CN107803827B - 一种机械手夹具及双工位机械夹手 - Google Patents
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Abstract
一种双工位机械夹手，包括底座(18)、平移电机(19)及两个机械手夹具，底座(18)上设有直线导轨，平移电机(19)安装在底座(18)下部，其联动轴上安装有齿轮(20)；两个机械手夹具分别通过滑块卡扣在直线导轨上并分别通过基座(1)一侧的齿条(8)与齿轮(20)啮合，第二盖板(28)罩盖在两个机械手夹具上方。本发明通过设置双工位夹手，代替人工，节省人力物力，提高了作业精度和生产效率。
Description
技术领域
本发明属于机械制造领域，尤其涉及一种应用于机器人自动化生产的机械手夹具及双工位机械夹手。
背景技术
随着工业4.0的提出，以及工业机器人应用的普及，传统工厂也急需进行自动化改造。目前中国部分工厂还是以手工生产为主、自动化生产线为辅，更有小家庭工厂全是手工生产，一方面难以满足日益加快的生产需求，另一方面也难以满足客户对于工件质量的要求，因此许多厂商迫切需要提高工厂的自动化水平，满足现代化生产需求。目前对于工厂的自动化改造，主要是以机器人代人来从事工业生产，通过工业控制来统筹安排，不仅能够解放劳动力，而且能够在高温高压下二十四小时不间断作业，提高了工厂的生产效率，因此得到了企业的欢迎。然而，对于不同的生产线，需要设计不同的机械手夹具以满足自动化需求。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种机械手夹具及双工位机械夹手，使得机器人在自动化生产过程中，能够抓取物件，并通过双工位设计，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。依据本发明提出的一种机械手夹具，包括基座1、电机2、夹钳3、两个斜锲块4，电机2安装在基座1内，其联动轴与丝杠7连接，丝杠螺母701与斜锲块4连接；所述斜锲块4的倾斜端抵接夹钳3下部的倾斜面，并位于夹钳3下部构成的夹角内；夹钳3枢接在基座1的前部。
为实现上述目的，本发明还采取以下技术措施。
所述夹钳3包括弹性连接的一对钳臂301，两个钳臂301相对设置且二者的下臂构成容纳斜锲块4倾斜端的夹角；每个钳臂301分别通过转轴6枢接在基座1前部，其下臂位于基座1内，内侧面为与斜锲块4倾斜端匹配的倾斜面，其上臂凸出于基座1。
所述钳臂301上臂的内侧面设有第一出气孔13，第一出气孔13通过软气管131与基座1顶部所设的气管接头12连通；该基座1上设有套装在软气管131上的密封法兰132。
所述基座1顶部设有通槽101，通槽101内安装有第一行程开关2201；靠后的斜锲块4顶部设有撞块401，撞块401与第一行程开关2201的触头配合。
所述基座1一侧设有齿条8、位于齿条8下方的限位槽9，另一侧设有第一凹槽10、安设在第一凹槽10内的第一滑块16，其底部设有第二凹槽11、安设在第二凹槽10内的第二滑块17。
所述基座1顶部还设有凸起的三角形斜口29。
为实现上述目的，本发明还采取以下技术方案。依据本发明提出的一种双工位机械夹手，包括底座18、平移电机19及两个机械手夹具，底座18上设有直线导轨，平移电机19安装在底座18下部，其联动轴上安装有齿轮20；两个机械手夹具分别通过滑块卡扣在直线导轨上并分别通过基座1一侧的齿条8与齿轮20啮合，第二盖板28罩盖在两个机械手夹具上方。
为实现上述目的，本发明还采取以下技术措施。
所述底座18呈山字型，具有底板1801、位于底板1801后端的挡板1802、位于底板1801上部的驱动板1803、两个导向板1804，驱动板1803位于两个导向板1804之间；
每个导向板1804的内侧面设有第一直线导轨1805，该底板1801上设有两个第二直线导轨1806，两个第二直线导轨1806分别位于驱动板1803的两侧；所述机械手夹具基座1侧面的第一滑块16卡扣在第一直线导轨1805上，底部的第二滑块17卡扣在第二直线导轨1806上；
驱动板1803的中部安装有齿轮20，其端部安装有限位块21；限位块21的两侧对称设有一凸起2101，该凸起2101卡置在基座1侧面的限位槽9内；
每个导向板1804的顶面设有第二行程开关2202，第二行程开关2202的触头与基座1顶部所设的三角形斜口29配合；
底板1801的前端设有两个U型槽1808，两个U型槽1808分别位于驱动板1803的两侧。
每个所述机械手夹具均通过波珠螺丝23进行定位，波珠螺丝23通过紧定螺钉24安装在相应的导向板1804上，其钢珠抵接基座1的侧面实现定位。
所述底座18的下部还设有三通管26、两个电磁阀27，三通管26的进口与气源连通，其两个出口分别与一个电磁阀27的进口连通，每个电磁阀27的出口与对应的机械手夹具基座1顶部的气管接头12连通。
借由本发明提出的机械手夹具及双工位机械夹手，通过设置双工位夹手，代替人工，节省人力物力，提高了作业精度和生产效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一种机械手夹具的俯视图。
图2是图1的断面示意图。
图3是本发明一种机械手夹具的立体示意图。
图4是本发明一种双工位机械夹手的立体示意图。
图5是本发明一种双工位机械夹手的俯视图。
图6是图5的A-A剖视图。
【主要元件符号说明】
1：基座 2：电机
3：夹钳 4：斜锲块
5：电机罩 6：转轴
7：丝杠 8：齿条
9：限位槽 10：第一凹槽
11：第二凹槽 12：气管接头
13：第一出气孔
15：丝杠固定板 16：第一滑块
17：第二滑块 18：底座
19：平移电机 20：齿轮
21：限位块 2101：凸起
2201：第一行程开关 2202：第二行程开关
23：波珠螺丝 24：定位柱
25：第一盖板 26：三通管
27：电磁阀 28：第二盖板
29：三角形斜口 W：工件
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例一
本发明一种机械手夹具，包括基座1、电机2、夹钳3、斜锲块4，电机2安装在基座1内，其联动轴与丝杠7连接，与丝杠7配合的丝杠螺母701与斜锲块4连接。夹钳3包括弹性连接的一对钳臂301，两个钳臂301相对设置且二者的下臂构成容纳斜锲块4倾斜端的夹角；每个钳臂301分别通过转轴6枢接在基座1前部，其下臂位于基座1内，下臂的内侧面设为与斜锲块4倾斜端匹配的倾斜面，其上臂凸出于基座1。所述斜锲块4的倾斜端抵接钳臂301下臂的内侧面(即倾斜面)，并位于两个钳臂301下臂构成的夹角内。
作为本实施例的进一步改善，电机2的后端凸出于基座1并通过电机罩5罩盖，电机罩5与基座1的后端固接，避免铁屑等垃圾落入电机及其配套设备(如减速机)内。
作为本实施例的进一步改善，两个钳臂301可通过弹簧302或者其他具有弹性功能的部件连接，当斜锲块4后移时两个钳臂301在呈压缩状态的弹簧302的作用下松开工件W。
作为本实施例的进一步改善，所述基座1顶部设有通槽101，通槽101内安装有第一行程开关2201；斜锲块4顶部设有撞块401，斜锲块4在前移的过程中撞块401一旦碰触第一行程开关2201的触头，第一行程开关2201就会发出信号断开控制电路，电机2停止，此时夹钳3已夹紧工件W。
作为本实施例的进一步改善，所述基座1内部沿长度方向设有通孔102，通孔102与通槽101连通；电机2通过多级阶梯座、轴承安装在通孔102后部；丝杠7通过丝杠固定板15安装在通孔102中部，确保电机2转动过程中丝杠7不会移动；夹钳3通过转轴6安装在通孔102前部。
作为本实施例的进一步改善，可将基座1拆分为用于装载电机2的第一安装座103、用于装载夹钳3的第二安装座104，第一安装座103高于(最好为稍微高于)第二安装座104。丝杠7一端位于第一安装座103内、另一端位于第二安装座104内，两个斜锲块4位于第二安装座104内。并且两个安装座为可拆卸连接，便于加工、组装。
作为本实施例的进一步改善，所述基座1一侧设有齿条8、位于齿条8下方的限位槽9，另一侧设有第一凹槽10、安设在第一凹槽10内的第一滑块16，其底部设有第二凹槽11、安设在第二凹槽10内的第二滑块17。所述齿条和滑块、凹槽便于平移电机驱动以及后续改装，使得机械手夹具可以前后移动。
作为本实施例的进一步改善，所述基座1顶部还设有凸起的三角形斜口29，该三角形斜口29位于通槽101的后方，与斜锲块4顶部的撞块401作用一致。同时本发明不限制斜口的形状。
作为本实施例的进一步改善，所述基座1顶部还设有气管接头12，每个钳臂301的上臂内侧设有第一出气孔13，第一出气孔13与气管接头12通过基座1内部所设的气道连通。在作业过程中当某道工序完成后，压缩空气经气管接头12、基座1内部的气道、第一出气孔13清理钳臂301上遗留的铁屑，保证清洁度，延长夹具的使用寿命。
所述第一出气孔13通过软气管1301与基座1内的气道连通，该基座1上设有套装在软气管1301上的密封法兰1302，用于软气管的密封安装。
本发明提出的机械手夹具夹取工件时，电机1正转，丝杠7输出正向旋转运动，斜锲块4在丝杠螺母(不转动)的带动下前移，其倾斜端逐步进入两个钳臂301下臂构成的夹角内，两个钳臂301的下臂都向外移动，在转轴6的定位下两个钳臂301的上臂都向里移动，从而实现夹钳3的闭合，夹取工件。此时弹簧302处于压缩状态。
本发明提出的机械手夹具松开工件时，电机1反转，丝杠7输出反向旋转运动，斜锲块4在丝杠螺母(不转动)的带动下后移，其倾斜端逐步退出两个钳臂301下臂构成的夹角，两个钳臂301的上臂在受压缩的弹簧302的反推下向外移动，在转轴6的定位下两个钳臂301的下臂都向里移动，从而实现夹钳3的张开，松开工件。此时弹簧处于正常状态。
实施例二
在实施例一的基础上，本发明进一步提出一种双工位机械夹手，包括底座18、平移电机19及两个机械手夹具，底座18上设有直线导轨，平移电机19安装在底座18下部，其联动轴上安装有齿轮20；两个机械手夹具分别通过滑块卡扣在直线导轨上并分别通过基座1一侧的齿条8与齿轮20啮合。
所述底座18的截面呈山字型，具有底板1801、位于底板1801后端的挡板1802、位于底板1801上部的驱动板1803、两个导向板1804，驱动板1803位于两个导向板1804之间。
每个导向板1804的内侧面设有第一直线导轨1805，该底板1801上设有两个第二直线导轨1806，两个第二直线导轨1806分别位于驱动板1803的两侧。所述机械手夹具基座1侧面的第一滑块16卡扣在第一直线导轨1805上，底部的第二滑块17卡扣在第二直线导轨1806上，将两个机械手夹具分别安装在驱动板1803的两侧。
齿轮20安装在驱动板1803中部，分别与两个机械手夹具一侧的齿条8啮合，在平移电机19启动时两个机械手夹具同时移动且二者的移动方向相反。驱动板1803的端部安装有限位块21，限位块21的两侧对称设有一凸起2101，该凸起2101卡置在基座1侧面的限位槽9(长度有限)内，作用之一在于限位导向，作用之二在于当安装存在偏差或者突然停电时避免机械手夹具从基座1上甩出。
每个导向板1804的顶面设有第二行程开关2202，机械手夹具基座1顶部的三角形斜口29碰触第二行程开关2202的触头时，第二行程开关2202就会发出信号断开控制电路，平移电机19停止。
每个机械手夹具均通过波珠螺丝23进行定位，波珠螺丝23通过紧定螺钉安装在相应的导向板1804上，其钢珠抵接基座1的侧面实现定位。
挡板1802上开设有两个容纳孔1807，当机械手夹具后移时电机罩5能够进入到该容纳孔1807内，以此增加机械手夹具的移动范围。进一步的，该挡板1802的后端固接有第一盖板25并通过定位柱24定位。
所述底板1801的前端设有两个U型槽1808，两个U型槽1808分别位于驱动板1803的两侧，当机械手夹具的夹钳3带动工件移动时，U型槽1808为工件的移动提供空间，避免碰损。
作为本实施例的进一步改善，第二直线导轨1806分别位于一个U型槽1808与驱动板1803之间，这样设计的好处在于：第一直线导轨1805支撑机械手夹具的一侧，第二直线导轨1806支撑机械手夹具的另一侧，受力平衡，保证夹具的移动过程更平稳。
作为本实施例的进一步改善，所述底座18的下部还设有三通管26、两个单向气阀27，三通管26的进口与气源连通，其两个出口分别与一个电磁阀27的进口连通，电磁阀27的出口与对应的机械手夹具基座1顶部的气管接头12连通，气管接头12与两个钳臂301上臂内侧的第一出气孔13连通，用于吹走加工过程中产生的铁屑。
作为本实施例的进一步改善，两个机械手夹具装在底座18上后通过第二盖板28罩盖，避免在作业过程中铁屑等垃圾落入机械手夹具内损坏夹具。
以上所述，仅是本发明专利的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术方案范围内，依据本专利的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种双工位机械夹手，其特征在于包括底座(18)、平移电机(19)及两个机械手夹具，底座(18)上设有直线导轨，平移电机(19)安装在底座(18)下部，其联动轴上安装有齿轮(20)；
机械手夹具包括基座(1)、电机(2)、夹钳(3)、斜锲块(4)，电机(2)安装在基座(1)内，其联动轴与丝杠(7)连接，丝杠螺母(701)与斜锲块(4)连接；所述斜锲块(4)的倾斜端抵接夹钳(3)下部的倾斜面，并位于夹钳(3)下部构成的夹角内；夹钳(3)枢接在基座(1)的前部；
两个机械手夹具分别通过滑块卡扣在直线导轨上并分别通过基座(1)一侧的齿条(8)与齿轮(20)啮合；
所述底座(18)呈山字型，具有底板、位于底板后端的挡板(1802)、位于底板上部的驱动板(1803)、两个导向板(1804)，驱动板(1803)位于两个导向板(1804)之间；
齿轮(20)安装在驱动板(1803)上，两个机械手夹具分别位于驱动板两侧，并位于导向板与驱动板之间，齿轮与两个机械手夹具上的齿条啮合。
2.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于所述夹钳(3)包括弹性连接的一对钳臂(301)，两个钳臂(301)相对设置且二者的下臂构成容纳斜锲块(4)倾斜端的夹角；每个钳臂(301)分别通过转轴(6)枢接在基座(1)前部，其下臂位于基座(1)内，内侧面设为与斜锲块(4)倾斜端匹配的倾斜面，其上臂凸出于基座(1)。
3.根据权利要求2所述的一种双工位机械夹手，其特征在于每个所述钳臂(301)上臂的内侧面设有第一出气孔(13)，第一出气孔(13)通过软气管(131)与基座(1)顶部所设的气管接头(12)连通；该基座(1)上设有套装在软气管(131)上的密封法兰(132)。
4.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于所述基座(1)顶部设有通槽(101)，通槽(101)内安装有第一行程开关(2201)；所述斜锲块(4)顶部设有撞块(401)，撞块(401)与第一行程开关(2201)的触头配合。
5.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于所述基座(1)一侧设有齿条(8)、位于齿条（8）下方的限位槽(9)，另一侧设有第一凹槽(10)、安设在第一凹槽(10)内的第一滑块(16)，其底部设有第二凹槽(11)、安设在第二凹槽(11)内的第二滑块(17)。
6.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于所述基座(1)顶部还设有凸起的三角形斜口(29)。
7.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于两个机械手夹具上方罩盖第二盖板(28)。
8.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于每个导向板(1804)的内侧面设有第一直线导轨(1805)，驱动板(1803)的两侧底板上均设有第二直线导轨(1806)；所述机械手夹具基座(1)侧面的第一滑块(16)卡扣在第一直线导轨(1805)上，底部的第二滑块(17)卡扣在第二直线导轨(1806)上；
驱动板(1803)端部安装有限位块(21)；限位块(21)的两侧对称设有一凸起(2101)，该凸起(2101)卡置在基座(1)侧面的限位槽(9)内；
每个导向板(1804)的顶面设有第二行程开关(2202)，第二行程开关(2202)的触头与基座(1)顶部所设的三角形斜口(29)配合；
底板的前端设有两个U型槽(1808)，两个U型槽(1808)分别位于驱动板(1803)的两侧。
9.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于每个所述机械手夹具均通过波珠螺丝(23)进行定位，波珠螺丝(23)通过紧定螺钉安装在相应的导向板(1804)上，其钢珠抵接基座(1)的侧面实现定位。
10.根据权利要求1所述的一种双工位机械夹手，其特征在于所述底座(18)的下部还设有三通管(26)、两个电磁阀(27)，三通管(26)的进口与气源连通，其两个出口分别与一个电磁阀(27)的进口连通，每个电磁阀(27)的出口与对应的机械手夹具基座(1)顶部的气管接头(12)连通。
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