一种基于机器人的空气等离子割炬夹持装置的制作方法

本实用新型机械加工技术领域，具体涉及一种基于机器人的空气等离子割炬夹持装置。

背景技术：

当前对等离子切割机的研究技术虽然很成熟，市场上也有各种品牌的等离子切割机，但是这些产品有一部分是要基于人工切割的。虽然这些产品使用轻巧方便，但毕竟人工切割的产品总有一些问题，比如人工切割时因为手抖、动作的姿势不便而间断、或许外界因素等从而导致切割出错，切口不均匀平整。因而需要进行二次加工切口，甚至切割物不合适而报废，浪费材料，在精度要求高的行业人工切割根本很难满足，即使有更好的经验，也很难实现，而且人工切割存在一定危险性，一旦操作不当，很容易对工人造成伤害。

而现在市场上也已经有数控等离子切割机械，并且技术也相当成熟，这是它对于人工切割存在问题的优点，但它体型大，需要很大的空间，适合大型的切割厂，针对专门的产品进行切割。在特定的生产线上，往往需要多台机械配合，在一些需求较低、专业要求较低的地方，例如实验室、小型切割现场等，又或者是一些辅助切割现场等，配置一台大型等离子切割机械则会造成不必要的浪费，尤其是对于学校和实验室等一些用来教学、实验的场所，专业级别的等离子切割机械往往没有必要。

在近些年来，自动化加工领域中诞生了诸多智能机器人，可以实现很多不同类型的加工，而在高校、实验室等场所，也往往配备有机器人作为示教器。考虑到人工切割的缺陷以及危险性，而且机器人往往需要适配多个末端执行器，因此机器人的机械接口具有通用性和互换性，基于此，可以设计一种装置将机器人与手持式等离子切割机的割炬连接起来。这样既解决了人工切割粗糙的现象，也消除了人工切割的危险性，而且对于学习机器人以及等离子切割等课程具有重大意义，同时该装置还不会对机器人和等离子割炬造成损坏，机器人和等离子割炬拆分之后，还可以做为其他用途。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，有必要提供一种基于机器人的空气等离子割炬夹持装置，在不损坏机器人和空气等离子设备的前提下，将两者结合起来。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于机器人的空气等离子割炬夹持装置，包括底座、控制开关、调节座和夹具，所述夹具包括夹座和夹手，所述控制开关包括壳体、撞针、撞针弹簧和电磁铁，所述调节座包括横杆、竖杆和十字连接头，其特征在于：所述壳体下端设有撞针通道，所述壳体内部设置有所述撞针弹簧与所述壳体下端相连，所述撞针置于壳体内与所述撞针弹簧相连，所述壳体内部顶端设置有所述电磁铁，所述壳体夹持于两条所述竖杆之间，所述撞针头部朝下，两条所述竖杆两端分别套接两个所述十字连接头，所述壳体前后侧同侧的所述十字连接头为一组，同一组的所述十字连接头穿设一根所述横杆，所述横杆相对所述竖杆垂直，两条所述横杆两端分别与两个所述夹手相连接，两个所述夹手分别与两个所述夹座相连接，两个所述夹座分别与所述底座的左侧和右侧相连接。

进一步地，所述底座左右两侧设置有螺纹杆，所述螺纹杆上穿设有弹簧，两个所述夹座上均对应设有通孔，两个所述夹座均通过所述通孔与所述螺纹杆套接相连。

进一步地，所述壳体左右两侧设置有穿设竖杆用的竖孔。

进一步地，所述竖杆上均穿设有第一弹簧，所述第一弹簧设置在所述十字连接头和所述壳体之间，所述横杆上均套接有第二弹簧，所述第二弹簧设置在所述十字连接头和所述夹手之间。

进一步地，所述夹手上设置有一排等间距设置的调节孔，所述横杆穿入所述调节孔中与所述夹手套接相连。

进一步地，所述夹座的左右侧面设置有两根连接柱，所述连接柱均套接有弹簧，所述夹手上设置有对应的连接孔与所述连接柱套接相连，所述弹簧设置在所述夹手上方。

进一步地，所述横杆和所述竖杆为螺纹杆。

进一步地，所述夹手设置有若干圆弧片，对应所述夹座上也设置有若干相对的圆弧片，所述圆弧片上设置有纹路。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本夹持装置将等离子切割机的手持割炬与机器人结合起来，避免了人工操作过程带来的缺陷和危险，同时拆装方便，不会对割炬和机器人造成损坏，割炬和机器人拆分之后，各自恢复各自的用途，降低了成本。

2、通过螺纹杆与弹簧结合，使得夹座与底座之间的距离可调节，针对不同大小的手持割炬都能使用，适用范围广。

3、壳体侧边设有竖孔有利于壳体的安装。

4、竖杆和横杆上均设置有弹簧，利用弹簧的弹力相互制约关系，将所述控制开关固定，其结构简单，减少了其他部件的设计，而且拆装都极为方便，工序少。

5、夹手上设置有调节孔则可以调节所述控制开关的前后位置，让其能配合不同型号的手持割炬使用，只要是手持割炬的接触开关是在上的都可以使用，增大了应用范围。

6、所述夹座侧面设置有连接柱与所述夹手相连，可以调节夹手相对夹座的上下高度，适应不同形状的手持割炬。

7、横杆和竖杆设置螺纹杆可以在两端拧上螺丝限位，防止横杆和竖杆在工作过程中因为震动而脱落，导致所述控制开关掉落。

附图说明

图1为基于机器人的空气等离子割炬夹持装置示意图。

图2为基于机器人的空气等离子割炬夹持装置工作状态示意图。

图3为调节座和控制开关示意图。

图4为控制开关结构示意图。

图5为十字交接头结构示意图。

图6为底座结构示意图。

图7为夹具示意图。

图8为夹手示意图。

图9为夹座示意图。

主要元件符号说明

1-底座，11-螺纹杆，12-螺丝，2-控制开关，21-壳体，211-竖孔，212-撞针通道，22-撞针，23-撞针弹簧，24-电磁铁,3-调节座，31-横杆，32-竖杆，33-十字交接头，331-圆管，4-夹具，41-夹座，411-通孔，412-连接柱，42-夹手，421-连接杆，4211-调节孔，4212-连接片，4213-连接孔，43-圆弧片，5-弹簧，6-手持割炬，61-接触开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1至图9，本实用新型一较佳实施方式提供一种基于机器人的空气等离子割炬夹持装置，包括底座1、控制开关2、调节座3和夹具4。所述夹具4包括夹座41和夹手42。所述控制开关2包括壳体21、撞针22、撞针弹簧23和电磁铁24。所述调节座3包括横杆31、竖杆32和十字连接头33。

在本实施例中，所述壳体21呈方型设计，且在壳体21的下端左右侧边设置有两个竖孔211，在其他实施例中，所述壳体21还可以是圆管型设计。所述壳体21的下端设置有一个供所述撞针22通过的撞针通道212。在壳体21内部还设置有撞针弹簧23，撞针弹簧23下端与壳体21内部的下端固定相连。所述撞针22设置在壳体21内部，撞针22的顶端与撞针弹簧23的顶端固定相连。在壳体21内部顶端还设置有电磁铁24，所述电磁铁24一端与所述壳体21内部顶端固定相连，电磁铁24的另一端与所述撞针22顶端相对，所述撞针22的头部朝下。所述撞针弹簧23为拉伸弹簧，所述撞针22呈T型结构。

所述壳体21的下端左右相对侧的竖孔211中均穿设有竖杆32，在竖杆32的两端均套接有弹簧5，在所述竖杆32的两端均穿设有十字交接头33置于弹簧5的外端。设置在壳体21前后侧同一侧的两个十字交接头33为一组，在同一组的十字交接头33上还穿设有一根与竖杆32垂直的横杆31。所述十字交接头33为两截圆管331相互垂直分层固定连接在一起，圆管331的直径和横杆31以及竖杆32的直径相吻合，竖杆32和横杆31从十字交接头33的圆管331中穿过后相互垂直。在本实施例中，所述竖杆32和横杆31均为螺纹杆，且在竖杆32的两头末端拧入对应的螺丝对十字交接头33进行限位，在其他实施例中，所述竖杆32还可以是方杆或者是光滑的圆管。

所述夹手42为两小截圆弧片43通过一根连接杆421连接在一起，连接杆421上设置有一排等间距设置的调节孔4211，该调节孔4211的直径与横杆31的直径相吻合，所述横杆31能恰好且活动地穿过该调节孔4211。所述连接杆421上还横向设有两根连接片4212，连接片4212上设置有连接孔4213。

所有横杆31的两端均套接有弹簧5，横杆31左右相对的两端分别穿过两个所述夹手42上的调节孔4211与所述夹手42套接相连，所述弹簧5被置在夹手42和十字交接头33之间，所述控制开关2被置在两个夹手42中间。

所述夹座41的上端设有通孔411，下端设有两个圆弧片43，中部位置还设有两根连接柱412。两根连接柱412之间的距离与夹手42上的连接孔4213之间的距离相等，且连接柱412的直径与连接孔4213的直径相吻合，所述夹手42通过连接孔4213套在连接柱412上。在所述连接柱412上还套接有弹簧5，弹簧5置在所述连接孔4213上方，弹簧5压迫所述夹手42与所述夹座41靠拢在一起，使得夹手42上的圆弧片43与夹座41上的圆弧片43相对。通过此方式，两个所述夹手42与两个所述夹座41相连。

所述底座1的左右两侧均设置有两根螺纹杆11，螺纹杆11的直径与通孔411的直径相吻合，在螺纹杆11上穿设弹簧5，然后将夹座41通过通孔411与螺纹杆11相连，所述弹簧5置在底座1和所述夹座41之间，底座1左右两侧均通过此方式连接一个所述夹座41，使得两个所述夹座41上的圆弧片43相对设置，且在螺纹杆11上所述夹座41的外侧拧入上对应的螺纹杆11的螺丝12，对所述夹座41进行限位。

所述圆弧片43上设置有增大摩擦力用的纹路。

所述底座1上设置有与机器人的手腕前端，即机器人的机械接口相对应的接口，所述底座1通过该接口与机器人的机械接口相连。

所述电磁铁24与所述机器人的控制柜电性连接。

本基于机器人的空气等离子割炬夹持装置的工作过程：所述底座1与机器人的机械接口固定之后，将电磁铁24与机器人的控制柜电性连接，空气等离子切割机的手持割炬6置于所述夹座41和所述夹手42相对设置的圆弧片43之间，空气等离子切割机的手持割炬6的接触开关61处在相对撞针22的下方，在弹簧5的弹力之下，空气等离子切割机的手持割炬6被固定，此时电磁铁24处于通电状态，撞针22被电磁铁24吸附与接触开关61相对，当控制柜下达切割指令的同时，电磁铁24在控制柜的控制下断电，撞针22在撞针弹簧23的作用下与接触开关61相触碰，从而控制空气等离子切割机的手持割炬6开始工作。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。