一种夹爪式机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种夹爪式机械手，包括安装板组件，安装板组件上安装有驱动组件和两个呈对称设置的夹爪组件，每个夹爪组件均包括一个驱动部、一个用于夹取物品的夹取部和位于驱动部与夹取部之间的铰接部，两个夹爪组件均通过铰接部与安装板组件铰接，驱动组件同时与两个驱动部连接，驱动组件驱动两个驱动部同步往复运动，用于使两个夹取部以铰接部为中心同步往复转动以配合实现物品的夹取。本实用新型具有结构简单紧凑、占用空间小、能满足不同直径样品的夹持需求、夹持位置精度高的优点。
【专利说明】
_种夹爪式机械手
技术领域
[0001]本实用新型主要涉及到物料样品的采制化设备领域，具体涉及一种夹爪式机械手。
【背景技术】
[0002]对于物料(如矿石、煤炭)样品的采样、制样、化验工作，各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行样品的采制化工作。样品的采样、制样、化验工作过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量(重量)精度要求，然后对符合要求的样品进行相关的化验分析。
[0003]如以煤炭的样品采制化为例，实际上是一种抽样分析的过程，煤炭采样和制样的目的，是为了获得一个其实验结果能代表整批被采样煤的实验煤样。煤炭是一种不均匀的物质(粒度、质量特性分布等)，被采样煤的质量一般都比较大(几十吨到几万吨不等)，从被采样煤中采取具有代表性的一部分煤的过程叫“采样”，目前有机械采样、人工采样、半机械采样等多种方式方法。按标准采到样品后，下一过程是“制样”，制样过程一般有破碎、混合、缩分、干燥等过程。样品制好后即开展下一步的样品“化验”，对样品进行分析。不论是“采样”、“制样”还是“化验”，这一过程中不能够有样本的损失，不能够令样本发生一些物理或化学变化，否则将会对最终的试验结果造成影响。
[0004]在物料(如矿石、煤炭)样品的采样、制样、化验工作中，需要将采制好的样品从本环节的工位(实验室)转运输送至下一环节的工位(实验室)以进行下阶段工作。在样品的转运输送这一过程中，会使用到机械手装置用于夹取样品。现有机械手装置存在以下技术问题:
[0005](I)现有技术中的机械手(如平行夹爪机械手、三点夹爪机械手)，当需要夹持不同大小直径的样品时，机械手夹持行程必须满足不同直径样品的需求，这就使得机械手的行程较大，机械手体积庞大、占用空间较大，空间利用率低。
[0006](2)现有技术中的机械手(如摆动夹爪机械手)，在夹持不同直径大小的样品时，存在夹持后样品位置不一致、夹持力不稳定易掉落的问题，这对于精度、效率要求极高的物料采制化工作而言，存在了极大的隐患。
[0007](3)现有技术中的机械手，在夹持不同直径大小、不同重量的样品时，机械手的夹持力不能灵活改变，即机械手的夹持力不会随样品直径的减小而减小，这容易造成小直径样品的的损坏，最终影响样品的物理特性和精度。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型要解决的技术问题在于:针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、占用空间小、能满足不同直径样品的夹持需求、夹持位置精度高的夹爪式机械手。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0010]一种夹爪式机械手，包括安装板组件，所述安装板组件上安装有驱动组件和两个呈对称设置的夹爪组件，每个所述夹爪组件均包括一个驱动部、一个用于夹取物品的夹取部和位于驱动部与夹取部之间的铰接部，两个所述夹爪组件均通过铰接部与安装板组件铰接，所述驱动组件同时与两个驱动部连接，所述驱动组件驱动两个驱动部同步往复运动，用于使两个所述夹取部以铰接部为中心同步往复转动以配合实现物品的夹取。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述安装板组件上还设有与夹爪组件相配合的定位托板组件，所述定位托板组件设于两个夹爪组件之间，所述物品在两个夹取部的夹持作用下贴紧固定于定位托板组件和两个夹取部之间。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述定位托板组件包括定位托板，所述定位托板上设有用于定位的凹陷部，所述凹陷部朝物品夹取方向设置以使物品在两个夹取部的夹持作用下滑入固定于凹陷部的中心处。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述定位托板组件还包括托板固定座，所述定位托板通过托板固定座固定于安装板组件上。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述驱动组件包括驱动气缸和滑动推块，所述滑动推块固定于驱动气缸的驱动轴端上以在驱动气缸的驱动下沿驱动轴方向前后运动，所述滑动推块与两个驱动部连接用于驱动两个驱动部同步往复运动。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述滑动推块上设有滑槽，两个所述驱动部均通过滑槽与滑动推块滑动连接。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述驱动组件还包括气缸固定座，所述驱动气缸通过气缸固定座固定于安装板组件上。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，每个所述夹爪组件均包括固定连接的夹爪和夹爪固定座，所述夹取部设于夹爪上，所述驱动部和铰接部均设于夹爪固定座上。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述夹取部上设有防滑垫。
[0019]作为本实用新型的进一步改进，所述安装板组件包括平行设置的上安装板和下安装板，所述上安装板和下安装板之间设有一块以上的连接板，所述驱动组件和夹爪组件均设置于上安装板和下安装板之间，所述夹爪组件通过铰接部分别与上安装板和下安装板铰接。
[0020]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0021](I)本实用新型的夹爪式机械手，通过设置两个对称设置的夹爪组件形成摆臂式结构，结合驱动组件的同步驱动设计，能够满足不同直径大小物品的夹取需求。
[0022](2)本实用新型的夹爪式机械手，驱动组件的往复驱动行程短，使得夹爪式机械手的结构简单紧凑、体积小、占用空间小。
[0023](3)本实用新型的夹爪式机械手，两个对称设置的夹爪组件在驱动力的作用下可绕固定点摆动，并且夹爪组件设计有一定的角度，使得夹爪组件能自动矫正不同位置的物品，夹取精度高。
[0024](4)本实用新型的夹爪式机械手，随着夹爪组件的摆动角度的增加，两个夹取部的夹持力会逐步减小，有效保护了小直径物品，使得小直径物品在夹持时不易造成损坏，最终有效保证了样品的物理特性和精度。
[0025](5)本实用新型的夹爪式机械手，通过设置与夹爪组件相配合的定位托板组件，使得本实用新型的夹爪式机械手，具有自动矫正功能，能够自动矫正不同位置的物品，提高了夹取精度高。尤其是通过设置具有定位作用的凹陷部，物品会在推力的作用下在凹陷部处滑动，最终滑动至凹陷部的中心处，完成精准的夹持作业。
[0026](6)本实用新型的夹爪式机械手，通过设置带有滑槽的滑动推块，使得驱动气缸的驱动力能够很平均的同步传输给两个驱动部，使得两个驱动部能够同步地发生往复运动，最终带动两个夹取部同步运动，以同步完成精准的夹取作业。
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型的夹爪式机械手的立体结构原理示意图。
[0028]图2是本实用新型的夹爪式机械手的正面透视结构原理示意图。
[0029]图3是本实用新型的夹爪式机械手在实施例中待夹持物品时的原理示意图。
[0030]图4是本实用新型的夹爪式机械手在实施例中夹持大直径物品时的原理示意图。
[0031]图5是本实用新型的夹爪式机械手在实施例中夹持小直径物品时的原理示意图。
[0032]图6是本实用新型的夹爪式机械手在实施例中夹持物品时的状态变化原理示意图。
[0033]图7是本实用新型的夹爪式机械手在其他实施例中的结构原理示意图。
[0034]图例说明:
[0035]1、安装板组件；11、上安装板；12、下安装板；13、连接板;2、驱动组件；21、驱动气缸;22、滑动推块;221、滑槽;23、气缸固定座;3、夹爪组件;31、驱动部;32、夹取部;321、防滑垫;33、铰接部;34、夹爪;35、夹爪固定座;4、定位托板组件;41、定位托板;42、托板固定座；5、物品。
【具体实施方式】
[0036]以下结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。应当指出，本实用新型的保护范围并不仅局限于下述实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。
[0037]如图1至图6所示，本实用新型提供一种夹爪式机械手，包括安装板组件I，安装板组件I上安装有驱动组件2和两个呈对称设置的夹爪组件3，每个夹爪组件3均包括一个驱动部31、一个用于夹取物品5的夹取部32和位于驱动部31与夹取部32之间的铰接部33，两个夹爪组件3均通过铰接部33与安装板组件I铰接，驱动组件2同时与两个驱动部31连接，驱动组件2驱动两个驱动部31同步往复运动，用于使两个夹取部32以铰接部33为中心同步往复转动以配合实现物品5的夹取。
[0038]当需要夹取物品5，驱动组件2先同时驱动两个驱动部31向上运动，使得两个夹取部32在两个驱动部31的作用下，以铰接部33为中心对应同步朝外侧转动(即右侧的夹取部32向右侧顺时针转动，左侧的夹取部32向左侧逆时针转动)，以形成夹持开口，机械手继续移动至物品5处，使物品5落入夹持开口内。此时，驱动组件2再同时驱动两个驱动部31向下运动，使得两个夹取部32在两个驱动部31的作用下，以铰接部33为中心对应同步朝内侧转动(即右侧的夹取部32向左侧逆时针转动，左侧的夹取部32向右侧顺时针转动)，最终使得两个转动的夹取部32相互配合，以将处于夹持开口内的物品5夹持住，实现物品5的夹取和移动。
[0039]当机械手将物品5移动至需求位置后，需要卸下物品5时，驱动组件2先同时驱动两个驱动部31向上运动，使得两个夹取部32在两个驱动部31的作用下，以铰接部33为中心对应同步朝外侧转动(即右侧的夹取部32向右侧顺时针转动，左侧的夹取部32向左侧逆时针转动)，此时物品5不再被夹爪组件3的夹取部32夹持住，物品5落入需求位置，机械手向后退出，完成物品5的转运。
[0040]如图1至图6所示，本实用新型的夹爪式机械手，通过设置两个对称设置的夹爪组件3形成摆臂式结构，驱动组件2驱动两个夹爪组件3的驱动部31同步往复运动，使两个夹取部32相互配合同步转动以形成夹取空间并完成夹取。通过以上特殊的科学设计:一是使得本实用新型的夹爪式机械手能够满足不同直径大小物品5的夹取需求。如图4、图5所示，SP当需要夹取大直径的物品5时，只需加大驱动组件2向上的驱动行程，以使两个夹取部32之间形成开口较大的夹取空间即可；当需要夹取小直径的物品5时，对应加大驱动组件2向下的驱动行程即可。二是这样的科学设计，驱动组件2的往复驱动行程短，使得本实用新型的夹爪式机械手的结构简单紧凑、体积小、占用空间小。三是两个对称设置的夹爪组件3在驱动力的作用下可绕固定点(即铰接部33)摆动，并且夹爪组件3设计有一定的角度，使得两侧的夹爪组件3能够相互配合地逐步完成对物品5的推动、夹紧过程，使得夹爪组件3能自动矫正不同位置的物品5，夹取精度高。四是这种特殊的设计，夹爪组件3的两个夹取部32在以铰接部33为中心对应同步朝内侧转动时，随着夹爪组件3的摆动角度的增加，两个夹取部32的夹持力会逐步减小，这样就有效保护了小直径物品5，使得小直径物品5在夹持时不易造成损坏，最终有效保证了样品的物理特性和精度。
[0041]如图1、图2、图4所示，进一步，在较佳实施例中，安装板组件I上还设有与夹爪组件3相配合的定位托板组件4，定位托板组件4设于两个夹爪组件3之间，物品5在两个夹取部32的夹持作用下贴紧固定于定位托板组件4和两个夹取部32之间。当物品5落入夹持开口内时，驱动组件2同时驱动两个驱动部31向下运动，使得两个夹取部32以铰接部33为中心对应同步朝内侧转动，夹取部32会率先接触物品5，并相互配合地逐步完成对物品5的推动，当将物品5推动至定位托板组件4处时，物品5不再移动，最终使得两个夹取部32和定位托板组件4三者形成对物品5的贴紧夹持。当然，机械手在移动至物品5处时，也可以直接使定位托板组件4与物品5保持接触后，再驱动两个夹取部32完成夹持。
[0042]在本实施例中，定位托板组件4包括定位托板41和托板固定座42，定位托板41通过托板固定座42固定于安装板组件I上。定位托板41上设有用于定位的凹陷部，凹陷部朝物品5夹取方向设置以使物品5在两个夹取部32的夹持作用下滑入固定于凹陷部的中心处。如图6所示，当夹持位置不精准的物品5时，两个夹取部32会先相互配合地逐步完成对物品5的推动，当将物品5推动至定位托板41处时，物品5会在推力的作用下在凹陷部处滑动，最终滑动至凹陷部的中心处，此时，两个夹取部32和定位托板41三者形成对物品5的贴紧夹持，完成精准的夹持作业。通过以上特殊的科学设计，使得本实用新型的夹爪式机械手，进一步强化了自动矫正功能，能够自动矫正不同位置的物品5，进一步提高了夹取精度高。在本实施例中，定位托板41的横截面呈圆弧状，横截面呈圆弧状的凹陷部使得物品5在滑动时效果更好，当物品5为样瓶时，凹陷部能与瓶身保持更紧密的贴合。当然，在其他实施例中，定位托板41也可以设计为其他形式，如横截面呈V形，最终使得物品5落入V型内。
[0043]如图1、图2所示，进一步，在较佳实施例中，驱动组件2包括驱动气缸21、滑动推块22和气缸固定座23，驱动气缸21通过气缸固定座23固定于安装板组件I上。滑动推块22固定于驱动气缸21的驱动轴端上以在驱动气缸21的驱动下沿驱动轴方向前后运动，滑动推块22与两个驱动部31连接用于驱动两个驱动部31同步往复运动。滑动推块22上设有两个滑槽221，两个驱动部31均通过滑槽221与滑动推块22滑动连接。通过这样的设计，使得驱动气缸21的驱动力能够很平均的同步传输给两个驱动部31，使得两个驱动部31能够同步地发生往复运动，最终带动两个夹取部32同步运动，以同步完成精准的夹取作业。
[0044]如图1、图2所示，进一步，在较佳实施例中，每个夹爪组件3均包括固定连接的夹爪34和夹爪固定座35，夹取部32设于夹爪34上，驱动部31和铰接部33均设于夹爪固定座35上。夹爪34和夹爪固定座35之间通过螺栓件可拆卸的连接，便于日后维护时对夹爪34或者夹爪固定座35的更换。需要特别说明的是，如图3所示，在本实施例中，两个夹爪组件3设置为相互扣合状，即两个夹爪组件3的内角A呈相对状。在其他实施例中，如图7所示，也可以将两个夹爪组件3反向设置，即将两个夹爪组件3的内角A均设计为朝外状，再在每个驱动部31处均设置一个滑动推块22;此时，驱动气缸21驱动两个驱动部31向上运动时，两个夹取部32均向内转动完成夹取作业，反之驱动气缸21驱动两个驱动部31向下运动时，两个夹取部32向外转动形成夹持开口。以上变换也应属于本实用新型的保护范围。
[0045]如图1、图2所示，进一步，在较佳实施例中，夹取部32上设有防滑垫321，以进一步加强对物品5的夹持稳定性。安装板组件I包括平行设置的上安装板11和下安装板12，上安装板11和/或下安装板12上设有多个安装部用于将机械手整体安装固定在其他设备上(如移动平台)。上安装板11和下安装板12之间设有一块以上的连接板13以使上安装板11和下安装板12保持稳固连接。同时，驱动组件2和夹爪组件3均设置于上安装板11和下安装板12之间，驱动气缸21通过气缸固定座23固定于上安装板11上，定位托板41通过托板固定座42分别固定于上安装板11和下安装板12的前端上，夹爪组件3通过铰接部33分别与上安装板11和下安装板12铰接。通过以上设计，进一步加强了机械手的整体稳固性，使得本实用新型的夹爪式机械手结构简单紧凑、体积小、占用空间小。
【主权项】
1.一种夹爪式机械手，包括安装板组件(1)，所述安装板组件(I)上安装有驱动组件(2)和两个呈对称设置的夹爪组件(3)，其特征在于，每个所述夹爪组件(3)均包括一个驱动部(31)、一个用于夹取物品的夹取部(32)和位于驱动部(31)与夹取部(32)之间的铰接部(33)，两个所述夹爪组件(3)均通过铰接部(33)与安装板组件(I)铰接，所述驱动组件(2)同时与两个驱动部(31)连接，所述驱动组件(2)驱动两个驱动部(31)同步往复运动，用于使两个所述夹取部(32)以铰接部(33)为中心同步往复转动以配合实现物品的夹取。2.根据权利要求1所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述安装板组件(I)上还设有与夹爪组件(3)相配合的定位托板组件(4)，所述定位托板组件(4)设于两个夹爪组件(3)之间，所述物品在两个夹取部(32)的夹持作用下贴紧固定于定位托板组件(4)和两个夹取部(32)之间。3.根据权利要求2所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述定位托板组件(4)包括定位托板(41)，所述定位托板(41)上设有用于定位的凹陷部，所述凹陷部朝物品夹取方向设置以使物品在两个夹取部(32 )的夹持作用下滑入固定于凹陷部的中心处。4.根据权利要求3所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述定位托板组件(4)还包括托板固定座(42)，所述定位托板(41)通过托板固定座(42)固定于安装板组件(I)上。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述驱动组件(2)包括驱动气缸(21)和滑动推块(22)，所述滑动推块(22)固定于驱动气缸(21)的驱动轴端上以在驱动气缸(21)的驱动下沿驱动轴方向前后运动，所述滑动推块(22)与两个驱动部(31)连接用于驱动两个驱动部(31)同步往复运动。6.根据权利要求5所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述滑动推块(22)上设有滑槽(221)，两个所述驱动部(31)均通过滑槽(221)与滑动推块(22)滑动连接。7.根据权利要求6所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述驱动组件(2)还包括气缸固定座(23)，所述驱动气缸(21)通过气缸固定座(23)固定于安装板组件(I)上。8.根据权利要求1至4中任意一项所述的夹爪式机械手，其特征在于，每个所述夹爪组件(3)均包括固定连接的夹爪(34)和夹爪固定座(35)，所述夹取部(32)设于夹爪(34)上，所述驱动部(31)和铰接部(33)均设于夹爪固定座(35)上。9.根据权利要求1至4中任意一项所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述夹取部(32)上设有防滑垫(321)。10.根据权利要求1至4中任意一项所述的夹爪式机械手，其特征在于，所述安装板组件(I)包括平行设置的上安装板(11)和下安装板(12)，所述上安装板(11)和下安装板(12)之间设有一块以上的连接板(13)，所述驱动组件(2)和夹爪组件(3)均设置于上安装板(11)和下安装板(12)之间，所述夹爪组件(3)通过铰接部(33)分别与上安装板(11)和下安装板(12)铰接。
【文档编号】B25J15/02GK205521408SQ201620232034
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】黄志昆
【申请人】湖南三德科技股份有限公司