一种联动式抱紧夹

技术领域

本发明涉及机械夹具设备技术领域，尤其是涉及一种联动式抱紧夹。

背景技术

机械夹或机械爪是一种能够代替人力夹持物件的机械装置，被广泛应用与机器人作业、起重机起吊等；机械夹想要夹紧物件，除了和夹持物件的形状结构有关，还和机械夹本身夹紧、松开的设计结构有关，通常的机械夹主要有两种夹持结构，一种是模拟人手关节转动的机械夹，另一种是同步开合直线移动的机械夹，而对于起吊大型圆柱形物件，第二种机械夹显然更加适合；目前这种同步直线移动开合的抱紧夹想要达到最佳的抱紧效果，还需要解决许多难点，其中要解决的难点有机械夹臂直线移动的同步性、机械夹臂直线动作的稳定性和精确性，以及机械夹臂本身的夹持能力，传统的抱紧夹直接由多个气缸或者电机来驱动机械夹来夹持重物，由于仅靠气缸或电机之间的电气联动的话，同步效果较差，因此将导致机械夹臂的夹持能力和直线动作的稳定性和精确性都受到影响；

中国专利（CN20172168708102）公开了一种电动内部抱紧夹爪机构，该专利通过电机带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠拉动内筒在外筒的内部滑动，内筒的滑动带动小夹爪和连杆轴转动，最终利用小夹爪撑住产品的内壁，但是该机构仅能够用于搬运空心的筒状产品，无法搬运实心的圆柱体物品；因此，综上所述，目前市场上需要一种能够保证多个机械夹臂动作的同步性，并且机械夹臂的加持能力和直线动作的稳定性和精确性都较高的抱紧夹。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种联动式抱紧夹。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种联动式抱紧夹，包含下臂架、直线滑动机构、机械夹臂和同步限位机构；所述下臂架均布至少三个直线滑动机构，且直线滑动机构的移动方向均朝向下臂架的中心位置，每个直线滑动机构均设有能够跟随滑动件移动，并同步抱紧或松开的机械夹臂；所述下臂架的中心设有与多个直线滑动机构均对应连接，且能够保证多个直线滑动机构同步滑动的同步限位机构；

优选的，所述下臂架内部设有滑动空腔，直线滑动机构包含滑轨组件和滑动小车，滑轨组件由两个板面平行的夹板构成，两个夹板的相应端均通过端板可拆卸固定连接，两个夹板的内板面对称设有两个沿夹板轴向的轨道槽，轨道槽与滑动小车对应滑动连接；

优选的，所述滑动小车包含水平设置的小车架板，小车架板的两侧对称设有多个能与相应轨道槽下槽壁抵触滚动的下滚轮，以及两个能与相应轨道槽上槽壁抵触滚动的上滚轮，且小车架板与机械夹臂对应连接；

优选的，所述小车架板的一端固定设有能够与端板抵触的缓冲块，所述上滚轮位于小车架板的另一端；

优选的，所述机械夹臂包含驱动机构、螺杆、主动滑块、轴承座、滑杆和从动滑块，驱动机构的驱动端与螺杆的头端对应连接，且螺杆的头端杆身与直线滑动机构对应连接，螺杆的杆身设有主动滑块，螺杆的尾端与轴承座对应配合连接，轴承座的底部面设有与滑杆头端对应连接的定位座，滑杆与螺杆对应同轴，滑杆的杆身设有从动滑块和用于夹持圆柱重物的夹板，从动滑块通过连杆与主动滑块对应连接，滑杆的尾端设有固定座，所述从动滑块与相邻两抱紧爪的固定座之间均铰接设有一联动杆；

优选的，所述下臂架内设有多个用于驱动相应直线滑动机构的驱动器；

优选的，所述机械夹臂包含主轴和夹持杆；主轴的头端通过推杆与滑动小车对应连接，且该端的杆身通过销轴与下臂架对应铰接，主轴的尾端与夹持杆的固定端对应连接，夹持杆与主轴呈一定夹角，夹持杆的夹持端对应朝向圆柱重物的下半部分；

优选的，所述夹持杆与主轴的夹角为120-160°；

优选的，所述同步限位机构包含转盘轴、转动轴承、同步转盘和同步连杆，下臂架的底面中央固定设有转盘轴，转盘轴的轴身套装有转动轴承，转动轴承的外圈外壁套装有同步转盘，同步转盘的外缘铰接设有多根同步连杆，同步连杆的另一端分别与相应直线滑动机构铰接；

优选的，所述转盘轴的轴身设有用于抵触转动轴承内圈内端的轴肩，所述同步转盘中央设有用于安装并抵触转动轴承外圈内端的台阶通孔，所述转动轴承的外端面设有弹簧挡圈，所述同步转盘台阶通孔的沉孔孔壁设有适配弹簧挡圈卡入的环形卡槽，所述转盘护板的内板面同轴固定有用于抵触转动轴承内圈外端的顶套。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的一种联动式抱紧夹，采用的是多个机械夹臂沿相应滑轨组件的轴向同步移动抱紧的方式，通过直线滑动机构能够保证机械夹臂直线动作的稳定性和精确性，通过同步限位机构则是能够保证多个机械夹臂的同步度，从而保证多个机械夹臂对圆柱重物的夹持能力；此外，直线滑动机构中的滑轨组件采用双夹板设计，在保证结构强度和移动平衡的同时，留出间隙不妨碍机械夹臂的安装和移动，滑动小车卡在滑轨组件之间利用滚轮移动，大大提高了机械夹臂动作的灵活性，且滑动小车上滚轮和下滚轮的设计结构，以及与轨道槽之间的配合结构，也增加了机械夹臂动作的稳定性；

根据需要，通过同步限位机构中设置的同步转盘，使得直线滑动机构在做直线运动的时候，能够通过同步连杆带动同步转盘转动，同步转盘转动时又会通过每个同步连杆，反馈给每个直线滑动机构，使得机械夹臂具有更好的同步性，从而使得整个抱紧夹具有更好的抱紧效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为机械夹臂的结构示意图；

图3为图2中的A部结构放大示意图；

图4为图2中的B部结构放大示意图；

图5为同步限位机构的结构示意图；

图6为为转盘护板的结构示意图；

图7为图6的C部结构放大示意图；

图8为机械夹臂的另一结构示意图。

图中：1、下臂架；2、直线滑动机构；201、滑轨组件；20101、夹板；20102、端板；20103、轨道槽；202、滑动小车；20201、小车架板；20202、下滚轮；20203、上滚轮；20204、缓冲块；3、机械夹臂；301、驱动机构；302、螺杆；303、主动滑块；304、轴承座；305、滑杆；306、从动滑块；307、爪片；308、连杆；309、固定座；3010、保护壳；3011、线槽；3012、主轴；3013、夹持杆；3014、定位座；4、同步限位机构；401、转盘轴；402、转动轴承；403、同步转盘；404、同步连杆；405、连接螺钉；406、转盘护板；407、顶套；408、弹簧挡圈；5、联动杆。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

结合附图1-8所述的一种联动式抱紧夹，包含下臂架1、直线滑动机构2、机械夹臂3和同步限位机构4；所述下臂架1均布至少三个直线滑动机构2，并且由于直线滑动机构2的数量决定了机械夹臂3的数量，因此为了保证机械夹臂3的夹持能力，将数量设为三个、四个、五个、六个或八个，其中设为六个为最佳，直线滑动机构2的移动方向均朝向下臂架1的中心位置，此外，所述下臂架1内部设有滑动空腔，直线滑动机构2包含滑轨组件201和滑动小车202，滑轨组件201由两个板面平行的夹板20101构成，滑轨组件201采用双夹板20101设计，在保证结构强度和移动平衡的同时，留出间隙不妨碍机械夹臂3的安装和移动，两个夹板20101的相应端均通过端板20102可拆卸固定连接，保证连接强度的同时，便于拆下端板20102，安装滑动小车202，两个夹板20101的内板面对称设有两个沿夹板20101轴向的轨道槽20103，轨道槽20103用于支撑滑动小车202移动，根据需要，轨道槽20103对应贯通相应夹板20101的外端面，便于滑动小车202从轨道槽20103的贯通端进行安装，轨道槽20103与滑动小车202对应滑动连接，滑动小车202沿滑轨组件201轴向移动，使得多个机械夹臂3相互靠近或远离，从而实现抱紧和松开的动作，非常适合对大型圆柱形物件的抱紧夹持；

根据需要，所述滑动小车202包含水平设置的小车架板20201，小车架板20201的两侧对称设有多个能与相应轨道槽20103下槽壁抵触滚动的下滚轮20202，根据需要，轨道槽20103下槽壁内表面固定有倒V形导轨，下滚轮20202设为与导轨适配的V形轮，保证下滚轮20202沿导轨直线滚动；此外，小车架板20201的两侧对称安装有四个下滚轮20202，保证滑动小车202移动平稳，并具有足够的承载能力，小车架板20201的两侧对称设有两个能与相应轨道槽20103上槽壁抵触滚动的上滚轮20203，防止滑动小车202上下窜动；根据需要，小车架板20201安装上滚轮20203的内端呈上翘状，则上滚轮20203能够适当做的小一些；此外，上滚轮20203设为尼龙轮等非金属轮，能够便于滑动小车202向轨道槽20103中安装，所述小车架板20201与机械夹臂3对应连接；

另外，所述小车架板20201的一端固定设有能够与端板20102抵触的缓冲块20204，在滑动小车202移动到滑轨组件201外端端板20102时起到缓冲的作用，所述上滚轮20203位于小车架板20201的尾端，使上滚轮20203在抵触到轨道槽20103端面时能够起到一定的缓冲作用，所述上滚轮20203位于小车架板20201的另一端；滑动小车202卡在滑轨组件201之间利用滚轮移动，大大提高了机械夹臂3动作的灵活性，且滑动小车202的上滚轮20203和下滚轮20202的设计结构，以及与轨道槽20103之间的配合结构，也增加了机械夹臂3直线动作的稳定性，使得整个抱紧夹能够起到更好的抱紧效果；小车架板20201的下板面中央连接有下端伸出相应两夹板20101间隙的连接杆，连接杆的宽度小于两夹板20101的间隙，连接杆的下端与机械夹臂3的上端固定连接，保证不妨碍整个机械夹臂3移动，特别的，所述下臂架1内设有多个用于驱动相应直线滑动机构2的驱动器，若机械夹臂3不具备主动动作的能力，通过驱动器带动滑动小车202沿滑轨组件201移动，即可带动多个机械夹臂3进行同步抱紧或松开，若机械夹臂3具备主动动作的能力，通过将驱动器和机械夹臂3自身的驱动机构301调整为同步状态，能够进一步提高多个机械夹臂3在动作过程中的同步度，另外，该驱动器能够设为电机、气缸、油缸等；

每个直线滑动机构2均设有能够跟随滑动件移动，并同步抱紧或松开的机械夹臂3；此外，机械夹臂3在实际应用时可以为：所述机械夹臂3包含驱动机构301、螺杆302、主动滑块303、轴承座304、滑杆305和从动滑块306，驱动机构301的驱动端与螺杆302的头端对应连接，通过驱动机构301来控制螺杆302的转动，根据需要，所述驱动机构301由电机、减速器和变频器构成，其中减速器的输出端与螺杆302的头端对应驱动连接，变频器能够控制电机输出轴的正反转，而减速器则是能够增大电机输出轴的扭矩，并且由于螺杆302与电机的输出轴对应垂直，因此通过减速器能够更好得完成电机的动力传递；螺杆302的头端杆身与直线滑动机构2对应连接，从而使整个机械夹臂3能够进行稳定且精准的直线运动，螺杆302的杆身设有主动滑块303，当螺杆302正转时，主动滑块303随之上升，当螺杆302反转时，主动滑块303随之下降，特别的，所述螺杆302外设有保护壳3010，保护壳3010的尾端与固定座309之间设有线槽3011，该线槽3011不仅能够起到加强保护壳3010和固定座309各自连接强度的目的，内部还能够供电缆线穿过，起到电缆线集中放置以及保护电缆线的作用，通过保护壳3010既能够防止灰尘影响螺杆302和主动滑块303之间的滑动状态，又能够限制滑块的转动，让滑块仅沿螺杆302进行升降移动，而线槽3011则是能够进一步提高滑杆305的稳定性，特别的，线槽3011的形状设为V形，从而提高线槽3011自身的可靠性；

螺杆302的尾端与轴承座304对应配合连接，通过轴承座304的配合，能够让螺杆302单独被驱动转动，不会影响其他部件，轴承座304的底部面设有与滑杆305的头端对应连接的定位座3014，该定位座3014用于固定滑杆305的头端位置，滑杆305与螺杆302对应同轴，滑杆305的杆身设有从动滑块306和用于夹持圆柱重物的爪片307，另外，所述爪片307的表面设有防滑纹，能够提高爪片307对圆柱重物的夹持能力，并且爪片307的形状设为V形，从而提高爪片307与圆柱重物的接触面积，从而提高抱紧夹的整体夹持能力，该V形的角度为150-179°，其中175°为最佳，从动滑块306通过连杆308与主动滑块303对应连接，根据需要，所述连杆308设为多根，进一步提高主动滑块303和从动滑块306之间连接的稳定性，滑杆305的尾端设有固定座309，且从动滑块306与相邻两抱紧爪的固定座309之间均铰接设有一联动杆5，通过多个从动滑块306同时沿相应滑杆305进行升降动作，然后相邻机械夹臂3之间的联动杆5则进行交叉动作，此时是由多个联动杆5来保障机械夹臂3对物体的夹持力，同时多个机械夹臂3也会驱动相应的直线滑动机构2同步向下臂架1的中心移动，最终完成对圆柱重物的抓取操作，另外，直线滑动机构2是被动动作，只起到承重的作用；此外，所述联动杆5与固定座309之间通过关节轴承连接，能够增强联动杆5动作的灵活性，并且联动杆5在动作时与固定座309之间的摩擦力较小，从而减小联动杆5的磨损，进而提高本夹紧装置的使用寿命；

或者，机械夹臂3在实际应用时也可以为：所述机械夹臂3包含主轴3012和夹持杆3013；主轴3012的头端通过推杆与滑动小车202对应连接，且该端的杆身通过销轴与下臂架1对应铰接，由滑动小车202来驱动主轴3012沿铰接点转动，即使得主轴3012的尾端接近或者远离圆柱重物，主轴3012的尾端与夹持杆3013的固定端对应连接，夹持杆3013与主轴3012呈一定夹角，夹持杆3013的夹持端对应朝向圆柱重物的下半部分，能够保证在夹持状态下，夹持杆3013的夹持端紧紧贴合圆柱重物中部的外壁面，从而达到紧固夹持的目的；并且该实施例中的机械夹臂3不具备主动动作的能力，因此需要通过具有驱动器的直线滑动机构2来带动机械夹臂3进行夹紧动作，以及保证多个机械夹臂3的直线运动的精确性；特别的，所述夹持杆3013与主轴3012的夹角为120-160°，其中最优的夹角为140°；

所述下臂架1的中心设有与多个直线滑动机构2均对应连接的同步限位机构4，并且多个直线滑动机构2位于同一水平面上，该同步限位机构4即能够进一步保证多个直线滑动机构2在动作时保持同步，还能够限制多个直线滑动机构2的最大滑动距离，防止出现抱紧夹卡死的情况，根据需要，所述同步限位机构4包含转盘轴401、转动轴承402、同步转盘403和同步连杆404，下臂架1的底面中央固定设有转盘轴401，转盘轴401的轴身套装有转动轴承402，转动轴承402的外圈外壁套装有同步转盘403，使得同步转盘403能够在转动轴承402的作用下与转盘轴401相对转动，同步转盘403的外缘铰接设有多根同步连杆404，通过设置同步转盘403，使得滑动小车202在做直线运动的时候，能够通过同步连杆404带动同步转盘403转动，同步转盘403转动时又会通过每个同步连杆404，反馈给每个滑动小车202，使得机械夹臂3具有更好的同步性，从而使得整个抱紧夹具有更好的抱紧效果，并且能够防止多个直线滑动机构2出现卡死的情况，特别的，该同步连杆404设为关节轴承连杆308，能够提高同步连杆404动作的自由度，同步连杆404的另一端分别与相应直线滑动机构2铰接；根据需要，转盘轴401的外端面通过连接螺钉405同轴固定连接有转盘护板406，即能够防尘，也能够防止同步转盘403脱落；此外，转盘轴401轴身设有用于抵触转动轴承402内圈内端的轴肩，同步转盘403中央设有用于安装并抵触转动轴承402外圈内端的台阶通孔，转动轴承402的外端面设有弹簧挡圈408，同步转盘403台阶通孔的沉孔孔壁设有适配弹簧挡圈408卡入的环形卡槽，转盘护板406的内板面同轴固定有用于抵触转动轴承402内圈外端的顶套407，保证整个同步转盘403连接稳固，转动灵敏，且便于拆装。

此外，本抱紧夹的实施例1为：下臂架1内部设有滑动空腔，直线滑动机构2包含滑轨组件201和滑动小车202，滑轨组件201由两个板面平行的夹板20101构成，两个夹板20101的相应端均通过端板20102可拆卸固定连接，两个夹板20101的内板面对称设有两个沿夹板20101轴向的轨道槽20103，轨道槽20103与滑动小车202对应滑动连接；滑动小车202包含水平设置的小车架板20201，小车架板20201的两侧对称设有多个能与相应轨道槽20103下槽壁抵触滚动的下滚轮20202，以及两个能与相应轨道槽20103上槽壁抵触滚动的上滚轮20203，且小车架板20201与机械夹臂3对应连接；机械夹臂3包含驱动机构301、螺杆302、主动滑块303、轴承座304、滑杆305和从动滑块306，驱动机构301的驱动端与螺杆302的头端对应连接，驱动机构301放置于下臂架1上，且螺杆302的头端杆身对应配合穿过小车架板20201的中间，且螺杆302的头端杆身与直线滑动机构2对应连接，螺杆302的杆身设有主动滑块303，螺杆302的尾端与轴承座304对应配合连接，轴承座304的底端与滑杆305的头端对应固定连接，滑杆305的杆身设有从动滑块306和用于夹持圆柱重物的爪片307，从动滑块306通过连杆308与主动滑块303对应连接，滑杆305的尾端设有固定座309，所述从动滑块306与相邻两抱紧爪的固定座309之间均铰接设有一联动杆5；

所述同步限位机构4包含转盘轴401、转动轴承402、同步转盘403和同步连杆404，下臂架1的底面中央固定设有转盘轴401，转盘轴401的轴身套装有转动轴承402，转动轴承402的外圈外壁套装有同步转盘403，同步转盘403的外缘铰接设有多根同步连杆404，同步连杆404的另一端分别与相应直线滑动机构2铰接；在该结构的抱紧夹中，驱动源位于机械夹臂3上，通过多个机械夹臂3上的主动滑块303在相应驱动机构301的驱动下，同步动作，然后在联动杆5的作用下多个机械夹臂3沿相应的直线滑动机构2移动，实现多个机械夹臂3同步抱紧圆柱重物或松开圆柱重物, 另外，滑动小车202在移动过程中，通过同步限位机构4的同步连杆404和同步转盘403，能够进一步提高本抱紧夹的同步度；

本抱紧夹的实施例2为：下臂架1内部设有滑动空腔，以及多个用于驱动相应直线滑动机构2的驱动器，直线滑动机构2包含滑轨组件201和滑动小车202，滑轨组件201由两个板面平行的夹板20101构成，两个夹板20101的相应端均通过端板20102可拆卸固定连接，两个夹板20101的内板面对称设有两个沿夹板20101轴向的轨道槽20103，轨道槽20103与滑动小车202对应滑动连接；滑动小车202包含水平设置的小车架板20201，小车架板20201的两侧对称设有多个能与相应轨道槽20103下槽壁抵触滚动的下滚轮20202，以及两个能与相应轨道槽20103上槽壁抵触滚动的上滚轮20203，且小车架板20201与机械夹臂3对应连接；机械夹臂3包含驱动机构301、螺杆302、主动滑块303、轴承座304、滑杆305和从动滑块306，驱动机构301的驱动端与螺杆302的头端对应连接，且螺杆302的头端杆身与直线滑动机构2对应连接，螺杆302的杆身设有主动滑块303，螺杆302的尾端与轴承座304对应配合连接，轴承座304的底端与滑杆305的头端对应固定连接，滑杆305的杆身设有从动滑块306和用于夹持圆柱重物的爪片307，从动滑块306通过连杆308与主动滑块303对应连接，滑杆305的尾端设有固定座309，所述从动滑块306与相邻两抱紧爪的固定座309之间均铰接设有一联动杆5；

所述同步限位机构4包含转盘轴401、转动轴承402、同步转盘403和同步连杆404，下臂架1的底面中央固定设有转盘轴401，转盘轴401的轴身套装有转动轴承402，转动轴承402的外圈外壁套装有同步转盘403，同步转盘403的外缘铰接设有多根同步连杆404，同步连杆404的另一端分别与相应直线滑动机构2铰接；在该结构的抱紧夹中，机械夹臂3和直线滑动机构2均有着驱动源，因此多个机械夹臂3上的主动滑块303在相应驱动机构301的驱动下实现同步升降动作，然后带动联动杆5同时收缩或伸张，此时多个直线滑动机构2也在驱动器的控制下配合相应的机械夹臂3移动，实现多个机械夹臂3同步抱紧圆柱重物或松开圆柱重物，双驱动源能够进一步提高本抱紧夹对圆柱重物的夹持能力，但是实现同步动作需要经过多次的调整, 另外，滑动小车202在移动过程中，通过同步限位机构4的同步连杆404和同步转盘403，能够进一步提高本抱紧夹的同步度；

本抱紧夹的实施例3为：下臂架1内部设有滑动空腔，以及多个用于驱动相应直线滑动机构2的驱动器，直线滑动机构2包含滑轨组件201和滑动小车202，滑轨组件201由两个板面平行的夹板20101构成，两个夹板20101的相应端均通过端板20102可拆卸固定连接，两个夹板20101的内板面对称设有两个沿夹板20101轴向的轨道槽20103，轨道槽20103与滑动小车202对应滑动连接；滑动小车202包含水平设置的小车架板20201，小车架板20201的两侧对称设有多个能与相应轨道槽20103下槽壁抵触滚动的下滚轮20202，以及两个能与相应轨道槽20103上槽壁抵触滚动的上滚轮20203，且小车架板20201与机械夹臂3对应连接；所述机械夹臂3包含主轴3012和夹持杆3013；主轴3012的头端通过推杆与滑动小车202对应连接，且该端的杆身通过销轴与下臂架1对应铰接，主轴3012的尾端与夹持杆3013的固定端对应连接，夹持杆3013与主轴3012呈一定夹角，夹持杆3013的夹持端对应朝向圆柱重物的下半部分；

所述同步限位机构4包含转盘轴401、转动轴承402、同步转盘403和同步连杆404，下臂架1的底面中央固定设有转盘轴401，转盘轴401的轴身套装有转动轴承402，转动轴承402的外圈外壁套装有同步转盘403，同步转盘403的外缘铰接设有多根同步连杆404，同步连杆404的另一端分别与相应直线滑动机构2铰接；在该结构的抱紧夹中，通过多个驱动器同步带动多个直线滑动机构2中的滑动小车202向下臂架1的中心移动，从而带动相应的机械夹臂3主轴3012沿铰接点转动，进而实现多个夹持杆3013同时向圆柱重物移动，直到将圆柱重物夹紧，另外；滑动小车202在移动过程中，通过同步限位机构4的同步连杆404和同步转盘403，能够进一步提高本抱紧夹的同步度。

本发明未详述部分为现有技术。