，耳环2处受到拉力和弯力，在耳环2与铰接盘1连接处有拉应力和弯曲应力，将耳环2与铰接盘1做成一体式结构，并且在接触处有倒圆角以减少应力集中，使得整个结构更加牢固可靠。
[0042]如图2所示，铰接盘1的第一端面103上设置耳环2，第二端面104上设置螺栓102，螺栓102共有4个，与螺母9配合，用于固定液压缸4，螺栓102与铰接盘1为一体式结构，这样的结构设计，避免了在铰接盘1上打4个通孔降低铰接盘1的强度，也避免影响第一端面103上的耳环2的结构以及整个液压式抓钳器的安装，使得整个机构紧凑，承载能力强。
[0043]液压抓钳器在工作的时候，爪3直接与工作对象接触，例如抓石块、废旧金属等时，通过动力机构间接施加在爪3上的力来抓取。爪3承受的力大，为锻钢材料，其强度高。爪3为弯曲形状，如图3所示，第二关节303与第一关节302的弯角为150度，爪末端第三关节304与第二关节303有较小的弧度，爪3的末端第三关节304长度短并且被削尖。所述的爪3的结构设计有三个优点:第一，可以保证液压式抓钳器工作的时候有足够的抓紧力，使作业对象不从液压抓钳器开口处脱落;第二，当缸杆6完全缩回时，即液压式抓钳器开口最大时三个爪的第二关节303相互平行以保证三个爪能够同时能与水平面垂直，以便于抓取时顺利；第三，将爪3的末端削尖，减小切入阻力，使爪3更容易切入。
[0044]液压缸的安装方式有法兰型、销轴型、耳环型、底座型、球头型等。本发明的液压缸4采用法兰式安装。铰接盘1上有足够的安装空间，因此液压缸4法兰为尾部外法兰，法兰盘上沿圆周方向均匀布置4个液压缸法兰连接孔401。结构如图4所示。上述结构设计，有两个优点:第一，通过尾部外法兰固定液压缸4就避免液压缸4尾部的筒壁特别厚来打螺纹孔;第二，固定液压缸4的螺母9露在外边，便于安装，拆卸、检修。
[0045]液压缸4上的两个油口即小腔油口 7和大腔油口 8布置如图4所示，大腔油口 8接通液压缸4的大腔，即无杆腔，小腔油口 7接通液压缸4的小腔，即有杆腔。液压油从大腔油口 8进入液压缸4，缸杆6伸出;液压油从小腔油口 7进入液压缸4，缸杆6缩回。无杆腔的横截面积大于有杆腔的横截面积，同样压力的液压油引入液压缸4的无杆腔和有杆腔时，无杆腔的作用力更大，根据上述特征，选择缸杆6伸出时液压抓钳器收拢闭合，缸杆6缩回时液压抓钳器分散张开。
[0046]推盘5结构如图5所示，推盘5亦为三叉式结构，每个叉上开有一个腰形孔501。腰形孔501的宽度即两端半圆的直径，略大于爪3的直径，这样的结构尺寸设计使得爪3在腰形孔501中运动时不易卡住。液压抓钳器的收拢闭合与分散张开是腰形孔501的内壁与爪3摩擦并推动爪3绕销10转动实现的。腰形孔501两端的圆弧处受到很大的摩擦力，因此在腰形孔501内壁加一个铜套。铜与钢的摩擦系数小且铜的硬度小于爪3的硬度，铜与钢的摩擦副中铜套被磨损失效后，更换铜套即可。
[0047]推盘5固定在缸杆6上，固定方式如图1所示。在推盘5中心处开有一个腰形的缸杆连接孔502，缸杆6的顶端穿过腰形孔501，并通过缸杆凸台602限定最大位移，缸杆6的末端有缸杆销孔601，通过销钉可以限制缸杆6从推盘5的腰形孔501退出。
[0048]缸杆6结构如图6所示，缸杆6上与用于连接推盘5相对的另一端为活塞603，活塞603将液压缸4内腔分为两部分，即有杆腔和无杆腔。液压油通过小腔油口 7或大腔油口 8作用在活塞截面上，推动缸杆6在液压缸4内运动。
[0049]本发明的整体结构如图1所示，连接方式如下所述:爪3的连接孔301与铰接盘1的铰接盘销孔101直径相同，通过销10连接。爪3在铰接盘1上可以绕着销10旋转，爪3穿过推盘5上的腰形孔501，腰形孔501可以推动爪3收拢或分散。缸杆6的顶端从推盘5的一面穿过缸杆连接孔502，在推盘5的另一面，用销钉穿过缸杆销孔601，便实现推盘5与缸杆6连接。当缸杆6伸出时，缸杆凸台602推动推盘5向下运动；当缸杆6缩回时，穿过缸杆销孔601的销钉限制缸杆6从缸杆连接孔502退出，拉动推盘5向上运动。在缸杆6伸出、缩回运动时推盘5—起运动，缸杆6伸出时，液压抓钳器分散张开，缸杆6缩回时，液压抓钳器收拢闭合。
[0050]将整个液压抓钳器按照上述方法组装后，通过耳环2将整个装置连接到工作装置如液压挖掘上的连接处。挖掘机上引出的两个油口分别接到的液压缸4上的小腔油口 7和大腔油口 8上。操作液压挖掘机上相应的操作杆，为液压抓钳器供油。当压力油从大腔油口 8进入液压缸4大腔时，缸杆6伸出，推动推盘5向下运动，推盘5上腰形孔501的内壁推动三个爪收拢，液压抓钳器闭合;压力油从小腔油口 7进入液压缸时，缸杆6缩回，拉动推盘5向上运动，推盘5上腰形孔501的内壁推动三个爪张开，液压抓钳器张开。通过调节液压挖掘机的铲斗油缸，可以调节液压抓钳器的角度，以便顺利完成抓取、搬运等作业。本发明通过液压缸4与铰接盘1和推盘5的结合，只需要一个液压缸便可控制三个爪张开和闭合，结构简单，重量轻，易于控制，成本低。
[0051]本发明通过液压缸与铰接盘和推盘的结合，只需要一个液压缸便可控制是三个爪，实现液压抓钳器张开和闭合两个动作。整个工作装置只有一个液压缸需要供油，也不再需要同步阀，使得液压抓钳器的结构简单，重量轻，易于控制，成本低。
【主权项】
1.一种液压式抓钳器，与工作装置相连接，通过该装置的液压能驱动来抓取物品，其特征在于，包括铰接盘(1)、爪(3)、液压缸(4)和推盘(5)，所述的铰接盘(1)的第一端面(103)与工作装置连接，铰接盘(1)的第二端面(104)与液压缸(4)缸体的固定端固定连接，所述的爪(3)的一端与铰接盘(1)铰接，爪(3)的另一端朝向铰接盘(1)垂直端面的轴线方向弯折，沿铰接盘(1)的周向分布有若干个爪(3)，所述的推盘(5)固定设置在液压缸(4)缸杆(6)的自由端，推盘(5)上开设有供爪(3)自由穿过的孔，推盘(5)通过该孔套设在爪(3)上，通过推盘(5)的移动控制爪(3)进行收拢或分散。2.根据权利要求1所述的一种液压式抓钳器，其特征在于，所述的铰接盘(1)的第一端面(103)上固定设置有耳环(2)，铰接盘(1)通过耳环(2)与工作装置连接。3.根据权利要求1所述的一种液压式抓钳器，其特征在于，所述的铰接盘(1)的第二端面(104)上固定设置有螺栓(102)，螺栓(102)上配合设置有螺母(9)，液压缸(4)缸体的固定端为法兰，该法兰上开设有供螺栓(102)穿过的液压缸法兰连接孔(401)，铰接盘(1)与液压缸(4)通过螺栓(102)和螺母(9)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种液压式抓钳器，其特征在于，所述的爪(3)依次包括第一关节(302)、第二关节(303)和第三关节(304)，所述的第一关节(302)与第二关节(303)的轴线相交呈一定角度，第一关节(302)的自由端与铰接盘(1)铰接;所述的第三关节(304)设置在第二关节(303)自由端的端部，所述的第二关节(303)的自由端朝向铰接盘(1)垂直端面的轴线方向设置。5.根据权利要求4所述的一种液压式抓钳器，其特征在于，所述的第一关节(302)与第二关节(303)的轴线相交呈钝角，在液压抓钳器完全张开时，所述的第二关节(303)的轴线相互平行。6.根据权利要求1或4所述的一种液压式抓钳器，其特征在于，所述的推盘(5)上开设的供爪(3)自由穿过的孔选用腰型孔(501)，推盘(5)通过腰型孔(501)套设在爪(3)的第一关节(302)上。7.根据权利要求1所述的一种液压式抓钳器，其特征在于，所述的铰接盘(1)和推盘(5)选用三叉式结构，铰接盘(1)每个叉的端部铰接一个爪(3)，推盘(5)的每个叉上开设一个供爪(3)自由穿过的孔，该孔所在分布圆的半径与铰接盘(1)上铰接爪(3)铰接点所在分布圆的半径大小不同，通过推盘(5)的移动控制爪(3)进行收拢或分散。8.根据权利要求1所述的一种液压式抓钳器，其特征在于，所述的液压缸(4)、铰接盘(1)和推盘(5)同轴设置。9.根据权利要求1所述的一种液压式抓钳器的使用方法，其特征在于，通过耳环(2)将抓钳器与工作装置相连接，将工作装置上的工作液压管与液压缸(4)连接为抓钳器提供液压能，液压缸(4)通过液压能驱动缸杆(6)进行伸缩，缸杆(6)的伸缩驱动推盘(5)同步移动，推盘(5)的移动驱动所有的爪(3)同步进行收拢或分散，实现对物品的抓取和释放;在抓取物品前，缸杆(6)处于收缩状态，推盘(5)驱动爪(3)进行分散使被抓取的物品能够进入爪(3)形成的抓取空间内；在抓取物品时，液压缸(4)驱动缸杆(6)伸出，缸杆(6)驱动推盘(5)同步移动，推盘(5)的移动驱动爪(3)进行收拢并抓取物品；在释放物品时，液压缸(4)驱动缸杆(6)收缩，缸杆(6)的收缩驱动推盘(5)同步移动，推盘(5)驱动爪(3)进行分散并将物品释放。
【专利摘要】本发明公开了一种液压抓钳器及其使用方法，与工作装置相连接，通过该装置的液压能驱动来抓取物品，包括铰接盘、爪、液压缸和推盘，所述的铰接盘的第一端面与工作装置连接，铰接盘的第二端面与液压缸缸体的固定端固定连接，所述的爪的一端与铰接盘铰接，爪的另一端朝向铰接盘垂直端面的轴线方向弯折，沿铰接盘的周向分布有若干个爪，所述的推盘固定设置在液压缸缸杆的自由端，推盘上开设有供爪自由穿过的孔，推盘通过该孔套设在爪上，通过推盘的移动控制爪进行收拢或分散。本发明通过液压缸与铰接盘和推盘的结合，只需要一个液压缸便可控制三个爪张开和闭合，结构简单，重量轻，易于控制，成本低。
【IPC分类】E02F3/42, E02F3/413, E02F9/22
【公开号】CN105421508
【申请号】CN201510933966
【发明人】孟凡虎, 赵素素, 于子彭
【申请人】长安大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月14日