CN104924318A - 一种真空吸盘机械手爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空吸盘机械手爪，其包括活塞、活塞杆、管接头Ⅰ、前缸盖、套筒、推拉杆、推拉头、三个以上指节、连接杆、吸盘滑槽、后缸盖、缸筒、松弛弹簧、连接座、铰链、铰链轴、指节轴、安装座、活动手架、真空吸盘、回拉弹簧、弹簧、连接环、套筒连接座、活塞杆固定板、活塞销、碟簧片组、摩擦片、活动手架销、弹簧挡块、挡块锁紧螺母、活塞螺母、压板、密封环、密封圈、连接杆固定板、管接头Ⅱ；当缸筒充气或放气时驱动推拉杆向下或向上运动，机械爪随之张开或收缩，回拉弹簧随机械爪压缩或回弹，从而实现吸盘在X、Y平面的水平滑动和Z方向的竖直运动，同时配合外接大臂的运动，可实现对不同大小的物块进行抓放，满足实际生产的需要。

Description

一种真空吸盘机械手爪

技术领域

本发明涉及一种真空吸盘机械手爪，属于机械设备技术领域，主要用于工业制造领域。

背景技术

中国专利CN104002304A公开了一种“新型气动机械手”，它的机械爪部分，指节直接通过铰链安装在手爪安装座上，与传统机械爪相比，具有结构精巧，反应灵敏等优点。但该手爪张开角度有限，且所抓物体体积受手爪本身尺寸影响较大，所以当被抓取的物体体积较大或者呈扁平状时，该机械爪则不能发挥有效作用。

真空吸盘式机械手运用了真空泵吸著原理，利用机械手代替人工送料，安全可靠，效率高，成本低，实用性好。

发明内容

本发明目的克服背景技术中受被抓取工件形状大小制约的不足，提供一种结构简单合理，适用于抓取体积较大或者扁平物体的真空吸盘机械手爪。

本发明在原来机械手手爪的基础上，添加了真空吸盘，操作简便，成本低，且适用于抓取玻璃，纸张等扁平且表面积较大的物体。

本发明包括活塞1、活塞杆2、管接头Ⅰ3、前缸盖4、套筒5、推拉杆6、推拉头7、三个以上指节8、连接杆9、吸盘滑槽10、后缸盖11、缸筒12、松弛弹簧13、连接座14、铰链15、铰链轴16、指节轴17、安装座18、活动手架19、真空吸盘20、回拉弹簧22、弹簧23、连接环24、套筒连接座25、活塞杆固定板26、活塞销27、碟簧片组、摩擦片29、活动手架销30、弹簧挡块31、挡块螺钉32、锁紧螺母33、活塞螺母34、压板35、密封环36、密封圈37、连接杆固定板40、管接头Ⅱ41、铰销42；其中缸筒12通过前缸盖4上端的外螺纹与其连接，后缸盖11通过缸筒12上端的内螺纹与其连接，缸筒12内的活塞1通过活塞螺母34与活塞杆2连接，密封环36装在活塞1上与缸筒12形成密封配合，密封圈37装在前缸盖4上与活塞杆2形成密封配合，管接头Ⅰ3设置在缸筒12上紧邻后缸盖11并与缸筒12上腔连通，管接头Ⅱ41设置在缸筒12上紧邻前缸盖4，连接座14通过前缸盖4下端的外螺纹与其连接，套筒连接座25通过前缸盖4下端的外螺纹与其连接，套筒5设置在套筒连接座25内，活塞杆2下端伸入套筒5中，活塞杆固定板26通过活塞销27与活塞杆2下端相连接，套筒5内活塞杆固定板26下方轴向依次安装碟簧片组、一个以上摩擦片29、碟簧片组、推拉杆6，推拉杆6上装有松弛弹簧13；推拉头7通过锁紧螺母33固定安装在推拉杆6下端，铰链15一端通过铰链轴与推拉头7铰接，另一端通过铰链轴16与指节8铰接，同时指节8通过指节轴17与安装座18铰接在一起；连接杆固定板40通过螺钉38固联在安装座18上，连接杆9安装在连接杆固定板40中心并通过压板35进行轴向定位，弹簧23套装在连接杆9上，连接环24套装在连接杆9下端对弹簧23进行轴向定位，吸盘滑槽10焊接在连接环24且其数量与安装位置与指节8的数量及安装位置对应；活动手架19通过导向滑槽安装在吸盘滑槽10上且其一端通过活动手架销30与指节8铰接，弹簧挡块31通过挡块螺钉32固定在活动手架19上，在吸盘滑槽10的滑槽内装有回拉弹簧22，回拉弹簧22两端分别与弹簧挡块31和吸盘滑槽10端面相连接；真空吸盘20通过铰销42安装在活动手架19上。

其中所述套筒5由左半套筒5-1、右半套筒5-2组成，左半套筒5-1和右半套筒5-2分别通过套筒销39与套筒连接座25连接。

所述碟簧片组由两片碟簧片28对装成一组。

所述摩擦片29为表面带有微小波浪形凸起的片体，以增加接触力；

松弛弹簧13用于调节接触力大小。

所述指节8的数量三个以上，其等角度分布于圆周范围。

所述真空吸盘20通过铰销42安装在活动手架19上，真空吸盘可根据待提升物21类型选用标准吸盘。

根据待提升物21尺寸的变化可在每一吸盘滑槽10上布置1个或多个活动手架19，相应地真空吸盘20数量与活动手架19数量保持一致。

本发明的工作过程是：

气流通过管接头Ⅰ3进入缸筒12上腔，推动活塞1沿缸筒12轴线竖直向下运动，推动活塞杆2沿轴向竖直向下运动，从而带动活塞杆固定板26下移依次压紧碟簧片组、摩擦片29、碟簧片组及推拉杆6，推拉杆6将运动传递给推拉头7，从而使机械手指节8绕指节轴17逆时针旋转，带动机械手活动手架19向外伸张，从而推动回拉弹簧22收缩并带动活动手架19上的三个真空吸盘20延吸盘滑槽10水平向外移动，此时机械手可吸取较大物体；当气流通过管接头Ⅱ41进入缸筒12下腔，驱动气缸收缩时带动机械手指节8绕指节轴17顺时针旋转，带动机械手活动手架19向内收拢，回拉弹簧22复原伸长推动真空吸盘20回到原位置，此时机械爪可吸取较小的物体。调整好指节8张开角度后，真空吸盘机械手爪由外部驱动带动真空吸盘20到被抓取物体表面，启动真空泵，使吸盘20内产生负压,将待提升物21吸附,外部驱动带动真空吸盘机械手爪至预定位置时,转换外部真空控制开关，关闭真空并反向吹气，使真空吸盘20内由负气压变成零气压或偏正气压, 则待提升物与真空吸盘20脱离,搬运任务完成。

本发明的有益效果是：

（1）可以吸取表面扁平或较大的物块，如玻璃等；

（2）真空吸盘式机械手运用了真空泵吸著原理，利用机械手代替人工送料，安全可靠，效率高，成本低，实用性好；

（3）可通过调整吸盘的位置及数量抓取不同大小的物体，方便实用；

本发明装置实现吸盘在X、Y平面的水平滑动和Z方向的竖直运动，同时配合外接大臂的运动，实现对工件的搬运，本发明设计巧妙，操作简便，可实现对不同大小的物块进行抓放，满足实际生产的需要。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明套筒内部连接结构局部放大图；

图3为本发明装置结构轴测示意图；

图4为本发明吸盘滑槽与真空吸盘俯视图;

图5为本发明真空吸盘与吸盘滑槽连接示意图；

图6为本发明装置俯视结构示意图；

图7为图6A-A向旋转剖视图；

图8为本发明活动支架部分的剖视示意图；

图9为本发明套筒结构示意图；

图10为本发明碟簧片结构示意图

图11为本发明摩擦片结构示意图；

图中：1-活塞；2-活塞杆；3-管接头；4-前缸盖；5-套筒；5-1-左半套筒；5-2-右半套筒；6-推拉杆；7-推拉头；8-指节；9-连接杆；10-吸盘滑槽；11-后缸盖；12-缸筒；13-松弛弹簧；14-连接座；15-铰链；16-铰链轴；17-指节轴；18-安装座；19-活动手架；20-真空吸盘；21-待提升物；22-回拉弹簧；23-弹簧；24-连接环；25-套筒连接座；26-活塞杆固定板；27-活塞销；28-碟簧片；29-摩擦片；30活动手架销；31-弹簧挡块；32-挡块螺钉；33-锁紧螺母；34-活塞螺母；35-压板；36-密封环；37-密封圈；38-螺钉；39-套筒销；40-连接杆固定板；41-管接头Ⅱ；42-铰销。

具体实施方案

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1: 如图1-11所示，本真空吸盘机械手爪包括活塞1、活塞杆2、管接头Ⅰ3、前缸盖4、套筒5、推拉杆6、推拉头7、三个指节8、连接杆9、吸盘滑槽10、后缸盖11、缸筒12、松弛弹簧13、连接座14、铰链15、铰链轴16、指节轴17、安装座18、活动手架19、真空吸盘20、回拉弹簧22、弹簧23、连接环24、套筒连接座25、活塞杆固定板26、活塞销27、碟簧片组、摩擦片29、活动手架销30、弹簧挡块31、挡块螺钉32、锁紧螺母33、活塞螺母34、压板35、密封环36、密封圈37、连接杆固定板40、管接头Ⅱ41、铰销42；其中缸筒12通过前缸盖4上端的外螺纹与其连接，后缸盖11通过缸筒12上端的内螺纹与其连接，缸筒12内的活塞1通过活塞螺母34与活塞杆2连接，密封环36装在活塞1上与缸筒12形成密封配合，密封圈37装在前缸盖4上与活塞杆2形成密封配合，管接头Ⅰ3设置在缸筒12上紧邻后缸盖11并与缸筒12上腔连通，管接头Ⅱ41设置在缸筒12上紧邻前缸盖4，连接座14通过前缸盖4下端的外螺纹与其连接，套筒连接座25通过前缸盖4下端的外螺纹与其连接，套筒5设置在套筒连接座25内，活塞杆2下端伸入套筒5中，活塞杆固定板26通过活塞销27与活塞杆2下端相连接，套筒5内活塞杆固定板26下方轴向依次安装碟簧片组、5个摩擦片29、碟簧片组、推拉杆6，推拉杆6上装有松弛弹簧13；推拉头7通过锁紧螺母33固定安装在推拉杆6下端，铰链15一端通过铰链轴与推拉头7铰接，另一端通过铰链轴16与指节8铰接，同时指节8通过指节轴17与安装座18铰接在一起；连接杆固定板40通过螺钉38固联在安装座18上，连接杆9安装在连接杆固定板40中心并通过压板35进行轴向定位，弹簧23套装在连接杆9上，连接环24套装在连接杆9下端对弹簧23进行轴向定位，3个吸盘滑槽10焊接在连接环24且其数量与安装位置与指节8的数量及安装位置对应；活动手架19通过导向滑槽安装在吸盘滑槽10上且其一端通过活动手架销30与指节8铰接，弹簧挡块31通过挡块螺钉32固定在活动手架19上，在吸盘滑槽10的滑槽内装有回拉弹簧22，回拉弹簧22两端分别与弹簧挡块31和吸盘滑槽10端面相连接；真空吸盘20通过铰销42安装在活动手架19上。

其中所述套筒5由左半套筒5-1、右半套筒5-2组成，左半套筒5-1和右半套筒5-2分别通过套筒销39与套筒连接座25连接。

所述碟簧片组由两片碟簧片28对装成一组。

所述摩擦片29为表面带有微小波浪形凸起的片体，以增加接触力；

设置三个指节8，按120°角度分布于圆周范围；

每一吸盘滑槽10上布置1个活动手架19。

实施例2：本实施例结构同实施例1，不同在于设置四个指节8，按90°角度分布于圆周范围；4个吸盘滑槽10焊接在连接环24上且安装位置与指节8安装位置对应；

所述真空吸盘20通过铰销42安装在活动手架19上，真空吸盘可根据待提升物21类型选用标准吸盘；每一吸盘滑槽10上布置2个或多个活动手架19，活动手架之间串联固结在一起，相应地真空吸盘20数量与活动手架19数量保持一致。

此方案通过增加真空吸盘20数量并改变其布局的方式获取更大、更稳定的吸附力，待提升物21的尺寸及重量成倍增加。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种真空吸盘机械手爪，其特征在于：包括活塞（1）、活塞杆（2）、管接头Ⅰ（3）、前缸盖（4）、套筒（5）、推拉杆（6）、推拉头（7）、三个以上指节（8）、连接杆（9）、吸盘滑槽（10）、后缸盖（11）、缸筒（12）、松弛弹簧（13）、连接座（14）、铰链（15）、铰链轴（16）、指节轴（17）、安装座（18）、活动手架（19）、真空吸盘（20）、回拉弹簧（22）、弹簧（23）、连接环（24）、套筒连接座（25）、活塞杆固定板（26）、活塞销（27）、碟簧片组、摩擦片(29)、活动手架销（30）、弹簧挡块（31）、挡块螺钉（32）、锁紧螺母（33）、活塞螺母（34）、压板（35）、密封环（36）、密封圈（37）、连接杆固定板（40）、管接头Ⅱ（41）、铰销（42）；其中缸筒（12）通过前缸盖（4）上端的外螺纹与其连接，后缸盖（11）通过缸筒（12）上端的内螺纹与其连接，缸筒（12）内的活塞（1）通过活塞螺母（34）与活塞杆（2）连接，密封环（36）装在活塞（1）上与缸筒（12）形成密封配合，密封圈（37）装在前缸盖（4）上与活塞杆（2）形成密封配合，管接头Ⅰ（3）设置在缸筒（12）上紧邻后缸盖（11）并与缸筒（12）上腔连通，管接头Ⅱ（41）设置在缸筒（12）上紧邻前缸盖（4）并与缸筒（12）下腔连通，连接座（14）通过前缸盖（4）下端的外螺纹与其连接，套筒连接座（25）通过前缸盖（4）下端的外螺纹与其连接，套筒（5）设置在套筒连接座（25）内，活塞杆（2）下端伸入套筒（5）中，活塞杆固定板（26）通过活塞销（27）与活塞杆（2）下端相连接，套筒（5）内活塞杆固定板（26）下方轴向依次安装碟簧片组、一个以上摩擦片（29）、碟簧片组、推拉杆（6），推拉杆（6）上装有松弛弹簧（13）；推拉头（7）通过锁紧螺母（33）固定安装在推拉杆（6）下端，铰链（15）一端通过铰链轴与推拉头（7）铰接，另一端通过铰链轴（16）与指节（8）铰接，同时指节（8）通过指节轴（17）与安装座（18）铰接在一起；连接杆固定板（40）通过螺钉（38）固联在安装座（18）上，连接杆（9）安装在连接杆固定板（40）中心并通过压板（35）进行轴向定位，弹簧（23）套装在连接杆（9）上，连接环（24）套装在连接杆（9）下端对弹簧（23）进行轴向定位，吸盘滑槽（10）焊接在连接环（24）且其数量与安装位置与指节（8）的数量及安装位置对应；活动手架（19）通过导向滑槽安装在吸盘滑槽（10）上且其一端通过活动手架销（30）与指节（8）铰接，弹簧挡块（31）通过挡块螺钉（32）固定在活动手架（19）上，在吸盘滑槽（10）的滑槽内装有回拉弹簧（22），回拉弹簧（22）两端分别与弹簧挡块（31）和吸盘滑槽（10）端面相连接；真空吸盘（20）通过铰销（42）安装在活动手架（19）上。

2.根据权利要求1所述真空吸盘机械手爪，其特征在于：套筒（5）由左半套筒（5-1）、右半套筒（5-2）组成，左半套筒（5-1）和右半套筒（5-2）分别通过套筒销（39）与套筒连接座（25）连接。

3.根据权利要求1或2所述真空吸盘机械手爪，其特征在于：碟簧片组由两片碟簧片（28）对装成一组。

4.根据权利要求3所述真空吸盘机械手爪，其特征在于：摩擦片（29）为表面带有微小波浪形凸起的片体。

5.根据权利要求4所述真空吸盘机械手爪，其特征在于：每一吸盘滑槽（10）上布置2个以上活动手架（19），且真空吸盘（20）数量与活动手架（19）数量一致。