一种自动抓取装置的制作方法

本发明涉及抓取装置领域，特别是涉及一种能够适用于将长杆件竖直取放的自动抓取装置。

背景技术：

在生产制造过程中，当长杆件类零部件长期横置存放、横向吊装时，其精度将受到较大影响，针对一些精度要求高或者需要竖直存放的长杆件类零部件，就需要对其采用竖直取放的方式以保证这类零部件的精度要求和竖直存放的要求。

现有技术中，抓取工具通常适用于特定的抓取物，通用性差，很难找到适用于不同横截面尺寸的长杆件类零部件的竖直方向抓取或者搬运工具，虽然也有一些辅助的取放方式可以实现长杆件类零部件的竖向搬运，但是需要不同的设备协同作业，操作复杂，费时费力，不利用生产的批量化生产。

因此，需要提供一种能够适用于对长杆件类零部件进行竖向抓取的自动抓取装置。

技术实现要素：

本发明提供了一种自动抓取装置，该装置能够以竖直的状态对不同尺寸的长杆件类零部件进行自动取放，解决了长杆件类零部件因取放不当造成的变形和精度降低的问题。

本发明的实施例提出了一种自动抓取装置，该装置包括支撑体、螺杆、支撑板、活动套、抓取臂和驱动机构。支撑体包括螺杆和支撑板，所述螺杆可转动的贯穿在所述支撑板中；活动套，设有内螺纹，套接在所述支撑板下部的所述螺杆上；抓取臂，所述抓取臂的一端铰接在所述支撑板的下部，另一端朝向所述螺杆弯折，所述抓取臂的弯折处通过连杆铰接在所述活动套上，两个或两个以上的所述抓取臂以所述螺杆为中轴均布设置；驱动机构，设置在所述支撑板上部，连接并驱动所述螺杆转动；其中，所述螺杆转动时，所述活动套相对于所述螺杆竖直往复运动，通过所述连杆带动所述抓取臂相对于所述螺杆收拢或者散开。

在第一种可能的实现方式中，所述驱动机构包括电机和减速机，所述减速机固定在所述支撑板上，所述电机通过联轴器与所述减速机连接，所述减速机的输出轴连接所述螺杆。

结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述支撑板设有通孔，在所述通孔内设有轴承，所述螺杆通过所述轴承轴向固定在所述支撑板上，所述螺杆在所述支撑板的通孔中可沿径向正反转动。

结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述轴承为双列圆锥滚子轴承，用于同时承受轴向力和径向力，在所述双列圆锥滚子轴承外安装有轴承端盖，所述轴承端盖通过螺钉安装在所述支撑板上。

结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述螺杆的自由端部设有限位结构，用于防止所述活动套从所述螺杆的自由端旋出。

结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述活动套上设有行程限位开关，用于使所述活动套在所述螺杆上的预定行程范围内往复运动。

结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述活动套的外表面设有第一安装板，所述连杆的一端通过第一销轴铰接在所述第一安装板上，所述第一销轴的轴线与所述螺杆的轴线垂直且不相交。

结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述抓取臂的弯折处设有第二安装板，所述连杆的另一端通过第二销轴铰接在所述第二安装板上，所述第二销轴的轴线与所述螺杆的轴线垂直且不相交。

结合上述可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述支撑板的下部设有第三安装板，所述抓取臂的一端通过第三销轴铰接在所述第三安装板上，所述第三销轴的轴线与所述螺杆的轴线垂直且不相交。

结合上述可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第一销轴、所述第二销轴和/或所述第三销轴在铰接处连接有关节轴承，用于在预定角度范围内旋转，所述第一销轴、所述第二销轴和/或所述第三销轴的自由端装有锁紧螺母。

结合上述可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述支撑体还包括上盖板和连接柱，所述上盖板和所述支撑板通过所述连接柱连接，所述减速机安装在所述上盖板和所述支撑板形成的容纳空间内。

结合上述可能的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，所述连接柱的下端焊接固定在所述支撑板上，所述连接柱的上端通过螺纹紧固件可拆卸连接，四个所述连接柱分布设置形成四边形。

综上，本发明实施例的一种自动抓取装置，通过驱动机构提供动力源并驱动由螺杆和活动套组成的构件运动，从而带动连杆带动抓取臂进行开合运动，使抓取臂能够自动适应不同尺寸的长杆件类物品的抓取和放置操作，并能够使被抓取的物品始终保持竖直方向，保证了长杆件类物品不会在抓取过程中变形，该装置可靠性高、抓取精准、适应性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种自动抓取装置结构示意图。

图2是本发明实施例的支撑体部分的结构示意图。

图3是本发明实施例的抓取臂与支撑体连接形成的结构示意图。

图4是本发明实施例的螺杆与轴承的安装结构示意图。

图5是本发明实施例的各铰接处的结构示意图。

图6是本发明的自动抓取装置在抓取臂抓取杆件时的散开状态。

图7是本发明的自动抓取装置在抓取臂抓取杆件时的收拢状态。

图中：

1：支撑体；2：电机；3：减速机；4：轴承；5：螺杆；6：活动套；7：行程限位开关；8：连杆；9：抓取臂；10：关节轴承；11：支撑板；12：连接柱；13：上盖板；14：锁紧螺母；15：轴承端盖；16：螺钉；17：螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“上面”、“下面”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明实施例的一种自动抓取装置结构示意图。

如图1所示，自动抓取装置包括支撑体1、活动套6、连接杆8、抓取臂9以及驱动机构等各部分，其中支撑体1包括螺杆5和支撑板11，螺杆5可转动的贯穿在支撑板11中；活动套6设有内螺纹，套接在支撑板11下部的螺杆5上；抓取臂9的一端铰接在支撑板11的下部，另一端朝向螺杆5弯折，抓取臂9的弯折处通过连杆8铰接在活动套6上，两个或两个以上的抓取臂9以螺杆5为中轴均布设置；驱动机构设置在支撑板11的上部，连接并驱动螺杆5转动；其中，螺杆5转动时，活动套6相对于该螺杆5竖直往复运动，活动套6通过连杆8带动所有抓取臂9相对于螺杆5收拢或者散开。

需要说明的是，本发明实施例中的抓取臂9优选采用四个，四个抓取臂9对称均布设置，在抓取使与待抓取的长杆件类物品相应的有四处抓取接触点，能够更稳固可靠的进行抓取。但是本发明的装置还可以根据实际需要设置两个或者两个以上的抓取臂9，均能实现对待抓取物的可靠有效抓取，均在本发明的保护范围内。

由此，本发明的装置，通过利用驱动机构带动由螺杆5和活动套6构成的梯形丝杠结构，通过活动套6上的连杆8带动抓取臂9进行开合运动，并且由于驱动机构和梯形丝杠结构本身均具有自锁功能，实现了对长杆件类物品的稳定抓取，解决了长杆件类物品竖直放置的抓取移动问题，使用本发明的自动抓取装置进行的抓取方式安全可靠，精度高，可控性高，该装置结构紧凑，操作便捷，能够很好的适用于批量化的生产中抓取需求。

具体地，驱动机构包括电机2和减速机3，减速机3固定在支撑板11上，电机2通过联轴器与减速机3连接，减速机3的输出轴连接螺杆5，通过电机2可提供动力源，通过减速机3能够匹配适当的转速和传递符合要求的转矩给螺杆5，从而使螺杆5按照设计需求进行正反转动。

需要说明的是，如图2所示，支撑体1还包括上盖板13和连接柱12，上盖板13和支撑板11通过连接柱12连接，减速机3安装在上盖板13和支撑板11形成的容纳空间内，由支撑板11、连接柱12和上盖板13形成框架结构的支撑体1既能提供安装支撑的作用，同时又能保护减速机3，使减速机3不被损坏。连接柱12的下端焊接固定在支撑板11上，连接柱12的上端通过螺母17等螺纹紧固件等可拆卸连接，四个连接柱12分布设置形成四边形，能够形成稳定的框架结构，可拆卸连接的方式便于安装拆卸。

图3是本发明实施例的抓取臂与支撑体连接形成的结构示意图。

结合图1和图3所示，支撑板11设有通孔，在该通孔内设有轴承4，螺杆5通过轴承4轴向固定在支撑板11上，螺杆5在支撑板11的通孔中可沿径向正反转动，从而能够带动活动套6在螺杆上相对进行上下往复运动。

图4是本发明实施例的螺杆与轴承的安装结构示意图。

结合图1和图4所示，如图所示，轴承4为双列圆锥滚子轴承，用于同时承受轴向力和径向力，在双列圆锥滚子轴承外安装有轴承端盖15，该轴承端盖15通过螺钉16安装在支撑板11上。通过轴承4的将螺杆5安装在支撑板11上，既实现了螺杆5的轴向安装固定，又能使螺杆5在转动时所受摩擦阻碍减小，降低了传递过程中的摩擦系数和保持螺杆5在轴中心位置固定。

需要说明的是，在螺杆5下端的自由端部设有限位结构，用于防止活动套6从螺杆5的自由端旋出。活动套6上设有行程限位开关，用于使活动套6在螺杆5上的预定行程范围内往复运动。具体地，螺杆5端部的限位结构可以采用螺母，也可以采用其他具有比活动套6的外径大的截面结构，在活动套6上的限位开关可以设有传感器，通过传感器的触发传感引发报警或者悬停操作以避免活动套6超过行程范围造成损坏引起事故。

图5是本发明实施例的各铰接处的结构示意图。

结合图1和图5所示，在活动套6的外表面设有与抓取臂9数量相当的第一安装板，连杆8的一端通过第一销轴铰接在第一安装板上，同时使第一销轴的轴线与所述螺杆的轴线垂直且不相交。具体实践中，可以是用两个第一安装板构成中间有空隙的第一安装板组件，将连杆8的安装端头放入中间空隙中进行铰接连接。此外，在第一销轴与活动套6上第一安装板的铰接处还可以设置关节轴承10，该关节轴承10可用于使连杆8相对于活动套6在一定角度范围内旋转。

类似的，在抓取臂9的弯折处设有第二安装板，连杆8的另一端通过第二销轴铰接在第二安装板上，第二销轴的轴线与螺杆5的轴线垂直且不相交。具体实践中，可以是用两个第二安装板构成中间有空隙的第二安装板组件，将连杆8的安装端头放入中间空隙中进行铰接连接。此外，在第二销轴与抓取臂9上第二安装板的铰接处还可以设置关节轴承10，该关节轴承10可用于使连杆相对于抓取臂9在一定角度范围内旋转。

类似的，在支撑板11的下部设有第三安装板，抓取臂9的一端通过第三销轴铰接在该第三安装板上，第三销轴的轴线与螺杆5的轴线垂直且不相交。具体实践中，可以是用一个第三安装板，抓取臂9的相应铰接端设两个相配合的安装板，将第三安装板放置在抓取臂9的两个安装板之间的中间空隙中进行铰接连接。此外，在第三销轴与抓取臂9的铰接处还可以设置关节轴承10，该关节轴承10可用于使抓取臂9相对于支撑板11在一定角度范围内旋转。

需要说明的是，在第一销轴、第二销轴和第三销轴伸出安装板外的自由端部还可以安装锁紧螺母14，保证连接的可靠性同时便于拆装

图6和图7分别是本发明的自动抓取装置在抓取臂抓取杆件时的散开状态和收拢状态示意图。

具体操作时，活动套6通过螺纹副套装在螺杆5上，构成类似于梯形丝杠的结构，驱动机构提供动力源并带动螺杆5转动时，活动套6相对于转动的螺杆5进行竖直的上下往复运动，从而带动所有抓取臂9的弯折部分相对于螺杆实现开合。当需要抓取竖向放置的长杆件类物品时，如图6所示，将该装置移动到待抓取物的正上方，首先通过驱动机构驱动螺杆5朝一个方向转动，带动活动套6运动至螺杆5的下端，使所有抓取臂9的弯折部分处于开启的散开状态。此时，将待抓取物的一部分置于所有抓取臂9的中心内，然后再如图6所示，通过驱动机构驱动螺杆5朝另一反方向转动，从而带动活动套6运动至螺杆5的上端，使所有抓取臂9的弯折部分处于收拢的闭合状态，同时收拢的弯折部分可以紧紧的抓住待抓取的长杆件，能使长杆件类物品处于竖向的抓取状态，并能将抓取的长杆件类物品保持竖直方向运输至需要放置的位置，再如图6所示，使抓取臂9处于开启的散开状态进行放置。

综上所述，本发明通过驱动机构部分带动由螺杆和活动套组成的类似于梯形丝杆的结构，从而带动抓取臂的开合动作，从而将待抓物品进行抓取的放置，尤其适用于需要竖直方向进行抓取的长杆件类物品的抓取和放置操作，保证了长杆件类物品在竖直抓取中不会变形，一定程度上保证了对长杆件类物品的高精度要求。本发明的自动抓取装置设计合理，结构紧凑，抓取稳定可靠，能够适用于不同截面尺寸物品的抓取，具有广泛的通用性，满足了批量化的生产要求。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。