一种同步直线旋转运动电动夹爪及控制方法与流程

1.本技术各实施例属于夹爪技术领域，更具体地，涉及一种同步直线旋转运动电动夹爪及控制方法。


背景技术：

2.夹爪是自动化设备上一种比较常见的机械装置，主要用于夹持物件，主要包括气动夹爪和电动夹爪等；传统的电动夹爪都只具备夹持的功能，当需要对被夹持的物件进行同步旋转和移动时，则必须额外加装整套的驱动装置和传动装置才能实现，这就使得目前具有旋转和移动功能电动夹爪普遍结构复杂，体型庞大；不仅造价偏高，而且也无法适用于一些小型自动化设备或在狭小的空间内使用，导致电动夹爪的使用场景受限。


技术实现要素：

3.为了解决或缓解一个或多个上述现有技术存在的的电动夹爪需要实现被夹持的物件能够同步旋转和直线运功，需要外加装整套的驱动装置和传动装置来实现，而造成的整个设备的制作成本高和占地空间增加等的技术问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种同时直线旋转运动电动夹爪，包括控制机构，夹持机构，第一驱动机构，第二驱动机构，第一传动机构和第二传动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构分别与控制机构连接；
5.所述第一传动机构与第一驱动机构壳体连接；
6.所述第一传动机构设置在第一安装件上，所述第一驱动机构与夹持机构连接，用于驱动夹持机构运动，所述第二传动机构一端与所述第一传动机构旋转连接，通过第二驱动机构输出轴驱动第一传动机构旋转带动第二传动机构相对于第一安装件旋转及带动第一驱动机构壳体旋转进而带动第一驱动机构和夹取机构旋转；所述第二传动机构转动带动第一安装件，夹持机构，第一传动机构和第一驱动机构作直线运动。
7.作为本技术一优选实施例，所述第一传动机构包括第一旋转件，第二旋转件和第三旋转件，所述第一旋转件和第二旋转件啮合传动，所述第二旋转件和第三旋转件啮合传动。
8.作为本技术一优选实施例，所述第一安装件上设置有相互连通的第一安装孔，第二安装孔和第三安装孔，所述第一旋转件，第二旋转件和第三旋转件分别对应设置在第一安装孔，第二安装孔和第三安装孔中。
9.作为本技术一优选实施例，所述第一旋转件与第二驱动机构输出轴连接，所述第二旋转件与所述第一驱动机构壳体连接，所述第二旋转件旋转带动与第一驱动机构壳体连接的第一驱动机构旋转及带动与所述第三旋转件连接的第二传动机构旋转。
10.作为本技术一优选实施例，所述第三安装孔中设置有轴承，所述轴承外圈与第一安装件连接，所述轴承内圈与所述第二传动机构连接。
11.作为本技术一优选实施例，所述第二传动机构与固定件螺纹连接，所述固定件设
置在第二安装件上。
12.作为本技术一优选实施例，所述第一安装件上设置有凹槽，所述第二安装件上设有导轨，所述凹槽中设置有滑动件，在所述第一安装件带动下，所述滑动件在导轨上滑动。作为本技术一优选实施例，所述第一安装件上还设置有第四安装孔，所述第四安装孔中设置有检测机构，所述第一驱动机构壳体上设置有标识物，所述检测机构用于通过所述标识物记录夹持机构旋转运动的位置和原点。。
13.作为本技术一优选实施例，所述夹持机构包括第三安装件和两个夹持件，两个所述夹持件相对设置在所述第三安装件的限位槽内，每个所述夹持件包括滑块和与所述滑块垂直连接的夹具，每个滑块连接一个齿条。
14.作为本技术一优选实施例，所述第三安装件上设置有限位孔，所述第三安装件通过所述限位孔安装第四旋转件，两个所述齿条分别设置在第四旋转件的两侧啮合连接。
15.与现有技术相比，本技术实施例提供了一种同步直线旋转运动电动夹爪，本技术实施例通过第一驱动机构输出轴驱动第一传动机构旋转带动第二传动机构相对于第一安装件旋转，第二传动机构旋转带动第一驱动机构壳体旋转，进而驱动第一驱动机构旋转，所述第二传动机构旋转同时带动第一安装件，夹持机构，第一传动机构和第一驱动机构作直线运动，所以本技术实施例实现了在夹爪旋转运动时也在直线运动。
16.第二方面，本技术实施例提供了一种控制第一方面任一技术方案所述的同步直线旋转运动夹爪的方法，包括以下步骤：
17.通过所述控制机构发出第一控制信号，所述第一驱动机构接收所述第一控制信号控制夹持机构夹取物件；
18.通过所述控制机构发出第二控制信号，所述第二驱动机构接收所述第二控制信号驱动第一传动机构旋转带动第一驱动机构壳体旋转进而带动第一驱动机构旋转，通过驱动第一传动机构旋转以带动第一安装件，夹持机构，第一传动机构和第一驱动机构作直线运动。
19.与现有技术相比，第二方面提供的控制方法有益效果与第一方面提供的技术方案的有益效果相同，在此不在赘述。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：
21.图1为本技术实施例提供的一种同步直线旋转运动电动夹爪剖面结构示意图；
22.图2为本技术实施例提供的一种同步直线旋转运动电动夹爪立体结构示意图；
23.图3为本技术实施例提供的第一安装件的结构示意图；
24.图4为本技术实施例提供的一种同步直线旋转运动电动夹爪立体结构示意图。
具体实施方式
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
27.如图1至4所示，本技术实施例提供了一种同步直线旋转运动电动夹爪，包括控制机构104，夹持机构101，第一驱动机构103，第二驱动机构105，第一传动机构和第二传动机构107，所述第一驱动机构壳体102和第二驱动机构105分别与控制机构104连接。
28.所述第一传动机构与第一驱动机构壳体102连接，所述第一传动机构设置在第一安装件106上，其中，控制机构104也可设置在第一安装件106上，也可以设置在其它部位，本技术实施例对此不做限制，所述第一驱动机构103与夹持机构101连接，用于驱动夹持机构101运动，所述第二传动机构107一端与所述第一传动机构旋转连接，通过第一驱动机构103输出轴驱动第一传动机构旋转带动第二传动机构107相对于第一安装件106旋转。
29.所述第二传动机构107转动带动第一安装件106，夹持机构101，第一传动机构和第一驱动机构103作直线运动。
30.在本技术实施例中，控制机构104为微控制单元，所述控制机构104用于输出控制信号至第一驱动机构103和第二驱动机构105以驱动第一驱动机构103和第二驱动机构105产生驱动力，所述第一驱动机构103和第二驱动机构105为电机，通过第一驱动机构103向夹持机构101输出驱动力以便驱动夹持机构101夹取物件或者松开物件，第二驱动机构105用于带动第一传动机构旋转以带动第一驱动机构壳体102旋转，第一传动机构运动同时也会带动第二传动机构107旋转，本技术实施例通过第一驱动机构103输出轴驱动第一传动机构旋转带动第二传动机构107相对于第一安装件106旋转，第二传动机构107旋转带动第一驱动机构壳体102旋转，进而驱动第一驱动机构103旋转，第一驱动机构103夹取机构旋转同时也会带动夹持机构101同步旋转，所述第二传动机构107旋转同时带动第一安装件106，夹持机构101，第一传动机构和第一驱动机构103作直线运动，所以本技术实施例实现了在夹爪旋转运动时也在直线运动。
31.作为本技术一优选实施例，所述第一传动机构包括第一旋转件112，第二旋转件114和第三旋转件115，所述第一旋转件112和第二旋转件114啮合传动，所述第二旋转件114和第三旋转件115啮合传动，所述第一安装件106上设置有相互连通的第一安装孔106-1，第二安装孔106-2和第三安装孔106-3，且第二安装孔106-2直径大于第一安装孔106-1和第三安装孔106-3，第一旋转件112设置在第一安装孔106-1中，第二旋转件114设置在第二安装孔106-2中，第三旋转件115设置在第三安装孔106-3中，在本技术实施例中，第一旋转件
112，第二旋转件114和第三旋转件115为齿轮，第二旋转件114的直径大于第一旋转件112和第三旋转件115的直径，所述第一旋转件112与第二驱动机构105输出轴连接，所述第二旋转件114与所述第一驱动机构壳体102连接，所述第二旋转件114旋转带动与第一驱动机构壳体102连接的第一驱动机构103旋转及带动与所述第三旋转件115连接的第二传动机构107旋转，本技术实施例通过第二驱动机构105驱动第一旋转件112旋转，第一旋转件112在旋转同时会将驱动力传递至第二旋转件114，由于第二旋转件114与第一驱动机构壳体102连接，且夹持机构101和第一驱动机构103都与第一驱动机构壳体102直接或者间接连接，所以在第二旋转件114旋转同时会带动夹持机构101作旋转运动，所述第二旋转件114旋转带动与所述第三旋转件115连接的第二传动机构107旋转，所述第二传动机构107与固定件108螺纹连接，所述固定件108设置在第一安装件106上，所述第二传动机构107旋转同步带动第一安装件106，夹持机构101，第一传动机构和第一驱动机构壳体102作直线运动。
32.在本技术实施例中，所述第三安装孔106-3中设置有轴承108，所述轴承108外圈与第一安装件106连接，所述轴承108内圈与所述第二传动机构107连接，通过轴承108设置保证了第二传动机构107相对第一安装件106可作旋转运动，所述第二传动机构107与固定件螺纹连接，所述固定件设置在第二安装件110上，第二传动机构107与固定件形成螺旋副这样第二传动机构107旋转的同时可以沿第二传动机构107轴线做直线运动，所述固定件为螺母。
33.为了实现第一安装件106直线运动导向，所述第三安装件111上设有导轨109，所述第二安装件110设置在第三安装件111上，所述第一安装件106上设置有凹槽106-5，所述凹槽106-5也为两个，两个所述凹槽106-5中均设有滑动件，在本技术另一实施例中，也可以只设置一个导轨109，所述导轨109设置在第一安装件106的中央位置，同样第一安装件106上的凹槽106-5对应也设置一个，一个凹槽106-5设置在第三安装件111的中央位置。在所述第一安装件106带动下，所述滑动件在导轨109上滑动，导轨109为直线导轨，滑动件与导轨109滑动连接，第一安装件106与滑动件固定连接，这样保证了第一安装件106相对第三安装件111做直线往复运动。
34.所述第一安装件106上还设置有第四安装孔106-4，所述第四安装孔106-4中设置有检测机构，所述第一驱动机构壳体102上设置有标识物(可为柱状或孔)，所述检测机构用于通过所述标识物记录夹持机构101旋转运动的位置和原点。所述检测机构可以为光栅传感器或红外传感器。
35.所述第二旋转件114与第一驱动机构壳体103固定连接，第二旋转件114的旋转可带动整个夹持机构101和第一驱动机构102旋转，电动滑环113转子安装在第一驱动机构壳体102末端，定子与第一安装件106固定连接，当夹持机构101旋转时，第一驱动机构103出线不会出现缠绕，电动滑环113的另一端连接到控制机构104上，另外第二驱动机构105的线缆也连接到控制机构104上，线缆与控制机构104连接用于输入电流与控制信号。
36.所述夹持机构101包括第四安装件104-4和两个夹持件，两个所述夹持件相对设置在所述第四安装件104-4的限位槽内，每个所述夹持件包括滑块和与所述滑块垂直连接的夹具101-1，每个滑块连接一个齿条101-2。
37.所述第四安装件104-4上设置有限位孔，所述第四安装件104-4通过所述限位孔安装第四旋转件101-3，两个所述齿条101-2分别设置在第四旋转件101-3的两侧啮合连接。
38.本技术实施例中，通过控制机构104控制第二驱动机构105的输出轴旋转，驱动第一旋转件112带动第二旋转件114旋转进而带动夹持机构101旋转，另外第二旋转件114的旋转驱动第三旋转件115旋转带动第二传动机构107相对第一安装件106做旋转运动，由于固定件固定在第二安装件110上，因此第二传动机构107的转动会带动夹持机构101，第一安装件106，第二旋转件114，第一旋转件112和第二驱动机构105等零部件作直线运动。
39.本技术实施例中夹持机构101的旋转与直线移动以耦合方式集成在一起，具体的传动方案为齿轮传动，同时还设置了检测机构用于通过所述标识物记录夹持机构101旋转运动的位置和原点，在第三安装件111上设置了导轨109(也可以使用直线轴承)，保证第一安装件106相对于第三安装件111可以做直线运动，导轨109也可以设置侧面，另外夹持机构101，第二驱动机构105和第二传动机构107的旋转中心线共面设计，也可为不共面设计。
40.第二方面，本技术实施例提供了一种控制第一方面任一技术方案所述的直线旋转运动夹爪的方法，包括以下步骤：
41.通过所述控制机构发出第一控制信号，所述第一驱动机构壳体接收所述第一控制信号控制夹持机构夹取物件；
42.通过所述控制机构发出第二控制信号，所述第二驱动机构接收所述第二控制信号驱动第一传动机构旋转带动第一驱动机构壳体旋转进而带动带动第一驱动机构旋转，通过驱动第一传动机构带动第二传动机构旋转以带动第一安装件，夹持机构，第一传动机构和第一驱动机构作直线运动。
43.与现有技术相比，第二方面提供的控制方法有益效果与第一方面提供的技术方案的有益效果相同，在此不在赘述。
44.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。