CN114800596B - 夹具及机器手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及夹持装置技术领域，提供一种夹具及机器手。夹具包括基座、旋转驱动件、旋转传动件、第一导向齿轮和相对设置的两个第一夹持件，旋转传动件安装于旋转驱动件的输出轴，旋转传动件设有限位槽；第一导向齿轮安装有弹性传动件，弹性传动件的弹性端弹性嵌入限位槽内。其中，在两个第一夹持件相向运动过程中，对物体的夹持力不断增大，旋转传动件施加于弹性传动件的作用力也不断增大，直至该作用力大于或等于预设力值时，弹性传动件的弹性端弹性脱离限位槽且保持抵压旋转传动件，此时，旋转传动件施加于弹性传动件的作用力恒定等于该预设力值，实现恒力夹持，解决了现有的夹具的夹持力不可控的技术问题。

Description

夹具及机器手

技术领域

本发明涉及夹持装置技术领域，尤其是涉及一种夹具及机器手。

背景技术

机器人夹爪是一种可以实现类似人手功能的机器人部件，用来握持工件或工具的部件，是重要的执行机构之一。根据机器人所握持的工件形状不同，夹爪可分为多种类型，主要可分为搬运用、加工用和测量用三类。搬运用的夹爪，又称为机械夹钳，包括两个至五个不等的夹指和若干个变形指。加工用的夹爪包括磁吸盘、焊枪等的特殊手爪。测量用的夹爪是装有测量头或传感器的附加装置，用来进行测量及检验作业。

现有的机器人夹爪在夹持物体时，其夹持力不可控，容易因夹持力过大而损坏被夹持物体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹具及机器手，旨在解决现有的机器人夹爪的夹持力不可控的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种夹具，包括：

基座；

旋转驱动件，所述旋转驱动件安装于所述基座；

旋转传动件，所述旋转传动件安装于所述旋转驱动件的输出轴，所述旋转传动件设有限位槽；

第一导向齿轮，所述第一导向齿轮可旋转地安装于所述基座，所述第一导向齿轮安装有弹性传动件，所述弹性传动件的弹性端弹性嵌入所述限位槽内，所述弹性端在所述旋转传动件施加于所述弹性端的作用力大于或等于预设力值时脱离所述限位槽而保持抵压于所述旋转传动件；

相对设置的两个第一夹持件，所述第一夹持件连接有第一导向齿条，所述第一导向齿条与所述第一导向齿轮相啮合，从而所述第一导向齿轮旋转能带动两个所述第一夹持件相向运动或背向运动。

在其中一个实施例中，所述第一导向齿轮的中部具有容纳孔，所述旋转传动件位于所述容纳孔内，所述限位槽位于所述旋转传动件的侧面，所述弹性传动件沿所述第一导向齿轮的径向布置，所述弹性传动件安装于所述容纳孔的侧壁，所述弹性端弹性嵌入位于所述旋转传动件的侧面的所述限位槽内。

在其中一个实施例中，所述限位槽的数量为两个以上。

在其中一个实施例中，两个以上所述限位槽沿所述旋转传动件的周向间隔分布。

在其中一个实施例中，所述第一导向齿轮安装有两个以上所述弹性传动件。

在其中一个实施例中，所述弹性传动件的数量小于或等于所述限位槽的数量。

在其中一个实施例中，所述旋转传动件的表面设有多个沿其周向分布的轮齿，相邻两个所述轮齿之间形成的齿槽为所述限位槽。

在其中一个实施例中，所述第一夹持件滑动安装于所述基座。

在其中一个实施例中，所述旋转驱动件安装于所述基座的第一侧面，所述基座的第二侧面安装有第一导轨，所述第一夹持件滑动安装于所述第一导轨。

在其中一个实施例中，所述第一导轨的数量为两个。

在其中一个实施例中，两个所述第一导轨沿所述第二方向依次间隔分布。

在其中一个实施例中，所述第一导向齿轮位于两个所述第一导轨之间。

在其中一个实施例中，所述第一夹持件与两个所述第一导轨均滑动配合。

在其中一个实施例中，所述夹具还包括第二导向齿轮和相对设置的两个第二夹持件，所述第二导向齿轮可旋转地安装于所述基座，所述第二导向齿轮安装有所述弹性传动件，所述第二夹持件连接有第二导向齿条，所述第二导向齿条与所述第二导向齿轮相啮合，从而所述第二导向齿轮旋转能带动两个所述第二夹持件相向运动或背向运动。

在其中一个实施例中，两个所述第一夹持件沿第一方向间隔分布，两个所述第二夹持件沿第二方向间隔分布，所述第一方向和所述第二方向不同。

在其中一个实施例中，所述第一导向齿轮和所述第二导向齿轮沿第三方向间隔分布、且同轴设置，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向所在的平面。

在其中一个实施例中，所述第二夹持件滑动安装于所述基座。

在其中一个实施例中，所述基座的侧部安装有第二导轨，所述第二夹持件滑动安装于所述第二导轨。

在其中一个实施例中，所述第二导轨的数量为两个。

在其中一个实施例中，所述第二导向齿轮位于两个所述第二导轨之间。

在其中一个实施例中，所述第二夹持件与两个所述第二导轨均滑动配合。

在其中一个实施例中，两个所述第二导轨沿所述第一方向依次间隔分布。

在其中一个实施例中，所述第一夹持件包括安装部和滚动部，所述安装部用于与所述第一导向齿条连接，所述滚动部可转动地安装于所述安装部，所述滚动部用于与被夹持物体滚动接触。

在其中一个实施例中，所述滚动部的数量为两个以上，两个以上所述滚动部沿垂直于所述第一夹持件的运动方向依次间隔分布。

第二方面，本申请提供了一种机器手，包括机械臂和上述任意一项所述的夹具，所述基座安装于所述机械臂的末端。

本发明提供的夹具及机器手的有益效果是：第一导向齿轮通过弹性传动件与旋转传动件实现力的传递，当旋转驱动件带动旋转传动件旋转时，第一导向齿轮同步旋转，并通过第一导向齿条带动两个第一夹持件相向运动而夹持物体、或者背向运动而松开物体；其中，在两个第一夹持件相向运动过程中，对物体的夹持力不断增大，旋转传动件施加于弹性传动件的作用力也不断增大，直至该作用力大于或等于预设力值时，弹性传动件的弹性端弹性脱离限位槽且保持抵压旋转传动件，此时，旋转传动件施加于弹性传动件的作用力恒定等于该预设力值，如果该作用力降低，则弹性端会弹性嵌入限位槽内，如果该作用力增大，则弹性端会弹性脱离限位槽，因此，两个第一夹持件不再继续相向运动，且保持恒定夹持力，实现恒力夹持和过载保护，解决了现有的机器人夹爪的夹持力不可控的技术问题，从而提高了夹持物体的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明实施例提供的夹具的结构示意图；

图2为图1中的夹具沿A-A线的剖视图；

图3为图2中的A处局部放大图；

图4为图1中的夹具的***视图；

图5为图1中的夹具的又一视角图；

图6为图1中的夹具的安装部和转接架的连接示意图。

其中，图中各附图标记：

X、第一方向；Y、第二方向；Z、第三方向；

100、基座；101、通孔；

210、旋转驱动件；211、输出轴；220、旋转传动件；221、限位槽；222、轮齿；

310、第一导向齿轮；311、容纳孔；312、安装孔；320、弹性传动件；321、弹性端；330、第二导向齿轮；

410、第一夹持件；411、安装部；412、滚动部；413、竖板；414、横板；415、安装空间；416、插孔；420、第一导向齿条；430、第二夹持件；440、第二导向齿条；450、转接架；451、第一杆件；452、第二杆件；453、第三杆件；454、第四杆件；

510、第一导轨；520、第二导轨。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现对本发明实施例中的夹具和机器手进行说明。

请参考图1至图3，夹具包括基座100、旋转驱动件210、旋转传动件220、第一导向齿轮310和相对设置的两个第一夹持件410。

基座100在夹具中起到支撑的作用。基座100可选为基板，有利于减小体积和简化结构。旋转驱动件210可选为电机、回转气缸或回转油缸。旋转驱动件210安装于基座100。旋转传动件220安装于旋转驱动件210的输出轴211，从而旋转驱动件210能够驱动旋转传动件220旋转。旋转传动件220设有限位槽221。

请参考图3，第一导向齿轮310可旋转地安装于基座100，第一导向齿轮310安装有弹性传动件320，弹性传动件320的弹性端321弹性嵌入限位槽221内，弹性端321在旋转传动件220施加于弹性端321的作用力大于或等于预设力值时脱离限位槽221而保持抵压于旋转传动件220。

具体地，弹性传动件320的自身弹力驱动弹性端321弹性嵌入限位槽221内，从而弹性传动件320与旋转传动件220形成连接关系，第一导向齿轮310能够与旋转传动件220同步旋转。当旋转传动件220施加于弹性端321的作用力大于或等于预设力值时，弹性端321克服弹性传动件320施加的弹力而回缩，脱离该限位槽221、但保持抵压于旋转传动件220。换言之，由于弹性端321脱离限位槽221，第一导向齿轮310和旋转传动件220解除传动关系，第一导向齿轮310不与旋转传动件220同步旋转。同时，弹性端321保持抵压于旋转传动件220，弹性端321受到旋转传动件220施加的作用力等于预设力值，且该预设力值与弹性端321受到的弹力达到力的平衡。关于力的平衡，说明如下，如果旋转传动件220施加的作用力小于预设力值，则弹性端321在自身弹力的作用下弹性嵌入限位槽221内；如果旋转传动件220施加的作用力大于预设力值，则弹性端321在作用力的作用下克服自身弹力而弹性回缩、脱离限位槽221，因此，弹性端321保持抵压于旋转传动件220时，弹性端321受到旋转传动件220施加的作用力等于预设力值。

可选地，弹性传动件320为弹簧销、弹簧片、弹性材料柱或记忆合金件等具有弹性特性的结构，能够在自身弹力的作用下弹性嵌入限位槽221内，能够在受到旋转传动件220施加的大于或等于自身弹力的作用力时弹性回缩并保持抵压于旋转传动件220，实现力的平衡。

具体地，弹性传动件320可拆卸地安装于第一导向齿轮310。工作人员通过更换不同种类、不同材料、不同结构、不同规格型号以及不同数量的弹性传动件320，从而调整预设力值。

可以理解，在其他实施例中，弹性传动件320不可拆卸地安装于第一导向齿轮310。

具体地，请结合图3，第一导向齿轮310具有安装孔312，弹性传动件320安装于该安装孔312中，弹性传动件320的弹性端321伸出于该安装孔312。

可选地，安装孔312为螺纹孔，弹性传动件320螺纹连接于该安装孔312内，便于拆卸。此外，弹性传动件320通过螺纹连接于第一导向齿轮310，还能够便于精确控制弹性传动件320位于安装孔312外部的伸长量，即弹性端321的可收缩量，从而调整预设力值。

例如，当弹簧销、弹簧片、弹性材料柱或记忆合金件等弹性传动件320位于安装孔312外部的长度增大，弹性端321能够嵌入限位槽221内的长度增长，则旋转传动件220施加于弹性端321的作用力需相应增大才能使得弹性端321产生更大的弹性回缩而脱离限位槽221，也就是说，此时的预设力值增大。

具体地，预设力值为10N～1000N。

例如，预设力值可选为10N、20N、50N、100N、200N、500N、800N或1000N。

第一夹持件410连接有第一导向齿条420，第一导向齿条420与第一导向齿轮310相啮合，从而第一导向齿轮310旋转能带动两个第一夹持件410相向运动或背向运动。第一导向齿轮310和第一导向齿条420相配合，实现将第一导向齿轮310的旋转运动转换为第一夹持件410的直线运动，进而实现两个第一夹持件410相向运动而夹持物体或者背向运动而松开物体。

例如，请参考图1，旋转驱动件210驱动旋转传动件220顺时针旋转，两个第一夹持件410相向运动，实现夹持物体。旋转驱动件210驱动旋转传动件220逆时针旋转，两个第一夹持件410背向运动，实现松开物体。

其中，在两个第一夹持件410相向运动过程中，对位于两个第一夹持件410之间的物体的夹持力不断增大，相对应地，旋转传动件220施加于弹性传动件320的作用力也不断增大，直至该作用力大于或等于预设力值时，弹性传动件320的弹性端321弹性脱离限位槽221且保持抵压旋转传动件220，此时，旋转传动件220施加于弹性传动件320的作用力恒定等于该预设力值，两个第一夹持件410不再继续相向运动，且保持恒定夹持力夹持物体，实现恒力夹持和过载保护，提高了夹持物体的安全性。

具体地，第一导向齿轮310的旋转轴线和旋转传动件220的旋转轴线相同。

本实施例中，第一导向齿轮310通过回转轴承可转动地安装于基座100。

在一些实施例中，请参考图1和图4，第一导向齿轮310的中部具有容纳孔311，旋转传动件220位于容纳孔311内，限位槽221位于旋转传动件220的侧面，弹性传动件320沿第一导向齿轮310的径向布置，弹性传动件320安装于容纳孔311的侧壁，弹性端321弹性嵌入位于旋转传动件220的侧面的限位槽221内。当弹性端321嵌入限位槽221内时，第一导向齿轮310和旋转传动件220同步旋转。

本实施例中，旋转传动件220位于第一导向齿轮310的容纳孔311中，能够减小夹具在Z向上的尺寸，进而减小夹具的体积。

具体地，第一导向齿轮310远离旋转驱动件210的一侧面和旋转传动件220远离旋转驱动件210的一侧面齐平。换言之，如图2所示，第一导向齿轮310和旋转传动件220在Z轴的正向上齐平。

可以理解，在其他实施例中，第一导向齿轮310位于旋转传动件220的一侧。例如，第一导向齿轮310位于旋转传动件220靠近旋转驱动件210的一侧面，或者，位于旋转传动件220远离旋转驱动件210的一侧面。此时，第一导向齿轮310靠近旋转传动件220的一侧面安装有弹性传动件320，旋转传动件220靠近第一导向齿轮310的一侧面设有供弹性传动件320弹性嵌入的限位槽221，同样地，第一导向齿轮310能够通过弹性传动件320实现与旋转传动件220之间进行力的传递。

需要说明的是，限位槽221的数量不做限制。

例如，限位槽221的数量可以是一个，弹性传动件320弹性脱离该限位槽221后，待旋转传动件220顺时针或逆时针旋转整数周后可再嵌入该限位槽221内，以使第一导向齿轮310和旋转传动件220能够再次同步旋转。

例如，请参考图4，限位槽221的数量也可以为两个以上。弹性传动件320可弹性嵌入其中一个限位槽221内，当脱离该限位槽221之后，可以就近嵌入任一限位槽221内，使得第一导向齿轮310和旋转传动件220再次同步旋转。

可选地，两个以上限位槽221沿旋转传动件220的周向间隔分布。例如，请参考图4，两个以上限位槽221位于旋转传动件220的侧壁、且沿旋转传动件220的周向间隔分布。可以理解，在其他示例中，两个以上限位槽221可以位于旋转传动件220靠近旋转驱动件210的一侧面，或者，位于旋转传动件220远离旋转驱动件210的一侧面。

可选地，第一导向齿轮310安装有两个以上弹性传动件320。两个以上弹性传动件320可沿第一导向齿轮310的周向间隔分布、甚至均匀分布。例如，如图4所示，第一导向齿轮310安装有两个弹性传动件320。其中，两个弹性传动件320可分布于第一导向齿轮310的同一直径上，有利于第一导向齿轮310均匀受力。

可以理解，在其他实施例中，第一导向齿轮310安装的弹性传动件320的数量可以是一个、三个或超过三个。同时，第一导向齿轮310通过调整弹性传动件320的安装数量，能够调整预设力值，从而灵活调整两个第一夹持件410之间的最大夹持力。

具体地，弹性传动件320的数量小于或等于限位槽221的数量。例如，如图4所示，限位槽221的数量约五十左右，第一导向齿轮310对应的弹性传动件320的数量为两个。

具体地，参考图4和图5，旋转传动件220的表面设有多个沿其周向分布的轮齿222，相邻两个轮齿222之间形成的齿槽为限位槽221。在旋转传动件220的表面加工轮齿222，工艺成熟，有利于降低制造成本。

此外，工作人员可以通过调整轮齿222的压力角，调整旋转传动件220施加于第一导向齿轮310的作用力，进而调整预设力值。

可选地，旋转传动件220为直齿轮、斜齿轮或端面齿盘。

在一些实施例中，请参考图1和图4，第一夹持件410包括安装部411和滚动部412。安装部411用于与第一导向齿条420连接，滚动部412可转动地安装于安装部411，滚动部412用于与被夹持物体滚动接触。当被夹持的物体与滚动部412不平行或不贴合时，物体在夹持移动过程中，还能够与滚动部412发生相对转动，实现物体微调，从而达到物体和滚动部412相平行或相贴合，大大增加了夹具的可操作性，降低夹具的操作难度。

可选地，滚动部412的数量为两个以上，两个以上滚动部412沿垂直于第一夹持件410的运动方向依次间隔分布，从而增大了与物体的接触面积。

可选地，滚动部412为滚针、滚筒或滚珠。

具体地，滚动部412可拆卸地安装于安装部411，便于滚动部412的更换。

在一实施例中，请参考图6，安装部411包括竖板413和两个横板414，两个横板414的一端分别连接于竖板413的上下两端、且位于竖板413的同一侧，竖板413和两个横板414围出用于容纳滚动部412的安装空间415。两个横板414均设有用于供滚动部412插设的插孔416，两个横板414的插孔416位置相对应。如此，滚动部412的上下两端***插孔416内，安装方便，且安装空间415的三侧敞开，便于滚动部412与被夹持的物体滚动接触。

在一些实施例中，请参考图4和图5，第一夹持件410滑动安装于基座100。基座100能够对第一夹持件410起到滑动支撑作用。

参见图4，旋转驱动件210安装于基座100的第一侧面，基座100的第二侧面安装有第一导轨510，第一夹持件410滑动安装于第一导轨510。换言之，旋转驱动件210和第一夹持件410分别位于基座100的不同侧面，充分利用基座100的安装空间415，有利于减小整个夹具的体积。

可选地，第一导轨510的数量为两个。本实施例中，第一夹持件410与两个第一导轨510均滑动配合。

可以理解，在其他实施例中，其中一个第一夹持件410与其中一个第一导轨510滑动配合，另一个第一夹持件410与另一个第一导轨510滑动配合。

参见图5，两个第一夹持件410沿第一方向X间隔分布，每一第一导轨510沿第一方向X延伸，两个第一导轨510沿第二方向Y依次间隔分布，从而两个第一夹持件410能够沿第一方向X做相向运动或背向运动。

其中，第一导向齿轮310位于两个第一导轨510之间。第一夹持件410与第一导轨510滑动配合，从而能够就近地通过第一导向齿条420与位于两个第一导轨510之间的第一导向齿轮310传动连接。

在一些实施例中，请参考图6，第一夹持件410通过转接架450与第一导轨510滑动配合、且连接第一导向齿条420。

例如，请参考图5和图6，转接架450包括第一杆件451以及两个第二杆件452。第一夹持件410，例如安装部411，安装于第一杆件451的中部，第一杆件451的两端分别连接于第二杆件452，两个第二杆件452分别与两个第一导轨510一一对应滑动配合，其中一个第二杆件452连接第一导向齿条420。第一杆件451与第二杆件452相垂直。

可选地，转接架450还包括第三杆件453和第四杆件454，第三杆件453的一端连接于其中一个第二杆件452的末端，即远离第一杆件451的一端，第三杆件453的另一端沿平行于第一杆件451且朝靠近另一个第二杆件452的方向延伸。第四杆件454连接于第三杆件453的另一端且平行于第二杆件452设置，第四杆件454用于安装第一导向齿条420。

其中，第四杆件454与第二杆件452相错开，使得第四杆件454能够在第一方向X上延伸，便于第一导向齿条420的安装，也便于安装大尺寸的第一导向齿条420，满足夹具的大行程运动需求。

在夹具闲置时，两个第一夹持件410相向运动，两个第一夹持件410连接的转接架450相互合拢并接触。具体地，其中一个转接架450的第二杆件452的端部与另一个转接架450的第二杆件452的端部直接接触，达到在收纳是体积最小。

在一些实施例中，请参考图1、图2和图4，夹具还包括第二导向齿轮330和相对设置的两个第二夹持件430。第二导向齿轮330可旋转地安装于基座100，第二导向齿轮330安装有弹性传动件320，第二夹持件430连接有第二导向齿条440，第二导向齿条440与第二导向齿轮330相啮合，从而第二导向齿轮330旋转能带动两个第二夹持件430相向运动或背向运动。

具体地，两个第一夹持件410沿第一方向X间隔分布，两个第二夹持件430沿第二方向Y间隔分布，第一方向X和第二方向Y不同。

例如，第一方向X和第二方向Y相垂直。

具体地，第一导向齿轮310和第二导向齿轮330沿第三方向Z间隔分布、且同轴设置，第三方向Z垂直于第一方向X和第二方向Y所在的平面。

本实施例中，第二夹持件430滑动安装于基座100。基座100的侧部安装有第二导轨520，第二夹持件430滑动安装于第二导轨520。第二导轨520的数量为两个。第二导向齿轮330位于两个第二导轨520之间。第二夹持件430与两个第二导轨520均滑动配合。两个第二导轨520沿第一方向X依次间隔分布。

其中，第二导轨520安装于基座100的侧部，充分利用基座100的安装空间，有利于减小夹具的体积。

可选地，第一夹持件410和第二夹持件430的结构相同，有利于简化部件的种类和制造成本。例如，第二夹持件430同样包括安装部411和滚动部412。

类似地，第二夹持件430通过转接架450与第二导轨520滑动配合。第一导向齿轮310和第二导向齿轮330的结构相同。

需要说明的是，根据发明人了解到的相关技术，机械人手爪存在以下问题：

第一，重量大；夹紧大体积、轻量物体时不得不选用大型号手爪，其对应的重量随之增加，带来的问题是为满足相应的负载，整套机器人型号随之增大，容易造成空间不足、资源浪费。

第二，灵活性差；相关技术中的机器人手爪一旦夹紧便无法调整物***置，夹紧时容易造成物体扭转或偏移，因此，需要提高了机器人手爪的精度要求，保证机器人手爪的重心与物体的重心位置一致，才开始进行夹持操作。

第三，成本高；相关技术的力控电动手爪加紧方式需要力传感器来控制手爪的位移量，以避免夹持损坏物体。

本实施例提供的夹具能够解决以上机器人手爪存在的问题。

在一个具体实施例中，请参考图1、图2和图4，基座100为基板，基板的中部具有通孔101，第一导向齿轮310和第二导向齿轮330上下设置、且位于基板的顶面。旋转驱动件210安装于基板的底部，旋转驱动件210的输出轴211穿过该通孔101后与旋转传动件220固定连接。旋转传动件220位于第一导向齿轮310和第二导向齿轮330的容纳孔311中，旋转传动件220的顶面与第一导向齿轮310的顶面齐平，旋转传动件220的底面与第二导向齿轮330的底面齐平。两个第一导轨510位于基板的顶面，且位于第一导向齿轮310的两侧，两个第二导轨520位于基板的相对的两侧部，两个相对设置的第一夹持件410均通过转接架450与第一导轨510滑动配合以及与第一导向齿条420连接，两个相对设置的第二夹持件430同样通过转接架450与第二导轨520滑动配合以及与第二导向齿条440连接，第一夹持件410连接的转接架450位于第二夹持件430连接的转接架450的上方。如此，上述夹具充分利用基板的安装空间415，使得整体体积小，结构轻。当旋转驱动件210逆时针转动时带动旋转传动件220逆时针转动，第一导向齿轮310和第二导向齿轮330通过弹性传动件320随旋转传动件220逆时针转动。第一导向齿条420带动两个第一夹持件410相向运动，第二导向齿条440带动两个第二夹持件430相向运动，即向旋转传动件220的中心收拢，完成夹紧动作。同理，当旋转驱动件210顺时针转动时，两个第一夹持件410背向运动、两个第二夹持件430背向运动，即向四周散开，完成松弛动作。

其中，第一夹持件410由第一导向齿轮310控制运动，第二夹持件430有第二导向齿轮330控制运动，即独立控制，故夹具可以抓取任意长宽比例的物体。在夹取规则的矩形物体时，由于第一夹持件410和第二夹持件430向旋转传动件220中心的位移量始终是相同的，故可以达到自适应定心的目的，即被夹持物体的重心在夹持过程中被推动至与夹具的重心位于同一竖直线上。如果第一夹持件410或第二夹持件430与被夹物体边缘有一定角度时，即物体与滚动部412不贴合或不平行，则在夹取过程中物体与滚动部412会发生相对转动，实现微调，在不损伤物体的条件下使物体与滚动部412的位置保持一致，大大增加了夹具的可操控性，降低了夹具的操作难度。

在夹紧过程中，弹性传动件320嵌入旋转传动件220的限位槽221内，实现传动，随着旋转驱动件210的逆时针旋转，旋转传动件220与弹性传动件320的弹性端321的相互作用力不断增大，当该作用力达到预设力值时，弹性端321脱离限位槽221，第一导向齿轮310或第二导向齿轮330不再随旋转传动件220同步旋转，从而达到恒力夹紧的目的。

当夹具需要夹紧更大体积物件时，工作人员只需要增大第一导轨510和第一导向齿条420的尺寸，或者增大第二导轨520和第二导向齿条440的尺寸即可，不需增大其他部件的尺寸，预设力值可通过调节旋转传动件220的轮齿222的压力角，弹性传动件320的材料、种类、数量或规格，弹性传动件320位于限位槽221内的初始长度等参数灵活调整，满足不同场景的使用需求。

因此，本实施例提供的夹具具有可自适应定心；可恒力维持、过载保护；通过滚动部412可对被夹物***置进行微调；在不明显改变自重条件下，可灵活增大第一夹持件410和第二夹持件430的行程等优点。

上述实施例提供的任意一种夹具可以应用于机械手或者其他加工设备中。

例如，本申请还提供了一种机械手。该机械手包括机械臂和上述任意一项的夹具，基座100安装于机械臂的末端。机械手通过两个第一夹持件410能够实现恒力夹持和过载保护。

可选地，旋转驱动件210位于机械臂的内部空间，第一夹持件410位于基座100远离机械臂的一侧。

以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹具，其特征在于，包括：

基座；

旋转驱动件，所述旋转驱动件安装于所述基座；

旋转传动件，所述旋转传动件安装于所述旋转驱动件的输出轴，所述旋转传动件设有限位槽；

第一导向齿轮，所述第一导向齿轮可旋转地安装于所述基座，所述第一导向齿轮安装有弹性传动件，所述弹性传动件的弹性端弹性嵌入所述限位槽内，所述弹性端在所述旋转传动件施加于所述弹性端的作用力大于或等于预设力值时脱离所述限位槽而保持抵压于所述旋转传动件；

相对设置的两个第一夹持件，所述第一夹持件连接有第一导向齿条，所述第一导向齿条与所述第一导向齿轮相啮合，从而所述第一导向齿轮旋转能带动两个所述第一夹持件相向运动或背向运动。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述第一导向齿轮的中部具有容纳孔，所述旋转传动件位于所述容纳孔内，所述限位槽位于所述旋转传动件的侧面，所述弹性传动件沿所述第一导向齿轮的径向布置，所述弹性传动件安装于所述容纳孔的侧壁，所述弹性端弹性嵌入位于所述旋转传动件的侧面的所述限位槽内。

3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述限位槽的数量为两个以上，两个以上所述限位槽沿所述旋转传动件的周向间隔分布；

所述第一导向齿轮安装有两个以上所述弹性传动件；所述弹性传动件的数量小于或等于所述限位槽的数量。

4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述旋转传动件的表面设有多个沿其周向分布的轮齿，相邻两个所述轮齿之间形成的齿槽为所述限位槽。

5.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述第一夹持件滑动安装于所述基座；所述旋转驱动件安装于所述基座的第一侧面，所述基座的第二侧面安装有第一导轨，所述第一夹持件滑动安装于所述第一导轨；所述第一导轨的数量为两个；所述第一导向齿轮位于两个所述第一导轨之间，所述第一夹持件与两个所述第一导轨均滑动配合。

6.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述夹具还包括第二导向齿轮和相对设置的两个第二夹持件，所述第二导向齿轮可旋转地安装于所述基座，所述第二导向齿轮安装有所述弹性传动件，所述第二夹持件连接有第二导向齿条，所述第二导向齿条与所述第二导向齿轮相啮合，从而所述第二导向齿轮旋转能带动两个所述第二夹持件相向运动或背向运动；

两个所述第一夹持件沿第一方向间隔分布，两个所述第二夹持件沿第二方向间隔分布，所述第一方向和所述第二方向不同。

7.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于：所述第一导向齿轮和所述第二导向齿轮沿第三方向间隔分布、且同轴设置，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向所在的平面。

8.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于：所述第二夹持件滑动安装于所述基座；所述基座的侧部安装有第二导轨，所述第二夹持件滑动安装于所述第二导轨；所述第二导轨的数量为两个，所述第二导向齿轮位于两个所述第二导轨之间，所述第二夹持件与两个所述第二导轨均滑动配合，两个所述第二导轨沿所述第一方向依次间隔分布。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的夹具，其特征在于：所述第一夹持件包括安装部和滚动部，所述安装部用于与所述第一导向齿条连接，所述滚动部可转动地安装于所述安装部，所述滚动部用于与被夹持物体滚动接触；

所述滚动部的数量为两个以上，两个以上所述滚动部沿垂直于所述第一夹持件的运动方向依次间隔分布。

10.一种机器手，其特征在于：包括机械臂和权利要求1至9任意一项所述的夹具，所述基座安装于所述机械臂的末端。

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