手持式球形夹持装置

1.本发明涉及非标工具技术领域，具体涉及手持式球形夹持装置。


背景技术：

2.在机械领域中，夹爪是常用的生产工具、设备。现有技术中的夹爪通过大多通过气动驱动所有的夹爪同时打开或闭合，而现有的夹爪在夹持过程中都是通过自身的夹持力对夹持目标进行固定。上述夹持方式存在一个明显的缺点就是当夹持刚性不足的产品时，容易使其发生变形，继而影响其表面质量。例如通过现有的三抓手夹爪夹持烧热之后的钢球或玻璃球时，为了保证夹持的可靠性，其夹持力必须足够大，否则就会出现夹持不牢的现象，而较大的夹持力很可能在产品表面留下痕迹。
3.鉴于上述原因，现有技术中需要一种能够在夹持产品时，对产品施加力较小且能够实现可靠夹持的夹持装置。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的不足，本发明提供一种手持式球形夹持装置。
5.为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
6.手持式球形夹持装置：包括操纵杆及侧夹爪，侧夹爪包括至少两个外夹爪、至少两个内夹爪，操纵杆的端部设有安装座，外夹爪的端部、内夹爪的端部均铰接于安装座；
7.外夹爪、内夹爪交替连接；
8.外夹爪内表面设有圆周分布的若干内卡槽，内夹爪外表面设有横向圆周分布的外卡槽，且内卡槽、外卡槽之间交替连接；
9.操纵杆、安装座内还设有用于驱动侧夹爪开启或闭合的侧夹爪驱动装置。
10.优选，前述的手持式球形夹持装置：还包括安装于侧夹爪的端部夹爪，端部夹爪可沿侧夹爪纵向圆周滑动；
11.当侧夹爪摆动至预设角度时，所有端部夹爪可构成封闭球面；
12.端部夹爪连接用于驱动端部夹爪运动的端部夹爪驱动装置。
13.优选，前述的手持式球形夹持装置：侧夹爪驱动装置包括连接于侧夹爪一端的被动齿轮、可轴向伸缩于安装座的齿条，齿条啮合于被动齿轮，齿条的一端设有螺纹杆，螺纹杆通过螺纹连接驱动螺母，驱动螺母可旋转连接于操纵杆。
14.优选，前述的手持式球形夹持装置：外夹爪的中心设有外夹爪加强筋，外夹爪加强筋的一端连接被动齿轮；
15.内夹爪的中心设有内夹爪加强筋，内夹爪加强筋的一端连接另一被动齿轮，所有被动齿轮均啮合于齿条。
16.优选，前述的手持式球形夹持装置：端部夹爪驱动装置包括驱动条及滑动套，驱动条的一端铰接于端部夹爪，且所有驱动条的另一端均连接于滑动套，滑动套可沿操纵杆轴向滑动。
17.优选，前述的手持式球形夹持装置：滑动套与驱动螺母之间通过螺纹套连接，螺纹套一端通过内凸环可旋转连接于滑动套，另一端通过螺纹连接驱动螺母。
18.优选，前述的手持式球形夹持装置：操纵杆的侧部通过导向套连接驱动条，且滑动套设有延伸至导向套之间的导向条。
19.优选，前述的手持式球形夹持装置：安装座设有若干等距周向分布的安装槽，被动齿轮中心轴的两端分别连接于相邻的两个安装槽。
20.优选，前述的手持式球形夹持装置：端部夹爪设有导向臂，侧夹爪通过滑动座连接导向臂。
21.优选，前述的手持式球形夹持装置：端部夹爪的一侧还设有处于端部夹爪内表面的内挡边。
22.本发明所达到的有益效果：
23.相对于现有技术，本发明最大的区别就是通过一个相对密闭的腔体来盛放产品，而并非是现有技术中依靠夹持力来短距离运输产品，由于产品在夹爪的内部仅受重力作用，因此产品不会因夹持力而变形或损坏表面质量。
24.本发明的侧夹爪驱动装置与端部夹爪驱动装置之间可同步运动，也可以单独运动，保证了使用过程的灵活多变。
附图说明
25.图1是本发明整体机构图；
26.图2是本发明外夹爪、内夹爪及安装座的内部结构图；
27.图3是本发明外夹爪、内夹爪结合处的剖视图；
28.图4是本发明安装座、被动齿轮、齿条结构图；
29.图5是本发明端部夹爪与外夹爪之间的连接结构图；
30.图6是本发明操纵杆尾部的剖视图；
31.附图标记的含义：1-操纵杆；2-安装座；3-外夹爪；4-内夹爪；5-端部夹爪；6-滑动座；7-被动齿轮；8-驱动螺母；9-滑动套；10-螺纹套；11-导向套；12-齿条；13-螺纹杆；21-安装槽；31-外夹爪加强筋；32-内卡槽；41-内夹爪加强筋；42-外卡槽；51-驱动条；52-导向臂；53-内挡边；81-外凸环；91-导向条；101-内凸环。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
33.如图1至图6所示：本实施例公开了手持式球形夹持装置：包括操纵杆1及侧夹爪，侧夹爪包括至少两个外夹爪3、至少两个内夹爪4，操纵杆1的端部设有安装座2，外夹爪3的端部、内夹爪4的端部均铰接于安装座2。
34.本实施例以两个外夹爪3和两个内夹爪4为例进行描述，两个外夹爪3、两个内夹爪4交替连接。
35.其中，外夹爪3内表面设有圆周分布的若干内卡槽32，内夹爪4外表面设有横向圆周分布的外卡槽42，当相邻的外夹爪3、内夹爪4之间相配合时，内卡槽32、外卡槽42之间交
替连接。
36.操纵杆1、安装座2内还设有用于驱动侧夹爪开启或闭合的侧夹爪驱动装置。
37.本实施例还包括安装于侧夹爪的端部夹爪5，端部夹爪5可沿侧夹爪纵向圆周滑动。由于侧夹爪所在的圆周方向有两个，一直横向，一是纵向，可参考地球的经线及纬线。本实施例的横向、纵向以操纵杆1为参考，横向圆周是指该圆周面平行于操纵杆1的径向；纵向圆周是指该圆周面平行于操纵杆1的轴向。
38.再者，当侧夹爪(以安装座2为中心)摆动至预设角度时，所有端部夹爪5可构成封闭球面，为了保证本实施例前段的密封性，端部夹爪5的一侧还设有处于端部夹爪5内表面的内挡边53，这样当四个端部夹爪5构成封闭球面时，内挡边53将相邻端部夹爪5之间的间隙覆盖，提示该处的密封效果，避免该处发生泄漏。
39.其中，侧夹爪驱动装置包括连接于侧夹爪一端的被动齿轮7、可轴向伸缩于安装座2的齿条12，齿条12啮合于被动齿轮7，齿条12的一端设有螺纹杆13，螺纹杆13通过螺纹连接驱动螺母8，驱动螺母8可旋转连接于操纵杆1。需要注意的是：驱动螺母8仅仅是可相对于操纵杆1旋转，但两者之间是无法发生轴向滑动的，其具体结构可参阅图6，在驱动螺母8的内表面设有外凸环81，而操纵杆1的内孔设有与外凸环81相匹配的内环槽，外凸环81处于内环槽的内部。这样当旋转驱动螺母8时，驱动螺母8即可通过螺纹传动的方式驱动齿条12沿着操纵杆1轴线的方形滑动，继而驱动四个被动齿轮7旋转。
40.其中，安装座2设有若干等距周向分布的安装槽21，被动齿轮7中心轴的两端分别连接于相邻的两个安装槽21，其中被动齿轮7中心轴与安装槽21之间的固定方式可采用现有技术中的任意一种，但需要保证被动齿轮7中心轴固定于安装槽21的底部。
41.进一步的，外夹爪3的中心设有外夹爪加强筋31，外夹爪加强筋31的一端连接被动齿轮7；内夹爪4的中心设有内夹爪加强筋41。内夹爪加强筋41的一端连接另一被动齿轮7，所有被动齿轮7均啮合于齿条12。这样，当被动齿轮7旋转时，能够带动相应的侧夹爪摆动。需要注意的是：在侧夹爪以安装座2为轴心摆动的过程中，侧夹爪是以某一中心轴摆动，而并不是水平移动，因此内卡槽32、外卡槽42之间在圆周方向需要具备一定的间隙(图3中的d处)，否则就会发生卡滞，造成侧夹爪无法正常开启或闭合。再者，内卡槽32、外卡槽42内最好有一定的润滑油，降低操作的阻尼，避免卡滞。
42.本实施例端部夹爪5可沿侧夹爪纵向圆周滑动的具体结构是：端部夹爪5设有导向臂52，侧夹爪的外表面设有滑动座6，滑动座6的两端设有与导向臂52相匹配的滑动槽，该滑动槽连接于导向臂52，因此端部夹爪5的滑动轨迹是弧线。
43.端部夹爪5连接用于驱动端部夹爪5运动的端部夹爪驱动装置。端部夹爪驱动装置包括驱动条51及滑动套9。驱动条5的一端铰接于端部夹爪5，且所有驱动条51的另一端均连接于滑动套9，滑动套9可沿操纵杆1轴向滑动。操纵杆1的侧部通过导向套11连接驱动条51，同一根驱动条51的导向套11可以有多个，驱动条51最好具备一定的弹性，在实际应用中最好采用具有一定韧性、强度的不锈钢条。
44.另一方面：由于滑动套9与驱动条5之间是固定连接的方式，因此滑动套9不能相对于操纵杆1旋转，鉴于该原因，滑动套9设有延伸至导向套11之间的导向条91。
45.为了同步对侧夹爪及端部夹爪5进行调节，本实施例滑动套9与驱动螺母8之间通过螺纹套10连接，螺纹套10一端通过内凸环101可旋转连接于滑动套9，内凸环101的作用可
参阅前述的外凸环81，也是仅仅保证螺纹套10与滑动套9之间仅仅可以相对旋转，但两者不能发生轴向运动。螺纹套10的另一端通过螺纹连接驱动螺母8。
46.使用时，操作人员手持操纵杆1，端部夹爪5处于最大开启装置，侧夹爪的开口状态可根据夹持物的大小进行调整，由于侧夹爪除了前段开口之外，其余部分均处于闭合状态(除了外夹爪3、内夹爪4与安装座2之间存在一定的缝隙，但该缝隙远小于产品的尺寸)，因此产品可放置在侧夹爪构成的半球形腔体内，该过程中，操作者通常以侧夹爪形成的端部开口相对朝上的姿态进行操作。
47.当产品完全进入至侧夹爪内部时，旋转驱动螺母8，拉动齿条12，这样即可使四个侧夹爪同步闭合。在侧夹爪闭合的过程中，内卡槽32、外卡槽42相互穿插，保证侧夹爪向内收缩；由于驱动螺母8与螺纹套10之间是螺纹连接，而驱动螺母8与螺纹杆13之间也是螺纹连接，因此当需要单独控制侧夹爪时，需要在旋转驱动螺母8的同时，使螺纹套10与驱动螺母8同步旋转，保证驱动螺母8与滑动套9之间的轴向位置不变化。当需要同时操纵侧夹爪、端部夹爪5动作时，驱动螺母8与螺纹套10之间要发生相对旋转，在实际应用时，可通过手指同时捏住螺纹套10、滑动套9，使两者同步旋转即可。
48.本实施例包括侧夹爪及端部夹爪5，当端部夹爪5相对于侧夹爪收缩时，能够在端部形成一定的开口，这样产品即可从该端部开口进入至侧夹爪的内部，然后操作端部夹爪5即可构成封闭的腔体，防止产品掉落。其中侧夹爪包括相对插合且具有一定密封性的外夹爪3、内夹爪4。端部夹爪5设置在侧夹爪的外侧，并可将侧夹爪的端部进行一定程度的密封，这样就使得本实施例的夹爪使用范围更广，可夹持体积较大的大球，也可同时批量夹取多个钢球等产品。
49.在实际使用过程中，侧夹爪的大小通常调整的幅度相对较小，当端部夹爪5密封之后，外夹爪3、内夹爪4及端部夹爪5之间具有多条缝隙，该缝隙能够使液体快速进入至夹爪的内部或从夹爪的内部流出。例如在对内部的烧红的钢球或玻璃球进行热处理时，当夹爪进入至液体时，可使夹持的产品快速与液体接触，并且从液体内取出之后，液体快速流出。
50.由于侧夹爪及端部夹爪5动作较慢，因此本实施例尤其适合于少批量的夹取操作，尤其适合于产品测试、研发阶段使用。通常用于短距离运输且不适宜较大夹持力的规则产品，也可用于在液体中捞取产品，例如在带有润滑油的箱体中捞取钢珠，由于外夹爪3、内夹爪4及端部夹爪5之间具有多条缝隙，因此不适用于杂质较多的地方使用，这样容易发生卡滞现象。
51.相对于现有技术，本实施例最大的区别就是通过一个相对密闭的腔体来盛放产品，而并非是现有技术中依靠夹持力来短距离运输产品，由于产品在夹爪的内部仅受重力作用，因此产品不会因夹持力而变形或损坏表面质量。本实施例的侧夹爪驱动装置与端部夹爪驱动装置之间可同步运动，也可以单独运动，保证了使用过程的灵活多变。
52.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。