一种夹持机构及机械手的制作方法

1.本发明涉及自动夹持抓取技术领域，具体地说是一种夹持机构及机械手。


背景技术：

2.目前在一些自动化夹持抓取应用中，所采用机械手的动作包含夹持工件的运动及带动工件轴向移动的运动。实现两种运动的一般解决方案是每一个动作对应一个动力装置，需要多个动力装置才能满足指定的功能需求。且其中机械手的夹持机构一般结构较为复杂、可靠性差，机械手整体结构也随之更加复杂。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种夹持机构及机械手。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种夹持机构，包括基板、楔形凸轮、楔形推杆、连接杆a、滚轮a、连接销轴及夹爪，所述基板的后侧面朝向工件、前侧面背向工件，所述基板的左右两侧分别铰接有若干个所述夹爪，每个所述夹爪的一端均位于所述基板的后侧、并设有夹持部，每个所述夹爪的另一端均位于所述基板的前侧、并开设有腰型槽，每个所述腰型槽中均穿过一个所述连接销轴；所述楔形凸轮分为连接在一起的驱动件连接部及楔形推杆驱动部，所述驱动件连接部用于连接驱动件，所述驱动件带动所述楔形凸轮整体上下移动，所述楔形推杆驱动部上开设有左右对称设置的滚轮导向槽a，所述楔形推杆驱动部的左右两侧面分别设有用于推动所述楔形推杆的楔形面；所述楔形凸轮的左右两侧分别设有一个所述楔形推杆，每侧的所述楔形推杆分别与位于同侧的各所述连接销轴连接，每侧的所述楔形推杆上分别固接有一个所述连接杆a的一端，各所述连接杆a的另一端分别设有所述滚轮a，每侧的所述滚轮a分别位于同侧的一个所述滚轮导向槽a中；所述楔形凸轮向下移动时，通过所述楔形推杆驱动部的左右两侧的楔形面推动楔形推杆向外横向滑动，所述滚轮a在滚轮导向槽a内滚动；所述楔形凸轮202向上移动时，通过所述连接杆a及滚轮a将楔形推杆向内拉动；当所述楔形推杆横向滑动带动连接销轴横向移动时，所述夹爪绕铰点转动产生夹持或释放工件的动作。
5.所述基板的前侧面上设有横向导轨，各所述楔形推杆上分别开设有与所述横向导轨滑动连接的滑槽。
6.所述楔形凸轮上设有纵向导轨，所述基板上设有与所述纵向导轨滑动连接的导向槽块。
7.一种机械手，包括上述的夹持机构，还包括机架及由所述驱动件同时驱动的顶升机构，所述驱动件的外壳安装于所述机架上，所述驱动件的驱动端与所述驱动件连接部连接。
8.所述机架的下部延伸有机械手驱动装置连接端。
9.所述机架上安装有用于从前侧挡住工件的托盘。
10.所述顶升机构包括两组配合设置的主动曲柄、滚轮b、连接杆b、顶升辊及从动曲柄，两组配合设置的所述主动曲柄、滚轮b、连接杆b、顶升辊及从动曲柄分别位于所述楔形凸轮的左右两侧，所述楔形凸轮的驱动件连接部的左右两侧面上分别开设有滚轮导向槽b；每组的所述主动曲柄均铰接于所述基板上，每组的所述从动曲柄均铰接于所述机架上，每组的所述主动曲柄的一端设有同组的所述滚轮b，每组的所述滚轮b分别位于同侧的一个所述滚轮导向槽b中，每组的所述连接杆b的一端与同组的所述主动曲柄的另一端铰接、另一端与同组的所述从动曲柄的一端铰接，每组的所述从动曲柄的另一端均延伸至所述基板的后侧、并安装有同组的所述顶升辊；所述楔形凸轮整体上下移动，通过所述滚轮导向槽b带动滚轮b沿着所述滚轮导向槽b的内侧面滚动，拉动两侧的所述主动曲柄摆动，并通过所述连接杆b带动从动曲柄摆动，进而使顶升辊上下移动、并将工件放下或抬起。
11.各所述顶升辊的轴向中心线均垂直于所述机架的长度方向。
12.每个所述滚轮导向槽b均包括相连通的直线段及圆弧段，所述直线段位于所述圆弧段的上侧。
13.所述滚轮导向槽b的长度小于所述滚轮导向槽a的长度。
14.本发明的优点与积极效果为：1.本发明提供的夹持机构结构相对简单，具有自锁特性，夹持可靠。
15.2.本发明提供的包含夹持机构的机械手，通过夹持机构与顶升机构的巧妙结合，只需一个动力即可完成工件的轴向提升以及可靠夹持，并可对提升、夹持动作进行时序控制，可有效用于需将工件提升一定高度再夹持取出，或将工件装入支撑件上后下放的场合；与现有的结构相比，本发明提供的机械手结构简单、实用性强、可靠性高、所需动力元件少。
附图说明
16.图1为本发明的整体的立体结构示意图；图2为图1的a处放大图；图3为图1的b处放大图；图4为图1的c处放大图；图5为本发明的简化的结构示意图之一；图6为本发明的简化的结构示意图之二；图7为本发明的简化的结构示意图之三。
17.图中：1为机架、101为机械手驱动装置连接端；201为基板、202为楔形凸轮、20201为驱动件连接部、20202为楔形推杆驱动部、20203为滚轮导向槽a、20204为滚轮导向槽b、203为楔形推杆、204为连接杆a、205为滚轮a、206为连接销轴、207为横向导轨、208为驱动件、209为驱动件支座、210为纵向导轨、211为夹爪、21101为腰型槽、212为导向槽块；301为主动曲柄、302为滚轮b、303为连接杆b、304为顶升辊、305为从动曲柄；4为托架；001为工件。
具体实施方式
18.下面结合附图1-7对本发明作进一步详述。
19.一种夹持机构，如图1-7所示，本实施例中包括基板201、楔形凸轮202、楔形推杆203、连接杆a 204、滚轮a 205、连接销轴206及夹爪211，基板201的后侧面朝向工件001、前侧面背向工件001，基板201的左右两侧分别铰接有若干个夹爪211，每个夹爪211的一端均位于基板201的后侧、并设有用于夹持工件001的夹持部，每个夹爪211的另一端均位于基板201的前侧、并开设有腰型槽21101，每个腰型槽21101中均穿过一个连接销轴206，连接销轴206可在腰型槽21101内滑动。本实施例中左右两侧的夹爪211的设置位置相互对称。
20.楔形凸轮202分为连接在一起的驱动件连接部20201及楔形推杆驱动部20202，驱动件连接部20201用于连接驱动件208，驱动件208带动楔形凸轮202整体上下移动，楔形推杆驱动部20202上开设有左右对称设置的滚轮导向槽a 20203，楔形推杆驱动部20202的左右两侧面分别设有用于推动楔形推杆203的楔形面。
21.楔形凸轮202的左右两侧分别设有一个楔形推杆203，每侧的楔形推杆203分别与位于同侧的各连接销轴206连接，每侧的楔形推杆203上分别固接有一个连接杆a 204的一端，各连接杆a 204的另一端分别设有滚轮a 205，每侧的滚轮a 205分别位于同侧的一个滚轮导向槽a 20203中。
22.本实施例中楔形凸轮202向下移动时，通过楔形推杆驱动部20202的左右两侧的楔形面推动楔形推杆203向外横向滑动，滚轮a 205在滚轮导向槽a 20203内滚动；楔形凸轮202向上移动时，通过连接杆a 204及滚轮a 205将楔形推杆203向内拉动；当楔形推杆203横向滑动带动连接销轴206横向移动时，夹爪211绕铰点转动产生夹持或释放工件001的动作。本实施例中当楔形凸轮202运动至最下方位置，即夹持机构处于夹紧状态时，此时楔形凸轮202、楔形推杆203之间的接触面变为平面与平面配合，此时夹持机构可处于自锁状态，即夹爪211夹持侧向外的力无法打开夹持机构，必须由驱动件208向上运动才能将夹持机构打开。
23.具体而言，本实施例中基板201的前侧面上设有横向导轨207，各楔形推杆203上分别开设有与横向导轨207滑动连接的滑槽，可使楔形推杆203稳定横向移动。楔形凸轮202上设有纵向导轨210，基板201上设有与纵向导轨210滑动连接的导向槽块212，可使楔形凸轮202稳定上下移动。
24.一种机械手，如图1-7所示，本实施例中包括前述的夹持机构，还包括机架1及由驱动件208同时驱动的顶升机构。本实施例中机架1上部为框架结构，为各机构、部件提供安装支撑结构。本实施例中驱动件208采用市购的电动推杆，由外接控制器控制动作。驱动件208的外壳通过驱动件支座209安装于机架1上，驱动件208的驱动端通过销轴与驱动件连接部20201连接。机架1上安装有用于从前侧挡住工件001的托盘4，可与夹爪211配合固定工件001。机架1的下部延伸有机械手驱动装置连接端101，机械手驱动装置连接端101用于与外接的机械手驱动装置连接，机械手驱动装置的设置及连接结构均采用现有技术。本实施例中机械手驱动装置带动本发明的机械手90转动，机械手可分别被机械手驱动装置转动至竖直状态及水平状态。本发明的机械手可用于将存放于某工位的工件001取出或装入，在该工位的工件001底部有支撑件，为避免干涉，需将工件001提升一定高度再夹持取出，或将工件001装入支撑件上后下放。
25.具体而言，本实施例中顶升机构包括两组配合设置的主动曲柄301、滚轮b 302、连接杆b 303、顶升辊304及从动曲柄305，两组配合设置的主动曲柄301、滚轮b 302、连接杆b 303、顶升辊304及从动曲柄305分别位于楔形凸轮202的左右两侧，楔形凸轮202的驱动件连接部20201的左右两侧面上分别开设有滚轮导向槽b 20204。
26.每组的主动曲柄301均铰接于基板201上，每组的从动曲柄305均铰接于机架1上，每组的主动曲柄301的一端设有同组的滚轮b 302，每组的滚轮b 302分别位于同侧的一个滚轮导向槽b 20204中，每组的连接杆b 303的一端与同组的主动曲柄301的另一端铰接、另一端与同组的从动曲柄305的一端铰接，每组的从动曲柄305的另一端均延伸至基板201的后侧、并安装有同组的顶升辊304。
27.楔形凸轮202整体上下移动，通过滚轮导向槽b 20204带动滚轮b 302沿着滚轮导向槽b 20204的内侧面滚动，拉动两侧的主动曲柄301摆动，并通过连接杆b 303带动从动曲柄305摆动，进而使顶升辊304上下移动、并将工件001放下或抬起。各顶升辊304的轴向中心线均垂直于机架1的长度方向，可稳定将工件001放下或抬起。本实施例中主动曲柄301、连接杆b 303、从动曲柄305、机架1构成双曲柄机构。当楔形凸轮202向下移动时，带动主动曲柄301顺时针回转，双曲柄机构动作，顶升辊304上抬产生工件001提升动作、向下滑动时将工件001放下。顶升机构的动力与夹持机构的动力均为驱动件208提供，即通过一个动力装置实现了工件001的夹持、提升。
28.具体而言，本实施例中每个滚轮导向槽b 20204均包括相连通的直线段及圆弧段，直线段位于圆弧段的上侧；滚轮导向槽b 20204的长度小于滚轮导向槽a 20203的长度。通过分为直线段及圆弧段的滚轮导向槽b 20204的设置，可实现提升、夹持动作的时序控制，即提升动作先于夹持动作结束，避免夹紧过程中工件001与夹爪211相对滑动对工件001表面造成损伤。
29.工作原理：取出工件001前，夹持机构处于打开状态，机械手整体处于水平状态，机械手翻转至竖直状态后，驱动件208动作，顺次完成提升工件001、夹持工件001的动作，机械手翻转至水平状态，夹持机构打开，完成工件001的取出；工件001装入与取出为互逆过程。