一种旋转运动外夹式夹具

摘要

本发明提供一种旋转运动外夹式夹具，涉及机械臂配件技术领域，包括底盘、工件和支撑盘，所述工件位于底盘内，所述支撑盘位于底盘的上方，所述支撑盘的内壁通过轴承装配有转盘，所述支撑盘的上表面设有用来提供夹持效果的可调单元，所述可调单元包括用于连接底盘和支撑盘的第一支撑杆，所述第一支撑杆的两端分别与底盘和支撑盘固定连接，所述支撑盘的下表面铰接有弹性条，所述弹性条远离支撑盘的一端与底盘铰接。本发明，通过设置可调单元，能够在不对工件造成损伤的同时，还能够稳定地对工件进行夹持，扩大了机械夹爪的适用范围。

权利要求

1.一种旋转运动外夹式夹具，包括底盘（1）和支撑盘（2），其特征在于：工件（6）位于底盘（1）内，所述支撑盘（2）位于底盘（1）的上方，所述支撑盘（2）的内壁通过轴承装配有转盘（3），所述支撑盘（2）的上表面设有用来提供夹持效果的可调单元（4），所述可调单元（4）包括用于连接底盘（1）和支撑盘（2）的第二支撑杆（45）、套在所述第二支撑杆（45）上的第一弹簧（46）、用于缠绕工件（6）的第二缠绕条（48），所述第二支撑杆（45）的下端与底盘（1）固定连接，所述第二支撑杆（45）的上端滑动贯穿支撑盘（2）。

2.根据权利要求1所述的一种旋转运动外夹式夹具，其特征在于：第一弹簧（46）套在第二支撑杆（45）的圆弧面，所述第一弹簧（46）的两端分别与底盘（1）和支撑盘（2）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种旋转运动外夹式夹具，其特征在于：第二缠绕条（48）的两端分别与底盘（1）和转盘（3）铰接，并且第二缠绕条（48）由非弹性材质制成。

4.根据权利要求3所述的一种旋转运动外夹式夹具，其特征在于：所述第二支撑杆（45）的自由端固定连接有用来阻挡支撑盘（2）的挡片（47）。

说明书

一种旋转运动外夹式夹具

技术领域

[0001] 本发明涉及机械臂配件技术领域，尤其涉及一种旋转运动外夹式夹具。

背景技术

[0002] 机械夹爪是机械臂常用的末端执行机构，目前广泛应用于工业、食品、军事等领域。

[0003] 传统机械手具有工作效率高、定位精准等优点，但是其刚性结构使其易受物体的大小、形状和材料等因素制约，抓取物体品类单一，存在很大的局限性，同时容易对精密件、易碎物体等造成损伤，软体机器人虽然能够利用柔性夹爪完成无痕柔性抓取，但是由于其结构和材料的性质，在进行高速搬运时无法保证工件稳定，对工件产生负面影响，尤其是对于具有一定重量的垂直分布的直杆状工件如：酒瓶、钢制主轴等的搬运，而且柔性体材料较为脆弱，不耐摩擦磕碰，结构设计较为复杂，成型模具复杂，成型困难，成本较高。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在机械臂上刚性结构的机械夹爪容易对精密件、易碎物体等造成损伤，而柔性结构的机械夹爪在进行高速搬运时无法保证工件稳定，对工件产生负面影响的缺点，而提出的一种旋转运动外夹式夹具。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种旋转运动外夹式夹具，包括底盘和支撑盘，所述工件位于底盘内，所述支撑盘位于底盘的上方，所述支撑盘的内壁通过轴承装配有转盘，所述支撑盘的上表面设有用来提供夹持效果的可调单元，所述可调单元包括用于连接底盘和支撑盘的第一支撑杆。

[0006] 上述部件所达到的效果为：通过设置可调单元，能够在不对工件造成损伤的同时，还能够稳定地对工件进行夹持，扩大了机械夹爪的适用范围。

[0007] 优选的，所述第一支撑杆的两端分别与底盘和支撑盘固定连接，所述转盘的下表面铰接有弹性条，所述弹性条远离支撑盘的一端与底盘铰接。

[0008] 上述部件所达到的效果为：转盘转动时会拉伸弹性条并使弹性条缠绕在工件的圆弧面，此时借助弹性条与工件之间的摩擦力就能够达到对工件进行夹持的目的。

[0009] 优选的，所述弹性条的材质包括涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝中的任意一种。

[0010] 上述部件所达到的效果为：弹性条的材质可以为涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝中的任意一种，而涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝材料在具有一定弹性的同时还具有较高的强度以及比较柔软，因此弹性条能够更好地贴在工件的圆弧面，增大弹性条与工件之间的接触面积，并且不会在夹持过程中发生断裂，从而尽量保证对工件进行稳定地夹持。

[0011] 优选的，所述底盘的表面设有居中结构，所述居中结构包括固定块，所述固定块固定连接在底盘的上表面，三个所述固定块的上表面设有限位组件，所述限位组件包括三个L形板，三个所述L形板分别与三个固定块滑动连接，三个所述L形板长臂的表面固定连接有圆环，所述圆环的内壁固定连接有八个固定管，八个所述固定管的内壁均滑动连接有一个滑杆，每个所述滑杆的一端均固定连接有一个限位板，八个所述固定管的上表面设置有同一个传动组件，所述传动组件包括八个圆杆，八个所述圆杆与八个固定管一一对应，且相互对应的圆杆和固定管相互固定，所述圆杆的圆弧面滑动连接有条形板，八个所述条形板的表面固定连接有传动环，所述传动环的内壁铰接有八个转轮，所述转轮的圆弧面与限位板滑动连接，所述传动环的圆弧面设有调节组件，所述调节组件包括矩形板，所述矩形板固定连接在传动环的圆弧面，所述矩形板的表面竖直螺纹连接有螺杆，所述螺杆的下端固定连接有压板，所述压板位于底盘的上方，所述固定块的侧壁水平滑动贯穿有插板，所述插板的下表面与L形板滑动连接。

[0012] 上述部件所达到的效果为：通过设置居中结构，达到对工件的位置进行限制，从而使工件能够与弹性条均匀接触，保证弹性条能够稳定地夹持工件的作用。

[0013] 优选的，所述滑杆呈正四棱柱结构，所述插板靠近传动环的一侧开设有斜面。

[0014] 上述部件所达到的效果为：限位板滑动会带动滑杆沿固定管的内壁滑动，由于滑杆呈正四棱柱结构，此时滑杆达到限制限位板滑动路径，尽量防止限位板旋转的作用。

[0015] 优选的，所述滑杆远离限位板的一端固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧远离滑杆的一端与圆环固定连接。

[0016] 上述部件所达到的效果为：第二弹簧收缩时，滑杆会借助弹簧的拉力带动限位板滑动，弹簧达到能够使限位板自动复位的作用。

[0017] 优选的，所述压板的下表面铰接有滚珠，所述滚珠抵在底盘的上表面。

[0018] 上述部件所达到的效果为：压板借助螺杆移动会带动滚珠移动，当滚珠抵在底盘的上表面后，滚珠达到当螺杆继续转动时，能够减少压板与底盘之间摩擦的作用。

[0019] 优选的，所述插板的下表面固定连接有磁片，所述固定块为铁材质。

[0020] 上述部件所达到的效果为：插板滑动会使磁片与固定块接触，由于固定块为铁材质，此时磁片会吸在固定块的侧壁，磁片达到限制插板位置的作用。

[0021] 优选的，所述插板的表面开设有拉孔，所述插板上拉孔的横截面呈圆形。

[0022] 上述部件所达到的效果为：通过开设拉孔，达到方便使用者拉动插板的作用。

[0023] 优选的，所述限位板上端的竖直截面呈圆弧形，所述限位板下端的竖直截面呈矩形。

[0024] 上述部件所达到的效果为：由于限位板上端的竖直截面呈圆弧形，因此限位板能够对工件的滑动路径进行引导。

[0025] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

[0026] 1、本发明中，通过设置可调单元，当需要对工件进行夹持时，将工件滑动穿过转盘内，然后使转盘转动，转盘转动时会拉伸弹性条并使弹性条缠绕在工件的圆弧面，此时借助弹性条与工件之间的摩擦力就能够达到对工件进行夹持的目的，并且弹性条的材质可以为涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝中的任意一种，而涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝材料在具有一定弹性的同时还具有较高的强度以及比较柔软，因此弹性条能够更好地贴在工件的圆弧面，增大弹性条与工件之间的接触面积，并且不会在夹持过程中发生断裂，从而尽量保证对工件进行稳定地夹持，通过设置可调单元，能够在不对工件造成损伤的同时，还能够稳定地对工件进行夹持，扩大了机械夹爪的适用范围。

[0027] 2、本发明中，通过设置居中结构，当需要对工件进行夹持前，先借助拉孔向远离固定块的方向拉动插板，插板滑动会与固定块脱离接触，然后移动圆环，圆环移动会带动L形板沿固定块的上表面滑动，此时固定块达到限制L形板位置，尽量防止L形板在水平方向上滑动的作用，然后再次将插板插入固定块内，此时插板的下表面会与L形板接触，插板达到尽量防止L形板向上滑动的作用，插板滑动会使磁片与固定块接触，由于固定块为铁材质，此时磁片会吸在固定块的侧壁，磁片达到限制插板位置的作用，然后转动螺杆，螺杆转动会借助螺纹向下移动，压板借助螺杆移动会带动滚珠移动，当滚珠抵在底盘的上表面后，滚珠达到当螺杆继续转动时，能够减少压板与底盘之间摩擦的作用，此时继续转动螺杆会使螺杆借助螺纹带动矩形板向上移动，矩形板移动会带动传动环同步移动，由于转轮的圆弧面与限位板接触，转轮借助圆环移动会挤压限位板，使限位板向远离固定管的方向滑动，使限位板能够对直径较小的工件的位置进行限制，限位板滑动会带动滑杆沿固定管的内壁滑动，由于滑杆呈正四棱柱结构，此时滑杆达到限制限位板滑动路径，尽量防止限位板旋转的作用，滑杆滑动会拉伸第二弹簧，此时第二弹簧处于被拉伸状态，传动环滑动还会带动条形板沿圆杆的圆弧面滑动，圆杆达到限制传动环滑动路径的作用，当需要直径较大的工件的位置进行限制时，只需要反方向转动螺杆，此时螺杆会使转轮与限位板脱离接触，而第二弹簧开始收缩，滑杆会借助弹簧的拉力带动限位板滑动，从而使限位板能够对直径较大的工件进行限位，之后只需要移动工件，工件会先与限位板的上端接触，由于限位板上端的竖直截面呈圆弧形，因此限位板能够对工件的滑动路径进行引导，之后限位板下端会与工件接触，此时限位板下端会对工件的位置进行限制，从而使工件的中心轴能够与转盘的中心轴重合，进而方便对工件进行夹持，通过设置居中结构，达到对工件的位置进行限制，从而使工件能够与弹性条均匀接触，保证弹性条能够稳定地夹持工件的作用。

附图说明

[0028] 图1为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的立体结构示意图；

[0029] 图2为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的底盘处的结构示意图；

[0030] 图3为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的图1工作状态的结构示意图；

[0031] 图4为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的居中结构的结构示意图；

[0032] 图5为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的限位板处的局部结构示意图；

[0033] 图6为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的插板处的结构示意图；

[0034] 图7为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的螺杆处的结构示意图；

[0035] 图8为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的实施例2的结构示意图；

[0036] 图9为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的实施例3结构示意图；

[0037] 图10为本发明提出一种旋转运动外夹式夹具的图9工作状态的结构示意图。

[0038] 图例说明：1、底盘；2、支撑盘；3、转盘；4、可调单元；41、第一支撑杆；42、弹性条；43、第二支撑条；44、第一缠绕条；45、第二支撑杆；46、第一弹簧；47、挡片；48、第二缠绕条；
5、居中结构；51、固定块；52、限位组件；521、L形板；522、圆环；523、固定管；524、滑杆；525、限位板；526、第二弹簧；53、传动组件；531、圆杆；532、条形板；533、传动环；534、转轮；54、调节组件；541、矩形板；542、螺杆；543、压板；544、滚珠；55、插板；56、磁片；57、拉孔；6、工件。

具体实施方式

[0039] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0040] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

[0041] 实施例1，如图1和图2所示，本发明提供了一种旋转运动外夹式夹具，包括底盘1和支撑盘2，工件位于底盘1内，支撑盘2位于底盘1的上方，支撑盘2的内壁通过轴承装配有转盘3，支撑盘2的上表面设有用来提供夹持效果的可调单元4，通过设置可调单元4，能够在不对工件造成损伤的同时，还能够稳定地对工件进行夹持，扩大了机械夹爪的适用范围。底盘1的表面设有居中结构，通过设置居中结构，达到对工件的位置进行限制的作用，从而使工件能够与弹性条42均匀接触，保证弹性条42能够起到稳定地夹持工件的作用。

[0042] 下面具体说一下其可调单元4和居中结构的具体设置和作用。

[0043] 如图1和图3所示，可调单元4包括用于连接底盘1和支撑盘2的第一支撑杆41，第一支撑杆41的两端分别与底盘1和支撑盘2固定连接，转盘3的下表面铰接有弹性条42，弹性条42远离支撑盘2的一端与底盘1铰接，转盘3转动时会拉伸弹性条42并使弹性条42缠绕在工件的圆弧面，此时借助弹性条42与工件之间的摩擦力就能够达到对工件进行夹持的目的。
弹性条42的材质包括涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝中的任意一种，弹性条42的材质可以为涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝中的任意一种，而涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝材料在具有一定弹性的同时还具有较高的强度以及比较柔软，因此弹性条42能够更好地贴在工件的圆弧面，增大弹性条42与工件之间的接触面积，并且不会在夹持过程中发生断裂，从而尽量保证对工件进行稳定地夹持。

[0044] 如图2‑7所示，居中结构包括固定块，固定块固定连接在底盘1的上表面，固定块的上表面设有限位组件，限位组件包括L形板，L形板与固定块滑动连接，L形板长臂的表面固定连接有圆环，圆环的内壁固定连接有固定管，固定管的内壁滑动连接有滑杆，滑杆的一端固定连接有限位板，固定管的上表面传动组件，传动组件包括圆杆，圆杆与固定管的上表面固定连接，圆杆的圆弧面滑动连接有条形板，条形板的表面固定连接有传动环，传动环的内壁铰接有转轮，转轮的圆弧面与限位板滑动连接，传动环的圆弧面设有调节组件，调节组件包括矩形板，矩形板固定连接在传动环的圆弧面，矩形板的表面竖直螺纹连接有螺杆，螺杆的下端固定连接有压板，压板位于底盘1的上方，固定块的侧壁水平滑动贯穿有插板，插板的下表面与L形板滑动连接。

[0045] 如图2‑7所示，滑杆呈正四棱柱结构，插板靠近传动环的一侧开设有斜面，限位板滑动会带动滑杆沿固定管的内壁滑动，由于滑杆呈正四棱柱结构，此时滑杆达到限制限位板滑动路径，尽量防止限位板旋转的作用。滑杆远离限位板的一端固定连接有第二弹簧，第二弹簧远离滑杆的一端与圆环固定连接，第二弹簧收缩时，滑杆会借助弹簧的拉力带动限位板滑动，弹簧达到能够使限位板自动复位的作用。压板的下表面铰接有滚珠，滚珠抵在底盘1的上表面，压板借助螺杆移动会带动滚珠移动，当滚珠抵在底盘1的上表面后，滚珠达到当螺杆继续转动时，能够减少压板与底盘1之间摩擦的作用。插板的下表面固定连接有磁片，固定块为铁材质，插板滑动会使磁片与固定块接触，由于固定块为铁材质，此时磁片会吸在固定块的侧壁，磁片达到限制插板位置的作用。

[0046] 如图4‑7所示，插板的表面开设有拉孔，插板上拉孔的横截面呈圆形，通过开设拉孔，达到方便使用者拉动插板的作用。限位板上端的竖直截面呈圆弧形，限位板下端的竖直截面呈矩形，由于限位板上端的竖直截面呈圆弧形，因此限位板能够对工件的滑动路径进行引导。

[0047] 其整体的工作原理为：当需要对工件进行夹持时，将工件滑动穿过转盘3内，然后使转盘3转动，转盘3转动时会拉伸弹性条42并使弹性条42缠绕在工件的圆弧面，此时借助弹性条42与工件之间的摩擦力就能够达到对工件进行夹持的目的，并且弹性条42的材质可以为涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝中的任意一种，而涤纶纤维、尼龙纤维弹力丝、锦纶纤维弹力丝材料在具有一定弹性的同时还具有较高的强度以及比较柔软，因此弹性条42能够更好地贴在工件的圆弧面，增大弹性条42与工件之间的接触面积，并且不会在夹持过程中发生断裂，从而尽量保证对工件进行稳定地夹持。

[0048] 当需要对工件进行夹持前，先借助拉孔向远离固定块的方向拉动插板，插板滑动会与固定块脱离接触，然后移动圆环，圆环移动会带动L形板沿固定块的上表面滑动，此时固定块达到限制L形板位置，尽量防止L形板在水平方向上滑动的作用，然后再次将插板插入固定块内，此时插板的下表面会与L形板接触，插板达到尽量防止L形板向上滑动的作用，插板滑动会使磁片与固定块接触，由于固定块为铁材质，此时磁片会吸在固定块的侧壁，磁片达到限制插板位置的作用，然后转动螺杆，螺杆转动会借助螺纹向下移动，压板借助螺杆移动会带动滚珠移动，当滚珠抵在底盘1的上表面后，滚珠达到当螺杆继续转动时，能够减少压板与底盘1之间摩擦的作用，此时继续转动螺杆会使螺杆借助螺纹带动矩形板向上移动，矩形板移动会带动传动环同步移动，由于转轮的圆弧面与限位板接触，转轮借助圆环移动会挤压限位板，使限位板向远离固定管的方向滑动，使限位板能够对直径较小的工件的位置进行限制，限位板滑动会带动滑杆沿固定管的内壁滑动，由于滑杆呈正四棱柱结构，此时滑杆达到限制限位板滑动路径，尽量防止限位板旋转的作用，滑杆滑动会拉伸第二弹簧，此时第二弹簧处于被拉伸状态，传动环滑动还会带动条形板沿圆杆的圆弧面滑动，圆杆达到限制传动环滑动路径的作用，当需要直径较大的工件的位置进行限制时，只需要反方向转动螺杆，此时螺杆会使转轮与限位板脱离接触，而第二弹簧开始收缩，滑杆会借助弹簧的拉力带动限位板滑动，从而使限位板能够对直径较大的工件进行限位，之后只需要移动工件，工件会先与限位板的上端接触，由于限位板上端的竖直截面呈圆弧形，因此限位板能够对工件的滑动路径进行引导，之后限位板下端会与工件接触，此时限位板下端会对工件的位置进行限制，从而使工件的中心轴能够与转盘3的中心轴重合，进而方便对工件进行夹持。

[0049] 实施例2，参照图8所示，可调单元4还可以由四个第二支撑条43和八个第一缠绕条44组成，其中第二支撑条43的两端分别与支撑盘2和底盘1固定连接，第一缠绕条44的两端分别与支撑盘2和底盘1铰接，并且第一缠绕条44由非弹性材质制成，但第一缠绕条44在未使用时的长度会有冗余，因此当转盘3转动时，留有冗余的第一缠绕条44依然能够缠绕在工件的圆弧面，实现对工件进行夹持的目的。

[0050] 实施例3，参照图9和图10所示，可调单元4还可以由四个第二支撑杆45、四个第一弹簧46以及八个第二缠绕条48组成，其中第二支撑杆45的下端与底盘1固定连接，并且第二支撑杆45的上端滑动贯穿支撑盘2，第一弹簧46套在第二支撑杆45的圆弧面，并且第一弹簧46的两端分别与支撑盘2和底盘1固定连接，第二缠绕条48的两端分别与支撑盘2和底盘1铰接，并且第一缠绕条44由非弹性材质制成，第二支撑杆45的自由端固定连接有用来阻挡支撑盘2的挡片47，当转盘3转动时，转盘3会带动第二缠绕条48缠绕在工件的圆弧面，实现对工件进行夹持的目的，此时支撑盘2会沿第二支撑杆45的圆弧面向下滑动，支撑盘2滑动会挤压第一弹簧46，此时第一弹簧46处于收缩状态，当需要将工件放下时，反方向转动转盘3，此时第二缠绕条48与工件之间会松动，而第一弹簧46开始伸展，支撑盘2会借助第一弹簧46的张力向上滑动，转盘3借助支撑盘2滑动会使第二缠绕条48重新伸直，方便下次进行使用。

[0051] 以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。