一种自适应多角度夹取装置

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种自适应多角度夹取装置。

背景技术

由于用户目前所使用的档案盒规格不同，有高有低，所使用的档案架也不同，有的档案盒在档案架上横放，有的在档案架上竖放，也有一些档案盒在档案架上斜放，这导致常规的夹取机械手无法适应档案盒不同状态下的夹取工作。

发明内容

本发明提供一种自适应多角度夹取装置，能够夹取多种状态下的工件，至少解决上述现有技术存在的部分问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

一种自适应多角度夹取装置，包括夹板一、夹板二和两个夹板三，夹板一设置在导向座上，导向座上滑动安装有导向套，导向套上固定有固定套，固定套内穿插有能够转动的转轴一，转轴一上套接有能够转动的活动套，夹板二设置在活动套上，转轴一的两端分别套接有滑套，夹板三的夹板轴转动安装在滑套上，夹板二能够以转轴一为中心转动并配合夹板一将工件夹紧；夹板三能够以转轴一为中心转动并能够沿着转轴一的轴向移动，两个夹板三能够配合夹紧工件；导向座连接有转筒，转筒套接在转向轴上。

优选地，滑套上固定有连接座，连接座上转动安装有传动套，传动套上套接有第一锥齿轮，夹板轴上套接有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，两个传动套均滑动安装在一个转轴二上且与转轴二键配合。

优选地，至少一个连接座上固定有气缸三和滑轨，滑轨上滑动安装有齿条二，靠近齿条二的传动套上套接有与齿条二啮合的齿轮二，气缸三能够驱动齿条二沿着滑轨移动。

优选地，转向轴上滑动安装有键配合的复位筒，转筒上固定有定位拨杆，复位筒靠近定位拨杆的一端设置有复位部，当复位部向转筒方向移动时，复位部能够驱使定位拨杆转动到初始位置。

优选地，转向轴远离转筒的一端固定有连接臂，连接臂上设置有气缸五，气缸五用于驱动复位筒沿着转向轴的轴向移动，连接臂与移动机构连接。

优选地，活动套上固定有限位杆，两个滑套均与转轴一键配合，至少一个滑套上固定有转向拨杆，当活动套以转轴一为中心转动，使夹板二向夹板一靠近时，限位杆能够推动转向拨杆，使滑套一同转动。

优选地，导向套上固定有固定座，固定座上滑动安装有齿条一，转轴一上键连接有与齿条一啮合的齿轮一，固定座上设置弹簧一和气缸二，气缸二能够驱使齿条一移动并让齿条一压缩弹簧一，当气缸二不工作时，齿条一能够在弹簧一的作用下复位。

优选地，导向套上设置有气缸四，滑套上转动安装有限位环，气缸四的活动端铰接有两个连杆，两个连杆远离气缸四的端部分别与两个限位环铰接。

优选地，导向座上设置有气缸一，气缸一的活动端铰接有连接杆，夹板二上固定有铰接杆，连接杆与铰接杆铰接。

优选地，夹板二上固定有限位框，限位框能够抵在导向套上并在气缸一的作用下沿着导向座移动，导向座上固定有导向杆，导向杆上套有弹簧二，弹簧二能够推动导向套复位。

与现有技术对比，本发明的有益效果为：通过设置夹板一、夹板二和夹板三以及转筒等部件，在夹板一贴合工件表面的过程中，会带动转筒转动，使得夹板一的夹持面能够贴合到倾斜或水平的工件表面，根据工件处于水平状态、倾斜状态或竖直状态，夹板二和夹板三能够对应配合工件状态，实现对工件的夹取；在工件处于水平状态或倾斜状态时，夹板三能够与夹板二配合，形成更大夹持面，与夹板一配合夹持工件；在工件处于竖直状态时，夹板三能够独立运动，从工件两侧夹取工件，提高了机械爪的对不同状态工件的自适应夹取能力。

附图说明

图1为本发明夹板二和夹板三初始状态时的立体图。

图2为本发明夹板二和夹板三分离状态时的立体图。

图3为本发明转筒与复位筒的配合示意图。

图4为本发明夹板一、夹板二和夹板三的连接结构示意图。

图5为本发明限位杆和转向拨杆的配合示意图。

图6为本发明夹持竖放的档案盒时的示意图。

图7为本发明夹取斜放的档案盒时的示意图。

图中：1、夹板一，2、夹板二，21、限位框，22、铰接杆，23、连接杆，24、气缸一，25、导向杆，26、压片，27、弹簧二，3、夹板三，31、滑套，32、夹板轴，33、连接座，331、传动套，332、转轴二，333、齿轮二，334、气缸三，335、滑轨，336、齿条二，4、导向座，41、导向套，42、固定套，421、转轴一，43、活动套，431、限位杆，432、转向拨杆，44、固定座，441、气缸二，442、齿条一，443、弹簧一，444、齿轮一，45、气缸四，46、连杆，47、限位环，5、转向轴，51、转筒，52、定位拨杆，53、复位筒，54、连接臂，55、气缸五，56、法兰，6、连接架，7、配重块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5 所示，本发明实施例提供的一种自适应多角度夹取装置，包括夹板一1、夹板二2、导向座4、连接架6、两个夹板三3和一个角度复位机构，夹板一1、夹板二2和两个夹板三3均设置在导向座4上，夹板一1能够配合夹板二2夹持工件，两个夹板三3能够配合夹持工件，且夹板一1与夹板二2的夹持方向与两个夹板三3的夹持方向垂直，角度复位机构包括转筒51、转向轴5和复位筒53，其中，导向座4通过连接架6与转筒51固定连接，转筒51可转动的套接在转向轴5上，复位筒53滑动安装在转向轴5上且与转向轴5键配合。

如图3所示，转筒51的侧壁上固定有定位拨杆52，复位筒53靠近定位拨杆52的一端设置有复位部，复位部为“弹簧线形”的斜面，当复位部向转筒51方向移动时，复位部上的斜面能够驱使定位拨杆52转动。复位部上的斜面有一初始位置，无论转筒51在转向轴5上转动到何种角度，当定位拨杆52与斜面配合时，定位拨杆52都能在斜面的作用下转动到与初始位置配合，从而让转筒51带着夹板一1、夹板二2和夹板三3转动到初始角度，便于定位夹取和移送工件。

连接架6上固定有配重块7，能够让转筒51的轴心线穿过夹板一1、夹板二2、夹板三3、连接架6、配重块7以及导向座4上的所有相关部件所构成的整体的重心。

转向轴5远离转筒51的一端固定有连接臂54，连接臂54上固定安装有气缸五55，气缸五55的活动端与复位筒53连接，这样气缸五55能够驱动复位筒53沿着转向轴5的轴向移动，从而控制转筒51复位。连接臂54上固定有法兰56盘，连接臂54可通过法兰56盘与移动机构连接。移动机构可以是现有的多自由度机械臂或者XYZ轴移动平台等能够带动连接臂54移动和/或转动的机构。

如图1所示，夹板一1固定在导向座4远离转筒51的一侧。如图4所示，导向座4上安装有能够滑动的导向套41，导向套41背离夹板一1的一侧固定有固定套42，固定套42内穿插有转轴一421，转轴一421的中间部分为圆柱面，转轴一421的两端设置有花键。转轴一421的圆柱面部分套接活动套43。转轴一421与固定套42、活动套43均是转动配合的关系。

如图4所示，活动套43上固定有限位框21，限位框21中固定有铰接杆22，限位框21远离活动套43的一侧与夹板二2固定连接。夹板二2能够以转轴一421为中心转动，可以转动到与夹板一1平行。当导向套41沿着导向座4移动时，夹板二2能够与夹板一1配合，夹紧工件。转轴一421的两端分别套接有滑套31，两个滑套31均套接在转轴一421的花键上，因此滑套31能够与转轴一421同步转动。

夹板三3的一侧固定有夹板轴32，夹板轴32可转动地插接在滑套31上，通过转动夹板轴32，能够以夹板轴32为中心转动夹板三3。由于夹板三3设置在滑套31上，因此夹板三3也能够以转轴一421为中心转动。当驱使两个夹板三3沿着沿着转轴一421的轴向在转轴一421的花键部分移动时，两个夹板三3能够相互靠近并配合夹紧工件。

如图1所示，本发明的初始状态下，两个夹板三3和夹板二2平行布置且呈竖直状态，夹板一1为水平状态。

通过上述设置，本发明可夹取多种摆放角度的工件。以夹取档案盒为例，则首先通过移动机构，使夹板一1压在档案盒的上方，若档案盒为图7所示的倾斜状态，随着移动机构带着夹板一1向下移动，夹板一1的夹持面逐渐与档案盒的侧面贴合，在此过程中转筒51在转向轴5上自然转动，当驱使夹板二2和夹板三3以转轴一421为中心转动90度后，控制导向套41沿着导向座4移动，即可使夹板二2、夹板三3配合夹板一1将倾斜的工件夹住；若档案盒为水平状态，则夹取过程与倾斜状态类似，只是转筒51无需转动；若档案盒为图6所示的竖直状态，则在夹板二2转动到一定角度时，夹板二2的端部会抵到档案盒上，此时停止夹板二2的转动，驱动转轴一421继续转动，使得两个夹板三3能够转动到水平状态，此时驱使夹板三3以夹板轴32为中心转动，让夹板三3的夹持面朝向档案盒，之后驱使滑套31在转轴一421上移动，让两个夹板三3从档案盒的两个侧面夹紧档案盒即可。

综上所述，本发明的夹取装置可夹持多种角度的工件。

为了驱动夹板一1、夹板二2和夹板三3运动，实现上述配合，本发明具体采用的连接结构如下。

如图2和图4所示，导向座4上固定有导向杆25，导向杆25上套有弹簧二27，弹簧二27和导向套41之间的导向杆25上滑动安装有压片26，弹簧二27能够推动压片26，使得压片26压在导向套41上，维持导向套41的初始位置。在导向座4上固定安装气缸一24，气缸一24的活动端铰接有连接杆23，连接杆23与铰接杆22铰接。当气缸一24驱动连接杆23移动时，能够带动铰接杆22运动，使得夹板二2以转轴一421为中心转动，当夹板二2转动90度后，夹板二2的限位框21会抵在导向套41上，此时气缸一24继续工作，则会带动导向套41压缩弹簧二27并沿着导向座4移动，拉紧夹板二2和夹板一1之间的距离，使夹板二2能配合夹板一1夹紧工件。

为了夹板二2以转轴一421为中心转动时，夹板三3能够跟随转动，实现图7所示的效果。如图3和图4所示，在活动套43上固定安装一限位杆431，在其中一个滑套31上固定安装转向拨杆432，当气缸一24带动活动套43以转轴一421为中心转动时，限位杆431能够推动转向拨杆432，使滑套31一同转动。滑套31通过转轴一421带动另一个滑套31一同转动，实现夹板三3跟随夹板二2的转动。

为了实现图6所示的，在夹板二2抵在工件上之后，夹板三3进行主动转动。 在导向套41的侧面固定连接固定座44，并在固定座44上滑动安装齿条一442。在转轴一421套接与齿条一442啮合的齿轮一444。齿轮一444与转轴一421通过键配合传递扭矩。固定座44上安装弹簧一443和气缸二441。使用气缸二441驱使齿条一442移动并让齿条一442压缩弹簧一443，齿条一442移动时，驱动齿轮一444转动，进而带动转轴一421以及滑套31和夹板三3继续转动。当气缸二441不工作时，齿条一442能够在弹簧一443的作用下复位，通过齿条一442和齿轮一444的配合，使转轴一421转动，直到滑套31上的转向拨杆432再次抵到限位杆431上，夹板三3恢复与夹板二2的齐平状态。

如图4所示，为了同时驱动两个夹板轴32转动，控制夹板三3的夹持面朝向。在两个滑套31上均固定安装连接座33，在连接座33上通过轴承安装传动套331，传动套331上套接有第一锥齿轮，夹板轴32上套接有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，两个传动套331均可移动的套接在一个转轴二332上，两个传动套331与转轴二332花键配合。这样，当转轴二332转动时，转轴二332能同时带动两个夹板轴32转动。而为了控制转轴二332转动，在其中一个连接座33上固定安装气缸三334和滑轨335，在滑轨335上滑动安装齿条二336，气缸三334能够驱动齿条二336沿着滑轨335移动。在靠近齿条二336的传动套331上套接有与齿条二336啮合的齿轮二333，齿轮二333与传动套331过盈配合。当气缸三334工作时，便能驱动齿条二336移动，进而带动齿轮二333转动，使转轴二332驱动两个夹板轴32转动。

为了能够拉近两个夹板三3，使两个夹板三3能够配合夹紧工件。在导向套41上固定安装气缸四45，在滑套31上转动安装限位环47，同时，在气缸四45的活动端铰接两个连杆46，两个连杆46远离气缸四45的端部分别与两个限位环47铰接。当气缸四45伸缩时，便能够通过连杆46驱动限位环47，让限位环47带着滑套31在转轴一421上移动，使两个夹板三3能够相对移动。由于限位环47与滑套31之间是转动配合关系，因此限位环47不会妨碍滑套31的转动。

工作原理：在夹板一1、夹板二2和夹板三3的夹持面均设置压力传感器，判断夹持状态。具体流程为，夹板一1的夹持面先按压在工件上，在此过程中，夹持面逐渐与工件表面贴合，若夹板一1的夹持面与工件表面平行，则转筒51不会转动，若夹板一1的夹持面倾斜，则转筒51跟随转动。夹板一1按压在工件上一定压力后，气缸一24启动，气缸一24拉动夹板二2转动，若夹板二2在转动90度的过程中未遇到阻力，则会如图7所示，夹板二2和夹板三3一同配合夹板一1夹紧工件，完成夹取。若夹板二2在转动90度的过程中遇到阻力，则气缸一24停止工作，气缸二441和气缸三334工作，夹板三3继续转动直到累计转动90度，夹板三3转动，直到夹板三3的夹持面朝向工件表面，气缸四45启动，两个夹板三3在连杆46的作用下夹紧工件，完成夹取。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。