CN117583803A - 一种新型节能的电动夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明属于工件夹持技术领域，具体涉及一种新型节能的电动夹持器，包括驱动部和夹持部，夹持部装配在驱动部的上方；夹持部包括夹持器壳体、自锁连杆组件、传动机构和夹持臂，夹持器壳体装配在驱动部的上方，自锁连杆组件装配在夹持器壳体内部的顶端，夹持器壳体的外侧转动连接有夹持臂，夹持臂与自锁连杆组件的一端连接。本发明采用电力驱动，能量转化率相较于气动驱动更高，成本更低，且所使用设备成本低，供应链稳定，无需配备复杂供给系统，前期投入低，后期维护简单，且其内部设置有自锁结构，断电依旧能够保持夹持状态以及打开后的特定角度，不会因动力消失出现工件脱落等安全问题。

Description

一种新型节能的电动夹持器

技术领域

本发明属于工件夹持技术领域，具体涉及一种新型节能的电动夹持器。

背景技术

汽车白车身焊装线、钣金零部件焊装线、电池包箱体，在焊接前要对钣金材料通过工装定位同时用夹持器夹紧固定后才能进行焊接工艺，以保证焊点和焊装组件的焊接质量，目前市面应用的夹持器主要分为手动和气动两种类型，手动夹持器主要应用于生产节拍较低的人工生产工位，气动夹持器主要应用于生产节拍较高的自动化生产线或工作站。

目前在自动化生产线中，使用气动夹持器的生产线需通过控制气动电磁阀的线圈工作来改变气路的通路从而改变气动夹持器作为驱动力的气缸的动作方向来实现夹持器的夹持状态，而夹持器气缸的动力源来自空气压缩机提供的压缩空气；

这种控制方式的能源供给系统复杂，且成本较高，并且还需后期维护成本的投入，且该系统所需使用的气动电磁阀岛成本高，供应链不可控，且使用过程中的能量转换率低，能量成本高，且在夹持工件过程中若出现气管意外脱落或破裂的情况，气动夹持器在负载重力，反向力或外力下会出现不可控的动作，从而出现位置不能保持，动力消失而导致工件脱落等不安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型节能的电动夹持器，采用电力驱动，能量转化率相较于气动驱动更高，成本更低，且所使用设备成本低，供应链稳定，无需配备复杂供给系统，前期投入低，后期维护简单，且其内部设置有自锁结构，断电依旧能够保持夹持状态以及打开后的特定角度，不会因动力消失出现工件脱落等安全问题。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种新型节能的电动夹持器，包括驱动部和夹持部，所述夹持部装配在驱动部的上方；

所述夹持部包括夹持器壳体、自锁连杆组件、传动机构和夹持臂，所述夹持器壳体装配在驱动部的上方，所述自锁连杆组件装配在夹持器壳体内部的顶端，所述夹持器壳体的外侧转动连接有夹持臂，所述夹持臂与自锁连杆组件的一端连接；

所述传动机构设置在夹持器壳体内部的一端，所述传动机构与自锁连杆组件连接，所述传动机构的底部与驱动部连接。

在一种优选方案中，所述传动机构包括丝杆、螺母件与驱动杆，所述丝杆的底部与驱动部连接，所述丝杆转动装配在夹持器壳体的内部，所述螺母件装配在丝杆的外侧，且所述螺母件与丝杆螺纹连接，所述驱动杆固定在螺母件的一侧，所述驱动杆与夹持器壳体滑动连接，所述驱动杆的顶部与自锁连杆组件转动连接。

在一种优选方案中，所述自锁连杆组件包括副连杆和输出杆，所述输出杆的一端与夹持器壳体转动连接，所述输出杆的另一端与副连杆转动连接，所述副连杆的另一端与驱动杆的顶部转动连接。

在一种优选方案中，所述驱动部包括驱动电机与角接触轴承，所述驱动电机通过法兰安装在夹持器壳体的底部，所述驱动电机的输出端与丝杆固定，所述角接触轴承内侧安装在丝杆的底部，所述角接触轴承的外侧与法兰固定。

在一种优选方案中，所述夹持器壳体内部一侧的顶端装配有夹持限位传感器。

在一种优选方案中，所述夹持器壳体内部一侧的底端装配有打开限位传感器。

在一种优选方案中，所述夹持臂的可旋转角度为0至135°。

在一种优选方案中，所述副连杆与输出杆的连接处以及副连杆与驱动杆的连接处均通过销轴连接。

本发明取得的技术效果为：

本发明通过驱动电机控制丝杆进行正反转，并根据设定每次启动驱动电机会控制丝杆进行特定圈数的旋转，进而能够带动驱动杆进行特定间距的上下移动，并通过自锁连杆组件带动夹持臂进行旋转，由于通过丝杆螺纹驱动夹持臂移动，且螺纹连接具备自锁特性，在驱动电机断电后夹持臂能够保持夹持状态不松动；

本发明通过设置的副连杆与输出杆，并设定特定的尺寸链，保持夹持臂处于夹持状态时，驱动杆24与副连杆25以及副连杆25与输出杆26之间的夹角能够呈90°，进而实现进一步自锁的功能，使得装置夹持工件后不会因为工件振动以及外部因素产生松动。

本发明通过可编程控制的驱动电机，使夹持器可以任意在机械结构范围0至135°内设定夹持器的打开角度，从而柔性的满足生产现场的多样需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明整体的剖面结构示意图；

图3是本发明夹持臂旋转特定角度后的剖面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、驱动部；2、夹持部；11、驱动电机；12、角接触轴承；21、夹持器壳体；22、丝杆；23、螺母件；24、驱动杆；25、副连杆；26、输出杆；27、夹持臂；28、夹持限位传感器；29、打开限位传感器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

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其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

请参阅附图1至图3所示，一种新型节能的电动夹持器，驱动部1和夹持部2，夹持部2装配在驱动部1的上方；

夹持部2包括夹持器壳体21、自锁连杆组件、传动机构和夹持臂27，夹持器壳体21装配在驱动部1的上方，自锁连杆组件装配在夹持器壳体21内部的顶端，夹持器壳体21的外侧转动连接有夹持臂27，夹持臂27与自锁连杆组件的一端连接；

传动机构设置在夹持器壳体21内部的一端，传动机构与自锁连杆组件连接，传动机构的底部与驱动部1连接；

上述中，在控制夹持臂27夹持与打开时，通过驱动部1带动传动机构运行，传动机构能够带动自锁连杆组件进行运动，并使得与其连接的夹持臂27进行旋转，且自锁连杆组件在特定角度时具备自锁性，能够保证夹持臂27处于夹持状态时，能够稳定的夹持工件，不会因为工件的振动等外部因素松动，且整体通过电能控制，转化效率高，反应速度快。

进一步的，本发明通过PLC直接控制驱动部1运行，即直接控制该装置进行夹持，不再需要中间控制元件气动电磁阀，从而减化了控制结构，极大的节省了元件成本，提高了产品的响应速度，能量转换从电能通过空气压缩机产生压缩空气再由压缩空气通过气缸转化为机械能的低效模式变成电能直接转换成机械能的高效模式。

在一个较佳的实施方式中，请一并参阅图2与图3，传动机构包括丝杆22、螺母件23与驱动杆24，丝杆22的底部与驱动部1连接，丝杆22转动装配在夹持器壳体21的内部，螺母件23装配在丝杆22的外侧，且螺母件23与丝杆22螺纹连接，驱动杆24固定在螺母件23的一侧，驱动杆24与夹持器壳体21滑动连接，驱动杆24的顶部与自锁连杆组件转动连接。

在该实施方式中，丝杆22可通过驱动部1控制旋转，旋转过程中能够在螺纹以及夹持器壳体21限位的状态下控制螺母件23与驱动杆24直线上升或下降，并在驱动杆24上升下降的过程中带动自锁连杆组件移动，并使得与其连接的夹持臂27产生旋转，且螺母件23与丝杆22之间采取螺纹连接，在装置断电时，丝杆22与螺母件23之间会形成自锁，以实现在断电情况下装置依旧能够完成夹持工作，如果断电发生在打开过程或打开状态，丝杆22与螺母件23之间形成的自锁功能保证夹持器不会发生不可控的动作，从而避免了意外断电情况下的生产安全。

其次，请一并参阅图2与图3，自锁连杆组件包括副连杆25和输出杆26，输出杆26的一端与夹持器壳体21转动连接，输出杆26的另一端与副连杆25转动连接，副连杆25的另一端与驱动杆24的顶部转动连接；

副连杆25与输出杆26的连接处以及副连杆25与驱动杆24的连接处均通过销轴连接；

上述，在夹持臂27处于夹持状态时，副连杆25与输出杆26之间的夹角呈90°，同时驱动杆24与副连杆25之间的夹角也呈90°，这样使得处于夹持状态时，即便断电，由于驱动杆24不会产生位移，进而使得驱动杆24与副连杆25以及副连杆25与输出杆26之间的夹角角度固定，使其具备锁定效果，保证断电状态夹持不会松动，有效减小电机的输出功率减少能源消耗的效果。

在一个较佳的实施方式中，请一并参阅图2与图3，驱动部1包括驱动电机11与角接触轴承12，驱动电机11通过法兰安装在夹持器壳体21的底部，驱动电机11的输出端与丝杆22固定，角接触轴承12内侧安装在丝杆22的底部，角接触轴承12的外侧与法兰固定。

上述，驱动电机11用于驱动丝杆22进行旋转，丝杆22旋转时会带动驱动杆24与自锁连杆组件运行使得夹持臂27产生旋转，进而控制夹持臂27处于打开或夹持状态。

进一步的，夹持臂27的可旋转角度为0至135°；

具体的，驱动电机11具体为可参数化设置的驱控一体电机，进而能够控制驱动夹持臂27旋转打开至0-135°之间的任意角度。

其次，请一并阅读图2与图3，夹持器壳体21内部一侧的顶端装配有夹持限位传感器28，夹持器壳体21内部一侧的底端装配有打开限位传感器29。

上述，夹持限位传感器28与打开限位传感器29同于检测驱动杆24所移动位置，其中夹持限位传感器28用于检测驱动杆24所升起的高度，当驱动杆24所升至最顶部，此时夹持臂27处于夹持状态，此时会控制驱动电机11停止，并在自锁连杆组件的自锁作用下维持夹持状态，而打开限位传感器29用于检测驱动杆24下降的高度，当驱动杆24下降至特定高度时，控制驱动电机11停止，根据驱动杆24所处高度，夹持臂27会处于0-135°旋转角度的状态，并在螺纹连接的自锁状态下保持驱动杆24所处高度，进而控制特定角度的打开状态。

本发明的工作原理为：在使用时，通过驱动电机11带动丝杆22旋转，并在螺纹以及夹持器壳体21限位的作用下带动驱动杆24进行升降，在驱动杆24处于下降过程中时，通过自锁连杆组件传动夹持臂27进行旋转，并在驱动杆24下降至特定高度时，控制驱动电机11停止运行，此时夹持臂27会处于0-135°之间的任意角度的打开状态，夹持臂27的具体旋转角度根据现场生产需求设定，且由于丝杆22与螺母件23为螺纹连接，在驱动电机11不运行时，螺母件23与丝杆22之间具备自锁性，能够维持夹持臂27特定角度的打开状态，而在进行夹持时，在驱动杆24处于上升过程中时，当控制驱动杆24上升至最顶部，控制驱动电机11停止运行，且此时用于连接驱动杆24与夹持臂27之间的副连杆25与输出杆26之间夹角呈90°，副连杆25与驱动杆24之间的夹角也成90°，且夹持臂27处于夹持状态，在螺纹自锁的基础上，通过驱动杆24、副连杆25与输出杆26呈现的夹角也能够实现进一步锁定，使得装置的夹持状态能够稳定维持，不会因为工件的震动以及外部因素松动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (8)

1.一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：包括驱动部（1）和夹持部（2），所述夹持部（2）装配在驱动部（1）的上方；

所述夹持部（2）包括夹持器壳体（21）、自锁连杆组件、传动机构和夹持臂（27），所述夹持器壳体（21）装配在驱动部（1）的上方，所述自锁连杆组件装配在夹持器壳体（21）内部的顶端，所述夹持器壳体（21）的外侧转动连接有夹持臂（27），所述夹持臂（27）与自锁连杆组件的一端连接；

所述传动机构设置在夹持器壳体（21）内部的一端，所述传动机构与自锁连杆组件连接，所述传动机构的底部与驱动部（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：所述传动机构包括丝杆（22）、螺母件（23）与驱动杆（24），所述丝杆（22）的底部与驱动部连接，所述丝杆（22）转动装配在夹持器壳体（21）的内部，所述螺母件（23）装配在丝杆（22）的外侧，且所述螺母件（23）与丝杆（22）螺纹连接，所述驱动杆（24）固定在螺母件（23）的一侧，所述驱动杆（24）与夹持器壳体（21）滑动连接，所述驱动杆（24）的顶部与自锁连杆组件转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：所述自锁连杆组件包括副连杆（25）和输出杆（26），所述输出杆（26）的一端与夹持器壳体（21）转动连接，所述输出杆（26）的另一端与副连杆（25）转动连接，所述副连杆（25）的另一端与驱动杆（24）的顶部转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：所述驱动部（1）包括驱动电机（11）与角接触轴承（12），所述驱动电机（11）通过法兰安装在夹持器壳体（21）的底部，所述驱动电机（11）的输出端与丝杆（22）固定，所述角接触轴承（12）内侧安装在丝杆（22）的底部，所述角接触轴承（12）的外侧与法兰固定。

5.根据权利要求1所述的一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：所述夹持器壳体（21）内部一侧的顶端装配有夹持限位传感器（28）。

6.根据权利要求1所述的一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：所述夹持器壳体（21）内部一侧的底端装配有打开限位传感器（29）。

7.根据权利要求1所述的一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：所述夹持臂（27）的可旋转角度为0至135°。

8.根据权利要求3所述的一种新型节能的电动夹持器，其特征在于：所述副连杆（25）与输出杆（26）的连接处以及副连杆（25）与驱动杆（24）的连接处均通过销轴连接。