一种末端执行器

1.本发明涉及夹具技术领域，具体涉及一种末端执行器。


背景技术：

2.现有的铝合金轮毂的机加工工序包括车削i序和车削ii序，首先，需要将毛坯a端装夹到车削i序的数控机床后进行自动车削b端，b端车削完后拆下，再装夹到ii序数控车床进行另一端a端的车削。一般设备布局中车削i序和车削ii序所用的数控车床通常都是面对面并排设置，人工操作进行装夹和搬运既费时又费力。
3.相关技术中，使用六轴关节机器人配双爪夹具对轮毂进行装夹。当需要取下数控车床上的轮毂并进行对调位置时，需要的空间较大，导致六轴关节机器人连带夹具需要先收回来，然后在空间足够的地方进行旋转对调操作，使整个操作过程复杂化，生产效率较低。
4.因而设计一种可轴向移位与翻转式末端执行器以提高操作效率很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种末端执行器，以解决现有技术中导致的工件在车削i序和车削ii序之间转移过程中装夹和搬运费时费力的问题。
6.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：一种末端执行器，包括：圆环状的机架；至少三个夹爪机构，所述夹爪机构包括沿所述机架径向方向可伸缩设置的拉杆以及中间部铰接在机架内环面的摆动压杆，多个摆动压杆的中间部位于机架的一同心圆上；所述拉杆贯穿所述摆动压杆的中间部，其中，所述摆动压杆绕所述拉杆的轴线可转动设置；所述摆动压杆的一端通过横杆和所述拉杆的末端铰接连接，所述摆动压杆的另一端为夹持工件的夹持端。
7.进一步地，所述夹爪机构包括夹爪支架，所述夹爪支架包括圆管状的支架转轴，所述支架转轴的外周和所述机架转动连接，所述拉杆和所述支架转轴的中心光孔滑动连接；所述支架转轴上设有铰接支座，所述摆动压杆的中间部通过销一和所述铰接支座铰接连接。
8.通过此种设计，能够有效的实现拉杆在支架转轴的中心光孔中滑动，实现了拉杆的伸缩设置，通过支架转轴和机架转动设置，并使摆动压杆和支架转轴上的铰接支座连接，可带动摆动压杆绕支架转轴转动，即实现了摆动压杆绕拉杆的轴线转动。
9.进一步地，所述支架转轴的外周还连接有小齿轮一，所述小齿轮一位于所述铰接支座上方；所述机架的外环面还转动连接有和小齿轮一相啮合的转动齿环一。
10.此种设计，在小齿轮一和铰接支座之间可形成一安装处，通过该处和机架转动连
接，能够实现对支架转轴的轴向限位，使支架转轴只能够转动，防止其轴向移动，通过转动齿环一和小齿轮一啮合，通过一个转动齿环一可带动多个支架转轴转动，即可方便的实现工件沿机架的轴线方向移动。
11.进一步地，还包括转动驱动装置，所述转动驱动装置包括转动电机，所述转动电机的输出端连接有和所述转动齿环一相啮合的驱动齿轮一。
12.进一步地，所述机架的外环面还设有多个导向块，所述转动齿环一远离所述驱动齿轮一的一侧面和所述导向块滑动连接。
13.进一步地，还包括夹紧驱动装置，所述夹紧驱动装置包括滑动连接在所述机架外环面的滑环以及固定在所述机架外环面的导轮支座，所述导轮支座上转动连接有导轮，所述滑环上连接的牵引绳贯穿所述导轮和所述拉杆的顶端相连接；所述拉杆的底端和所述机架之间连接有压缩弹簧。
14.通过滑块上的牵引绳可同时带动多个拉杆上升，实现方便简单，通过拉杆底端设计的压缩弹簧，可保证和拉杆末端具有向下运动的趋势，即保证了摆动压杆对工件的压紧力，保证了对工件的夹持稳定效果。
15.进一步地，所述夹紧驱动装置还包括夹紧电机，所述夹紧电机的输出端通过驱动齿轮二和所述滑环上的齿条相啮合。
16.进一步地，所述拉杆的顶端转动设有吊扣，所述吊扣顶端的扣环一和所述牵引绳相连接；所述吊扣的下方设有限位卡环。
17.通过设置的限位卡环，可防止拉杆向下伸长过度，以保证对工件具有足够的夹持力。
18.进一步地，所述摆动压杆的夹持端包括设置在压板左臂上末端下方的球铰，所述球铰的外周活动连接有浮动压块。
19.再转位过程中，由于工件的位置会发生微小的摆动，通过球铰和浮动压块的设计，保证对工件的夹持效果，并保证工件的移动稳定。
20.进一步地，所述机架的外环面连接有联接座，所述联接座的轴线方向和所述机架的径向方向相同。
21.可通过联接座直接连接机械臂，可由机械臂整体控制本执行器绕联接座的轴线翻转，简单方便的实现执行器的翻转。
22.根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：本技术在使用时，使拉杆伸缩通过摆动压杆的夹持端夹持工件，工件被夹持后通过转动摆动压杆，即可实现摆动压杆夹持端夹持的工件沿机架的轴线移动，至少三个摆动压杆的中间部位于机架的一同心圆上，可保证工件沿机架的轴线移动效果；实现了工件由一端转移到另一端，不需要松开后翻转再重新夹持工件，提高了工作效率；可以很方便地将工件由一台加工设备直接平移到另一台面对面设置的设备上进行另一端的加工，不需要旋转对调位置的空间。
附图说明
23.图1为本发明具体实施方式执行器的结构示意图；图2为本发明具体实施方式轮毂件a端朝左时执行器的夹持状态示意图；
图3为本发明具体实施方式轮毂件移动到中间时执行器的夹持状态示意图；图4为本发明具体实施方式轮毂件b端朝右时执行器的夹持状态示意图；图5为本发明具体实施方式中转动驱动装置的局部结构示意图；图6为本发明具体实施方式中夹紧驱动装置的局部结构示意图；图7为本发明具体实施方式中夹爪机构的结构示意图。
24.其中：10、机架；11、联接座；12、导向块；20、夹爪机构；21、夹爪支架；21-1、支架转轴；21-2、铰接支座；22、小齿轮一；23、摆动压杆；23-1、长槽；23-2、销一；23-3、压板左臂；23-4、压板右臂；23-5、球铰；23-6、销二；23-7、浮动压块；23-8、连杆；24、拉杆；24-1、横杆；24-2、弹簧座；24-3、限位卡环；24-4、吊扣；24-5、扣环一；25、压缩弹簧；30、转动驱动装置；31、转动齿环一；32、无齿段；33、转动电机；34、转动电机支座；35、驱动齿轮一；40、夹紧驱动装置；41、滑环；42、扣环二；43、导轮支座；44、导轮；45、牵引绳；46、齿条；47、夹紧电机；48、夹紧电机支座；49、驱动齿轮二；50、工件。
具体实施方式
25.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
26.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
27.如图1至图7所示，一种末端执行器，包括圆环状的机架10和至少三个夹爪机构20，夹爪机构20包括沿机架10径向方向可伸缩设置的拉杆24以及中间部铰接在机架10内环面的摆动压杆23，多个摆动压杆23的中间部位于机架10的一同心圆上；拉杆24贯穿摆动压杆23的中间部，其中，摆动压杆23绕拉杆24的轴线可转动设置；摆动压杆23的一端通过横杆24-1和拉杆24的末端铰接连接，摆动压杆23的另一端为夹持工件50的夹持端。
28.在使用时，使拉杆伸缩通过摆动压杆的夹持端夹持工件，工件被夹持后通过转动摆动压杆，即可实现摆动压杆夹持端夹持的工件沿机架的轴线移动，至少三个摆动压杆的中间部位于机架的一同心圆上，可保证工件沿机架的轴线移动效果；实现了工件由一端转移到另一端，不需要松开后翻转再重新夹持工件，提高了工作效率；可以很方便地将工件由一台加工设备直接平移到另一台面对面设置的设备上进行另一端的加工，不需要旋转对调位置的空间。
29.在本技术的一些实施例中夹爪机构20包括夹爪支架21，夹爪支架21包括圆管状的支架转轴21-1，支架转轴21-1的外周和机架10转动连接，拉杆24和支架转轴21-1的中心光孔滑动连接；支架转轴21-1上设有铰接支座21-2，摆动压杆23的中间部通过销一23-2和铰接支座21-2铰接连接。
30.通过此种设计，能够有效的实现拉杆在支架转轴的中心光孔中滑动，实现了拉杆的伸缩设置，通过支架转轴和机架转动设置，并使摆动压杆和支架转轴上的铰接支座连接，可带动摆动压杆绕支架转轴转动，即实现了摆动压杆绕拉杆的轴线转动。
31.在一些实施例中，还包括夹紧驱动装置40，夹紧驱动装置40包括滑动连接在机架10外环面的滑环41以及固定在机架10外环面的导轮支座43，导轮支座43上转动连接有导轮44，滑环41上连接的牵引绳45贯穿导轮44和拉杆24的顶端相连接；拉杆24的底端和机架10之间连接有压缩弹簧25。
32.通过滑块上的牵引绳可同时带动多个拉杆上升，实现方便简单，通过拉杆底端设计的压缩弹簧，可保证和拉杆末端具有向下运动的趋势，即保证了摆动压杆对工件的压紧力，保证了对工件的夹持稳定效果。
33.下面通过一具体的实施例，对本技术进行说明。
34.本技术的端执行器（见附图1、2、3、4、5），由机架10、三组夹爪机构20、转动驱动装置30、夹紧驱动装置40等部分组成。
35.在另外一些实施例中，夹爪机构20的数量可以为四组或五组。
36.机架10是执行器上其它装置如夹爪机构20、转动驱动装置30、夹紧驱动装置40等的安装载体。在机架10上周边均布设有几组夹爪机构20，图例为三组。为了控制夹爪机构20，在机架10上还设有转动驱动装置30及夹紧驱动装置40。在机架10上还固定设有联接座11，用于与机械臂联接。可由机械臂整体控制本执行器绕联接座11的轴线转动（翻转）等。
37.夹爪机构20（见附图7），由夹爪支架21、小齿轮一22、摆动压杆23、拉杆24、压缩弹簧25等组成。
38.夹爪支架21中部大致为长方体，长方体上端中心轴线位置固定设有圆管形的支架转轴21-1，下方两侧对称固定设有两个铰接支座21-2。在夹爪支架21的轴心设有光孔供拉杆24滑动穿越。夹爪支架21的支架转轴21-1穿过机架10上的径向孔并与机架10转动安装。在支架转轴21-1的上端外侧固定设有小齿轮一22，小齿轮一22与转动齿环一31啮合。
39.摆动压杆23卡设在夹爪支架21下端的两个铰接支座21-2间，并通过两侧的销一23-2与两个铰接支座21-2铰接安装。
40.在摆动压杆23的中间设有上下贯穿的长槽23-1供拉杆24穿越。在摆动压杆23的一端固定设有压板左臂23-3，另一端固定设有压板右臂23-4。
41.在压板左臂23-3的外端下方设有球铰23-5并活动设有浮动压块23-7。
42.在压板右臂23-4外端通过销二23-6铰接设有连杆23-8。
43.拉杆24呈l形结构件。
44.竖直的圆柱拉杆滑动穿过夹爪支架21的中间设有的光孔。在拉杆24的下端一侧固定设有横杆24-1。横杆24-1的外端与连杆23-8的下端铰接联接。
45.在拉杆24的下端还套设有压缩弹簧25，压缩弹簧25的上端由夹爪支架21中部长方体下方的位于两个铰接支座21-2间的平面限位。压缩弹簧25的下端由设制在拉杆24下端的弹簧座24-2限位。在拉杆24的上端还设有限位卡环24-3。在拉杆24的顶端转动设有动吊扣24-4，在吊扣24-4的顶端固定设有扣环一24-5。
46.夹爪机构20动作过程如下：通过扣环一24-5向上提起拉杆24，压板右臂23-4外端上升，压板左臂23-3端的浮动压块23-7向轴心移动，压紧工件。放松对拉杆24的牵引，拉杆在压缩弹簧25的作用下下降复位，压板右臂23-4外端下降，压板左臂23-3端的浮动压块23-7径向向外移动，松开工件。
47.转动驱动装置30（见附图5），由转动齿环一31、转动电机33、驱动齿轮一35等组成。
48.转动齿环一31滑动设置在机架10的一端，在转动齿环一31的内端设有环齿与各组夹爪机构20上的小齿轮一22分别啮合，在转动齿环一31的外端由固设在机架10上的若干导向块12滑动限位。
49.转动电机33通过转动电机支座34径向固定设置在机架10的外环上，在转动电机33的轴端固定设有的驱动齿轮一35与转动齿环一31的内端环齿啮合。
50.在转动齿环一31的内端还有一段无齿段32。此段可以避开夹紧驱动装置40的驱动齿轮二49。
51.转位动作过程如下：转动电机33通过驱动齿轮一35驱动转动齿环一31正向或反向转动，转动齿环一31通过各小齿轮一22驱动各夹爪机构20绕各夹爪机构的支架转轴21-1同步正向或反向转动，可以将夹持的工件50沿末端执行器的轴线由一端移动到另一端（见附图2、3、4）。可以很方便地将工件由一台加工设备平移到另一台面对面设置的设备上进行另一端的加工。
52.夹紧驱动装置40（见附图6），由滑环41、导轮支座43、导轮44、牵引绳45、齿条46、夹紧电机47、夹紧电机支座48、驱动齿轮二49等组成。
53.滑环41滑动设置在机架10的另一端。在滑环41的外端由固设在机架10上的若干导向块12滑动限位。
54.夹紧电机47通过夹紧电机支座48径向固定设置在机架10的外环上，在夹紧电机47的轴端固定设有的驱动齿轮二49与滑环41的内端设有的一段齿条46相啮合。
55.在滑环41内端还与各夹爪机构20位置分别对应设有扣环二42。
56.在各夹爪机构20的附近的机架10外侧分别固定设有导轮支座43，各导轮支座43上转动设有导轮44，导轮44位于各夹爪机构20的外端上方。
57.牵引绳45由导轮44引导，一端与各夹爪机构20顶端的扣环一24-5联接，另一端与滑环41上的扣环二42联接。
58.夹紧动作过程如下：夹紧电机47正向转动，通过驱动齿轮二49驱动滑环41正向转动，拉紧牵引绳45，通过扣环一24-5向上提起夹爪机构的拉杆24，压板右臂23-4外端上升，压板左臂23-3端的浮动压块23-7向轴心移动，夹爪机构压紧工件。夹紧电机47反向转动，通过驱动齿轮二49驱动滑环41反向转动，牵引绳45放松对拉杆24的牵引，拉杆在压缩弹簧25的作用下下降复位，压板右臂23-4外端下降，压板左臂23-3端的浮动压块23-7径向向外移动，夹爪机构松开工件。
59.本技术的具体动作过程：将本末端执行器与机械臂联接。
60.通过机械臂将本末端执行器移动到与第一台加工设备的主轴同轴。轴向靠近第一台加工设备上的已加工b端的工件(第一台加工设备上夹持的a端，加工的是b端)。夹紧电机47正向转动，使夹爪机构压紧工件（见附图2），同时，第一台加工设备松开工件。
61.通过机械臂将本末端执行器整体轴向平移到第二台加工设备的主轴端（假定第一台设备与第二台设备是面对面并排设置）。
62.在该移动过程中：控制末端执行器的转动电机33正向转动，驱动转动齿环一31正向转动，各小齿轮一22驱动各夹爪机构20同步正向转动180度，将夹持的工件50沿末端执行器的轴线由一端
逐渐移动到另一端（见附图3、4）。（在各夹爪机构同步转位过程中，由于浮动压块的径向位置会发生小距离的变化，需要夹紧驱动装置40进行同步配合动作。）将已经加工过b端的工件移向第二台加工设备的主轴端，使机床夹紧b端，同时控制末端执行器的夹紧驱动装置40松开工件。机械臂使末端执行器移开设备。
63.第二台设备加工工件的a端。
64.全部动作由程序自动控制。
65.本技术具有如下特点：本末端执行器夹持的工件可以轴向移动，由一端转移到另一端，不需要松开后翻转再重新夹持工件，提高了工作效率。可以很方便地将工件由一台加工设备直接平移到另一台面对面设置的设备上进行另一端的加工。不需要旋转对调位置的空间。
66.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。