开爪机构及机械手的制作方法

1.本实用新型涉及钻修井作业设备技术领域，尤其是涉及一种开爪机构及机械手。


背景技术：

2.目前，钻修井作业已实现高度自动化，在高度自动化的钻修井作业设备中，通常配置有机械手，通过机械手来抓取管柱进而将管柱摆放到预定位置。现有机械手一般包括夹爪和开爪机构，通过控制开爪机构来驱动夹爪开闭，从而实现对管柱的释放或夹持。但相关技术中的开爪机构的传动结构复杂，拆卸不便，开爪机构中作为传动件的铜滑套属于易损件，当铜滑套损坏时，维修更换困难，进而降低了机械手的作业效率。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种开爪机构及机械手，以缓解相关技术中开爪机构中的铜滑套维修更换困难的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：
6.本实用新型提供的一种开爪机构包括：开爪机座、压紧块、驱动组件、丝杠、滑套和传动组件，所述开爪机座设有滑槽，所述压紧块盖合于所述滑槽的开口，以围合形成滑动通道，所述丝杠和所述滑套均位于所述滑动通道内；
7.所述丝杠与所述开爪机座转动连接，所述滑套与所述丝杠螺纹配合，所述滑套的外壁与所述滑动通道的内壁抵接，所述传动组件连接于所述滑套，所述驱动组件与所述丝杠传动连接，所述驱动组件通过所述丝杠驱动所述滑套和所述传动组件沿所述丝杠的轴向移动。
8.作为一种进一步的技术方案，所述滑套和所述滑动通道的横截面均为方形。
9.作为一种进一步的技术方案，所述滑套的壁厚范围为3.5mm－12.6mm。
10.作为一种进一步的技术方案，所述滑套和所述滑动通道的横截面均为圆形，所述滑套的圆周面设有滑块，且所述滑块沿所述滑套的长度方向延伸，所述开爪机座或所述压紧块设有与所述滑块相适配的条型槽。
11.作为一种进一步的技术方案，所述滑套的侧壁设有注油孔，所述注油孔连通至所述丝杠。
12.作为一种进一步的技术方案，沿所述滑套的滑动方向，所述滑槽的开口的长度长于所述压紧块的长度。
13.作为一种进一步的技术方案，所述驱动组件包括伺服电机和减速机；
14.所述开爪机座连接于所述减速机，所述伺服电机与所述减速机连接，所述丝杠与所述减速机的输出端连接。
15.作为一种进一步的技术方案，所述传动组件包括齿条接头和齿条，所述齿条接头的一端连接于所述滑套，另一端与所述齿条连接。
16.本实用新型提供的一种机械手包括夹爪和所述的开爪机构，所述开爪机构中的齿条与所述夹爪传动连接，用于驱动所述夹爪开闭。
17.作为一种进一步的技术方案，所述夹爪的一端设有开爪齿轮，所述齿条与所述开爪齿轮传动连接。
18.与现有技术相比，本实用新型提供的一种开爪机构及机械手所具有的技术优势为：
19.本实用新型提供的开爪机构包括开爪机座、压紧块、驱动组件、丝杠、滑套和传动组件，开爪机座设有滑槽，压紧块盖合于滑槽的开口，以围合形成滑动通道，丝杠和滑套均位于滑动通道内，丝杠与开爪机座转动连接，滑套与丝杠螺纹配合，滑套的外壁与滑动通道的内壁抵接，传动组件连接于滑套，驱动组件与丝杠传动连接，驱动组件通过丝杠驱动滑套和传动组件沿丝杠的轴向移动。
20.本实用新型提供的开爪机构具有的优点：
21.在本技术中，驱动组件启动时，其输出扭矩带动丝杠旋转，丝杠驱动滑套沿滑动通道的轴线滑动，传动组件同步随滑套滑动。当该开爪机构应用于机械手时，传动组件与机械手的夹爪传动连接，传动组件的运动即可控制夹爪的开闭。除此之外，当该开爪机构中的滑套损坏时，将压紧块从开爪机座拆下，并将丝杠和传动组件分别与滑套脱离，即可对滑套进行维修更换，该操作过程简单，节省了维修时间，在一定程度上提高了机械手的作业效率。
22.本实用新型提供的机械手包括开爪机构，由此，该机械手所达到的技术优势包括上述开爪机构所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
24.图1为本实用新型实施例提供的开爪机构的第一主视图；
25.图2为本实用新型实施例提供的开爪机构的局部剖视图；
26.图3为本实用新型实施例提供的开爪机构的滑动通道的示意图；
27.图4为本实用新型实施例提供的开爪机构的滑套的侧视图；
28.图5为本实用新型实施例提供的机械手的主视图。
29.图标：
30.100－开爪机座；
31.200－压紧块；
32.300－驱动组件；310－伺服电机；320－减速机；
33.400－丝杠；
34.500－滑套；510－注油孔；
35.600－传动组件；610－齿条接头；620－齿条；
36.700－夹爪；
37.800－开爪齿轮。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.本实施例提供的开爪机构包括开爪机座100、压紧块200、驱动组件300、丝杠400、滑套500和传动组件600，开爪机座100设有滑槽，压紧块200盖合于滑槽的开口，以围合形成滑动通道，丝杠400和滑套500均位于滑动通道内，丝杠400与开爪机座100转动连接，滑套500与丝杠400螺纹配合，滑套500的外壁与滑动通道的内壁抵接，传动组件600连接于滑套500，驱动组件300与丝杠400传动连接，驱动组件300通过丝杠400驱动滑套500和传动组件600沿丝杠400的轴向移动。
42.具体的，结合图1、图2和图3所示，沿丝杠400的轴向，开爪机座100设有滑槽，滑套500位于滑槽内，压紧块200盖合于滑槽的开口，以围合形成滑动通道，用于防止滑套500从滑槽脱离。除此之外，沿丝杠400的轴向，开爪机座100和压紧块200可分别设置第一滑槽和第二滑槽，开爪机座100和压紧块200连接时，第一滑槽的开口和第二滑槽的开口连通，第一滑槽和第二滑槽共同组成滑动通道，以供滑套500滑动。结合图1和图2所示，滑套500的左端通过螺栓与传动组件600连接，滑套500设有内螺纹，丝杠400与滑套500螺纹配合，驱动组件300与丝杠400传动连接，以驱动丝杠400绕其自身的轴线转动。
43.在本实施例中，驱动组件300启动时，其输出扭矩带动丝杠400旋转，丝杠400驱动滑套500沿滑动通道的长度方向滑动，传动组件600随滑套500同步滑动。当该开爪机构应用于机械手时，参考图5，传动组件600与机械手的夹爪700传动连接，驱动组件300通过控制丝杠400的旋转方向间接控制传动组件600向左或向右运动，进而控制夹爪700的开闭。除此之外，当该开爪机构中的滑套500损坏时，将压紧块200从开爪机座100拆下，并将丝杠400和传动组件600分别与滑套500脱离，即可对滑套500进行维修更换，该操作过程简单，节省了维修时间，在一定程度上提高了机械手的作业效率。
44.本实施例的可选技术方案中，滑套500和滑动通道的横截面均为方形。
45.具体的，结合图3和图4所示，开爪机座100设有截面呈方形的滑槽，滑套500的外截面呈方形，压紧块200盖合于滑槽的开口，滑套500的侧面分别与开爪机座100的内壁和压紧块200的底面抵接。
46.在本实施例中，滑套500为受力件，丝杠400在驱动组件300的驱动下旋转时，滑套500受到轴向力的作用，使得滑套500在方形槽内滑动，且滑套500和丝杠400的连接方式使得滑套500能够承受较大的轴向力。同时，滑套500亦是传动件，滑套500在滑槽内滑动时同步带动传动组件600沿滑槽的轴向运动。
47.进一步地，滑套500的壁厚范围为3.5mm－12.6mm。
48.具体的，如图4所示，滑套500的横截面为外方内圆形，其中，方形的对角线与内圆的直径的差为12.6mm，方形的边长与内圆的直径的差为3.5mm。当传动组件600受到的轴向力过大时，滑套500在滑动通道内滑动困难，此时要求丝杠400的输出扭矩大于正常输出扭矩，即要求驱动件组件提高输出扭矩，以克服阻力，保证传动组件600正常运动；或者丝杠400与滑套500的连接受阻时，丝杠400在滑套500的螺纹孔内旋转困难，此时同样要求驱动组件300输出较大的扭矩。以上驱动组件300的输出扭矩均超出了正常工作范围，对开爪机构的零部件造成损伤，而滑套500的壁厚较薄，使得开爪机构在异常工作状态下时滑套500最先被拉断，从而断开与丝杠400的连接，对开爪机构的其他不易拆卸的零部件起到保护作用，维修时只需更换滑套500即可。
49.本实施例的可选技术方案中，滑套500和滑动通道的横截面均为圆形，滑套500的圆周面设有滑块，且滑块沿滑套500的长度方向延伸，开爪机座100或压紧块200设有与滑块相适配的条型槽。
50.具体的，滑套500的壁厚为3.5mm，以使得开爪机构在异常工作状态下时滑套500最先被拉断。滑块位于滑套500的圆周面并沿滑套500的长度方向设置，与滑块相适配的条型槽可设置于开爪机座100的内壁，当与滑套500螺纹连接的丝杠400旋转时，滑块和条型槽相互配合，使得滑套500不会随丝杠400在滑动通道内转动，只能沿滑动通道的长度方向滑动。除此之外，与滑块相适配的条型槽亦可设置于压紧块200的与滑槽的开口相接触的侧面，同样可防止滑套500在滑动通道内转动，使得滑套500只能沿滑动通道的长度方向滑动。
51.本实施例的可选技术方案中，滑套500的侧壁设有注油孔510，注油孔510连通至丝杠400。
52.具体的，结合图1和图2所示，滑套500与丝杠400配合的螺纹孔与注油孔510连通，当开爪机构工作一段时间后，从注油孔510向螺纹孔内注入润滑油，使得滑套500和丝杠400之间始终保持润滑，从而保证丝杠400能够顺利驱动滑套500滑动，减小丝杠400驱动滑套500滑动过程中的阻力。
53.本实施例的可选技术方案中，沿滑套500的滑动方向，滑槽的开口的长度长于压紧块200的长度。
54.具体的，如图1所示，滑套500的左侧面与开爪机座100的左侧面平齐，滑套500的右侧面与开爪机座100的中部相对，注油孔510位于滑套500的右侧。在本实施例中，压紧块200用于防止滑套500从开爪机座100的滑槽中脱离，同时，压紧块200的长度使得注油孔510始终位于压紧块200的右边，从而便于从注油孔510注入润滑油。
55.本实施例的可选技术方案中，驱动组件300包括伺服电机310和减速机320，开爪机
座100连接于减速机320，伺服电机310与减速机320连接，丝杠400与减速机320的输出端连接。
56.具体的，结合图1，伺服电机310输出的扭矩通过减速机320进行放大，并从减速机320的输出端输出，减速机320的输出端驱动丝杠400旋转，丝杠400带动滑套500在滑动通道内滑动，与滑套500连接的传动组件600随滑套500同步运动。
57.本实施例的可选技术方案中，传动组件600包括齿条接头610和齿条620，齿条接头610的一端连接于滑套500，另一端与齿条620连接。具体的，结合图1所示，齿条接头610的左端与齿条620螺纹连接，其右端与滑套500通过螺栓连接。当滑套500在滑动通道内往复滑动时，齿条接头610带动齿条620向左或向右运动。
58.本实用新型实施例提供的机械手包括夹爪700和开爪机构，开爪机构中的齿条620与夹爪700传动连接，用于驱动夹爪700开闭。
59.具体的，结合图5，夹爪700的数量有两个，且两个夹爪700关于齿条620的轴线对称设置。当机械手工作时，伺服电机310启动，并将扭矩通过减速机320的输出端传递给丝杠400，丝杠400带动滑套500滑动，滑套500将运动传递给齿条接头610，齿条接头610带动齿条620运动，其中，丝杠400的旋转方向控制齿条620的运动方向。以图5为例，当齿条620向左运动时，两个夹爪700的左端相背运动，改变丝杠400的转向，控制齿条620向右运动，此时两个夹爪700的左端相对运动，两个夹爪700实现闭合。
60.本实施例的可选技术方案中，夹爪700的一端设有开爪齿轮800，齿条620与开爪齿轮800传动连接。
61.在本实施例中，如图5所示，两个夹爪700的右端均设有开爪齿轮800，开爪齿轮800与齿条620相互啮合，开爪齿轮800的转动方向直接控制夹爪700的开闭。具体的，当齿条620向左运动时，位于上边的开爪齿轮800顺时针转动，并带动上边的夹爪700的左端向上转动，位于下边的开爪齿轮800逆时针转动，并带动下边的夹爪700的左端向下转动，从而实现夹爪700的张开；当齿条620向右运动时，位于上边的开爪齿轮800逆时针转动，并带动上边的夹爪700的左端向下转动，位于下边的开爪齿轮800顺时针转动，并带动下边的夹爪700的左端向上转动，从而实现夹爪700的闭合。
62.本实施例提供的机械手包括开爪机构，由此，该机械手所达到的技术优势包括上述开爪机构所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。