专利名称：一种抓取具有内孔物体的抓取装置及抓取方法
技术领域：
本发明涉及一种对固态的含有内孔的物体的抓取方法。为加工制造及物料搬运领
域提供方便。
背景技术：
目前针对固态物体使用机械手的搬运方式一般为夹持物体外形，而对于含有贯通 内孔的物体，可采用孔内夹持。孔内夹持通常采用漲轴方式，在涨轴中心设置凸轮轴，外力 推动凸轮轴前进，凸轮的凸起部分将涨轴外侧的活动支承涨开，撑住贯通孔内壁而起到孔 内夹持的效果。但是凸轮轴夹持方式结构复杂，加工及装配工艺性差，并且由于整体强度 低，不适用于100毫米以下小直径孔的夹持。专利95214711. 4提供了一种内孔夹持方式， 也是凸轮形式，所不同的只是凸轮轴旋转。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种对含有内孔的物体的抓取装置及抓取 方法。可以抓取含有大直径内孔的物体，也可以抓取含有小直径内孔的物体，并且结构简 单、加工装配工艺性好、成本低廉。 为了实现上述目的，本发明提供了一种抓取具有内孔物体的抓取装置，穿于并夹
持被抓取物体的内孔，其特征在于，包括
—中心轴； —锥体，安装在所述中心轴的一端，所述锥体的大径端面设有锥体止挡面； —轴套，套设在所述中心轴上，所述轴套的一端设有抵顶被抓取物体端面的轴套
止挡面； —支承环，套设于所述轴套上； 至少两个弹性爪体，连接所述支承环并设置在所述锥体与所述支承环之间，所述 弹性爪体的爪部的内侧面为与所述锥体相一致的锥面，所述爪部的外侧面设有爪部止挡 面； —推力弹簧，套设在所述支承环与所述轴套止挡面之间。 上述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其中，所述弹性爪体包括相连的爪部和弹 性钢片。 上述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其中，所述轴套上还设有止挡所述推力弹 簧的凸台。 上述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其中，所述中心轴上还设有中心轴止挡面， 所述锥体通过一固定螺栓安装在所述中心轴的一端并与所述中心轴止挡面相抵。
上述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其中，所述锥体为圆锥体或多边形锥体。
上述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其中，所述锥体的锥面为光滑表面或阶梯 形表面。
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上述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其中，所述至少两个弹性爪体为对称或非 对称设置。 上述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其中，所述中心轴的另一端具有用于施力 的螺纹。 为了更好的实现上述目的，本发明还提供一种利用上述的抓取具有内孔物体的抓 取装置的抓取方法，其特征在于，包括如下步骤 1)将中心轴松开的抓取装置穿于被抓取物体的孔内，所述轴套止挡面抵顶被抓取 物体的一端面，此时，弹性爪体的爪部靠向中心轴； 2)向所述中心轴的另一端施加一向外的拉力，所述中心轴于所述轴套中移动，同 时所述锥体在中心轴的带动下向被抓取物体的内孔移动，所述锥体的锥面抵接所述弹性爪 体的爪部的锥面，所述爪部止挡面抵顶被抓取物体的另一端面时，抓取装置夹持被抓取物 体。 上述的抓取具有内孔物体的抓取方法，其中，所述中心轴的另一端具有用于施力 的螺纹，所述一向外的拉力施于所述施力螺纹上。
本发明的技术效果在于本发明提供的抓取装置及抓取方法，可以抓取含有内孔 的物体。中心轴在外力作用下移动，带动锥体靠紧涨爪，涨爪涨开靠紧被抓取物体实现对物 体的夹持。本发明提供的抓取装置结构简单、加工装配工艺性好、成本低廉。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明抓取装置的结构及未夹持状态图； 图2为本发明抓取装置夹持状态图。 其中，附图标记 1固定螺栓 2 锥体 21 锥体止挡面 22 锥体锥面 3涨爪爪部 31 爪部止挡面 32 爪部锥面 4 中心轴 41 中心轴止挡面 5弹簧钢片 6 支承环 7推力弹簧 8被抓取物体 9 轴套 91 凸台 92 轴套止挡面[OO43] 10气(液压)缸杆
A 中心轴松开状态
B中心轴压紧状态
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述 在图1及图2所示的具体实施方式
中，本发明揭示一种抓取具有内孔物体的抓取 装置，穿于并夹持被抓取物体的内孔，包括固定螺母1、锥体2、由爪部3和弹性钢片5构成 的弹性爪体、中心轴4、支承环6、推力弹簧7、轴套9、气(液压)缸杆IO。
锥体2安装在中心轴4的一端与中心轴止挡面41相抵，锥体2的大径端面设有锥 体止挡面21 ;轴套9套设在中心轴4上，轴套9的一端设有抵顶被抓取物体端面的轴套止挡 面92，轴套的中部设有凸台91，推力弹簧7套设在支承环6与凸台91之间；支承环6套设 于轴套4上，多个由爪部3和弹性钢片5构成的弹性爪体连接支承环6并设置在锥体2与 支承环6之间；弹性爪体的爪部3的内侧面32为与锥体2的锥面22相一致，爪部3的外侧 面设有爪部止挡面31。 锥体2为圆形或多边形锥体，锥体表面可以是光滑表面也可以是阶梯形表面。锥
体2固定在中心轴4的一端并且随中心轴4运动。中心轴4可以是实心轴也可以为空心轴。
多个涨爪3沿中心轴4圆周间隔布置，可以均匀布置也可以不均匀布置。 弹性钢片5可选择为弹簧钢丝或其他弹性体，也可以与爪部3和支承环6做为整体。 中心轴4的另一端具有用于施力的螺纹。 本发明利用上述的抓取装置的抓取方法包括如下步骤 1)如图1所示，将中心轴松开的抓取装置穿于被抓取物体8的孔内(图中所示A 为中心轴松开状态)，轴套止挡面92抵顶被抓取物体8的一端面，此时，弹性爪体的爪部在 弹簧钢片的作用下靠向中心轴，即涨爪3的最大外形尺寸小于被抓取物体8内孔的直径，锥 体2的最大外形尺寸也小于被抓取物体8内孔的直径； 2)如图2所示，向中心轴4的另一端施加一向外的拉力驱动中心轴压紧(图中所 示B为中心轴压紧状态)，中心轴4于轴套9中移动，同时锥体2在中心轴4的带动下向被 抓取物体8的内孔移动，锥体2的锥面22抵接涨爪3的锥面32使涨爪3涨开，使涨爪3的 最大外形尺寸大于被抓取物体8内孔的直径，当爪部止挡面31抵顶被抓取物体8的另一端 面，支承环在轴套9上滑动并压迫推力弹簧，抓取装置夹持被抓取物体。
中心轴4的另一端还安装有用于施力的螺纹，向外的拉力通过采用气缸或液压缸 的缸杆10施于该施力螺纹上。 当释放抓取的被夹持物体时，向施力螺纹施于推力，中心轴4带动锥体2向远离被 抓取物体8的方向移动，锥体2脱离涨爪3。涨爪3和支承环6在推力弹簧7的作用下与锥 体同向移动，涨爪3在弹性钢片5的作用下靠近中心轴4，脱离被夹持物体8。在此状态下 软爪3和锥体2可在物体8的孔内拔出或插入。 本发明提供的抓取装置及抓取方法，可以抓取含有内孔的物体。中心轴在外力作 用下移动，带动锥体靠紧涨爪，涨爪涨开靠紧被抓取物体实现对物体的夹持。本发明提供的抓取装置结构简单、加工装配工艺性好、成本低廉。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种抓取具有内孔物体的抓取装置，穿于并夹持被抓取物体的内孔，其特征在于，包括一中心轴；一锥体，安装在所述中心轴的一端，所述锥体的大径端面设有锥体止挡面；一轴套，套设在所述中心轴上，所述轴套的一端设有抵顶被抓取物体端面的轴套止挡面；一支承环，套设于所述轴套上；至少两个弹性爪体，连接所述支承环并设置在所述锥体与所述支承环之间，所述弹性爪体的爪部的内侧面为与所述锥体相一致的锥面，所述爪部的外侧面设有爪部止挡面；一推力弹簧，套设在所述支承环与所述轴套止挡面之间。
2. 根据权利要求1所述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其特征在于，所述弹性爪体 包括相连的爪部和弹性钢片。
3. 根据权利要求1所述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其特征在于，所述轴套上还 设有止挡所述推力弹簧的凸台。
4. 根据权利要求1、2、3所述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其特征在于，所述中心 轴上还设有中心轴止挡面，所述锥体通过一固定螺栓安装在所述中心轴的一端并与所述中 心轴止挡面相抵。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其特征在于，所述锥 体为圆锥体或多边形锥体。
6. 根据权利要求5所述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其特征在于，所述锥体的锥 面为光滑表面或阶梯形表面。
7. 根据权利要求1、2所述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其特征在于，所述至少两 个弹性爪体为对称或非对称设置。
8. 根据权利要求1、4所述的抓取具有内孔物体的抓取装置，其特征在于，所述中心轴 的另一端具有用于施力的螺纹。
9. 一种利用权利要求1所述的抓取具有内孔物体的抓取装置的抓取方法，其特征在 于，包括如下步骤1) 将中心轴松开的抓取装置穿于被抓取物体的孔内，所述轴套止挡面抵顶被抓取物体 的一端面，此时，弹性爪体的爪部靠向中心轴；2) 向所述中心轴的另一端施加一向外的拉力驱动中心轴压紧，所述中心轴于所述轴套 中移动，同时所述锥体在中心轴的带动下向被抓取物体的内孔移动，所述锥体的锥面抵接 所述弹性爪体的爪部的锥面，所述爪部止挡面抵顶被抓取物体的另一端面时，抓取装置夹 持被抓取物体。
10. 根据权利要求9所述的抓取具有内孔物体的抓取方法，其特征在于，所述中心轴的 另一端具有用于施力的螺纹，所述一向外的拉力施于所述施力螺纹上。
全文摘要
本发明公开一种抓取具有内孔物体的抓取装置及抓取方法，该抓取装置包括一中心轴；一锥体，安装在中心轴的一端，锥体的大径端面设有锥体止挡面；一轴套，套设在中心轴上，轴套的一端设有抵顶被抓取物体端面的轴套止挡面；一支承环，套设于轴套上；至少两个弹性爪体，连接支承环并设置在所述锥体与支承环之间，弹性爪体的爪部的内侧面为与锥体相一致的锥面，爪部的外侧面设有爪部止挡面；一推力弹簧，套设在支承环与轴套止挡面之间。采用上述抓取装置的抓取方法为，将中心轴松开的抓取装置穿于被抓取物体的孔内；向中心轴的另一端施加一向外的拉力，锥体的锥面抵接爪部的锥面，当中心轴压紧时，抓取装置夹持被抓取物体。
文档编号B25J15/00GK101733756SQ20081022660
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者吴征南 申请人:北京机械工业自动化研究所