CN104071569A - 一种抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抓取装置，包括至少两个夹紧组件及带动所有夹紧组件同步动作的驱动组件，驱动组件包括可相对转动地安装于安装盘上的驱动盘及带动驱动盘转动的驱动件，夹紧组件包括夹紧臂及夹紧件，夹紧臂在端部枢接点处与驱动盘枢接，在中部枢接点处与安装盘枢接，在端部连接点处与夹紧件连接，夹紧臂的端部枢接点、中部枢接点和端部连接点的相对位置关系使得驱动件在带动驱动盘沿夹紧方向转动时，通过夹紧臂带动夹紧件与配件的表面相抵触。本发明由于其驱动盘与夹紧臂均可采用平面结构，因此，可使抓取装置具有较小的高度，进而使抓取装置具有紧凑的结构，另外，本发明抓取装置因仅需设置一个驱动件而具有较低的成本。

Description

一种抓取装置

技术领域

本发明涉及输送机械技术领域，尤其涉及一种用于抓取配件至相应工位的抓取装置。 

背景技术

在总装车间，通常需要进行各种配件的抓取操作，以在例如是机械手的操作下将抓取到的配件输送至相应工位完成对应配件的组装。对于例如是汽车轮胎等环形配件(该环形包括非封闭环形的结构)的抓取，现有的抓取装置通常包括多个(例如是三个)抓手(也可以是夹紧块)及控制各抓手动作的驱动结构，该驱动结构具有两种形式，一种是为每个抓手各配置一个驱动件，以通过控制各驱动件带动与各自相对应的抓手动作实现对配件的夹紧与放松；另一种是为所有抓手配置一个驱动件、且该驱动件通过各连杆机构与对应的抓手相连，以通过控制该驱动件经各连杆机构带动各抓手动作实现对配件的夹紧与放松。第一种驱动结构存在的缺陷为：成本高；较难保证各抓手间的同步性；第二种驱动结构存在的缺陷为：结构相对复杂；其连杆机构的运动空间为立体空间，这使得整个抓取装置需要占据较大的空间。 

发明内容

本发明实施例的目的是为了解决现有配件的抓取装置存在的上述缺陷，提供一种成本较低、且占据空间较小的适于抓取配件的抓取装置。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种抓取装置，包括至少两个夹紧组件及带动所有夹紧组件同步动作的驱动组件，所述驱动组件包括可相对转动地安装于安装盘上的驱动盘及用于带动驱动盘转动的驱动件，所述夹紧组件包括夹紧臂及夹紧件，所述夹紧臂在端部枢接点处与所述驱动盘枢接，在中部枢接点处与安装盘枢接，在端部连接点处与所述 夹紧件连接，所述夹紧臂的端部枢接点、中部枢接点和端部连接点的相对位置关系使得驱动件在带动驱动盘沿夹紧方向转动时，通过夹紧臂带动夹紧件与配件的表面相抵触。 

优选的是，所述端部枢接点与所述中部枢接点之间的连线构成第一转臂，所述端部连接点与所述中部枢接点之间的连线构成第二转臂，所述第一转臂和第二转臂呈V型。 

优选的是，所述夹紧件为夹紧轮，所述夹紧轮在所述端部连接点处与所述夹紧臂固定连接。 

优选的是，所述夹紧轮的轮轴与所述夹紧臂垂直。 

优选的是，所述驱动盘与所述安装盘之间设置有用于限定所述驱动盘的转动轨迹的导向结构。 

优选的是，所述驱动盘的形状为圆环的一部分。 

优选的是，所述导向结构包括安装于所述安装盘上的位于驱动盘内圈一侧的内圈导向轮及安装于所述安装盘上的位于驱动盘外圈一侧的外圈导向轮，所述驱动盘的外圈边沿和内圈边沿分别嵌入所述外圈导向轮的轮槽中和所述内圈导向轮的轮槽中。 

优选的是，所述驱动件为直线驱动件，所述驱动盘设置有调节长孔及传动轴，所述传动轴与所述调节长孔沿调节长孔的长度方向滑动配合连接，所述驱动件的直线运动部与所述传动轴连接，所述直线运动部的运动方向有别于所述调节长孔的长度方向及驱动盘的径向方向。 

优选的是，其中一个夹紧组件的夹紧臂在端部枢接点处与所述驱动盘的传动轴枢接。 

优选的是，所述调节长孔的长度方向沿驱动盘的径向方向设置。 

本发明的有益效果为：根据本发明抓取装置的结构，其驱动盘与夹紧臂均可采用平面结构，而夹紧件则是配置在配件的外侧或者内侧，因此，整个抓取装置可以具有较小的高度，这使得整个抓取装置的结构非常紧凑；另外，本发明的抓取装置仅需设置一个驱动件带动多个夹紧组件动作，因此明显具有较低的成本。 

附图说明

图1为根据本发明所述抓取装置的一种实施方式的立体结构示意图； 

图2为根据图1所示抓取装置的俯视图。 

附图标记说明： 

1-直线驱动件；   11-直线运动部； 

2-扶手支架；     21-扶手套； 

3-驱动盘；       31-传动轴； 

32-调节长孔；    41-外圈导向轮； 

42-内圈导向轮；  6-配件； 

7-安装盘；       8-夹紧组件； 

81-夹紧件；      82-轮轴； 

83-垫片；        84-螺母； 

85-夹紧臂；      86-夹紧臂安装座； 

87-螺钉；        88-垫片； 

89-旋转轴；      810-防松卡板。 

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。 

如图1和图2所示，本发明的抓取装置包括至少两个夹紧组件8及带动所有夹紧组件8同步动作的驱动组件，在本发明中，该驱动组件包括可相对转动地安装于安装盘7上的驱动盘6(该种表述即为驱动盘6可相对安装盘7转动地安装于该安装盘7上)及用于带动驱动盘6转动的驱动件，该驱动件可通过安装支架等固定安装在安装盘7上，对应地，该夹紧组件8包括夹紧臂85及夹紧件81，夹紧臂85在端部枢接点处与驱动盘6枢接，即夹紧臂85可相对驱动盘6绕各自的端部枢接点转动，夹紧臂85在中部枢接点处与安装盘7枢接，即夹紧臂85可相对安装盘7绕各自的中部枢接 点转动，夹紧臂85在端部连接点处与夹紧件81连接，以使夹紧臂85可以带动夹紧件81动作，进而实现对配件6的夹紧和放松，上述中部枢接点中的“中部”应理解为是位于端部枢接点和端部连接点中的两个端部之间的部分，而并非专指与两个端部间的距离相等的中点位置，该端部枢接点、中部枢接点及端部连接点的相对位置关系要求使得驱动件在带动驱动盘3沿夹紧方向(该夹紧方向根据夹紧臂85的形状可以为顺时针或者逆时针)转动时，通过夹紧臂85带动夹紧件81与配件6的表面相抵触，该相抵触的含义为夹紧件81与配件6之间产生相互作用力，进而实现对配件的夹紧，该配件6的表面通常为配件的外表面，特别是配件的外圆周表面，此时，各夹紧仅81通过向内挤压配件的外表面而与配件6之间产生相互作用力，进而实现对配件6的抓取操作；另外，如果该配件6为例如是汽车轮胎等的环形配件，也可以选择将抓取装置设置在环形配件的内部，因此，该配件6的表面也可以为配件的内表面，此时，各夹紧件81通过向外推挤环形配件的内表面而与配件6间产生相互作用力，进而实现对配件6的抓取操作。在机械手的输送装置通过抓取装置将配件6移送至相应工位后，只需控制驱动件带动驱动盘3沿与夹紧方向相反的放松方向转动即可完成对配件的放松操作。 

上述夹紧臂85在端部枢接点处与驱动盘6枢接的枢接结构可为：在驱动盘6上设置与驱动盘6固定连接的旋转轴89，夹紧臂85在端部枢接点处与旋转轴89枢接，该夹紧臂85特别是与驱动盘6平行设置，即使旋转轴89与驱动盘6垂直，以使抓取装置可具有最小的高度。在此，为了防止夹紧臂85从旋转轴89上脱出，可在旋转轴89上沿围绕旋转轴轴心的周向设置一圈或者一段限位槽，并在夹紧臂85上固定安装一如图1和图2所示的防松卡板810，防松卡板810具有与该限位槽相适配的弧形边缘，该防松卡板810的弧形边缘嵌入限位槽中，以保证夹紧臂85可绕旋转轴89转动。对于在旋转轴89上设置一段而非一圈限位槽的实施例，该防松卡板810还具有限定夹紧臂85转动行程的作用。 

上述夹紧臂85在中部枢接点处与安装盘7枢接的枢接结构可为：在安装盘7上固定安装有夹紧臂安装座86，螺钉87通过穿过夹紧臂85上的安 装通孔与夹紧臂安装座86螺纹配合形成供夹紧臂85转动的旋转轴。为了减轻螺钉帽与夹紧臂85之间的磨损，可在该螺钉87与旋转臂85之间设置一垫片88。在此，本领域技术人员应该清楚由该螺钉形成的旋转轴应该与旋转轴89平行，且由该螺钉形成的旋转轴应该与旋转轴89应该与旋转臂垂直，否则夹紧臂85将无法顺畅转动。 

本发明的抓取装置的工作原理为：在需要抓取配件6时，控制驱动件动作，以带动驱动盘3沿夹紧方向转动，此时，驱动盘3将带动与其枢接的各夹紧臂85绕各自的端部枢接点转动，由于夹紧臂85的中部枢接点只能相对安装盘7转动而不能相对安装盘7移动，因此，夹紧臂85的端部连接点将跟随其与驱动盘3枢接的端部枢接点运动，这样，通过在夹紧臂85上设置合适的端部枢接点、中部枢接点及端部连接点，可使连接于夹紧臂85的端部连接点上的夹紧件81逐渐接近配件6的表面，进而产生上述挤压或者推挤效果，实现对配件6的夹紧抓取。在需要放松配件6时，只需控制驱动件带动驱动盘3沿放松方向转动，使夹紧臂85产生逆向动作即可完成放松操作。在此，对于需要使得夹紧件81与配件外表面相抵触的实施例，该夹紧臂85的端部连接点在驱动盘3沿夹紧方向转动时应该绕夹紧臂85的中部枢接点向逐渐接近配件的外表面的方向转动，而对于需要使得夹紧件81与配件内表面相抵触的实施例，情况应该恰好相反。 

根据本发明的抓取装置的结构可知，其驱动盘3与夹紧臂85均可采用平面结构，而夹紧件则是配置在配件6的外侧或者内侧，因此，可以轻易地使整个抓取装置具有较小的高度，这使得整个抓取装置的结构非常紧凑；另外，本发明的抓取装置仅需设置一个驱动件带动多个夹紧组件8动作，因此明显具有较低的成本。 

为了使夹紧件81可以通过较小的运动行程与配件6之间产生合适的相互作用力，夹紧件81和配件6中的至少一个可以采用弹性体，该种结构还具有可以有效保护配件6避免其因被夹持而有局部损坏现象的发生。 

设夹紧臂85的端部枢接点与中部枢接点之间的连线构成第一转臂，夹紧臂85的端部连接点与中部枢接点之间的连线构成第二转臂，同样是为了使夹紧件81可以通过较小的运动行程与配件6之间产生合适的相互作用 力，上述第一转臂和第二转臂在第一实施例中优选为呈V型。在第一实施例的基础上，该第二转臂在第二实施例中特别是相对第一转臂具有较长的长度，以使驱动盘3作用于第一转臂上的力可以通过放大传递至与第二转臂连接的夹紧件81上。在第一实施例的基础上，为了使驱动盘3具有较小的直径，进而使抓取装置可以具有较小的空间体积，该第一转臂和第二转臂之间的夹角特别是大于等于90度，小于180度。另外，在第一实施例的基础上，夹紧臂的形状即为与第一转臂和第二转臂相适配的V型，即如图1和图2所示，夹紧臂包括形成第一转臂的第一臂部及形成第二转臂的第二臂部。上述各实施例可相互结合应用于对夹紧臂85的结构设计上。 

为了尽可能地减轻夹紧件81在夹紧配件的过程中可能对配件表面造成的损伤，该夹紧件81可以选择为夹紧轮，该夹紧轮在端部连接点处与夹紧臂连接。在此，该夹紧轮可选择在端部连接点处与夹紧臂85可相对转动地连接，也可选择在端部连接点处与夹紧臂85固定连接，后者相对前者具有较高的夹持稳定性及较大的夹持力，前者相对后者可以进一步减轻夹紧件81对配件表面的磨损。 

上述夹紧件81的轮轴的设置方向可以根据配件6的表面的形状合理的选择，对于，配件6的表面为圆柱表面的形状，该夹紧件81的轮轴在与夹紧臂85垂直设置时可产生最为均匀的夹紧力。 

该夹紧轮与夹紧臂85之间的连接结构可以为：在夹紧轮的轮轴82上设置定位台肩，将夹紧轮的轮轴82穿过夹紧臂85在端部连接点处设置的安装通孔，使夹紧臂85支撑在该定位台肩上，通过螺母84与轮轴82螺纹配合而将夹紧轮固定在夹紧臂85上，在此，为了防止螺母84松脱，可在螺母84与夹紧臂85之间设置垫片83。 

为了增加驱动盘3的转动精度，可以在驱动件与驱动盘3之间采用任何驱动结构的基础上，于驱动盘3与安装盘7之间设置用于限定驱动盘3的转动轨迹的导向结构。对于驱动盘的形状为圆环或者圆环的一部分的结构，如图1和图2所示，该导向结构可包括安装于安装盘7上的位于驱动盘3内圈一侧的内圈导向轮42及安装于安装盘7上的位于驱动盘3外圈一侧的外圈导向轮41，驱动盘3的外圈边沿和内圈边沿分别嵌入外圈导向轮 41的轮槽中和内圈导向轮42的轮槽中；另外，该导向结构也可以包括设置在安装盘7上的与驱动盘3的转动轨迹一致的滑槽及设置在驱动盘3上的导滑柱，该导滑柱与滑槽滑动配合。 

上述驱动件带动驱动盘3相对安装盘7转动的驱动结构可以为： 

实施例1：驱动盘通过驱动轴与安装盘7可相对转动的连接，例如是驱动电机的驱动件的动力输出轴例如通过联轴器与该驱动轴连接。 

实施例2：例如是驱动电机的驱动件通过连接于动力输出轴与驱动盘3之间的转接杆或者键结构传动动力。 

实施例3：驱动件为如图1和图2所示的例如是气缸的直线驱动件1，驱动盘3设置有调节长孔32及传动轴31，传动轴31与调节长孔32沿调节长孔32的长度方向滑动配合连接，驱动件1的直线运动部11与传动轴31连接，直线运动部11的运动方向有别于调节长孔32的长度方向及驱动盘3的径向方向，这样，在直线运动部11动作时，将通过调节长孔32带动驱动盘3沿导向结构限定的转动轨迹运动，此时，由于传动轴31需要在随直线运动部11做直线运动的同时与驱动盘3一起运动，因此该传动轴31需要沿调节长孔32的长度方向滑动。实施例3相对实施例1和实施例2更有利于压缩抓取装置在高度方向上的尺寸。 

为了减轻驱动盘3的重量及为了便于在安装盘7上布置例如是驱动件、扶手支架等部件，对于驱动结构的实施例2和3，该驱动盘3的形状可以是圆环或者圆环的一部分，而且如图1和图2所示，驱动盘3为圆环的一部分时，更便于在安装盘7上布置直线驱动件1，此时，调节长孔32可设置在驱动盘3的一端处。 

对于驱动结构的实施例3，该传动轴31可以设置一限位槽，而驱动盘3的形成调节长孔32的边沿则嵌入该限位槽中，以限制传动轴31相对驱动盘3在竖直方向上运动的自由度。另外，在直线驱动件1的运动精度较低的情况下，为了提高传动轴31的运动精确，还可使传动轴31与安装盘7之间沿直线运动部11的运动方向滑动配合连接。该调节长孔32的长度方向特别是沿驱动盘3的径向方向设置，以获得较好的运动方向转换效果，在此基础上，该直线运动部11的运动方向可与调节长孔32的长度方向正 交或者成其它角度。 

在驱动结构采用实施例3的基础上，如图1和图2所示，所有夹紧组件8中可有一个夹紧组件8的夹紧臂85在端部枢接点处与所述驱动盘3的传动轴31枢接，即将该传动轴31作为上述旋转轴89，以通过驱动盘3的传动轴31直接带动其中一个夹紧组件8动作。本领域技术人员应当清楚，在驱动结构采用实施例3的基础上也可采用所有夹紧组件8的夹紧臂85均与驱动盘3的盘体枢接的结构，这具有基本相同的使用效果，采用如图1和图2所示的结构只是更有利于节省空间。 

为了便于搬运该抓取装置，如图1和图2所示，该抓取装置还可设置与安装盘7连接的扶手支架2，该扶手支架2的扶手外可套设扶手套21。 

本发明的抓取装置适用于进行各种形状的配件的抓取，该配件的形状要求驱动盘3在转动一定角度后，可使各夹紧件均与配件的表面相抵触，而且该抵触作用力应该在不会损坏配件及抓取装置的合理范围内，这可以通过调整不同位置处的转动臂85的尺寸实现。为此，该抓取装置特别适合例如是汽车轮胎的回转体配件，这使得所有夹紧组件具有互换性，便于设计和安装。对于例如是汽车轮胎的回转体配件，在兼具考虑成本及夹紧效果的情况下，可围绕配件的回转中心均匀配置三个夹紧组件。 

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种抓取装置，包括至少两个夹紧组件及带动所有夹紧组件同步动作的驱动组件，其特征在于，所述驱动组件包括可相对转动地安装于安装盘上的驱动盘及用于带动驱动盘转动的驱动件，所述夹紧组件包括夹紧臂及夹紧件，所述夹紧臂在端部枢接点处与所述驱动盘枢接，在中部枢接点处与安装盘枢接，在端部连接点处与所述夹紧件连接，所述夹紧臂的端部枢接点、中部枢接点和端部连接点的相对位置关系使得驱动件在带动驱动盘沿夹紧方向转动时，通过夹紧臂带动夹紧件与配件的表面相抵触。

2.根据权利要求1所述的抓取装置，其特征在于，所述端部枢接点与所述中部枢接点之间的连线构成第一转臂，所述端部连接点与所述中部枢接点之间的连线构成第二转臂，所述第一转臂和第二转臂呈V型。

3.根据权利要求1所述的抓取装置，其特征在于，所述夹紧件为夹紧轮，所述夹紧轮在所述端部连接点处与所述夹紧臂固定连接。

4.根据权利要求4所述的抓取装置，其特征在于，所述夹紧轮的轮轴与所述夹紧臂垂直。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的抓取装置，其特征在于，所述驱动盘与所述安装盘之间设置有用于限定所述驱动盘的转动轨迹的导向结构。

6.根据权利要求5所述的抓取装置，其特征在于，所述驱动盘的形状为圆环或者圆环的一部分。

7.根据权利要求6所述的抓取装置，其特征在于，所述导向结构包括安装于所述安装盘上的位于驱动盘内圈一侧的内圈导向轮及安装于所述安装盘上的位于驱动盘外圈一侧的外圈导向轮，所述驱动盘的外圈边沿和内圈边沿分别嵌入所述外圈导向轮的轮槽中和所述内圈导向轮的轮槽中。

8.根据权利要求5所述的抓取装置，其特征在于，所述驱动件为直线驱动件，所述驱动盘设置有调节长孔及传动轴，所述传动轴与所述调节长孔沿调节长孔的长度方向滑动配合连接，所述驱动件的直线运动部与所述传动轴连接，所述直线运动部的运动方向有别于所述调节长孔的长度方向及驱动盘的径向方向。

9.根据权利要求8所述的抓取装置，其特征在于，其中一个夹紧组件的夹紧臂在端部枢接点处与所述驱动盘的传动轴枢接。

10.根据权利要求8所述的抓取装置，其特征在于，所述调节长孔的长度方向沿驱动盘的径向方向设置。