CN103029078A

CN103029078A - X型凸轮电动夹具

Info

Publication number: CN103029078A
Application number: CN2012105810294A
Authority: CN
Inventors: 曹伟龙
Original assignee: Shanghai Hongqu Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Hongqu Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-10

Abstract

X型凸轮电动夹具，涉及一种机械装置，两片中间交叉并且只能在交叉点转动的传动片构成X型传动机构，凸轮夹在传动片上端的中间，开合件外端在壳体外，夹爪固定在开合件的外端上，传动条的两个传动点分别在两个受动凹口内，两个传动点之间的距离变化的时候，两个开合件跟随变化，固定在开合件的两个夹爪也随着夹角的变化而开合，用能够控制旋转角度的旋转电机带动设计好形状的凸轮旋转，使夹爪根据需要开启和闭合，设置和调整好凸轮、传动片上端、传动片下端的形状和位置，能够制造不同需要的电动夹具，本发明可用于机械自动化。

Description

X型凸轮电动夹具

技术领域

本发明涉及一种机械装置，具体涉及一种X型凸轮电动夹具。

技术背景

夹爪在各种机器设备中有广泛的应用，特别是在自动化设备、智能机器人等领域，有广泛的需求。

气动的夹爪应用得相当的广泛，其优点是技术成熟，价格较低；缺点是响应的时间较慢、基本只能二点往复，不能多点选择的移动，使用寿命不理想。

电动夹爪有很多的实现方式，如用电机带动螺杆和正反向丝杆带动螺母移动实现机械结构的开合，本申请人之前的中国专利CN201015847Y，CN1164392C中公开的设计，结构比较复杂，而CN101439479B中公开的设计，是依靠螺母的移动，移动的速度慢、移动的幅度受限，响应的时间慢，在需要快速开合的场合，就显得响应速度不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种X型凸轮电动夹具，该夹具能够快速开合，能够自动适应被夹物件需要，在断电或其它紧急的情况时，能够手动启闭夹爪。

发明的原理：两片中间交叉并且只能在交叉点转动的传动片构成X型传动机构，凸轮夹在传动片上端的中间，传动片的两个下端分别连接在两个夹爪上，使夹爪与传动片下端同步移动，用弹簧使传动片上端始终紧贴在凸轮上，凸轮直径的不同，使传动片上端之间的距离不同，传动片下端之间的距离是与传动片上端之间的距离同步变化的，夹爪之间的距离是跟随传动片下端之间距离的变化而变化，用能够控制旋转角度的旋转电机带动设计好形状的凸轮旋转，使夹爪根据需要开启和闭合，设置和调整好凸轮、传动片上端、传动片下端的形状和位置，能够制造不同需要的电动夹具。

本发明采用如下的技术方案实现上述发明原理：

X型凸轮电动夹具包括壳体、驱动机构、传动机构、开合机构。

所述驱动机构包括旋转电机、控制器、凸轮、轮轴、手动解锁器，控制器在壳体外，旋转电机在壳体上，旋转电机与控制器连接，凸轮呈椭圆形或其它的非正的圆形，具体的形状和尺寸根据需要确定，轮轴垂直状地固定在凸轮的中间，轮轴跟随旋转电机的出轴旋转，手动解锁器连接在出轴上，手动解锁器能够带动出轴旋转。

所述的传动机构在壳体内，传动机构包括传动条、受动轮、转轴、交叉孔、交叉柱、传动点、弹簧；交叉柱固定在壳体内，交叉孔在传动条的中间，两条传动条的交叉孔都套在交叉柱上，传动条能够在交叉柱上旋转，受动轮在传动条上端，转轴插在受动轮内，转轴的方向与凸轮的轮轴的方向是相仿的，转轴固定在传动条上端的内侧，受动轮可以在转轴上滚动；传动点在传动条下端，传动点是可以滚动的滑轮，凸轮在两个受动轮的中间，受动轮轮面与凸轮轮面接触，弹簧在传动条的两旁的外端，弹簧的一端顶在侧面的壳体内，另一端顶在传动条侧面的外端上，两个受动轮轮面始终紧贴凸轮轮面。

传动机构的规律是：受动轮之间的距离跟随凸轮的转动而变化，传动点之间的距离跟随受动轮之间的距离同步变化。

所述的开合机构包括开合件、横向滑动件、夹爪、受动凹口，开合件内端在壳体内，开合件内端的顶端上有受动凹口，开合件外端在壳体外，夹爪固定在开合件的外端上，横向滑动件包含横向滑槽、横向滑条，横向滑条在横向滑槽内，横向滑槽和横向滑条分别固定在开合件上和壳体上，两个开合件只能在壳体作横向的移动；传动条的两个传动点分别在两个受动凹口内，两个传动点之间的距离变化的时候，两个开合件跟随变化，固定在开合件的两个夹爪也随着夹角的变化而开合。

X型凸轮电动夹具运行的过程是这样的：假设两个受动轮轮面现在是与最大直径的凸轮轮面接触，因为弹簧的弹力作用，受动轮轮面是紧贴在凸轮轮面，受动轮之间是处于最大的间距，两个夹爪也处于最大的间距，也就是夹爪是分开的状态。

在旋转电机带动凸轮转动的时候，受动轮因为弹簧的作用，受动轮轮面始终紧贴在凸轮轮面上，当凸轮轮面转到最小直径的时候，受动轮之间处于最小的间距，两个夹爪也处于最小的间距，也就是夹爪是闭合的状态。

本发明的优点是：能够实现快速开合，能够灵活夹住不同尺寸的物件，因为只需要二点之间开合的状态，可以大大简化控制和增加可靠性、安全性，手动解锁器可以在断电或其它紧急状态的时候手动摆脱困境。设置和调整好凸轮、传动片、受动轮、传动点的形状和位置，能够制造不同需要的电动夹具。

附图说明

附图1是本发明提供的旋转驱动器的X型凸轮电动夹具的夹爪展开状态的示意图。

附图2是本发明提供的旋转驱动器的X型凸轮电动夹具的夹爪夹紧状态的示意图。

图中：

（10）：壳体，（11）：连接孔，（12）：手动解锁器，（13）：物件，

（20）：驱动机构，（21）：旋转电机，（22）：出轴，（23）：凸轮，（24）：凸轮轮面，（25）：轮轴，（26）：控制器，（27）：弹簧，

（30）：传动机构，（31）：传动条，（32）：传动条上端，（33）：传动条下端，（34）：受动轮，（35）：受动轮轮面，（36）：转轴，（37）：交叉孔，（38）：传动点，（39）：交叉柱，

（40）：开合机构，（41）：开合件，（42）：开合件内端，（43）：受动凹口，（44）：开合件外端，（45）：横向滑动件，（46）：横向滑槽，（47）：横向滑条，（48）：夹爪。

具体实施方式

为了便于说明，我们定义以旋转电机、交叉柱相连的方向为纵向，与纵向呈90度的方向为横向，与旋转电机相近的一端为上端，与驱动器相远的一端是下端，以交叉柱为内侧中心，内侧的两旁为外侧。实施例的壳体是有盖子的，附图中盖子均不显示。实施例的线路连接在附图中均不显示。

下面根据附图，对本发明提供的X型凸轮电动夹具的实例进行具体说明。

参照附图1，附图1是旋转电机的X型凸轮电动夹具的夹爪展开状态的正视示意图。图中，驱动机构20、传动机构30、开合机构40在纵向依次排列，控制器26在壳体10外，旋转电机21在壳体10上，传动机构30在壳体10内，开合机构40的夹爪48在壳体10外，要夹持的物件13在夹爪48的中间，连接孔11是用于将本装置固定和连接到机械结构。

驱动机构20包括旋转电机21、控制器26、凸轮23、轮轴25、手动解锁器12。

凸轮23呈椭圆形，图中显示的是凸轮23的最大直径，轮轴25垂直状地固定在凸轮23的中间，轮轴25能够跟随旋转电机21的出轴22旋转。

旋转电机21与控制器26连接，（图中不显示），控制器26能够指令旋转电机21（步进电机、伺服电机）的出轴22作正反方向的旋转或不旋转。

手动解锁器12连接在出轴22上，手动解锁器2712能够带动出轴22旋转。

传动机构30包括传动条31、受动轮34、转轴36、交叉孔37、交叉柱39、传动点38、弹簧27。

交叉柱39固定在壳体10上，交叉孔37在传动条31的中间，两条传动条31的交叉孔37都套在交叉柱39上，传动条31能够在交叉柱39上旋转，受动轮34是滚动滑轮，转轴36插在受动轮34内，转轴36固定在传动条31上端的内侧，转轴36的方向与凸轮23的轮轴25的方向是相仿的，受动轮34能够在转轴36上滚动，凸轮23在两个受动轮34的中间，受动轮轮面35与凸轮轮面24接触。传动点38在传动条31下端，传动点38是可以滚动的滑轮；弹簧27在传动条31两旁的外侧，图中，弹簧27的一端顶在侧面的壳体10内，另一端顶在传动条下端33侧面的外端上。安装弹簧27的目的是使传动条下端33始终保持一个向内的夹紧力，将弹簧27安装在传动条上端32的外侧，或者在二个传动条上端32上、以及在二个传动条下端33上安装拉簧同样可以达到目的。

因为交叉柱39是固定在壳体10上不动的，交叉孔37套在交叉柱39上的两条传动条31在交叉柱39上形成两个夹角，一个是传动条上端32形成的夹角，另一个是传动条下端33形成的夹角，两个夹角是一对同时变化的对角。

夹持在两个受动轮34之间的凸轮23直径的大小决定传动条上端32之间夹角的角度的大小，凸轮23直径小的时候，夹角的角度就小，传动条下端33的传动点38之间的距离就小，传动点38之间的距离跟随受动轮34之间的距离同步变化。

开合机构40包括开合件41、横向滑动件45、夹爪48、受动凹口43，二个开合件内端42在壳体10内，开合件内端42的顶端上有受动凹口43，开合件外端44在壳体10外，夹爪48固定在开合件外端44上，夹爪48与受动凹口43同步移动，两个传动点38分别在两个受动凹口43内，受动点38是可以滚动的滑轮，能够在受动凹口43内滑动。

横向滑动件45包含横向滑槽46、横向滑条47，横向滑条47在横向滑槽46内，横向滑槽46和横向滑条47分别固定在开合件41上和壳体10上，两个传动点38之间的距离变化的时候，两个开合件41跟随变化，固定在开合件41的两个夹爪48也随着夹角的变化而开合。

图中，横向滑槽46在壳体10上，横向滑条47在开合件41上，因为横向滑条47在横向滑槽46内，开合件41只能在壳体10上作横向的移动，因为传动点38分别在两个受动凹槽43内，两个传动点38的位置决定两个开合件41的位置，两个开合件41之间的距离是跟随两个传动点38之间距离的变化而变化，两个夹爪48也随着传动点38的变化而开合。

X型传动的电动夹具运行的过程是这样的：假设两个受动轮轮面35现在是与最大直径的凸轮轮面24接触，因为弹簧27的弹力作用，受动轮轮面35是紧贴在凸轮轮面24，受动轮34之间是处于最大的间距，两个夹爪48也处于最大的间距，也就是夹爪48是分开的状态，图中，两个夹爪48在打开的位置。

参照附图2，附图2是旋转驱动器的X型凸轮电动夹具的夹爪夹紧状态的正视示意图。

在旋转电机21带动凸轮23旋转到直径小的时候，传动条上端32之间夹角的角度就小了，角度小的时候，传动点38之间的距离就小，因为传动点38分别在两个开合件41的受动凹口43内，两个传动点38的位置决定两个开合件41的位置，两个开合件41之间的距离是跟随两个传动点38之间距离的变化而变化，两个夹爪48也随着传动点38的变化而变化，图中，两个夹爪48在夹紧的位置，物件13被夹爪48夹住。

上述实施例的凸轮23是水平摆放的，受动轮34也是水平摆放的，也可以在实施例中将凸轮23和受动轮34转90度成为垂直摆放的，其功能和作用是相同的。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims

1.X型凸轮电动夹具包括壳体（10）、驱动机构（20）、传动机构（30）、开合机构（40），其特征是：所述驱动机构（20）包括旋转电机（21）、控制器（26）、凸轮（23）、轮轴（25）、手动解锁器（12）；所述的控制器（26）在壳体（10）外，所述的旋转电机（21）在壳体（10）上，旋转电机（21）与控制器（26）连接，所述的凸轮（23）呈非正的圆形，所述的轮轴（25）垂直状地固定在凸轮（23）上，轮轴（25）跟随旋转电机（21）的出轴（22）旋转；

所述的传动机构（30）在壳体（10）内，传动机构（30）包括传动条（31）、受动轮（34）、转轴（36）、交叉孔（37）、交叉柱（39）、传动点（38）、弹簧（27）；

所述的交叉柱（39）固定在壳体（10）内，所述的交叉孔（37）在传动条（31）的中间，两条传动条（31）的交叉孔（37）都套在交叉柱（39）上，所述的传动条（31）能够在交叉柱（39）上旋转，所述的转轴（36）插在受动轮（34）内，转轴（36）固定在传动条上端（32）的内侧，所述的受动轮（34）可以在转轴（36）上滚动；所述的传动点（38）在传动条下端（33），所述的弹簧（27）在传动条（31）的两旁的外端，弹簧（27）的一端顶在侧面的壳体（10）内，另一端顶在传动条（31）侧面的外端上；

所述的开合机构（40）包括开合件（41）、横向滑动件（45）、夹爪（48）、受动凹口（44）；开合件内端（42）在壳体（10）内，开合件内端（42）的顶端上有受动凹口（44），所述的传动条（31）的两个传动点（38）分别在两个受动凹口（44）内，开合件外端（44）在壳体（10）外，所述的夹爪（48）固定在开合件外端（44）上，所述的横向滑动件（45）包含横向滑槽（46）、横向滑条（47），所述的横向滑条（47）在横向滑槽（46）内，横向滑槽（46）和横向滑条（47）分别固定在开合件（41）上和壳体（10）上，两个开合件（41）只能在壳体（10）作横向的移动。

2.根据权利要求1所述的X型凸轮（23）电动夹具，其特征是：手动解锁器（12）连接在出轴（22）上，手动解锁器（12）能够带动出轴（22）旋转。

3.根据权利要求1所述的X型凸轮电动夹具，其特征是：凸轮（23）在两个受动轮（34）的中间，转轴（36）的方向与凸轮（23）的轮轴（25）的方向是相仿的，受动轮轮面（35）与凸轮轮面（24）接触。

4.根据权利要求1所述的X型凸轮电动夹具，其特征是：传动点（38）是可以滚动的滑轮。