一种电气自动化夹持机构的制作方法

本发明涉及自动化机械技术领域，特别涉及一种电气自动化夹持机构。

背景技术：

随着科技的发展，自动化生产模式越来越广泛，用于自动化生产线的电气自动化夹持机构的需求越来越多，然而现有的电动夹持器不够灵活，不能适应不同尺寸的物件，还存在夹持过程中出现物件掉落的缺陷，因此需要对现有的电气自动化夹持机构进行改进。

技术实现要素：

本发明提供一种电气自动化夹持机构，可以解决现有技术中的上述问题。

本发明提供了一种电气自动化夹持机构，包括：气缸、第一支撑臂、第一电动推杆、第二支撑臂、第二电动推杆、第一舵机、连接板、夹持驱动箱、伺服电机、涡杆、第一轴承、两个齿轮、两个齿轮轴、两个第一夹臂、两个第二夹臂、控制系统和两个第三电动推杆；

气缸竖直固定，活塞杆朝上，气缸的活塞杆顶部与第一支撑臂的一端铰接，第一支撑臂的另一端与第二支撑臂铰接，第二支撑臂的末端连接第一舵机的固定端，第一舵机的转盘通过连接板与夹持驱动箱固定连接，第一电动推杆设置在气缸的活塞杆和第一支撑臂之间，第二电动推杆铰接在第一支撑臂与第二支撑臂之间，伺服电机、涡杆、第一轴承、两个齿轮和齿轮轴均设置在夹持驱动箱内，伺服电机固定在夹持驱动箱的顶部，伺服电机的输出轴与涡杆的上端通过联轴器固定连接，涡杆的下端通过第一轴承设置在夹持驱动箱的底部，两个齿轮对称设置在涡杆的两侧，且与涡杆啮合连接，两个齿轮分别与齿轮轴固定连接，齿轮轴的前后端分别通过第二轴承设置在夹持驱动箱内的前后两侧面上，两个第一夹臂的上端对称，且一一对应固定在两个齿轮轴上，两个第一夹臂的下端穿出夹持驱动箱与两个第二夹臂一一对应铰接，第三电动推杆设置在铰接的第一夹臂和第二夹臂之间，第一夹臂和第二夹臂的夹持面上均设有压力传感器和红外感应器，

所述控制系统包括：气泵、电源模块、单片机和显示屏，气泵通过气体管路和第一电磁阀与气缸连接，气泵、第一电磁阀、压力传感器、红外感应器、第一电动推杆、第二电动推杆、第一舵机、伺服电机、第三电动推杆、单片机和显示屏分别通过导线与电源模块连接，第一电磁阀、压力传感器、红外感应器、第一电动推杆、第二电动推杆、第一舵机、伺服电机、第三电动推杆和显示屏分别与单片机连接。

还包括第二舵机和底座，第二舵机固定设置在底座上，第二舵机的舵盘与气缸的缸筒底部固定连接，第二舵机分别与电源模块和单片机连接。

所述第一夹臂和第二夹臂的夹持面上均设有气垫层，压力传感器设置在气垫层内，气垫层上设有泄气阀，气垫层通过第二电磁阀和气体管路与气泵连接，第二电磁阀分别与电源模块和单片机连接。

所述第二夹臂内设有空腔，空腔内设有第四电动推杆，第四电动推杆的下端固定设有夹持杆，第四电动推杆分别与电源模块和单片机连接，当第四电动推杆伸长后，夹持杆伸出空腔，沿第二夹臂的方向延伸，当第四电动推杆收缩后，夹持杆缩回空腔内。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过通过气缸、第一电动推杆和第二电动推杆来调整夹持物件的高度，通过第一舵机来改变夹持物件的水平角度，通过第二舵机来改变物件的水平位置，通过红外感应器检测第一夹臂和第二夹臂之间是否有物件存在，通过压力传感器检测第一夹臂和第二夹臂对物件的夹持力，通过伺服电机带动涡杆正向或反向转动，涡杆带动两个齿轮相向或相背转动，从而带动第一夹臂和第二夹臂夹持或分开，实现对物件的夹持，通过第四电动推杆来调整第一夹臂和第二夹臂的夹角，这种电气自动化夹持机构能够夹持不同大小尺寸的物件，能够改变物件的水平位置，竖向位置和水平角度，避免物件掉落，使用方便灵活。

附图说明

图1为本发明提供的一种电气自动化夹持机构的整体结构示意图。

图2为本发明提供的一种电气自动化夹持机构中a区域放大的结构示意图。

图3为本发明提供的一种电气自动化夹持机构的控制原理框图。

附图标记说明：

1-气缸，2-第一支撑臂，3-第一电动推杆，4-第二支撑臂，5-第二电动推杆，6-舵机，7-连接板，8-夹持驱动箱，9-伺服电机，10-涡杆，11-第一轴承，12-齿轮，13-齿轮轴，14-第一夹臂，15-第二夹臂，16-第三电动推杆，17-气垫层，18-红外传感器，19-第四电动推杆，20-夹持杆，21-第二舵机，22-底座。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的一种电气自动化夹持机构，包括：气缸1、第一支撑臂2、第一电动推杆3、第二支撑臂4、第二电动推杆5、第一舵机6、连接板7、夹持驱动箱8、伺服电机9、涡杆10、第一轴承11、两个齿轮12、两个齿轮轴13、两个第一夹臂14、两个第二夹臂15、控制系统和两个第三电动推杆16；

气缸1竖直固定，活塞杆朝上，气缸1的活塞杆顶部与第一支撑臂2的一端铰接，第一支撑臂2的另一端与第二支撑臂4铰接，第二支撑臂4的末端连接第一舵机6的固定端，第一舵机6的转盘通过连接板7与夹持驱动箱8固定连接，第一电动推杆3设置在气缸1的活塞杆和第一支撑臂2之间，第二电动推杆5铰接在第一支撑臂2与第二支撑臂4之间，伺服电机9、涡杆10、第一轴承11、两个齿轮12和齿轮轴13均设置在夹持驱动箱8内，伺服电机9固定在夹持驱动箱8的顶部，伺服电机9的输出轴与涡杆10的上端通过联轴器固定连接，涡杆10的下端通过第一轴承11设置在夹持驱动箱8的底部，两个齿轮12对称设置在涡杆10的两侧，且与涡杆10啮合连接，两个齿轮12分别与齿轮轴13固定连接，齿轮轴13的前后端分别通过第二轴承设置在夹持驱动箱8内的前后两侧面上，两个第一夹臂14的上端对称，且一一对应固定在两个齿轮轴13上，两个第一夹臂14的下端穿出夹持驱动箱8与两个第二夹臂15一一对应铰接，第三电动推杆16设置在铰接的第一夹臂14和第二夹臂15之间，第一夹臂14和第二夹臂15的夹持面上均设有压力传感器和红外感应器18，

所述控制系统包括：气泵、电源模块、单片机和显示屏，气泵通过气体管路和第一电磁阀与气缸1连接，气泵、第一电磁阀、压力传感器、红外感应器18、第一电动推杆3、第二电动推杆5、第一舵机6、伺服电机9、第三电动推杆16、单片机和显示屏分别通过导线与电源模块连接，第一电磁阀、压力传感器、红外感应器18、第一电动推杆3、第二电动推杆5、第一舵机6、伺服电机9、第三电动推杆16和显示屏分别与单片机连接。

使用方法及工作原理：根据搬运台的高度先通过单片机启动气泵和第一电磁阀，从而启动气缸1，气缸1的活塞缸杆上升对高度进行调节，如果高度不够，再通过第一电动推杆3调节第一支撑臂2的高度和角度，最后通过第二电动推杆5调节第二支撑臂4的高度和角度，从而调整夹持驱动箱8的高度，实现竖直高度的改变，通过第一舵机来改变夹持驱动箱8的角度，实现水平位置上角度的改变，第一夹臂14和第二夹臂15的夹持面上均设有压力传感器和红外感应器18，通过红外感应器18检测对称的第一夹臂14和第二夹臂15之间是否有物件存在，如果有物件存在，红外感应器18发送信号给单片机，单片机通过电机驱动模块控制伺服电机9带动涡杆转动，两个齿轮12反向转动，从而带动第一夹臂14和第二夹臂15相向运动，对物件进行夹持，当物件被夹持后，压力传感器反馈信号给单片机，单片机根据设定压力与测试压力进行比较，当测试压力达到设定压力范围时，单片机控制伺服电机9停止转动，根据物件的受力情况设置压力传感器的设定压力范围，当压力传感器的压力小于设定压力时，单片机控制第三电动推杆16收缩，对第一夹臂14和第二夹臂15之间的角度进行调节，通过角度来改变相对的第一夹臂14和第二夹臂15之间物体的夹持力，第二夹臂15的形状与待夹持物件的形状相匹配，这种电气自动化夹持机构能够夹持不同大小尺寸的物件，能够改变物件的竖向位置和水平角度，避免物件掉落，使用方便灵活。

还包括第二舵机21和底座22，第二舵机21固定设置在底座22上，第二舵机21的舵盘与气缸1的缸筒底部固定连接，第二舵机22分别与电源模块和单片机连接。

当需要改变物件的水平位置时，通过单片机驱动第二舵机21转动，第二舵机21带动气缸1转动一定角度，将物件从一个工序转移到另一个工序，底座22用于固定第二舵机和气缸1，当然也可以在气缸1的底部设置驱动轮装置和对应的轨道，进行物件位置的移动。

如图2和图3所示，第一夹臂14和第二夹臂15的夹持面上均设有气垫层17，压力传感器设置在气垫层17内，气垫层17上设有泄气阀，气垫层17通过第二电磁阀和气体管路与气泵连接，第二电磁阀分别与电源模块和单片机连接。

使用方法及工作原理：通过气垫层17充气能够对物件进行包裹式夹持，避免物件掉落，尤其对于比较小的物件，泄气阀便于在气垫层17受压后多余的气体排出，自动控制，使用方便。

如图2和图3所示，所述第二夹臂15内设有空腔，空腔内设有第四电动推杆19，第四电动推杆19的下端固定设有夹持杆20，第四电动推杆19分别与电源模块和单片机连接，当第四电动推杆19伸长后，夹持杆20伸出空腔，沿第二夹臂15的方向延伸，当第四电动推杆19收缩后，夹持杆20缩回空腔内。

使用方法及工作原理：通过第四电动推杆19伸长后，夹持杆20伸出空腔对夹持的物件进行保护，避免物件掉落，另外能够夹持更加细小的物件，使用方便。

本发明通过通过气缸、第一电动推杆和第二电动推杆来调整夹持物件的高度，通过第一舵机来改变夹持物件的水平角度，通过第二舵机来改变物件的水平位置，通过红外感应器检测第一夹臂和第二夹臂之间是否有物件存在，通过压力传感器检测第一夹臂和第二夹臂对物件的夹持力，通过伺服电机带动涡杆正向或反向转动，涡杆带动两个齿轮相向或相背转动，从而带动第一夹臂和第二夹臂夹持或分开，实现对物件的夹持，通过第四电动推杆来调整第一夹臂和第二夹臂的夹角，这种电气自动化夹持机构能够夹持不同大小尺寸的物件，能够改变物件的水平位置，竖向位置和水平角度，避免物件掉落，使用方便灵活。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。