CN113997264A - 一种汽车零部件智能抓取机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械臂领域，具体涉及一种汽车零部件智能抓取机械臂。一种汽车零部件智能抓取机械臂包括夹持装置，启动动力源，动力从动力源输出轴中输出，与动力输出轴配合的第一传动组件开始配合传动，使主轴开始转动，与主轴配合的第二传动组件开始配合传动，使传动环向下移动，与传动环配合的传动杆向外扩张，底座下方设置的第三传动组件和夹紧装置开始工作，第三传动组件经过第二传动组件的传动杆扩张向外推动第三传动组件，使夹紧装置开始向内移动进行自动夹紧物料，本装置可根据不同物料的大小自动夹紧，当物料夹紧后，锁止装置开始工作，使第一传动组件失效，主轴不再转动，使夹紧装置一直处于夹紧状态，实现智能夹持的效果。

Description

一种汽车零部件智能抓取机械臂

技术领域

本发明涉及机械臂领域，具体涉及一种汽车零部件智能抓取机械臂。

背景技术

在汽车生产过程中常常需要夹持装置参与生产过程，以实现人力无法替代的工作过程，例如搬运大型生产设备以及体积和质量较大的发动机等零件，使用机械设备代替人力劳动可节省大量的人力以及降低人工搬运的危险系数，但是目前存在的夹持设备往往仅能夹持一种或同种体积和质量相同的物体，导致目前夹持设备的功能性单一，因此在更换不同中类的零件时则需要更换不同的夹持装置，使更换夹持装置过程中存在一定的安全隐患，且会导致工作效率低下。

发明内容

本发明提供一种汽车零部件智能抓取机械臂，以解决现有的夹持物料单一的问题。

本发明的一种汽车零部件智能抓取机械臂采用如下技术方案：包括小车和支撑杆，其特征在于：还包括夹持装置；夹持装置包括机架、动力源、传动装置、夹紧装置、锁止装置和复位装置；机架下端固定设置有底座，底座水平设置，上端面开设有上下贯通的轨道槽；动力源固定安装机架上端，动力源的动力输出轴沿竖直方向向下延伸；夹紧装置包括两个机械手爪，每个机械手爪包括挡板和臂爪，挡板滑动安装轨道槽内，臂爪与挡板固定连接且具有一定夹角，使夹紧装置工作时两个机械手爪相对移动进行夹紧；

传动装置包括第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件；动力输出轴下方设有与动力输出轴同轴且沿轴向向下延伸的主轴，第一传动组件安装于动力输出轴与主轴之间，使主轴随动力输出轴的转动而转动，第一传动组件设有预紧力，使夹紧装置夹紧后主轴不再随动力输出轴转动；第二传动组件包括传动环和传动杆，传动环套装于主轴上端外侧，且传动环外侧与传动杆铰接，以使主轴转动时传动环向下移动；第三传动组件安装于底座下端面，使第二传动组件向下移动时夹紧装置沿轨道槽相对移动进行夹紧；

锁止装置包括锁止杆，锁止杆固定安装第一传动组件上端，以使夹紧装置夹紧时锁止杆上移***机架，使第一传动组件不再传动；

复位装置固定安装锁止杆与第一传动组件之间，启动复位装置时，锁止杆下移，使第一传动组件继续传动；启动动力源反转，使两个机械手爪相反运动进行复位。

进一步地，第一传动组件包括传动套和套筒，传动套包括套体和多个长杆，套体呈圆柱状空腔，且内部设有螺纹；传动轴上端设有与套体配合的螺纹，且套体与传动轴之间具有预紧力；多个长杆沿套体上端的周向均布，并沿轴向向上延伸；套筒固定套装与动力输出轴下部，且套筒侧壁开设有上下长杆孔，与多个长杆对应设置，使动力源输出的动力经第一传动组件传动将主轴带动。

进一步地，第二传动组件还包括摩擦转轮和伸缩连接杆；传动杆上端设有滑道槽；摩擦转轮包括转动架、摩擦轮和架杆；转动架设置于主轴与传动环之间，摩擦轮可转动的安装转动架上，以在转动转动架时可使摩擦轮改变偏转方向；架杆贯穿且可转动的连接传动环，一端固定连接转动架；

伸缩连接杆包括活塞杆、活塞筒和滑块；滑块可滑动的安装于滑道槽内；活塞筒为圆柱状空腔，一端铰接与滑块；活塞杆为圆柱状可滑动且可转动地安装于活塞筒的空腔内，一端与架杆固定连接，且与架杆偏心设置，以使传动环向下移动时改变摩擦轮的倾斜角度。

进一步地，第三传动组件包括传动板、固定板、第一齿条、第二齿条和齿轮；固定板固定安装于底座并向下延伸，且设置于轨道槽的外侧，固定板开设有左右贯通的齿条孔；传动板设置固定板与机械手爪之间，且可滑动地安装于轨道槽内，并与传动杆铰接，使传动杆向外扩张时传动板向外滑动；第一齿条水平设置，一端固定连接传动板、另一端穿过齿条孔向外延伸；第二齿条与第一齿条间隔设置，一端固定连接固定板、另一端固定连接机械手爪的挡板；第一齿条和第二齿条仅相对侧边设有齿条槽，齿轮可转动的安装于底座，且设置于第一齿条和第二齿条之间，并同时与第一齿条和第二齿条啮合，以使传动板向外滑动时机械手爪相对运动进行夹紧。

进一步地，复位装置为电磁铁，电磁铁固定安装锁止杆与第一传动组件之间，未通电时电磁铁不具有磁力，电磁铁通电后，锁止杆下移，使第一传动组件继续传动。

进一步地，机架上端设有与套筒侧壁的长杆孔对应的锁止孔，夹紧装置夹紧时锁止杆上移***锁止孔内。

进一步地，锁止装置还包括弹簧，弹簧设置于电磁铁与锁止杆之间。

进一步地，动力源为电机，固定安装于机架。

本发明的有益效果是：本发明的一种汽车零部件智能抓取机械臂包括夹持装置，夹持装置包括机架、动力源、传动装置、夹紧装置、锁止装置和复位装置，启动动力源，动力从动力源输出轴中输出，与动力输出轴配合的第一传动组件开始配合传动，使主轴开始转动，与主轴配合的第二传动组件开始配合传动，使传动环向下移动，与传动环配合的传动杆向外扩张，底座下方设置的第三传动组件和夹紧装置开始工作，第三传动组件经过第二传动组件的传动杆扩张向外推动第三传动组件，使夹紧装置开始向内移动进行自动夹紧物料，本装置可根据不同物料的大小自动夹紧，当物料夹紧后，锁止装置开始工作，使第一传动组件失效，主轴不再转动，使夹紧装置一直处于夹紧状态，实现智能夹持的效果。

进一步地，第一传动组件的套体与主轴上端为螺纹传动，且具有套体与主轴之间具有预紧力，使夹紧装置在夹紧物料后实现自锁功能；第二传动组件中的传动杆向下移动时，由于转动架与摩擦转轮为偏心连接，使传动杆向下移动改变摩擦转轮的偏转的角度，进而使传动杆向外扩张的力增大，第三传动装置的力增加，实现以增力夹紧物料，以降低在搬运过程中的危险系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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为本发明的一种汽车零部件智能抓取机械臂的实施例的应用场景图；

图2为本发明的一种汽车零部件智能抓取机械臂的实施例的结构示意图；

图3为本发明的一种汽车零部件智能抓取机械臂的实施例的半剖视图；

图4为本发明的一种汽车零部件智能抓取机械臂的实施例的仰视图；

图5为图3中的正视图；

图6为图3中夹紧状态的正视图；

图7为图3中锁止状态的正视图；

图8为图2中I处的局部放大图；

图9为图3中II处的局部放大图；

图10为图2中传动套的结构示意图；

图11为图2中伸缩连接杆结构示意图；

图12为图2中摩擦转轮的结构示意图；

图13为摩擦转轮倾斜角度变化摩擦轮受力变化的受力分析图；

图14为摩擦转轮倾斜角度变化架杆受力变化的受力分析图；

图中：1、机架；2、电机；3、传动环；4、主轴；5、摩擦转轮；51、转动架；52、摩擦轮；53、架杆；6、传动杆；7、传动套；71、长杆；72、套体；8、伸缩连接杆；81、活塞筒；82、活塞杆；83、滑块；9、机械手爪；10、传动板；11、齿轮；12、第一齿条；13、齿轮轴；14、第二齿条；15、套筒；16、电磁铁；17、弹簧；18、锁止杆；101、小车；102、夹持装置；103、支撑杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种汽车零部件智能抓取机械手爪的实施例，如图1至图14所示，包括小车101和支撑杆103，其特征在于：还包括夹持装置102；夹持装置102包括机架1、动力源、传动装置、夹紧装置、锁止装置和复位装置；夹持装置102通过支撑杆103固定连接于小车101，使夹持装置102便于移动；机架1下端固定设置有底座，底座水平设置，上端面开设有上下贯通的轨道槽；动力源固定安装机架1上端，动力源的动力输出轴沿竖直方向向下延伸；夹紧装置包括两个机械手爪9，每个机械手爪9包括挡板和臂爪，挡板滑动安装轨道槽内，臂爪与挡板固定连接且具有一定夹角，使夹紧装置工作时两个机械手爪9相对移动进行夹紧；

传动装置包括第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件；动力输出轴下方设有与动力输出轴同轴且沿轴向向下延伸的主轴4，第一传动组件安装于动力输出轴与主轴4之间，使主轴4随动力输出轴的转动而转动，第一传动组件设有预紧力，使夹紧装置夹紧后主轴4不再随动力输出轴转动；第二传动组件包括传动环3和传动杆6，传动环3套装于主轴4上端外侧，且传动环3外侧与传动杆6铰接，以使主轴4转动时传动环3向下移动；第三传动组件安装于底座下端面，使第二传动组件向下移动时夹紧装置沿轨道槽相对移动进行夹紧；

锁止装置包括锁止杆18，锁止杆18固定安装第一传动组件上端，以使夹紧装置夹紧时锁止杆18上移***机架1，使第一传动组件不再传动；

复位装置固定安装锁止杆18与第一传动组件之间，启动复位装置时，锁止杆18下移，使第一传动组件继续传动；启动动力源反转，使两个机械手爪9相反运动进行复位。

在本实施例中，第一传动组件包括传动套7和套筒15，传动套7包括套体72和多个长杆71，套体72呈圆柱状空腔，且内部设有螺纹；传动轴上端设有与套体72配合的螺纹，且套体72与传动轴之间具有预紧力；多个长杆71沿套体72上端的周向均布，并沿轴向向上延伸；套筒15固定套装与动力输出轴下部，且套筒15侧壁开设有上下长杆71孔，与多个长杆71对应设置，使动力源输出的动力经第一传动组件传动将主轴4带动。

在本实施例中，第二传动组件还包括摩擦转轮5和伸缩连接杆8；传动杆6上端设有滑道槽；摩擦转轮5包括转动架51、摩擦轮52和架杆53；转动架51设置于主轴4与传动环3之间，摩擦轮52可转动的安装转动架51上，以在转动转动架51时可使摩擦轮52改变偏转方向；架杆53贯穿且可转动的连接传动环3，一端固定连接转动架51；

伸缩连接杆8包括活塞杆82、活塞筒81和滑块83；滑块83可滑动的安装于滑道槽内；活塞筒81为圆柱状空腔，一端铰接与滑块83；活塞杆82为圆柱状可滑动且可转动地安装于活塞筒81的空腔内，一端与架杆53固定连接，且与架杆53偏心设置，以使传动环3向下移动时改变摩擦轮52的倾斜角度。

在本实施例中，图13中矩形为存在一定偏转角度的柔性摩擦轮52，且主轴4此时顺时针转动，摩擦轮52沿主轴4相对滚动时，主轴4对其摩擦作用力为F1，其径向和轴向上的分力分别为F11和F12，在其轴向上有轮轴对摩擦轮52的作用力f12且轴向上有f12-F12＝0，故摩擦轮52在轴向上不发生位移；如图14所示F2为F11竖直方向的分力，则F11＝F1*cosa；F2＝F1*cosa*sina；则F2＝1/2F1sin2a；由上述公式可知当柔性摩擦轮52的倾斜角度为45°时，其竖直方向的分力达到最大值，为1/2F1。

在本实施例中，第三传动组件包括传动板10、固定板、第一齿条12、第二齿条14和齿轮11；固定板固定安装于底座并向下延伸，且设置于轨道槽的外侧，固定板开设有左右贯通的齿条孔；传动板10设置固定板与机械手爪9之间，且可滑动地安装于轨道槽内，并与传动杆6铰接，使传动杆6向外扩张时传动板10向外滑动；第一齿条12水平设置，一端固定连接传动板10、另一端穿过齿条孔向外延伸；第二齿条14与第一齿条12间隔设置，一端固定连接固定板、另一端固定连接机械手爪9的挡板；第一齿条12和第二齿条14仅相对侧边设有齿条槽，齿轮11可转动的安装于底座，且设置于第一齿条12和第二齿条14之间，并同时与第一齿条12和第二齿条14啮合，以使传动板10向外滑动时机械手爪9相对运动进行夹紧。

在本实施例中，齿轮11下方设有齿轮轴13，齿轮轴13包括轴杆和固定杆，固定杆固定连接于底座下端，轴杆与固定杆固定连接，齿轮11可转动连接于轴杆上端。

在本实施例中，复位装置为电磁铁16，电磁铁16固定安装锁止杆18与第一传动组件之间，未通电时电磁铁16不具有磁力，电磁铁16通电后，锁止杆18下移，使第一传动组件继续传动。

在本实施例中，机架1上端设有与套筒15侧壁的长杆71孔对应的锁止孔，夹紧装置夹紧时锁止杆18上移***锁止孔内。

在本实施例中，锁止装置还包括弹簧17，弹簧17设置于电磁铁16与锁止杆18之间。

进一步地，动力源为电机2，固定安装于机架1。

结合上述实施例，本发明的使用原理和工作过程如下：本发明的一种汽车零部件智能抓取机械臂包括夹持装置102，夹持装置102包括机架1、动力源、传动装置、夹紧装置、锁止装置和复位装置，启动动力源，动力从动力源输出轴中输出，与动力输出轴配合的第一传动组件开始配合传动，使主轴4开始转动，由于第一传动组件的套体72与主轴4为螺纹传动且具有预紧力，未加到物料时由套体72与主轴4之间的预紧力传动而使主轴4开始转动；主轴4转动时，与主轴4配合的第二传动组件开始配合传动，第二传动组件的摩擦转轮5与主轴4倾斜设置，传动杆6与主轴4倾斜设置并与摩擦转轮5的转动架51固定连接，使转动环向下移动时与传动环3配合的传动杆6向外扩张，进而改变摩擦轮52倾斜角的大小进而改变夹紧力的大小；底座下方设置的第三传动组件和夹紧装置开始工作，第三传动组件经过第二传动组件的传动杆6扩张向外推动第三传动组件的传动板10，第三传动组件中的齿轮11在传动板10的推动下第一齿条12向外移动，与第一齿条12通过齿轮11啮合的第二齿条14开始向内移动，与第二齿条14固定连接的机械手爪9的挡板开始相对移动，进行夹紧物料；

当物料夹紧时，第一传动组件的套体72与主轴4由套体72与主轴4之间的预紧力传动变为螺纹转动，设置在套体72上端的锁止杆18上移，使第一传动组件不再传动，进而实现夹紧装置在夹紧物料后实现自锁功能；当装置需要松开夹紧的物料时，只需要将电机2反转且将固定于锁止杆18下端的电磁铁16通电，使锁止杆18下移进行解锁第一传动组件，使第一传动组件继续传动，主轴4反向转动，第二传动组件上移，进而使第三传动组件的齿轮11反向旋转，夹紧装置反向移动，直至装置复原。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车零部件智能抓取机械臂，包括小车和支撑杆，其特征在于：还包括夹持装置；

夹持装置包括机架、动力源、传动装置、夹紧装置、锁止装置和复位装置；

机架下端固定设置有底座，底座水平设置，上端面开设有上下贯通的轨道槽；

动力源固定安装机架上端，动力源的动力输出轴沿竖直方向向下延伸；

夹紧装置包括两个机械手爪，每个机械手爪包括挡板和臂爪，挡板滑动安装轨道槽内，臂爪与挡板固定连接且具有一定夹角，使夹紧装置工作时两个机械手爪相对移动进行夹紧；

传动装置包括第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件；动力输出轴下方设有与动力输出轴同轴且沿轴向向下延伸的主轴，第一传动组件安装于动力输出轴与主轴之间，使主轴随动力输出轴的转动而转动，第一传动组件设有预紧力，使夹紧装置夹紧后主轴不再随动力输出轴转动；第二传动组件包括传动环和传动杆，传动环套装于主轴上端外侧，且传动环外侧与传动杆铰接，以使主轴转动时传动环向下移动；第三传动组件安装于底座下端面，使第二传动组件向下移动时夹紧装置沿轨道槽相对移动进行夹紧；

锁止装置包括锁止杆，锁止杆固定安装第一传动组件上端，以使夹紧装置夹紧时锁止杆上移***机架，使第一传动组件不再传动；

复位装置固定安装锁止杆与第一传动组件之间，启动复位装置时，锁止杆下移，使第一传动组件继续传动；启动动力源反转，使两个机械手爪相反运动进行复位。

2.根据权利要求1所述的一种汽车零部件智能抓取机械臂，其特征在于：第一传动组件包括传动套和套筒，传动套包括套体和多个长杆，套体呈圆柱状空腔，且内部设有螺纹；传动轴上端设有与套体配合的螺纹，且套体与传动轴之间具有预紧力；多个长杆沿套体上端的周向均布，并沿轴向向上延伸；套筒固定套装与动力输出轴下部，且套筒侧壁开设有上下长杆孔，与多个长杆对应设置，使动力源输出的动力经第一传动组件传动将主轴带动。

3.根据权利要求2所述的一种汽车零部件智能抓取机械臂，其特征在于：第二传动组件还包括摩擦转轮和伸缩连接杆；传动杆上端设有滑道槽；摩擦转轮包括转动架、摩擦轮和架杆；转动架设置于主轴与传动环之间，摩擦轮可转动的安装转动架上，以在转动转动架时可使摩擦轮改变偏转方向；架杆贯穿且可转动的连接传动环，一端固定连接转动架；

伸缩连接杆包括活塞杆、活塞筒和滑块；滑块可滑动的安装于滑道槽内；活塞筒为圆柱状空腔，一端铰接与滑块；活塞杆为圆柱状可滑动且可转动地安装于活塞筒的空腔内，一端与架杆固定连接，且与架杆偏心设置，以使传动环向下移动时改变摩擦轮的倾斜角度。

4.根据权利要求3所述的一种汽车零部件智能抓取机械臂，其特征在于：第三传动组件包括传动板、固定板、第一齿条、第二齿条和齿轮；固定板固定安装于底座并向下延伸，且设置于轨道槽的外侧，固定板开设有左右贯通的齿条孔；传动板设置固定板与机械手爪之间，且可滑动地安装于轨道槽内，并与传动杆铰接，使传动杆向外扩张时传动板向外滑动；第一齿条水平设置，一端固定连接传动板、另一端穿过齿条孔向外延伸；第二齿条与第一齿条间隔设置，一端固定连接固定板、另一端固定连接机械手爪的挡板；第一齿条和第二齿条仅相对侧边设有齿条槽，齿轮可转动的安装于底座，且设置于第一齿条和第二齿条之间，并同时与第一齿条和第二齿条啮合，以使传动板向外滑动时机械手爪相对运动进行夹紧。

5.根据权利要求1所述的一种汽车零部件智能抓取机械臂，其特征在于：复位装置为电磁铁，电磁铁固定安装锁止杆与第一传动组件之间，未通电时电磁铁不具有磁力，电磁铁通电后，锁止杆下移，使第一传动组件继续传动。

6.根据权利要求1所述的一种汽车零部件智能抓取机械臂，其特征在于：机架上端设有与套筒侧壁的长杆孔对应的锁止孔，夹紧装置夹紧时锁止杆上移***锁止孔内。

7.根据权利要求5所述的一种汽车零部件智能抓取机械臂，其特征在于：锁止装置还包括弹簧，弹簧设置于电磁铁与锁止杆之间。

8.根据权利要求1所述的一种汽车零部件智能抓取机械臂，其特征在于：动力源为电机，固定安装于机架。

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