单驱动夹紧换位机械手的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种单驱动夹紧换位机械手，包括底座，所述底座上固定有心轴和顶销座，所述心轴上空套有回转盘，所述回转盘上固定有安装板，所述安装板两端上对称设置有两副夹持爪机构，所述夹持爪机构后部与安装板中部之间设置有回位弹簧，所述回转盘上对称开设有两个推楔安装孔，所述推楔安装孔内设置有用于推动相应夹持爪机构前进并夹紧工件的推楔，所述推楔下端与回转盘之间设置有推楔回位弹簧，所述顶销座内设置有顶销。本发明通过推楔推动夹持爪机构向前即可前行夹持工件，通过回位弹簧拉动夹持爪机构后退即能先松开工件后退回，仅驱动安装板做周期180°的顺时针间歇回转，就能实现工件位置从固定点到360°范围内任何方位的转换。
【专利说明】单驱动夹紧换位机械手
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单驱动夹紧换位机械手。
【背景技术】
[0002]机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操 作工具的自动操作装置，其广泛应用于制造业。现有的工件换位机械手一般需要两个驱动 系统，存在结构复杂、夹紧不稳定且能源消耗多等缺点，一般也仅能实现小范围内的工件换 位。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是 提供一种结构新颖、设计合理、工作可靠且工件换位范围大的单驱动夹紧换位机械手。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种单驱动夹紧换位机械手，包括 底座，所述底座上固定有心轴和顶销座，所述心轴上空套有由步进驱动系统驱动的回转盘， 所述回转盘上固定有安装板，所述安装板两端上对称设置有两副夹持爪机构，所述夹持爪 机构后部与安装板中部之间设置有回位弹簧，所述回转盘上对称开设有两个推楔安装孔， 所述推楔安装孔内设置有用于推动相应夹持爪机构前进并夹紧工件的推楔，所述推楔下端 与回转盘之间设置有推楔回位弹簧，所述顶销座内设置有由顶销弹簧推动上升的顶销，所 述顶销在进料工位进入与顶销座孔对准的推楔安装孔内以推动相应推楔上升。
[0005]在进一步的技术方案中，所述夹持爪机构包括滑座、三个滑块、两个推板和两个夹 爪，所述滑座锁定在安装板上，滑块A、滑块B、滑块C沿夹持爪机构前进方向依次设置在滑 座上，推板A、推板B分别固定在滑块A和滑块B上，推板A和推板B之间设置有传力弹簧及 其导销，所述滑块C上固定有横向滑座，所述横向滑座上对称设置有左右两个横向滑块，左 右两个夹爪后部分别通过左右两个传力销铰接于推板B上，左右两个夹爪中部分别锁定在 两个横向滑块上，左右两个夹爪之间安装有松夹弹簧。
[0006]在进一步的技术方案中，所述夹持爪机构后部设置有与推楔顶部相配合的滚轮， 所述推楔顶部的斜面K通过滚轮推动夹持爪机构前行。
[0007]在进一步的技术方案中，所述推楔上开设有定位槽P，所述回转盘上对称设置有与 相应定位槽P相配合的定位销。
[0008]在进一步的技术方案中，所述安装板端部设置有用以确定夹持爪机构前进行程终 了位置的死挡铁。
[0009]在进一步的技术方案中，所述心轴顶部设置有在卸料工位强制推动推楔下行的卸 料挡块。
[0010]在进一步的技术方案中，所述推板A与滑块A制作成一体，和/或所述推板B与滑 块B制作成一体。
[0011 ] 在进一步的技术方案中，所述横向滑座与滑块C制作成一体，和/或左右两个夹爪分别与相应的横向滑块制作成一体。
[0012]在进一步的技术方案中，所述步进驱动系统包括步进电机、主动齿轮和从动齿轮， 所述步进电机固定在底座上，所述主动齿轮安装在步进电机的输出轴上，所述从动齿轮固 定在回转板底面中部并空套在心轴上。
[0013]在进一步的技术方案中，所述回转盘底面对称开设有两个分别便于压下顶销以离 开相应推楔的定位槽L。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:该单驱动夹紧换位机械手结构新颖、 设计合理、工作可靠且工件换位范围大，通过推楔推动夹持爪机构向前即可实现夹爪前伸 夹持工件，通过回位弹簧拉动夹持爪机构后退即能使得夹爪先松开工件后退回，仅需要驱 动安装板做周期180°的顺时针间歇回转，就能实现工件位置从固定点到360°范围内任 何方位的转换。
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例的主视结构示意图。
[0017]图2为图1中A-A处的剖视图。
[0018]图3为图1中C-C处的剖视图。
[0019]图4为图3中B-B处的剖视图。
[0020]图5为本发明实施例的俯视使用状态图。
[0021]图中:1-底座，2-顶销弹簧，3-顶销座，4-顶销，5-回转盘，6-推楔，7-定位销， 8-滑座，9-滑块A，10-滑块B，11-滑块C，12-死挡铁，13-横向滑座，14-横向滑块，15-挡 圈，16-传力弹簧导销，17-滚轮，18-回位弹簧，19-卸料挡块，20-心轴，21-安装板，22-推 楔回位弹簧，23-步进驱动系统，24-传力弹簧，25-传力销，26-夹爪，27-松夹弹簧，28-推 板B，29-推板A。
【具体实施方式】
[0022]如图1飞所示，一种单驱动夹紧换位机械手，包括底座1，所述底座I上固定有心轴 20和顶销座3，所述心轴20上空套有由步进驱动系统23驱动的回转盘5，所述回转盘5上 固定有安装板21，所述安装板21两端上对称设置有两副夹持爪机构，所述夹持爪机构后部 与安装板21中部之间设置有回位弹簧18，所述回转盘5上对称开设有两个推楔安装孔，所 述推楔安装孔内设置有用于推动相应夹持爪机构前进并夹紧工件的推楔6，所述推楔6下 端与回转盘5之间设置有推楔回位弹簧22，所述顶销座3内设置有由顶销弹簧2推动上升 的顶销4，所述顶销4在进料工位进入与顶销座3孔对准的推楔安装孔内以推动相应推楔6 上升。
[0023]在本实施例中，所述夹持爪机构包括滑座8、三个滑块、两个推板和两个夹爪26， 所述滑座8锁定在安装板21上，滑块A9、滑块B10、滑块Cll沿夹持爪机构前进方向依次设 置在滑座8上，推板A29、推板B28分别固定在滑块A9和滑块BlO上，推板A29和推板B28 之间设置有传力弹簧24及其导销16，所述滑块Cll上固定有横向滑座13，所述横向滑座13 上对称设置有左右两个横向滑块14，左右两个夹爪26后部的斜槽S分别通过左右两个传力销25铰接于推板B28上，所述推板B28借助左右两个传力销25分别向左右两个夹住传递 动力，左右两个夹爪26中部分别锁定在两个横向滑块14上，左右两个夹爪26之间安装有 松夹弹黃27。
[0024]在本实施例中，所述夹持爪机构后部设置有与推楔6顶部相配合的滚轮17，所述 推楔6顶部的斜面K通过滚轮17推动夹持爪机构前行；具体地说，所述推板A29后部设置 有与推楔6顶部相配合的滚轮17，所述推楔6顶部的斜面K通过滚轮17推动滑块A9沿滑 座8前行。所述心轴20顶部设置有在卸料工位强制推动推楔6下行的卸料挡块19 ;具体 地说，当推楔6随回转盘5旋转到卸料工位时，所述卸料挡块19的斜面M会强制推动推楔6 下行。所述夹持爪机构处于前伸夹紧或松夹后退的工作状态，取决于推楔6是上升还是下 行，而推楔6的上升是顶销座3内顶销弹簧2推动顶销4上升的结果，固接在心轴20顶部 的卸料挡块19上的斜面M则会强制推动推楔6下行。
[0025]在本实施例中，所述回位弹簧18是设置于推板A29后部与安装板21中部之间。所 述推楔6侧壁开设有定位槽P，所述回转盘5上对称设置有与相应定位槽P相配合的定位销 7。所述安装板21端部设置有用以确定夹持爪机构前进行程终了位置的死挡铁12 ;具体地 说，所述死挡铁12是用以确定滑块Cll的行程终了位置。所述推板A29与滑块A9可以制 作成一体，所述推板B28与滑块BlO也可以制作成一体；所述横向滑座13与滑块Cll可以 制作成一体，左右两个夹爪26也可以分别与相应的横向滑块14制作成一体。
[0026]在本实施例中，所述步进驱动系统23包括步进电机、主动齿轮和从动齿轮，所述 步进电机也可以固定在底座I上，所述主动齿轮安装在步进电机的输出轴上，所述从动齿 轮固定在回转板底面中部并空套在心轴20上。所述回转盘5底面对称开设有两个分别便 于压下顶销4以离开相应推楔6的定位槽L ;具体地说，当工件需要从进料工位移向出料工 位时，所述步进驱动系统23驱动回转盘5继续顺时针回转，所述定位槽L的斜面N将顶销 4压下离开推楔6。
[0027]在本实施例中，该单驱动夹紧换位机械手的工作过程如下:
当接到开始运行的指令，步进驱动系统23带动回转盘5顺时针转动，当顶销座3上的 顶销4在顶销弹簧2的作用下，进入回转盘5底面上的定位槽L的瞬间，步进驱动系统23令 回转盘5停转。此时顶销4顶着推楔6上行，直至定位销7进入定位槽P时停止，推楔6顶 部的斜面K借助滚轮17推动滑块A9沿滑座8前行，并经传力弹簧24推动滑块BlO前行， 固定在滑块BlO顶面左右对称分布的传力销25，则带动分别固定在左右两横向滑块14上 的左右夹爪26 —同前行，并接近工件(进料工位)。因横向滑块14的导向槽套装在与滑块 Cll固定连接的横向滑座13上，至使夹爪26亦能借助横向滑座13带动滑块Cll前行。当 滑块Cll碰到死挡铁12停止前进后，滑块BlO上的传力销25在推楔6顶部斜面K作用下 依然前移，靠左右夹爪26上的斜槽S，令两夹爪26压缩松夹弹簧27相对横向移动夹紧工 件。当滚轮17沿推楔6上的斜面K转到直边时，夹紧动作停止。借助传力弹簧24，夹爪26 对工件可实现浮动夹紧。
[0028]当工件需要从进料工位移向出料工位时，步进驱动系统23令回转盘5继续顺时针 回转，顶销4虽被回转盘5底面定位槽L的斜面N压下离开推楔6，因定位销7依然插在推 楔6的定位槽P内，工件仍保持被夹紧状态。当工件移到出料工位时，推楔6上端碰到卸料 挡铁、沿其斜面M被往下推动、迫使定位销7退出定位槽，在推楔回位弹簧22作用下，推楔6继续下行到起始位置。与此同时，回位弹簧18拖动滑块A9后退，传力弹簧导销16前端部 螺母锁定的挡圈15经一段空行程t后拉动滑块BlO后退。因传力销25令左右夹爪26夹 紧的压力消失，在松夹弹簧27推动下，夹爪26先反向运动松开工件，后随传力销25退回到 起始位置。
[0029]当回转盘5底面上相差180°的另一定位槽L转到进料工位的相应相位、被顶销4 插入的瞬间，与其相对应的另一夹持爪机构重复前述对工件的夹紧过程。卸料工位由卸料 铛铁相对回转盘5中部安装的相位决定。
[0030]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种单驱动夹紧换位机械手，包括底座，其特征在于:所述底座上固定有心轴和顶 销座，所述心轴上空套有由步进驱动系统驱动的回转盘，所述回转盘上固定有安装板，所述 安装板两端上对称设置有两副夹持爪机构，所述夹持爪机构后部与安装板中部之间设置有 回位弹簧，所述回转盘上对称开设有两个推楔安装孔，所述推楔安装孔内设置有用于推动 相应夹持爪机构前进并夹紧工件的推楔，所述推楔下端与回转盘之间设置有推楔回位弹 簧，所述顶销座内设置有由顶销弹簧推动上升的顶销，所述顶销在进料工位进入与顶销座 孔对准的推楔安装孔内以推动相应推楔上升。
2.根据权利要求1所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述夹持爪机构包括 滑座、三个滑块、两个推板和两个夹爪，所述滑座锁定在安装板上，滑块A、滑块B、滑块C沿 夹持爪机构前进方向依次设置在滑座上，推板A、推板B分别固定在滑块A和滑块B上，推 板A和推板B之间设置有传力弹簧及其导销，所述滑块C上固定有横向滑座，所述横向滑座 上对称设置有左右两个横向滑块，左右两个夹爪后部分别通过左右两个传力销铰接于推板 B上，左右两个夹爪中部分别锁定在两个横向滑块上，左右两个夹爪之间安装有松夹弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述夹持爪机构 后部设置有与推楔顶部相配合的滚轮，所述推楔顶部的斜面K通过滚轮推动夹持爪机构前 行。
4.根据权利要求1或2所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述推楔上开设 有定位槽P，所述回转盘上对称设置有与相应定位槽P相配合的定位销。
5.根据权利要求1或2所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述安装板端部 设置有用以确定夹持爪机构前进行程终了位置的死挡铁。
6.根据权利要求1或2所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述心轴顶部设 置有在卸料工位强制推动推楔下行的卸料挡块。
7.根据权利要求2所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述推板A与滑块A制 作成一体，和/或所述推板B与滑块B制作成一体。
8.根据权利要求2所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述横向滑座与滑块C 制作成一体，和/或左右两个夹爪分别与相应的横向滑块制作成一体。
9.根据权利要求1所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述步进驱动系统包 括步进电机、主动齿轮和从动齿轮，所述步进电机固定在底座上，所述主动齿轮安装在步进 电机的输出轴上，所述从动齿轮固定在回转板底面中部并空套在心轴上。
10.根据权利要求1所述的单驱动夹紧换位机械手，其特征在于:所述回转盘底面对称 开设有两个分别便于压下顶销以离开相应推楔的定位槽L。
【文档编号】B25J9/08GK103586866SQ201310560570
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】何聪惠 申请人:福建农林大学