一种用于机电一体化车床用抓取装置的制作方法

本发明属于机电一体化车床技术领域，具体为一种用于机电一体化车床用抓取装置。

背景技术：

在自动化生产过程中，需要将产品搬运至各个工位进行做业。目前，工业车间常见的抓取装置一般由abb机器人加抓取夹具组成，其不仅能够对比大小的产品进行全方位抓取放置，而且整个过程中更为精准、快捷，但是由于abb机器人价格高昂，每台价格高达四五十万，对于一些中小型企业，无法全面使用abb机器人对产品抓取，虽然市场上也有一些结构简单、价格低廉的用于机电一体化车床上的抓取装置，但是其存在一些不足。

例如专利号为cn209477326u的实用新型公开了一种用于机电一体化车床用抓取装置，包括支撑梁，所述支撑梁的上表面设有三号气缸与缓冲板，且缓冲板设置于三号气缸的右侧，所述三号气缸的右侧设有连接架，所述连接架的内侧设有一号气缸，所述一号气缸的底端设有连接座，所述连接座的内侧设有电机与传动齿，且传动齿设置于电机的右侧，所述连接座的底端设有活动架，所述活动架的内侧设有二号气缸，所述二号气缸的底端焊接有连接杆，所述连接杆的底端焊接有支撑杆，所述支撑杆的两端皆通过转轴连接有二号连杆，所述二号连杆的底端焊接有夹爪。该实用新型虽然通过三个气缸能够实现对产品进行抓取，但是由于气缸在作业工程中，其行程固定，且需要额外与气源相连接，因此导致在对产品抓取过程中整个抓取力、水平以及竖直方向上的运动行程固定，只能对一种产品进行抓取，极大限制其使用范围。另外，该抓取装置仅能在支撑梁的平面进行运动，无法全方位对各个点的产品进行精准抓取，其实用性并不理想。因此，针对现有机电一体化车床用抓取装置的不足，设计一种能够精确控制抓取力、且能够全方位定点抓取的用于车床上的抓取装置是一项有待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明针对现有的机电一体化车床用抓取装置，其需要通过多个气缸共同作用对产品进行抓取，并且由于气缸行程固定，无法对抓取力进行改变，以及无法对各点产品进行精确抓取的不足。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于机电一体化车床用抓取装置，包括底座、立杆和固定板，所述立杆与底座之间转动设置，位于所述底座上设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴上设置有第一齿轮，所述立杆下端设置有与第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合；

所述立柱的上端与固定板固定连接，所述固定板的前侧面开设有移动槽，位于所述固定板的上表面设置有升降电机，所述升降电机的输出端连接有丝杆升降机构，所述丝杆升降机构中设置有穿过固定板上端伸入移动槽中的竖向丝杆，所述竖向丝杆的下端活动连接有u型架，所述u型架中设置水平丝杆，所述水平丝杆的一端伸出u型架的端部，且位于该处设置有与水平丝杆相连接的第二伺服电机，位于所述水平丝杆正上方的u型架顶壁开始有限位滑槽，位于所述u型架中设置有移动块，所述移动块的左右两端开设有螺纹孔，所述螺纹孔与水平丝杆相配合，位于所述移动块的上表面设置有滑块，所述滑块的上端位于限位滑槽中水平滑动，所述移动块的下表面设置有抓取机构；

其中，所述抓取机构包括梯形块、第三伺服电机和两个抓取架，所述梯形块的背面固定有安装板，所述第三伺服电机固定在安装板的上表面，所述第三伺服电机的输出端连接减速机，所述减速机的输出轴上设置主动齿轮，位于所述梯形块的左右两侧贯穿有两个转轴，两个所述转轴的内端设置有从动齿轮，所述主动齿轮设置在两个从动齿轮中间并与两个从动齿轮同时啮合，所述转轴位于梯形块前后两侧上分别连接有不完全齿轮，两根所述转轴上的不完全齿轮对称设置，且相互啮合，每个所述抓取架的上端分别与对应端的不完全齿轮相固定，位于所述梯形块的下端设置有转动条，所述转动条的下端与抓取架的中间转动连接，位于所述抓取架的下端设置有夹板。

作为上述方案的进一步改进，所述夹板的内侧面开设有内槽，所述内槽的内壁上设置有压力传感器，所述压力传感器的表面设置设置有若干弹簧，所述弹簧的自由端连接有夹条，所述夹条的外表面设置有防滑纹，所述底座上设置有plc控制器，所述plc控制器的输入端与压力传感器相连接，其输出端与第三伺服电机相连接。

作为上述方案的进一步改进，所述丝杆升降机构包括矩形外壳和丝套，所述丝套竖直设置在矩形外壳中，且上下端均与矩形外壳上的轴承相连接，所述丝套外表面设置有水平锥形齿轮，所述矩形外壳中设置有竖直锥形齿轮，所述竖直锥形齿轮与水平锥形齿轮相啮合，且竖直锥形齿轮与升级电机的输出端相连接。

作为上述方案的进一步改进，，位于所述竖向丝杆两端的固定板开设有滑孔，所述滑孔中插设有滑杆，所述滑杆的下端与u型架相连接。

作为上述方案的进一步改进，所述底座包括上下两层，所述立杆与底座上下两层的连接处均设置轴承座。

作为上述方案的进一步改进，位于所述底座上设置有配重块。

作为上述方案的进一步改进，立柱的上端设置有立柱夹套，所述立柱夹套与立柱固定连接，所述立柱夹套的端部与固定板侧面相焊接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中没有使用气缸，避免了通过气缸在夹取过程中，其行程固定，无法对抓取行程进行调节的不足，而且无需外接气源即可进行夹取，尤其是抓取机构对产品进行夹取时，通过第三伺服电机驱动两个从动齿轮反向转动，通过转轴的传动作用使得两个相互啮合的半圆齿轮同时向内转动，从而使得抓取架相互靠拢进行夹取，其第三伺服电机转速、转动角度可调节，能够对不同的产品进行抓取，其适用性强；

2、本发明还通过将立柱转动设置在底座上，并通过第一伺服电机、第一齿轮和第二齿轮之间的作用能够实现整个抓取装置360°转动，然后通过升降电机等部件能够实现对机床上不同位置的定点抓取，其精确度高；另外，通过设置压力传感器能够防止抓取夹紧力多大将产品夹损，在保证具有足够抓取力的前提下，稳定对产品进行抓取，其效果优异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明的立体图。

图2为本发明的中升降机构的内部平面图。

图3为本发明中的抓取机构第一种状态立体图。

图4为本发明中的抓取机构第二种状态立体图。

图5为本发明中的夹板的内部平面图。

其中，1-底座，2-立杆，3-固定板，4-第一伺服电机，5-第一齿轮，6-第二齿轮，7-升降电机，8-丝杆升降机构，9-竖向丝杆，10-u型架，11-水平丝杆11，12-移动块，13-滑块，14-抓取机构，15-滑杆，16-轴承座，17-配重块，18-立柱夹套；

301-移动槽；

801-矩形外壳，802-丝套，803-水平锥形齿轮，804-竖直锥形齿轮；

111-第二伺服电机，121-螺纹孔；

141-梯形块，142-第三伺服电机，143-抓取架，144-安装板，145-减速机，146-主动齿轮，147-转轴，148-从动齿轮，149-不完全齿轮，1431-转动条，1432-夹板，1433-内槽，1434-压力传感器，1435-弹簧。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1

实施例1介绍了一种用于机电一体化车床用抓取装置，参考附图1-4，包括底座1、立杆2和固定板3，立杆2与底座1之间转动设置，具体设置为底座1包括上下两层，立杆2与底座1上下两层的连接处均设置轴承座16。同时，在底座1上设置有第一伺服电机4，第一伺服电机4的输出轴上设置有第一齿轮5，立杆2下端设置有与第二齿轮6，第一齿轮5和第二齿轮6相啮合。通过第一四度伺服电机4能够驱动立柱2定向转动。并且了为了保证整个装置的稳定性，还在底座1上设置有配重块17。

立柱2的上端与固定板3固定连接，具体连接方式为在立柱2的上端设置有立柱夹套18，立柱夹套18与立柱2固定连接，立柱夹套18的端部与固定板3侧面相焊接。在固定板3的前侧面开设有移动槽301，位于固定板3的上表面设置有升降电机7，升降电机7的输出端连接有丝杆升降机构8，其中丝杆升降机构8包括矩形外壳801和丝套802，丝套802竖直设置在矩形外壳801中，且上下端均与矩形外壳801上的轴承相连接，丝套802外表面设置有水平锥形齿轮803，矩形外壳801中设置有竖直锥形齿轮804，竖直锥形齿轮804与水平锥形齿轮803相啮合，且竖直锥形齿轮804与升级电机7的输出端相连接。其丝套802中设置有穿过固定板3上端伸入移动槽301中的竖向丝杆9，竖向丝杆9的下端活动连接有u型架10。另外，为了保证u型架10的稳定升降，还在竖向丝杆9两端的固定板3开设有滑孔，滑孔中插设有滑杆15，滑杆15的下端与u型架10相连接。u型架10中设置水平丝杆11，水平丝杆11的一端伸出u型架10的端部，且位于该处设置有与水平丝杆11相连接的第二伺服电机111，位于水平丝杆11正上方的u型架10顶壁开始有限位滑槽，位于u型架10中设置有移动块12，移动块12的左右两端开设有螺纹孔121，螺纹孔121与水平丝杆11相配合，位于移动块12的上表面设置有滑块13，滑块13的上端位于限位滑槽中水平滑动。

在移动块12的下表面设置有抓取机构14。其中，抓取机构14包括梯形块141、第三伺服电机142和两个抓取架143，梯形块141的背面固定有安装板144，第三伺服电机142固定在安装板144的上表面，第三伺服电机143的输出端连接减速机145，减速机145的输出轴上设置主动齿轮146，位于梯形块141的左右两侧贯穿有两个转轴147，两个转轴147的内端设置有从动齿轮148，主动齿轮146设置在两个从动齿轮148中间并与两个从动齿轮148同时啮合，转轴147位于梯形块141前后两侧上分别连接有不完全齿轮149，两根转轴147上的不完全齿轮149对称设置，且相互啮合，每个抓取架143的上端分别与对应端的不完全齿轮149相固定，位于梯形块141的下端设置有转动条1431，转动条1431的下端与抓取架143的中间转动连接，位于抓取架143的下端设置有夹板1432。

实施例2

实施例2是在实施例1的中的抓取机构14，其主要改进是针对现有抓取机构14在抓取时，无法对夹紧力进行控制，导致将产品夹坏的问题。下面参考附图5对其进行具体的介绍：

实施例2介绍了可对抓取力夹紧力进行调节的一种用于机电一体化车床用抓取装置，参考附图1-5，主体包括底座1、立杆2和固定板3，立杆2与底座1之间转动设置，具体设置为底座1包括上下两层，立杆2与底座1上下两层的连接处均设置轴承座16。同时，在底座1上设置有第一伺服电机4，第一伺服电机4的输出轴上设置有第一齿轮5，立杆2下端设置有与第二齿轮6，所第一齿轮5和第二齿轮6相啮合。通过第一四度伺服电机4能够驱动立柱2定向转动。并且了为了保证整个装置的稳定性，还在底座1上设置有配重块17。

立柱2的上端与固定板3固定连接，具体连接方式为在立柱2的上端设置有立柱夹套18，立柱夹套18与立柱2固定连接，立柱夹套18的端部与固定板3侧面相焊接。在固定板3的前侧面开设有移动槽301，位于固定板3的上表面设置有升降电机7，升降电机7的输出端连接有丝杆升降机构8，其中丝杆升降机构8包括矩形外壳801和丝套802，丝套802竖直设置在矩形外壳801中，且上下端均与矩形外壳801上的轴承相连接，丝套802外表面设置有水平锥形齿轮803，矩形外壳801中设置有竖直锥形齿轮804，竖直锥形齿轮804与水平锥形齿轮803相啮合，且竖直锥形齿轮804与升级电机7的输出端相连接。其丝套802中设置有穿过固定板3上端伸入移动槽301中的竖向丝杆9，竖向丝杆9的下端活动连接有u型架10。另外，为了保证u型架10的稳定升降，还在竖向丝杆9两端的固定板3开设有滑孔，滑孔中插设有滑杆15，滑杆15的下端与u型架10相连接。u型架10中设置水平丝杆11，水平丝杆11的一端伸出u型架10的端部，且位于该处设置有与水平丝杆11相连接的第二伺服电机111，位于水平丝杆11正上方的u型架10顶壁开始有限位滑槽，位于u型架10中设置有移动块12，移动块12的左右两端开设有螺纹孔121，螺纹孔121与水平丝杆11相配合，位于移动块12的上表面设置有滑块13，滑块13的上端位于限位滑槽中水平滑动。

在移动块12的下表面设置有抓取机构14。其中，抓取机构14包括梯形块141、第三伺服电机142和两个抓取架143，梯形块141的背面固定有安装板144，第三伺服电机143固定在安装板144的上表面，第三伺服电机143的输出端连接减速机145，减速机145的输出轴上设置主动齿轮146，位于梯形块141的左右两侧贯穿有两个转轴147，两个转轴147的内端设置有从动齿轮148，主动齿轮146设置在两个从动齿轮148中间并与两个从动齿轮148同时啮合，转轴147位于梯形块141前后两侧上分别连接有不完全齿轮149，两根转轴147上的不完全齿轮149对称设置，且相互啮合，每个抓取架143的上端分别与对应端的不完全齿轮149相固定，位于梯形块141的下端设置有转动条1431，转动条1431的下端与抓取架143的中间转动连接，位于抓取架143的下端设置有夹板1432。

本实施例2的改进之处在于，在其夹板1432的内侧面开设有内槽1433，内槽1433的内壁上设置有压力传感器1434，压力传感器1434的表面设置设置有若干弹簧1435，弹簧1435的自由端连接有夹条1436，夹条1436的外表面设置有防滑纹，底座1上设置有plc控制器（图中未画出），plc控制器的输入端与压力传感器1434相连接，其输出端与第三伺服电机143相连接。当夹板1432对产品夹取力达到设定值时，其plc控制器控制第三伺服电机143停止转动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。