一种具有升降和旋转的复合运动机构及其夹持装置

技术领域

本发明属于自动化设备技术领域，特别是涉及一种具有升降和旋转的复合运动机构及其夹持装置。

背景技术

升降与旋转的复合运动在机械自动化领域经常出现在上料、组装、测量、测试、下料、包装等场合，如圆柱电池在生产时需要经过这些工序，往往需要圆柱电池在竖直放置和水平放置的姿态间进行切换。

通常情况下，升降与旋转会分解为两个工位的两次运动或者在同一个工位使用两个独立动力源(气缸、电机)分别驱动，这会导致空间、成本、重量的成倍增加。

当工位体积、占地较大时，分解到两个工位会导致系统庞大，会占用较大的空间，影响车间布局的灵活性，而在同一个工位使用两个动力源，则也导致整体的成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有升降和旋转的复合运动机构，通过升降板带动转轴升降时，第一随动器和第二随动器分别沿第一凸轮槽和第二凸轮槽运动，使得转轴在升降的过程同步产生转动，解决了现有升降与旋转机构占用空间大和成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种具有升降和旋转的复合运动机构，包括安装架，安装架滑动连接有升降板，以及固定连接驱动装置和凸轮槽板，所述驱动装置用于带动升降板实现升降移动；所述凸轮槽板沿升降板移动方向平行设置，且凸轮槽板侧面开设有第一凸轮槽和第二凸轮槽；所述升降板侧面转动连接有转轴；所述转轴固定连接有安装板，以及转轴的端部固定连接有安装座，并通过安装座安装有第一随动器和第二随动器；其中，第一随动器与第一凸轮槽配合，第二随动器与第二凸轮槽配合，使得升降板带动转轴升降时，第一随动器和第二随动器分别沿第一凸轮槽和第二凸轮槽运动，使得转轴产生转动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一凸轮槽和第二凸轮槽的上下两端均开设有竖直段，使得转轴移动至此位置时不产生转动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装架的上部和下部均安装有缓冲器，用于通过缓冲器对升降板进行缓冲。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括安装底座，且安装架与安装底座间滑动连接；所述安装底座转动连接有丝杠，安装架固定连接有与丝杠配合的丝母，用于通过转动丝杠实现对安装架进行水平位置的调节。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装底座固定连接有标尺，用于精确调整安装架的移动位置。

一种具有升降和旋转的复合运动机构的夹持装置，包括上述的具有升降和旋转的复合运动机构；其中，所述安装板侧面固定连接有一个或并排连接多个取料组件，用于通过取料组件取放物料，并通过升降板的升降移动，使得转轴实现升降和转动的复合运动，从而实现对物料位置和姿态的转换。

作为本发明的一种优选技术方案，所述取料组件为气缸夹爪或吸盘。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过在凸轮槽板侧面开设有第一凸轮槽和第二凸轮槽，在转轴的端部通过安装座安装有第一随动器和第二随动器，并且第一随动器与第一凸轮槽配合，第二随动器与第二凸轮槽配合，使得升降板带动转轴升降时，第一随动器和第二随动器分别沿第一凸轮槽和第二凸轮槽运动，使得转轴的升降的过程中同步产生转动，实现升降和旋转的复合运动，将升降和旋转结合为一体，并通过一个驱动装置即可实现，减小了整体的体积，以及降低了整体的投入成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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为本发明的一种具有升降和旋转的复合运动机构的结构示意图；

图2为图1后视视角的结构示意图；

图3为图1的正视图；

图4为图3的左视图；

图5为转轴和取料组件的结构示意图；

图6为升降板在升降过程中取料组件的位置结构示意图；

图7为图6另一侧视角的结构示意图；

图8为升降板升降在最上端时取料组件的位置结构示意图；

图9为图7另一侧视角的结构示意图；

图10为图8的正视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-安装架，2-升降板，3-驱动装置，4-凸轮槽板，5-安装底座，6-取料组件，101-缓冲器，201-转轴，202-安装板，203-第一随动器，204-第二随动器，401-第一凸轮槽，402-第二凸轮槽，403-竖直段，501-标尺。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

实施例一

请参阅图1～4所示，本发明为一种具有升降和旋转的复合运动机构，包括安装架1，安装架1通过导轨滑块机构滑动连接有升降板2，以及固定连接驱动装置3和凸轮槽板4，驱动装置3可为气缸，气缸的伸缩杆与升降板2连接，用于带动升降板2实现升降移动。

凸轮槽板4沿升降板2移动方向平行设置，且凸轮槽板4侧面开设有第一凸轮槽401和第二凸轮槽402，第一凸轮槽401和第二凸轮槽402可为沉槽结构或贯通槽结构。

如图5所示，升降板2侧面通过轴承座转动连接有转轴201，转轴201的轴向方向与凸轮槽板4侧面相垂直。转轴201固定连接有安装板202，以及转轴201的端部固定连接有安装座，并通过安装座安装有第一随动器203和第二随动器204。

其中，第一随动器203与第一凸轮槽401配合，第二随动器204与第二凸轮槽402配合，驱动装置3带动升降板2上下运动，使得升降板2带动转轴201升降时，第一随动器203和第二随动器204分别沿第一凸轮槽401和第二凸轮槽402运动，使得转轴201产生转动。

如图1、6和7所示，即第一凸轮槽401和第二凸轮槽402为转轴201在升降过程中同步转动时，第一随动器203和第二随动器204的运动轨迹，因此，如在升降板2在带动转轴201朝上运动时，第一随动器203和第二随动器204在受到第一凸轮槽401和第二凸轮槽402限制的过程中，使得转轴201产生转动，从而实现转轴201的升降和旋转的复合运动。

如图8～10所示，当升降板2上升至顶端位置后，第一随动器203和第二随动器204移动至第一凸轮槽401和第二凸轮槽402上端，转轴201停止转动，附图中转轴20由上往下运动中，完成的转动角度为90°。

同时，通过更改第一凸轮槽401和第二凸轮槽402的形状尺寸、调整凸轮位置、气缸行程等途径，可以实现不同旋转方向、转动角度大小、起止时间的调整。第一凸轮槽401和第二凸轮槽402的上下两端均开设有竖直段403，使得转轴201移动至此位置时不产生转动，使得升降板2在接近最高点和最低点位置时转轴201只做升降运动。

并且，安装架1的上部和下部均安装有缓冲器101，用于通过缓冲器101对升降板2进行缓冲，缓冲器101可为油压缓冲器。

实施例二

在实施例一的基础上，还包括安装底座5，且安装架1与安装底座5间通过导轨滑块滑动连接；安装底座5转动连接有丝杠，丝杠一端连接有手轮，安装架1固定连接有与丝杠配合的丝母，用于通过手轮转动丝杠，从而实现对安装架1进行水平位置的调节。

并且，安装底座5固定连接有标尺501，用于精确调整安装架1的移动位置，使得安装架1的位置能够灵活调节。

实施例三

如图5所示，一种具有升降和旋转的复合运动机构的夹持装置，包括实施例一或实施例二中的具有升降和旋转的复合运动机构。其中，安装板202侧面固定连接有一个或并排连接多个取料组件6，用于通过取料组件6取放物料，取料组件6为气缸夹爪或吸盘，如附图中的气缸夹爪，个数为5个。

驱动装置3带动升降板2升降，并通过升降板2的升降移动，使得转轴201实现升降和转动的复合运动，从而实现对物料位置和姿态的转换。

如升降板2由下往上运动时，则在最下端通过取料组件6将水平放置的圆柱电池夹持住，在升降板2上升过程中，转轴201逐渐转动，从而通过取料组件6带动圆柱电池由水平姿态逐渐转动成竖直状态，完成对圆柱电池的姿态转换。

若升降板2由上往下运动，则通过取料组件6抓取圆柱电池后，实现将圆柱电池由竖直状态转换为水平状态。通过一个气缸即可实现转轴201的升降和旋转的复合运动，从而即避免了升降与旋转会分解为两个工位的两次运动而造成的工位体积较大，又避免了在同一个工位使用两个独立动力源分别驱动，而导致成本成倍增加的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。