夹持机构及具有其的转运装置的制作方法

本发明涉及转运设备技术领域，具体而言，涉及一种夹持机构及具有其的转运装置。

背景技术：

机器人夹具在工业机器人搬运应用过程中，相当于机器人的“手”，属于配套的核心部件。在机器人搬运应用过程中，夹具的合理设计使用，关乎到机器人应用类项目的成败。

目前现有的用于搬运的机器人夹具动作多为气缸或者伺服电机进行驱动，实现夹取动作，如果需要实现更重物料搬运时，就需要更大的气缸或者伺服电机，从而增加夹具成本和体积，影响机器人路径和节拍。另外采用气缸或者伺服电机作为机器人夹具驱动，在进行夹取搬运时，较难实现两侧夹爪同步动作，进而影响夹具在拿取和放下物料时，对物料抓取或放置物料位置的精度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种夹持机构及具有其的转运装置，以解决现有技术中夹具抓取精度不高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种夹持机构，包括：夹具本体；衬套，衬套与夹具本体相连接；套筒组件，套筒组件包括套筒，至少部分的套筒穿设于衬套内，套筒具有用于与待夹持物体相连接的导向柱穿过的通孔，通孔的轴线方向沿第一方向设置，部分的套筒的外周面与衬套的内壁之间具有距离地设置以形成导向校正间隙；锁紧组件，锁紧组件与夹具本体相连接，当导向柱沿第一方向穿过套筒时，锁紧组件具有沿第二方向朝向导向柱移动并将导向柱锁止的锁止位置，或者，锁紧组件具有可沿与第二方向相反的第三方向远离导向柱移动，以将锁止的导向柱解锁的解锁位置。

进一步地，第一方向与第二方向相同，或者，第一方向与第二方向垂直。

进一步地，衬套呈管状结构，套筒沿竖直方向穿设于衬套内，套筒组件包括柔性缓冲部，柔性缓冲部设置于套筒的第一端与衬套的第一端之间。

进一步地，柔性缓冲部包括：橡胶脚垫，橡胶脚垫套设于套筒的第一端上，橡胶脚垫的第一端与衬套的第一端的端面相抵接；弹性垫圈，弹性垫圈套设于套筒上并与橡胶脚垫的第二端相抵接，其中，部分的弹性垫圈嵌设于套筒内，弹性垫圈与衬套的第一端的端面之间形成限位空间。

进一步地，柔性缓冲部还包括：垫圈，垫圈套设于套筒上并位于橡胶脚垫与弹性垫圈之间。

进一步地，套筒的第二端设置有环形凸缘，环形凸缘搭设于衬套的第二端的端面上。

进一步地，锁紧组件包括：驱动部，驱动部与夹具本体相连接；阻挡销，阻挡销的第一端与驱动部相连接，阻挡销的第二端开设有与导向柱相配合的限位卡口，驱动部可驱动阻挡销以使限位卡口位于解锁位置或锁止位置。

进一步地，锁紧组件包括：直线导轨，直线导轨与夹具本体相连接，阻挡销可滑动地设置于直线导轨上。

进一步地，锁紧组件包括：导向滑块，导向滑块可活动地设置于直线导轨上，阻挡销通过导向滑块与导向滑块相连接，驱动部的输出端与导向滑块和/或阻挡销相连接。

进一步地，夹具本体包括：固定板，固定板上开设有安装孔，衬套安装于安装孔内，锁紧组件与固定板相连接；连接板，连接板与固定板相连接，连接板所在的平面与固定板所在的平面具有夹角地设置；连接管，连接管的第一端与连接板相连接；法兰，法兰与连接管的第二端相连接，法兰用于与机械手臂相连接。

进一步地，夹具本体还包括：加强筋，加强筋设置于连接板上，加强筋的第一端与连接管相连接，加强筋的第二端沿连接板的长度方向延伸设置。

进一步地，加强筋为多个，多个加强筋间隔地设置。

进一步地，夹具本体还包括：加强版，加强版设置于固定板上并与连接板相连接。

进一步地，固定板上开设有多个安装孔，各安装孔内均设置有一个衬套和套筒，每一个套筒设置有一个锁紧组件。

根据本发明的另一方面，提供了一种转运装置，包括夹持机构，夹持机构为上述的夹持机构。

应用本发明的技术方案，采用该夹持机构，能够方便通过锁紧组件对待夹取的产品进行锁紧，同时采用套筒组件能够方便地将产品的待夹持部分导入套筒组件内，提高了夹持机构的抓取精度，提高了夹持机构的可靠性和适用性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的夹持机构的第一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的夹持机构的第二实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的套筒组件的第一实施例的结构示意图；

图4示出了根据本发明的套筒组件的第二实施例的结构示意图；

图5示出了根据本发明的阻挡销余产品导向柱配合时的实施例的结构示意图；

图6示出了根据本发明的夹具本体的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、夹具本体；2、导向柱；3、套筒组件；4、阻挡销；5、导向滑块；6、直线导轨；7、驱动部；8、连接块；9、螺钉；10、套筒；11、衬套；12、橡胶脚垫；13、垫圈；14、弹性垫圈；15、法兰；16、连接管；17、角筋；18、加强筋；19、连接板；20、加强版；21、固定板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供了一种夹持机构。

具体地，如图1和图3所示，该夹持机构包括夹具本体1、衬套11、套筒组件3和锁紧组件。衬套11与夹具本体1相连接。套筒组件3包括套筒10，至少部分的套筒10穿设于衬套11内。套筒10具有用于与待夹持物体相连接的导向柱2穿过的通孔，通孔的轴线方向沿第一方向设置。部分的套筒10的外周面与衬套11的内壁之间具有距离地设置以形成导向校正间隙。锁紧组件与夹具本体1相连接，当导向柱2沿第一方向穿过套筒10时，锁紧组件具有沿第二方向朝向导向柱2移动并将导向柱2锁止的锁止位置，或者，锁紧组件具有可沿与第二方向相反的第三方向远离导向柱2移动，以将锁止的导向柱2解锁的解锁位置。

在本实施例中，通过设置导向校正间隙，使得该夹持机构在实现夹持作业时，能够实现自动校正，有效地提高了高夹持机构抓取待夹持产品的可靠性。采用该夹持机构，能够方便通过锁紧组件对待夹取的产品进行锁紧，同时采用套筒组件能够方便地将产品的待夹持部分导入套筒组件内，提高了夹持机构的抓取精度，提高了夹持机构的可靠性和适用性。其中，该导向柱2为用于可拆卸地设置于待夹持的产品上的导向结构，属于夹持机构的一部分。当然，该导向柱2也可以是产品上自带的用于转运搬移的导向结构。

其中，第一方向与第二方向相同。也可将第一方向设置成与第二方向垂直的方式。如图1和图2所示，导向柱伸出的方向与锁紧装置移动的方向为垂直的方式。

如图3所示，衬套11呈管状结构。套筒10沿竖直方向穿设于衬套11内，套筒组件3包括柔性缓冲部，柔性缓冲部设置于套筒10的第一端与衬套11的第一端之间。这样设置能够使得当导向柱的中线与套筒的中线不在一条直线上时，可以通过柔性缓冲部进行左右移动实现校正。其中，为了方便导向柱顺利的进入套筒内，可以在套筒的朝向导向柱进入的方向的内壁面设置导向斜面。

具体地，如图4所示，柔性缓冲部包括橡胶脚垫12和弹性垫圈14。橡胶脚垫12套设于套筒10的第一端上。橡胶脚垫12的第一端与衬套11的第一端的端面相抵接。弹性垫圈14套设于套筒10上并与橡胶脚垫12的第二端相抵接，其中，部分的弹性垫圈14嵌设于套筒10内，弹性垫圈14与衬套11的第一端的端面之间形成限位空间。这样设置能够将橡胶脚垫12紧固在弹性垫圈14与衬套11之间，提高了橡胶脚垫12的安装稳定性。

进一步地，柔性缓冲部还包括垫圈13。垫圈13套设于套筒10上并位于橡胶脚垫12与弹性垫圈14之间。这样设置能够进一步地提高柔性缓冲部的缓冲作用，提高了柔性缓冲部的可靠性。

其中，套筒10的第二端设置有环形凸缘，环形凸缘搭设于衬套11的第二端的端面上。这样设置能够提高套筒10的安装稳定性。

如图1和图2所示，锁紧组件包括驱动部7和阻挡销4。驱动部7与夹具本体1相连接。阻挡销4的第一端与驱动部7相连接。阻挡销4的第二端开设有与导向柱2相配合的限位卡口。驱动部7可驱动阻挡销4以使限位卡口位于解锁位置或锁止位置。如图5所示，当阻挡销4位于锁止位置时，阻挡销4的限位卡口卡设在导向柱2的端部环形凹槽内。当阻挡销4位于解锁位置时，驱动部驱动阻挡销4以使阻挡销4的限位卡口从导向柱2的端部环形凹槽内移除并解除锁止。这样设置使得阻挡销4的结构简单，操作起来简便，通过驱动部7直线驱动即可实现锁止或解锁作业，有效地降低了机驱动部作业行程，进一步地使得夹持机构在短时间内即可实现锁止或解锁作业。其中，该驱动部7可以驱动气缸。

如图2所示，为了提高阻挡销4移动轨迹不发生偏移，锁紧组件包括设置了直线导轨6。直线导轨6与夹具本体1相连接，阻挡销4可滑动地设置于直线导轨6上。

进一步地，锁紧组件包括导向滑块5。导向滑块5可活动地设置于直线导轨6上。阻挡销4通过导向滑块5与导向滑块5相连接，驱动部7的输出端与导向滑块5和阻挡销4相连接。这样设置能够提高阻挡销4行进路线的单一性，进一步地提高了该夹持机构的可靠性和稳定性。

夹具本体1包括固定板21、连接板19，法兰15和连接管16。固定板21上开设有安装孔。衬套11安装于安装孔内，锁紧组件与固定板21相连接。连接板19与固定板21相连接，连接板19所在的平面与固定板21所在的平面具有夹角地设置。连接管16的第一端与连接板19相连接。法兰15与连接管16的第二端相连接，法兰15用于与机械手臂相连接。如图6所示，连接板19与固定板21相垂直，连接板19上开设有与连接管16端部相连通的通道，该通道可以用来走线等作用。

进一步地，夹具本体1还包括加强筋18。加强筋18设置于连接板19上，加强筋18的第一端与连接管16相连接，加强筋18的第二端沿连接板19的长度方向延伸设置。这样设置能够提高连接管16与连接板19之间的连接可靠性。优选地，加强筋18为多个，多个加强筋18间隔地设置。

夹具本体1还包括加强版20。加强版20设置于固定板21上并与连接板19相连接。这样设置能够进一步地提高连接板19与固定板21之间的连接稳定性。

具体地，固定板21上开设有多个安装孔，各安装孔内均设置有一个衬套11和套筒10，每一个套筒10设置有一个锁紧组件。如图6所示，固定板21开设了两个安装孔。如图1和图2所示。每一个安装孔中都安装有套筒组件、衬套和锁紧组件。

上述实施例中的夹持机构还可以用于转运设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种转运装置，包括夹持机构，夹持机构为上述实施例中的夹持机构。

由于现有技术中，提高机器人夹具负载，则需要增大机器人夹具体积。而且现有技术中的适用机型单一，不利于柔性化生产，无法实现精确定位，不便于实行自动化生产，传动机构多，保养维护复杂。

为了解决现有技术中存在的问题，采用上述实施例中的转运设备，在保证机器人夹具搬运负载前提下，有效减小了机器人夹具体积，有利于优化机器人程序路径规划，从而提高生产节拍。对接部分结构一致，可实现柔性化生产。导向套筒设计，可实现精准定位，易实现全自动化生产，传动部件少，动作简单，便于后续维护保养。采用导向套筒配合导向柱对进行对准，阻挡销对导向柱进行锁死，进而实现精准定位，锁死固定。

套筒设计有自动导向柔性缓冲结构，导向柱与导向套筒出现微小误差后，能自动进行导正修正，并具有缓冲功能，保护机器人及载具，避免刚性碰撞。气缸直接推动阻挡销进行锁死或解锁，动作迅速，结构简单，该装置整体结构紧凑，体积小。

该装置包括夹具本体1、套筒10、阻挡销4、导向滑块5、直线导轨6、驱动部7、连接块8、螺钉9组成。套筒10用螺钉9固定在夹具本体1的固定板21上，直线导轨6固定在夹具本体1的固定板21上，驱动部7为气缸，气缸固定在夹具本体1的固定板21上。2个阻挡销4分别固定在2块导向滑块5上，2套气缸通过2块连接块8分别与2个阻挡销4进行固定。导向柱2下端固定在外部需要搬运的载具上，上端与导向套筒配合导向定位，与阻挡销4配合进行锁紧。

如图3所示，套筒组件由套筒10、衬套11、橡胶脚垫12、垫圈13、弹性垫圈14组成。衬套11固定在夹具本体1上，套筒10穿过衬套11，垫圈13压紧橡胶脚垫12后用弹性垫圈14锁住。

如图6所示，为夹具本体由法兰15、连接管16、角筋17、加强筋18、连接板19、加强版20、固定板21组成。法兰15与连接管16焊接，3块角筋17均布连接管16周围焊接，将法兰15与连接管16固定到一起。连接板19穿过连接管16焊接，2块加强筋18焊接到连接板19和连接管16上，将连接板19与连接管16固定到一起。固定板21焊接到连接板19上，2块加强版20分别焊接到固定板21两侧，将连接板19和固定板21固定到一起。

操作方式：2根导向柱2安装到目标载具上，当机器人抓取安装有导向柱2的载具时，机器人带夹具竖直下降，导向柱2穿过套筒到位后，2个气缸伸出，推动连接块8，导向滑块5沿着直线导轨6运动，带动阻挡销4至锁止位置，对导向柱2进行锁紧。当机器人放下载具时，2个气缸缩回，推动连接块8，导向滑块5沿着直线导轨6运动，带动阻挡销4至释放位置，对导向柱2进行解锁，机器人带夹具竖直提升，导向柱2脱离套筒10，实现放下载具。

如图4，由于套筒设计有自动导向缓冲结构，当需搬运载具位置出现轻微偏差后，如图示偏差1°后，导向柱2进入套筒10时，作用力f1推动套筒10相对固定的衬套11位置发生偏移，产生作用力f2挤压橡胶脚垫12，橡胶脚垫12变形将导向套筒10推动到与相对导向柱2平行位置，直至导向柱2完全进入导向套筒，进而实现进入自动导正，修补偏移的功能。

如图5，当导向柱2完全进入套筒后，气缸推动阻挡销4对导向柱2进行锁紧，导向柱2开有凹槽，与阻挡销配合锁紧。

根据本申请的另一个实施例，该装置包括夹具本体1、导向柱2、套筒组件3、阻挡销4、螺钉9、驱动部7，该驱动部7为导杆气缸组成。套筒组件3包括套筒，套筒用螺钉9固定在夹具本体1的固定板21上，导杆气缸固定在固定板21上。2个阻挡销4分别固定在2个导杆气缸上。导向柱2下端固定在外部需要搬运的载具上，上端与套筒10配合导向定位，与阻挡销4配合进行锁紧。

操作方式：2根导向柱2安装到目标载具上，当机器人抓取安装有导向柱2的载具时，机器人带夹具竖直下降，导向柱2穿过套筒10到位后，2个导杆气缸伸出，推动阻挡销4至最大位置，对导向柱2进行锁紧。当机器人放下载具时，2个导杆气缸缩回，带动阻挡销4至最小位置，对导向柱2进行解锁，机器人带夹具竖直提升，导向柱2脱离导向套筒，实现放下载具。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。