一种用于气动自锁增力夹持机构的制作方法

1.本实用新型涉及爪夹技术领域，尤其涉及一种用于气动自锁增力夹持机构。


背景技术：

2.夹持机构用于夹持物件，现有夹持机构通过选择较大夹持力的气缸，以实现重物的夹持功能，然而较大夹持力气缸的缸径较大，体积较大，占地面积大；同时较大的气缸常会出现震动等情况，进而影响产品的工艺质量。
3.当气缸遇如遇输入气压变化或者断气等情况，所夹持的物件将会出现掉等情况，出现安全事故，并损毁物件。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术提供一种用于气动自锁增力夹持机构，以提高夹持机构的夹持力。
5.为实现上述目的，本技术提供了一种用于气动自锁增力夹持机构，包括：动力源、框架、爪夹以及连杆；
6.所述动力源置于所述框架上，所述爪夹的转动端可转动设置于所述框架上，且所述爪夹的连接端和夹持端置于转动端两侧；
7.所述连杆的一端与所述爪夹的连接端可转动连接，所述连杆的另一端与所述动力源的输出端可转动连接，所述爪夹的夹持端用于夹持抓取物件。
8.在一些实施例中，所述爪夹和连杆为两个，且两个所述爪夹以所述动力源输出端为对称轴对称设置于所述动力源输出端两侧，两个所述连杆以所述动力源输出端为对称轴对称设置于所述动力源输出端两侧。
9.在一些实施例中，还包括：卡架，所述卡架置于所述框架上，且所述卡架位于所述动力源输出端下方，所述卡架与所述爪夹用于夹持物件。
10.在一些实施例中，还包括：连接头，所述连接头置于所述动力源输出端下方，所述动力源的输出端用于驱动所述连接头；所述连杆远离所述爪夹的一端与所述连接头可转动连接。
11.在一些实施例中，还包括：保护块；所述保护块置于所述爪夹的夹持端上。
12.在一些实施例中，所述爪夹的夹持端包括两个夹持部。
13.在一些实施例中，还包括转轴，所述转轴贯穿所述爪夹的转动端，且所述转轴的两端与所述框架可转动连接。
14.在一些实施例中，所述动力源为气缸。
15.区别于现有技术，上述技术方案通过所述动力源、框架、爪夹以及连杆的设置实现夹持物件的功能。具体的，所述连杆将所述动力源竖直方向上的推力转换为所述爪夹的夹持力，以实现物件夹持功能；同时所述连杆还起到放大推力的功能，以此提高所述一种用于气动自锁增力夹持机构的夹持，防止物件从夹持机构上脱落。
16.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
17.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
18.图1为所述一种用于气动自锁增力夹持机构结构图一；
19.图2为所述一种用于气动自锁增力夹持机构结构图二；
20.图3为所述爪夹松开时示意图；
21.图4为所述爪夹、连杆和连接头结构图；
22.图5为所述爪夹结构图；
23.图6为爪夹、连杆和连接头受力关系示意图。
24.附图标记说明：
25.1、动力源；2、框架；3、爪夹；4、连杆；5、连接头；6、卡架；7、保护块；
26.11、输出端；
27.31、转动端；32、连接端；33、夹持端；34、转轴。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
30.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
32.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
34.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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技术实施例和简化描述，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技术实施例的限制。
35.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
36.请参阅图1至图6，本技术公开了一种用于气动自锁增力夹持机构，包括：动力源1、框架2、爪夹3以及连杆4；所述动力源1置于所述框架2上，所述爪夹3的转动端31可转动设置于所述框架2上，且所述爪夹3的连接端32和夹持端33置于转动端31两侧；所述连杆4的一端与所述爪夹3的连接端32可转动连接，所述连杆4的另一端与所述动力源1的输出端11可转动连接，所述爪夹3的夹持端33用于夹持抓取物件。
37.框架2，用于提供安装位置；具体的，所述框架2上设置有多个孔洞，用于安装容置工作元件。所述框架2由两块结构形状均相同的侧板和一块顶板组成，顶板置于两块侧板顶部，且所述框架2侧视图为倒置凹字型。顶板与侧板相互拼接形成框架2；当然，在某些实施例中所述框架2还可为一体成型结构。所述框架2采用可采用金属、硬质塑料以及合金等材料制成。
38.所述框架2还可与旋转和/或移动机构连接，旋转和/或移动机构可带动夹持机构和物件一同运动。
39.动力源1，用于为夹持机构提供动力，所述动力源1为气缸、电机、液压缸等机构。所述动力源1的输出端11朝下设置，且所述动力源1的输出端11为可伸缩设置，具体的，动力源1的输出端11可从所述动力源1中伸出，也可收回至所述动力源1中。
40.所述动力源1固定于所述框架2的顶板靠近侧板的一面上，所述动力源1的输出端11置于所述动力源1远离顶板的一侧。
41.爪夹3，用于夹持物件。所述爪夹3上设置有转动端31、夹持端33以及连接端32，且所述爪夹3的夹持端33和连接端32置于所述转动端31的两侧。所述爪夹3的转动端31可转动设置于所述框架2上，所述夹持端33以及连接端32可以所述转动端31为圆心转动。
42.由于所述连接端32和夹持端33置于所述转动端31两侧，当动力源1驱动所述连接端32顺时针运动时，所述夹持端33将绕所述转动端31做逆时针运动；反之，当所述动力源1驱动所述连接端32逆时针运动时，所述夹持端33将绕所述转动端31做顺时针运动。需要进一步说明的是，所述爪夹3的转动端31可转动固定于所述框架2上。
43.连杆4，用于连接所述动力源1输出端11与所述爪夹3；所述连杆4一端与所述动力源1的输出端11转动连接，所述连杆4的另一端与所述爪夹3的夹持端33转动连接。具体的，所述爪夹3的连接端32上贯穿设置有轴，连接端32可于轴上转动，且轴的两端分别与转动连接一个所述连杆4。同理，所述动力源1的输出端11上贯穿设置有可转动的轴，轴的两端分别转动连接有一个所述连杆4；所述连杆4为腰圆形。当然，在另一些实施例中，所述连接端32
与所述连杆4铰接，所述连杆4与所述输出端11铰接。
44.还需要说明的是，所述连杆4与所述动力源1输出端11连接的一端仅在竖直方向上反复运动。由于所述连杆4长度不变，当所述输出端11向下运动时，所述连杆4远离所述输出轴的一端向外(远离所述输出轴的方向)运动，同时推动所述连接端32向外(远离所述输出端11的方向)做圆周运动；同理，当所述输出端11向上运动时，所述连杆4远离所述输出轴的一端向内(靠近所述输出轴的方向)运动，同时拉动所述连接端32向内(远离所述输出端11的方向)做圆周运动。
45.在本技术中，所述爪夹3可仅为一个，当夹持机构进行夹持作业时，所述爪夹3的夹持部将同所述动力源1的输出端11一同夹持物件；具体的，在所述动力源1的驱动下，所述爪夹3的夹持部将带动物件向所述动力源1的输出端11转动，同时所述动力源1的输出端11将向下方伸出，当物件与所述动力源1的输出端11触碰时，物件被夹持。在此种情况下，所述爪夹3的夹持端33较大以便于夹持物件。
46.需要进一部说明的是，请参阅图6，所述动力源1输出力为f1(已知)、所述夹爪的驱动力为f2、所述夹爪的连接端32至转动端31的距离为l2、所述夹爪的夹持端33至所述转动端31的距离为l3，所述夹爪夹3持端的输出力为f3，与f1的对角为α；可知，f2＝f1/sinα，可知f2大于f1，以此实现力量放大。进一步地，f2 x l2＝f3 x l3，即随着所述动力源1输出端11的伸出，f1与f2力夹角为α角度越来越小，f3数值就越来越大。随着α角度趋近与0
°
，整个机构达到自锁调节。
47.当所述夹持端33夹持物件时，物件将对所述夹持端33施加个向外(远离所述输出端11)的力，此时所述连接端32将具有内(靠近所述输出端11)运动的趋势，由于迫使所述连接端32向内运动的力较大，即，根据公式反推可知当α无趋近于零，此时f3需要很大的力才可推动所述夹持端33向外运动。
48.在实际作业中，所述动力源1的输出端11伸出，驱动所述连杆4远离所述爪夹3的一端向下运动，由于所述连杆4长度不变，所述连杆4与所述爪夹3连接的一端将推动所述爪夹3的连接端32向远离所述动力源1输出端11的一侧移动；当所述爪夹3的连接端32绕转动端31向远离所述动力源1输出端11的一侧转动是时，所述爪夹3的夹持端33向输出端11方向转动，并与所述动力源1的输出端11一同夹持物件。
49.同理，当所述动力源1的输出端11收缩时，驱动所述连杆4远离所述爪夹3的一端向上运动，由于所述连杆4长度不变，所述连杆4与所述爪夹3连接的一端将拉动所述爪夹3的连接端32向靠近所述动力源1输出端11的一侧移动；当所述爪夹3的连接端32绕转动端31向靠近所述动力源1输出端11的一侧转动是时，所述爪夹3的夹持端33向远离输出端11的一端转动，并松开物件。
50.上述技术方案通过所述动力源1、框架2、爪夹3以及连杆4的设置实现夹持机构夹持物件的功能。具体的，所述连杆4将所述动力源1竖直方向上的推力转换为所述爪夹3的夹持力，以实现物件夹持功能；同时所述连杆4还起到放大推力的功能，以此提高所述一种用于气动自锁增力夹持机构的夹持力，防止物件从夹持机构上脱落。
51.根据本技术的一些实施例，参照图1至图4，所述爪夹3和连杆4为两个，且两个所述爪夹3以所述动力源1输出端11为对称轴对称设置于所述动力源1输出端11两侧，两个所述
连杆4以所述动力源1输出端11为对称轴对称设置于所述动力源1输出端11两侧。
52.两个所述爪夹3相对设置，同理两个所述连杆4也相对设置，当两个所述爪夹3一同夹持物体时，此时两个所述连杆4的长度方向处于水平状态，且两个所述连杆4将位于同一直线上；此时，两个所述夹持端33的夹持力度最大。两个所述爪夹3以及连杆4的设置将提高夹持物件的稳定性，从而进一步提高夹持力度。
53.进一步地，由于在夹持状态下，两个所述连杆4将位于同一直线上，且所述连接端32持续向所连接的连杆4施力，此时两个力相反大小相同，相互抵消，进一步提高爪夹3夹持物件的稳定性，同时实现自锁功能。
54.根据本技术的一些实施例，参照图2至图3，还包括：卡架6，所述卡架置于所述框架2上，且所述卡架6位于所述动力源1输出端11下方，所述卡架6与所述爪夹3用于夹持物件。
55.卡架6，用于同所述夹持端33一同夹持物件，所述卡架6将置于所述输出端11下方，当所述输出端11夹持物件时，所述卡架6置于所述夹持端33上方。所述卡架6可为橡胶材质，且所述卡架6可通过螺丝、粘接等方式固定于所述框架2上。具体的，当所述爪夹3夹持物件时，所述夹持端33将驱动物件向所述卡架6方向移动，当物件触碰到所述卡架6时完成夹持作业。
56.所述卡架6的设置减小了所述夹持端33的长度，进一步减小所述夹持端33的重量；同时减小了所述夹持端33旋转的角度，所述夹持端33仅需旋转较小的角度就可使物件被所述夹持端33和卡架6夹持。
57.根据本技术的一些实施例，参照图2至图4，还包括：连接头5，所述连接头5置于所述动力源1输出端11下方，所述动力源1的输出端11用于驱动所述连接头5；所述连杆4远离所述爪夹3的一端与所述连接头5可转动连接。
58.连接头5，与所述连杆4以及爪夹3的材质一致，所述连接头5可采用金属、合金以及硬质塑料材质。所述连接头5具有一定长，所述连接头5置于所述输出端11底部并与所述输出端11底部连接，且所述连接头5水平设置，所述连接头5的设置可延长两个所述爪夹3之间的距离，使得两个所述爪夹3可抓取直径更大的物件。所述连接头5可与所述输出端固定连接。
59.所述连接头5的两端分别与一个所述连杆4铰接或者通过可旋转的轴连接。
60.根据本技术的一些实施例，参照图1至图4，还包括：保护块7；所述保护块7置于所述爪夹3的夹持端33上。
61.所述保护块7为橡胶材质，置于所述夹持端33上，当夹持物件时，所述夹持端33上的所述保护块7与物件接触，以防止物件与所述夹持端33直接接触，损毁物件。
62.根据本技术的一些实施例，参照图5，所述爪夹3的夹持端33包括两个夹持部。两个所述夹持部的设置将提高所述夹持物件的稳定性。
63.根据本技术的一些实施例，参照图2至图4，还包括转轴34，所述转轴34贯穿所述爪夹3的转动端31，且所述转轴34的两端与所述框架2可转动连接。当然，在某些实施例中，所述转动端31与所述框架2铰接。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。