物夹紧，直至机械手通过本机械手夹爪将被夹持物转移至设定装配位置后，第一安全锁止机构脱离对第一活动架的限制，第一驱动机构驱动第一活动架及第一夹爪块沿远离第二夹爪块方向移动，第一夹爪块和第二夹爪块将被夹持物松开，完成将电堆或电堆框体等被夹持物转移至装配位置，方便了在装配燃料电池发动机过程中将电堆或电堆框体等部件转移至设定位置，减轻了装配作业人员的劳动强度，提高了装配效率。

当夹持住被夹持物后，通过第一安全锁止机构的第一安全锁止销插入第一活动架上的第一定位孔中，能实现对第一活动架更有效的限制，防止第一活动架及第一夹爪块随意移动。且第一安全锁止销由第一锁止缸的活塞杆构成，以便于利用第一锁止缸的动力在需要时实现第一安全锁止销插入第一定位孔中或从第一定位孔中退出，无需借助人力推拉该第一安全锁止销，降低装配人员劳动强度，并提高效率。

在夹持物体时，利用第一驱动机构驱动第一活动架及第一夹爪块向靠近第二夹爪块方向移动，同时，利用第二驱动机构驱动第二活动架及第二夹爪块向靠近第一夹爪块方向移动，从而实现第一夹爪块和第二夹爪块同时相向运动，以能快速将物体夹持住。同样在松开物体过程中，在第一驱动机构和第二驱动机构的作用下，第一夹爪块和第二夹爪块能快速沿相互远离方向移动，以能快速将物体松开，进而提高了转运物体的效率。

且在第二驱动机构通过第二活动架带动第二夹爪块移动，直至第二夹爪块与第一夹爪块夹持住物体后，第二安全锁止机构将限制第二活动架沿远离第一夹爪块方向移动，同样起到防止第二夹爪块回退的作用，进一步增强锁定效果，更有效防止第二夹爪块及第一夹爪块将物体松开。采用第二安全锁止销插入第二定位孔的方式实现对第二活动架位置的锁定，能实现对第二活动架更有效的锁定。

附图说明

图1为实施例一中燃料电池发动机装配用机械手夹爪的第一视角立体图。

图2为实施例一中燃料电池发动机装配用机械手夹爪的第二视角立体图。

图3为实施例一中搬运电堆框体的流程框图。

元件标号说明

1 夹爪框架

11 一体式阀岛

21 第一活动架

211 第一定位孔

22 第一夹爪块

31 第二活动架

311 第二定位孔

32 第二夹爪块

41 第一驱动缸

42 第一导轨

43 第二驱动缸

44 第二导轨

51 第一锁止缸

52 第二锁止缸

6 缓冲限位器

7 物品检测传感器

8 机器人夹具快换盘

9 视觉单元

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，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所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，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。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种燃料电池发动机装配用机械手夹爪，包括夹爪框架1、安装在夹爪框架1上的第一驱动机构、与第一驱动机构相连接的第一活动架21、安装在第一活动架21上的第一夹爪块22、安装在夹爪框架1上的第二夹爪块32、及安装在夹爪框架1上的第一安全锁止机构，第一驱动机构能带动第一活动架21及第一夹爪块22沿靠近和远离第二夹爪块32方向移动，第一安全锁止机构能限制第一活动架21沿远离第二夹爪块32方向移动，第一安全锁止机构包括第一安全锁止销，第一安全锁止销用于插入第一活动架21上的第一定位孔211中。在装配燃料电池发动机时，可将本机械手夹爪的夹爪框架1与机械手相连接，机械手带动本机械手夹爪移动至设定位置，第一驱动机构驱动第一活动架21及第一夹爪块22沿靠近第二夹爪块32方向移动，直至第一夹爪块22和第二夹爪块32将位于其中的电堆或电堆框体等被夹持物紧紧夹持住，第一安全锁止销插入第一活动架21的第一定位孔211中，以将第一活动架21及第一夹爪块22锁定在当前位置，防止第一夹爪块22沿远离第二夹爪块32方向运动，避免第一夹爪块22因受被夹持物的反作用力、而将被夹持物松开，这样，第一夹爪块22和第二夹爪块32能持续、稳定地将被夹持物夹紧，直至机械手通过本机械手夹爪将被夹持物转移至设定装配位置后，第一安全锁止销从第一活动架21的第一定位孔211中退出，第一驱动机构驱动第一活动架21及第一夹爪块22沿远离第二夹爪块32方向移动，第一夹爪块22和第二夹爪块32将被夹持物松开，完成将电堆或电堆框体等被夹持物转移至装配位置，方便了在装配燃料电池发动机过程中将电堆或电堆框体等部件转移至设定位置，减轻了装配作业人员的劳动强度，提高了装配效率。

如图1和图2所示，本实施例中燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架1上的第二驱动机构、及与第二驱动机构相连接的第二活动架31，第二夹爪块32安装在第二活动架31上，第二驱动机构能带动第二活动架31及第二夹爪块32沿靠近和远离第一夹爪块22方向移动。在需要抓取被夹持物时，第一驱动机构驱动第一活动架21及第一夹爪块22沿靠近第二夹爪块32方向移动，同时，第二驱动机构带动第二活动架31及第二夹爪块32沿靠近第一夹爪块22方向移动，这样第一夹爪块22和第二夹爪块32同时相向运动，以能快速且牢固地将被夹持物夹紧；而当需要松开被夹持物时，第一驱动机构和第二驱动机构同时动作，以分别带动第一夹爪块22和第二夹爪块32沿相互远离方向移动，实现快速将被夹持物松开。

如图2所示，本实施例中第一驱动机构包括固定在夹爪框架1上的第一驱动缸41、固定在夹爪框架1上的第一导轨42、及与第一导轨42相配合的第一滑块，第一活动架21与第一滑块固定连接，第一驱动缸41的活塞杆与第一活动架21相连接。第一导轨42有两条，两条第一导轨42平行设置。第一活动架21的两端分别与两个第一滑块相固接，两个第一滑块分别与两条第一导轨42相配合。第一驱动缸41的活塞杆与第一活动架21的中部相连接。第一活动架21的两端均安装有第一夹爪块22。第一驱动缸41的活塞杆伸出将推动第一活动架21及两个第一夹爪块22沿第一导轨42、且沿远离第二夹爪块32方向移动。而第一驱动缸41的活塞杆收缩时，将拉动第一活动架21及两个第一夹爪块22沿第一导轨42且沿靠近第二夹爪块32方向移动。本实施例中第二驱动机构包括固定在夹爪框架1上的第二驱动缸43、固定在夹爪框架1上的第二导轨44、及与第二导轨44相配合的第二滑块，第二导轨44有两条，两条第二导轨44相平行设置，第二活动架31的两端分别与两个第二滑块固定连接，两个第二滑块分别与两条第二导轨44相配合，第二驱动缸43的活塞杆与第二活动架31的中部相连接。第二驱动缸43的活塞杆伸出时，将推动第二活动架31及两个第二夹爪块32沿第二导轨44且沿远离第一夹爪块22方向移动，第二驱动缸43的活塞杆收缩时，将拉动第二活动架31及两个第二夹爪块32沿靠近第一夹爪块22方向移动。本实施例中第一驱动缸41和第二驱动缸43均采用气缸。第一驱动缸41和第二驱动缸43会同时动作，以能快速将被夹持物夹紧或松开。

同时，本实施例中燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架1上的第二安全锁止机构，第二安全锁止机构包括第二安全锁止销。在第二驱动机构带动第二活动架31及第二夹爪块32沿靠近第一夹爪块22方向移动至设定位置时，第二安全锁止销插入第二活动架31上的第二定位孔311中，以限制第二活动架31往回退，这样，第二夹爪块32和第一夹爪块22能持续地将被夹持物牢固地夹紧，防止在转移过程中松开被夹持物。

本实施例中第一安全锁止机构包括固定在夹爪框架1上的第一锁止缸51，第一锁止缸51的活塞杆构成所述第一安全锁止销。同时，第二安全锁止机构包括固定在夹爪框架1上的第二锁止缸52，第二锁止缸52的活塞杆构成第二安全锁止销。本实施例中第一锁止缸51和第二锁止缸52均采用气缸。在将被夹持物夹紧后，第一锁止缸51的活塞杆伸出、并插入至第一活动架21的第一定位孔211中；同时，第二锁止缸52的活塞杆伸出、并插入至第二活动架31的第二定位孔311中，实现对第一夹爪块22和第二夹爪块32的锁定。需要松开被夹持物时，第一锁止缸51的活塞杆收缩、并从第一定位孔211中退出，第二锁止缸52的活塞杆收缩、并从第二定位孔311中退出，分别解除对第一夹爪块22和第二夹爪块32的锁定。另外，在其他实施例中第一安全锁止机构和第二安全锁止机构可采用其他结构设计，能分别实现对第一活动架21和第二活动架31到位后进行锁定即可；如安全锁止机构利用其限位杆对到位后的活动架侧壁进行抵靠，以限制活动架回退即可，进一步地限位杆的端部设置限位斜面，两个夹爪块夹持物体到位后，限位杆逐步伸出，限位斜面与活动架的侧壁相抵靠，随着限位杆的逐步伸出，限位斜面将对活动架施加夹紧力，促使夹爪块更牢固地将物体夹紧，且斜面设计能保证限位杆与活动架保持良好的抵靠关系，避免因组装精度问题，导致限位杆伸出时直接顶着活动架沿限位杆轴向移动，对活动架的正常使用造成影响、甚至损坏活动架；或在另一种实施例中安全锁止机构也可以是绑带的结构形式，在活动架到位后，利用绑带将活动架绑定在夹爪框架1上。

本实施例中燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架1上的缓冲限位器6。当机械手带动本机械手夹爪移动至设定位置后，缓冲限位器6会先伸出，并将被夹持物压紧，以限制被夹持物移动，随后，第一驱动机构和第二驱动机构再动作，带动第一夹爪块22和第二夹爪块32相互靠近，从而能准确的将位于其中的被夹持物夹紧，防止该过程中被夹持物任意跳动。同时，本实施例中缓冲限位器6位于第一夹爪块22和第二夹爪块32的中间位置。且缓冲限位器6有两个，分别设置在夹爪框架1的两侧边。缓冲限位器6与被夹持物相接触一端设有限位块。本实施例中缓冲限位器6具体为液压缓冲限位器。

如图1和图2所示，本实施例中夹爪框架1上的设有物品检测传感器7，当本机械手夹爪及夹爪框架1移动至与被夹持物相对应位置时，物品检测传感器7能感应到被夹持物，并以此判断本机械手夹爪移动到位，从而能进行夹持动作；若物品检测传感器7未感应到被夹持物，则说明本机械手夹爪未移动到位，此时就不进行夹持动作。物品感应器具体采用接近传感器。本实施例利用物品检测传感器7能及时测得本机械手夹爪与被夹持物的相对位置关系是否达到设定要求。

如图1所示，本实施例中夹爪框架1上安装有机器人夹具快换盘8，机器人夹具快换盘8用于与机械手上的夹具快换装置相连接，方便了本机械手夹爪与机械手的连接及断开。本实施例中机器人夹具快换盘8具体与夹爪框架1的中部固定连接，且机器人夹具快换盘8位于夹爪框架1的上方。同时，第一活动架21、第二活动架31、第一夹爪块22及第二夹爪块32位于夹爪框架1的下方。夹爪框架1的上方还安装有一体式阀岛11，该一体式阀岛11与PLC相连接，PLC通过控制一体式阀岛11实现对第一驱动缸41、第二驱动缸43、第一锁止缸51、及第二锁止缸52工作状态的控制。本实施例中机械手为能带动机械手夹爪进行相应移动的机械手。另外，本实施例中燃料电池发动机装配用机械手夹爪，还包括安装在夹爪框架1上的视觉单元9，以利用视觉单元9获取被夹持物的位置信息。

本实施例中机械手夹爪主要应用于在生产装配燃料电池发动机时，抓取电堆框体。其第一夹爪块22和第二夹爪块32采用与电堆框体外形相同的仿形设计，以保证第一夹爪块22和第二夹爪块32均能与电堆框体具有良好的接触配合，从而能将电堆框体牢固地夹持住。

当利用本实施例中机械手夹爪搬运电堆框体时，如图3所示，具体过程如下：

人工将电堆框体物料小车放到指定位置，并通过物料小车上的放料完成按钮给PLC提供放料完成信号，PLC接受到信号后，先通过机器人夹具快换盘8，将相应的机械手夹爪与机械手相连接，准备进行电堆框体抓取。抓取电堆框体，具体步骤为：机械手的PLC接受到取料信号后，先控制视觉单元9对电堆框体进行位置识别，识别完成后通过控制一体式阀岛11控制第一驱动缸41、第二驱动缸43、第一锁止缸51及第二锁止缸52进行复位，确保气缸可以准确动作。复位完成后，PLC根据视觉单元9收集到的位置信息，控制机械手进行相应动作，以将打开状态下的机械手夹爪移动至电堆框体正上方，并慢慢进行下降，通过液压缓冲限位器将电堆框体固定好，接近传感器感应到电堆框体后将触发到位信号并反馈给PLC，PLC通过控制一体式阀岛11去控制第一驱动缸41和第二驱动缸43进行收缩，实现第一夹爪块22和第二夹爪块32的闭合，并将电堆框体夹紧，闭合完成后相应检测器会反馈给PLC完成信号，PLC接收到完成信号后再通过控制一体式阀岛11控制第一锁止缸51和第二锁止缸52动作，第一锁止缸51的活塞杆插入第一定位孔211中，同时第二锁止缸52的活塞杆插入第二定位孔311中，且动作完成后相应检测器会反馈给PLC。PLC接收到完成信号后，控制机械手带动机械手夹爪运动，并将电堆框体搬运至组装平台指定位置。到达指定位置后，PLC先通过控制一体式阀岛11控制第一锁止缸51和第二锁止缸52进行复位，使其分别从第一定位孔211和第二定位孔311中退出，动作完成后再控制第一驱动缸41和第二驱动缸43伸出，使得第一夹爪块22和第二夹爪块32打开，使其与电堆框体完全脱离，至此完成对电堆框体的全部搬运动作，后续可通过机器人夹具快换盘8，将本实施例中机械手夹爪切换成用于抓取电堆的机械手夹爪，以搬运电堆。

本实施例利用机械手取代了人工，将原本至少需要2名技师协同完成的工作全部交给了机械手完成，而且也利用了机械手去替代电葫芦、吊环的搬运组合，大大提高了工作效率，从而保证了产品在搬运过程中的稳定性。

实施例二

本实施例中燃料电池发动机装配用机械手夹爪与实施例一中机械手夹爪的区别在于，本实施例中机械手夹爪用于抓取电堆，其第一夹爪块22和第二夹爪块32采用与电堆外形相同的仿形设计，以保证第一夹爪块22和第二夹爪块32均能与电堆具有良好的接触配合，从而能将电堆牢固地夹持住。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，包括夹爪框架(1)、安装在夹爪框架(1)上的第一驱动机构、与第一驱动机构相连接的第一活动架(21)、安装在第一活动架(21)上的第一夹爪块(22)、安装在夹爪框架(1)上的第二夹爪块(32)、及安装在夹爪框架(1)上的第一安全锁止机构，所述第一驱动机构能带动第一活动架(21)及第一夹爪块(22)沿靠近和远离第二夹爪块(32)方向移动，所述第一安全锁止机构能限制第一活动架(21)沿远离第二夹爪块(32)方向移动。

2.根据权利要求1所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，所述第一安全锁止机构包括第一安全锁止销，所述第一安全锁止销用于插入第一活动架(21)上的第一定位孔(211)中。

3.根据权利要求2所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，所述第一安全锁止机构包括固定在夹爪框架(1)上的第一锁止缸(51)，所述第一锁止缸(51)的活塞杆构成所述第一安全锁止销。

4.根据权利要求1所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，还包括安装在夹爪框架(1)上的第二驱动机构、及与第二驱动机构相连接的第二活动架(31)，所述第二夹爪块(32)安装在第二活动架(31)上，所述第二驱动机构能带动第二活动架(31)及第二夹爪块(32)沿靠近和远离第一夹爪块(22)方向移动。

5.根据权利要求4所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，还包括安装在夹爪框架(1)上的第二安全锁止机构，所述第二安全锁止机构包括第二安全锁止销，所述第二安全锁止销用于插入第二活动架(31)上的第二定位孔(311)中。

6.根据权利要求1所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，所述第一驱动机构包括固定在夹爪框架(1)上的第一驱动缸(41)、固定在夹爪框架(1)上的第一导轨(42)、及与第一导轨(42)相配合的第一滑块，所述第一活动架(21)与第一滑块固定连接，所述第一驱动缸(41)的活塞杆与第一活动架(21)相连接。

7.根据权利要求1所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，还包括安装在夹爪框架(1)上的缓冲限位器(6)，所述缓冲限位器(6)用于压紧被夹持物。

8.根据权利要求1所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，所述夹爪框架(1)上的设有物品检测传感器(7)，所述物品检测传感器(7)能感应到被夹持物。

9.根据权利要求1所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，所述夹爪框架(1)上安装有机器人夹具快换盘(8)，所述机器人夹具快换盘(8)用于与机械手上的夹具快换装置相连接。

10.根据权利要求1所述燃料电池发动机装配用机械手夹爪，其特征在于，还包括安装在夹爪框架(1)上的视觉单元(9)。

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