长臂双直动夹爪及搬运设备的制作方法

1.本发明涉及搬运机械技术领域，尤其是涉及一种长臂双直动夹爪及搬运设备。


背景技术：

2.随着工业技术的发展，机械化与电气化的进步，工业社会逐渐向工业4.0智能方向发展。自动化和无人化成为当今制造业的主旋律，要想实现智能化，这就需要大量的自动化装备以及逻辑，用来替代手工操作时产生的低效率型和不确定型。
3.在进行锻造等热加工工序时，通常情况下，由于工件温度很高，传统的人工上下料方式局限性很大，既要忍受工件上千度高温的热辐射烘烤，又要忍受使用长臂夹钳抓取工件时的巨大体力消耗，因此机器夹爪逐渐代替人工夹钳。
4.传统的机器夹爪采用双气缸驱动两个手指动作，以实现两个手指同时抓取工件。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种长臂双直动夹爪及搬运设备，以缓解现有技术中存在的双气缸驱动两个手指动作，以实现两个手指同时抓取工件，导致成本较高的技术问题。
6.第一方面，本发明提供一种长臂双直动夹爪，包括：
7.壳体；
8.第一连接臂，所述第一连接臂的一端滑动连接于所述壳体，另一端伸出所述壳体并设有第一夹爪；
9.第二连接臂，所述第二连接臂的一端滑动连接于所述壳体，另一端伸出所述壳体并设有第二夹爪；其中，所述第一连接臂与所述第二连接臂之间设有联动机构；
10.驱动机构，所述驱动机构安装于所述壳体，所述驱动机构与所述第一连接臂传动连接，用于驱动所述第一连接臂移动，并通过所述联动机构带动所述第二连接臂实现联动，以使所述第一连接臂与所述第二连接臂相互靠近或相互远离。
11.进一步的，所述第一连接臂和所述第二连接臂，两者中的一者设有滑槽，另一者的部分与所述滑槽滑动配合；所述滑槽的延伸方向与所述第一连接臂的移动方向相平行；
12.所述第一连接臂远离所述第一夹爪的第一端部和所述第二连接臂远离所述第二夹爪的第二端部两者沿所述滑槽的延伸方向间隔错位设置；
13.所述联动机构采用连杆联动机构，所述连杆联动机构连接在所述第一端部与所述第二端部之间，用于使所述第一连接臂或所述第二连接臂相对所述滑槽移动。
14.进一步的，所述连杆联动机构包括依次铰接且不共线设置的第一转动杆、摆动杆和第二转动杆；
15.所述摆动杆铰接于所述壳体；所述第一转动杆的自由端与所述第一连接臂铰接，所述第二转动杆的自由端与所述第二连接臂铰接；
16.所述第一连接臂推拉所述第一转动杆，用于带动摆动杆相对所述壳体转动，以推拉所述第二转动杆。
17.进一步的，所述第一转动杆与所述第二转动杆相平行设置，用于使所述第一连接臂和所述第二连接臂的移动速度和移动距离均相等。
18.进一步的，所述壳体相对的侧壁分别与所述第一连接臂和所述第二连接臂之间设有导向结构；
19.所述导向结构包括滑轨和滑块，两者中的一者设于所述侧壁，另一者设于所述第一连接臂和所述第二连接臂。
20.进一步的，所述壳体具有容置空间；
21.所述驱动机构包括气缸，所述气缸安装于所述容置空间内；
22.所述气缸的活塞杆与所述第一连接臂固定连接。
23.进一步的，所述第一连接臂上设有传动杆；
24.所述气缸的活塞杆与所述传动杆螺纹连接，用于调节所述第一夹爪与所述第二夹爪之间的初始距离。
25.进一步的，还包括工件抓取到位模块；
26.所述工件抓取到位模块包括控制件、设于所述气缸的缸体上的磁性开关以及设于所述活塞杆的磁性部；
27.所述控制件用于接收所述磁性开关与所述磁性部的通断信号，以判断所述第一夹爪与所述第二夹爪之间是否有工件。
28.进一步的，所述第一夹爪通过第一连接块连接于所述第一连接臂，所述第一夹爪与所述第一连接块为齿咬合连接；
29.所述第二夹爪通过第二连接块连接于所述第二连接臂，所述第二夹爪与所述第二连接块为齿咬合连接。
30.有益效果：
31.本发明提供的长臂双直动夹爪，第一连接臂的一端滑动连接于壳体另一端伸出壳体并设有第一夹爪；第二连接臂的一端滑动连接于壳体，另一端伸出壳体并设有第二夹爪；在具体工作时，可启动驱动机构，驱动机构可驱动第一连接臂移动，由于第一连接臂与第二连接臂之间设有联动机构，因而在联动机构的作用下，可带动第二连接臂实现联动，以使第一连接臂与第二连接臂相互靠近，进而夹紧工件，或者相互远离，以松脱工件。
32.可见，该长臂双直动夹爪通过一组驱动机构可实现第一连接臂与第二连接臂的联动，与现有技术相比，使得整体结构相对比较简单，结构比较紧凑，节省了成本，同时减少了故障点，便于维护。
33.第二方面，本发明提供一种搬运设备，包括：搬运主体和前述实施方式任一项所述的长臂双直动夹爪；
34.所述壳体安装在所述搬运主体上。
35.有益效果：
36.本发明提供的搬运设备包括搬运主体和前述的长臂双直动夹爪，由此，搬运主体所能达到的技术优势和效果同样包括长臂双直动夹爪所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
38.图1为本发明实施例提供的长臂双直动夹爪的结构示意图；
39.图2为图1的主视图；
40.图3为本发明实施例提供的长臂双直动夹爪未示出部分壳体的结构示意图；
41.图4为图3的主视图。
42.图标：
43.10-工件；
44.100-壳体；110-第一连接臂；120-第一夹爪；130-传动杆；140-第一连接块；111-第一端部；
45.210-第二连接臂；220-第二夹爪；230-第二连接块；211-第二端部；212-第二连接臂滑槽；
46.300-连杆联动机构；310-第一转动杆；320-摆动杆；330-第二转动杆；
47.400-驱动机构；
48.500-导向结构；510-滑轨；520-滑块；
49.600-连接法兰。
具体实施方式
50.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
51.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
54.此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水
平，而是可以稍微倾斜。
55.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.参照图1至图4，一种长臂双直动夹爪，包括壳体100；第一连接臂110，第一连接臂110的一端滑动连接于壳体100，另一端伸出壳体100并设有第一夹爪120；第二连接臂210，第二连接臂210的一端滑动连接于壳体100，另一端伸出壳体100并设有第二夹爪220；其中，第一连接臂110与第二连接臂210之间设有联动机构；驱动机构400，驱动机构400安装于壳体100，驱动机构400与第一连接臂110传动连接，用于驱动第一连接臂110移动，并通过联动机构带动第二连接臂210实现联动，以使第一连接臂110与第二连接臂210相互靠近或相互远离。
58.本实施例提供的长臂双直动夹爪，在具体工作时，可启动驱动机构400，驱动机构400可驱动第一连接臂110移动，由于第一连接臂110与第二连接臂210之间设有联动机构，因而在联动机构的作用下，可带动第二连接臂210实现联动，以使第一连接臂110与第二连接臂210相互靠近，进而夹紧工件10，或者相互远离，以松脱工件10。
59.可见，该长臂双直动夹爪通过一组驱动机构400可实现第一连接臂110与第二连接臂210的联动，与现有技术相比，使得整体结构相对比较简单，结构比较紧凑，节省了成本，同时减少了故障点，便于维护。
60.参照图1、图2和图4，第一连接臂110和第二连接臂210，两者中的一者设有滑槽，另一者的部分与滑槽滑动配合；滑槽的延伸方向与第一连接臂110的移动方向相平行；第一连接臂110远离第一夹爪120的第一端部111和第二连接臂210远离第二夹爪220的第二端部211两者沿滑槽的延伸方向间隔错位设置；联动机构采用连杆联动机构300，连杆联动机构300连接在第一端部111与第二端部211之间，用于使第一连接臂110或第二连接臂210相对滑槽移动。
61.上述设置，能够优化第一连接臂110与第二连接臂210、第一夹爪120与第二夹爪220的结构布局，使得结构更加紧凑；同时，第一端部111和第二端部211两者沿滑槽的延伸方向间隔错位设置，在合理利用空间，减小占用空间的基础上，便于连杆联动机构300的布置，同时，可以最少的连杆数量得到第一连接臂110和第二连接臂210联动的效果。
62.与现有技术采用齿轮齿条相比，连杆联动机构300的设置使得更换备件简单，零件加工方便，易于维护。
63.本实施例中，第二连接臂210开设有第二连接臂滑槽212，第一连接臂110设有第一夹爪120的端部位于第二连接臂滑槽212内，并可沿第二连接臂滑槽212滑动。
64.可选的，第二连接臂210可以为槽钢结构，相应的，第一连接臂110可以为与槽钢结构配合的方钢(或矩形钢)结构。
65.本实施例中，参照图3，连杆联动机构300包括依次铰接且不共线设置的第一转动
杆310、摆动杆320和第二转动杆330；摆动杆320铰接于壳体100；第一转动杆310的自由端与第一连接臂110铰接，第二转动杆330的自由端与第二连接臂210铰接；第一连接臂110推拉第一转动杆310，用于带动摆动杆320相对壳体100转动，以推拉第二转动杆330；在第一连接臂110和第二连接臂210的滑动形式、相对位置等的设置的基础上，可使连杆联动机构300的连杆数量最少设置为三根，同时能够使图1所示的壳体100的高度尺寸达到最低，进一步优化整体布局。
66.简单来说，当摆动杆320顺时针转动时，摆动杆320的下端拉动第一转动杆310，同时，摆动杆320的上端拉动第二连接臂210，从而带动第一夹爪120与第二夹爪220相对运动；反之，第一夹爪120与第二夹爪220相背运动。
67.进一步的，第一转动杆310与第二转动杆330相平行设置，用于使第一连接臂110和第二连接臂210的移动速度和移动距离均相等，从而使第一连接臂110和第二连接臂210运动更加同步、协调，以更平稳地夹持工件10。
68.参照图3，壳体100相对的侧壁分别与第一连接臂110和第二连接臂210之间设有导向结构500；导向结构500包括滑轨510和滑块520，两者中的一者设于侧壁，另一者设于第一连接臂110和第二连接臂210，如此设置，能够使第一连接臂110和第二连接臂210按照设定的路线移动，使两者在移动的过程中不会发生偏移，提高夹持效果。
69.本实施例中，壳体100具有容置空间；驱动机构400包括气缸，气缸安装于容置空间内；气缸的活塞杆与第一连接臂110固定连接。
70.壳体100采用封闭结构设计，既保护了气缸免受热辐射的损伤，又保证了外观整洁美观的要求。
71.可选的，气缸可替换为液压油缸。
72.具体的，壳体100包括上板、下板、前侧板、后侧板、前板以及后板，作为支撑骨架，上板、下板、前侧板、后侧板以及后板围设成该容置空间；在前板上设有用于穿出第一连接臂110和第二连接臂210的安装孔，由于第一连接臂110的部分位于第二连接臂滑槽212内，因而，安装孔的尺寸与第二连接臂210的外形尺寸相适配；可选的，第二连接臂210为槽钢结构，相应的，安装孔设置为矩形孔。其中，气缸的缸体固定连接在后板的内侧。
73.其中，第一连接臂110和第二连接臂210的外侧分别设有滑轨510，上板和下板分别设有滑块520。
74.结合以上，第一连接臂110和第二连接臂210的移动不仅受到导向结构500的限制，还受到第二连接臂滑槽212的限制，采用双重限制，可进一步增加第一连接臂110和第二连接臂210移动的可靠性和平稳性，进一步地更加平稳地夹持工件10。另外，该实施例通过上板、下板分别与第二连接臂210、第一连接臂110之间设置导向结构500，且第一连接臂110滑动连接于第二连接臂210的第二连接臂滑槽212，使得图1所示的壳体100的高度尺寸达到最低。
75.参照图4，第一连接臂110上设有传动杆130；气缸的活塞杆与传动杆130螺纹连接，用于调节第一夹爪120与第二夹爪220之间的初始距离。
76.当气缸通气时，活塞杆向外伸出，带动传动杆130伸出，传动杆130与第一连接臂110连接，通过第一转动杆310、摆动杆320以及第二转动杆330，带动第二连接臂210移动，两条手臂同时向相反方向运动。
77.长臂双直动夹爪还包括工件10抓取到位模块；工件10抓取到位模块包括控制件、设于气缸的缸体上的磁性开关以及设于活塞杆的磁性部；控制件用于接收磁性开关与磁性部的通断信号，以判断第一夹爪120与第二夹爪220之间是否有工件10。
78.具体的，控制件可以为plc，当气缸动作时，plc根据磁性开关与磁性部之间的通断状态，判断第一夹爪120与第二夹爪220之间是否有抓取好的零件，以防止误操作。
79.参照图2，第一夹爪120通过第一连接块140连接于第一连接臂110，第一夹爪120与第一连接块140为齿咬合连接；第二夹爪220通过第二连接块230连接于第二连接臂210，第二夹爪220与第二连接块230为齿咬合连接，如此设置，便于调节第一夹爪120与第二夹爪220之间的间距。
80.可选的，第一夹爪120和第二夹爪220可根据具体抓取工件10的不同改变夹爪结构。其中，齿咬合连接可以为矩形齿咬合连接。
81.请参照图2，壳体100的后板的外侧安装有连接法兰600，与自动化设备定位连接；连接法兰600可以连接六轴关节机器人和桁架z轴。
82.可选的，连接法兰600可根据具体连接的设备更改不同的连接方式，如果现场使用环境恶劣，第一夹爪120和第二夹爪220外可以包覆防护衣。
83.综合以上，本实施例的长臂双直动夹爪，气缸固定在壳体100的后板上，气缸的活塞杆通过传动杆130与第一连接臂110相连接，当夹爪抓取工件10时，第一连接臂110和第二连接臂210整体受力，避免使用时间长而引起的刚度变形以及疲劳强度断裂；夹爪与连接臂之间依靠矩形齿连接，既保证了使用强度又方便换产调整，两个连接臂之间使用转动杆铰链连接，通过摆动杆320固定在壳体100的中心，使其中一个连接臂受力运动时将运动和力反向传递给另一条连接臂，连接臂与壳体100之间依靠直线滑轨510与滑块520连接导向，直线滑轨510与滑块520进行钣金包覆，保护滑块520因外部环境干扰而影响性能，壳体100的内壁和连接臂表面进行减重处理，减轻连接臂的整体重量，壳体100的上板开孔处理，保证气管和开关线缆走线的方便、美观，连接法兰600与壳体100之间具有止口定位，保证抓取精度。
84.本实施例还提供一种搬运设备，包括搬运主体(附图未示出)和前述的长臂双直动夹爪；壳体100安装在搬运主体上。
85.可选的，搬运主体还可以为关节机器人，该长臂双直动夹爪可适用于多种项目，适用范围较广。
86.长臂双直动夹爪与自动化搬运主体配合，对加工过程进行自动上下料与工序之间的自动衔接，节省了人力成本，增加了生产效率，还保证了自动上下料与换料过程中的稳定性、搬运过程中的准确性以及取放过程中的定位型。
87.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。