适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手的制作方法

本发明属于抓取夹持机械手，尤其涉及一种适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手。

背景技术：

1、在自动化生产线中，常需要采用机械手对矩形的工件进行定心抓取夹持。

2、现有技术中，中国专利授权公告号cn220717817u公开了一种四爪卡盘。该四爪卡盘包括基板，所述基板上端面上设置有驱动机构，驱动机构上侧设置有夹持机构，所述基板下端面上设置有切换机构，所述夹持机构用于完成夹持动作，所述驱动机构能够驱动所述夹持机构工作且单独控制每个夹爪是否进行动作；本装置能够通过切换机构切换某侧的夹爪是否同步动作，从而完成对非标准件的夹持。该四爪卡盘的不足在于，该四爪卡盘包括大量轮系且还需设置切换装置，构件数量多且当需要夹持长方形工件时，不能保证相对的夹爪的移动完全相等的距离，即不能实现工件的定心夹持。

3、现有技术中，还公开了一种机床用手动四爪自定心卡盘，是由一个盘体，四个小伞齿，一付卡爪组成。四个小伞齿和盘丝啮合，盘丝的背面有平面螺纹结构，卡爪等分安装在平面螺纹上。当用扳手扳动小伞齿时，盘丝便转动，它背面的平面螺纹就使卡爪同时向中心靠近或退出。因为盘丝上的平面矩形螺纹的螺距相等，所以四爪运动距离相等，有自动定心的作用。该四爪自定心卡盘的不足在于，一方面该四爪自定心卡盘包括大量轮系，构件数量多。另一方面，该四爪自定心卡盘的四爪等分安装在平面螺纹上且四爪运动距离相等，因此，不能用于夹持长方形工件。

4、由上可知，现有技术中的四爪卡盘均存在构件数量多且不能实现长方形工件的定心夹持的技术问题。

5、因此，实有必要提供一种新的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手解决上述技术问题。

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、基于此，本发明提供了一种适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，以解决现有技术中四爪卡盘均存在构件数量多，且不能实现长方形工件的定心夹持的技术问题。

3、（二）技术方案

4、为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，包括：机架、主动夹爪单元、从动夹爪单元和拨环传动单元；所述机架下部设有形成其内且依次连通的主动组件安装腔、中心环收容槽和从动组件安装腔，所述主动组件安装腔和从动组件安装腔分别设于所述中心环收容槽的两侧；所述主动夹爪单元包括：正反丝浮动螺杆、第一滑块、第二滑块；所述正反丝浮动螺杆的上设有两段旋向相反的第一螺纹和第二螺纹；所述第一滑块经所述第一螺纹与所述正反丝浮动螺杆螺纹相连，所述第二滑块经所述第二螺纹与所述正反丝浮动螺杆螺纹相连；所述正反丝浮动螺杆、第一滑块、第二滑块均安装于所述主动组件安装腔内，且所述正反丝浮动螺杆、第一滑块、第二滑块均分别与所述主动组件安装腔滑动相连；所述从动夹爪单元包括第三滑块和第四滑块，所述第三滑块和第四滑块均安装于所述从动组件安装腔内，且所述第三滑块和第四滑块均分别与所述从动组件安装腔滑动相连；所述拨环传动单元设于所述中心环收容槽内，所述拨环传动单元包括上下设置的上旋转拨环和下旋转拨环，所述下旋转拨环和上旋转拨环分别与所述中心环收容槽转动相连；所述下旋转拨环的两端分别插入所述第一滑块和第四滑块内，以实现所述第一滑块和第四滑块的联动；所述上旋转拨环的两端分别插入所述第二滑块和第三滑块内，以实现所述第二滑块和第三滑块的联动；所述第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块四者的上部均分别滑动连接有一个夹爪，四个所述夹爪的滑动方向均朝向或背离所述拨环传动单元的旋转中心线。

5、（三）有益效果

6、与现有技术相比，本发明利用一个动力驱动正反丝浮动螺杆旋转，结合结构较简单的拨环传动单元作为传动构件，最终实现四个夹爪伸缩，整体结构简单可靠，体积小，成本低，动作稳定。本发明可实现两对夹爪先后从两个不同的方向对待夹持工件进行夹持。同组夹爪为联动结构，移动距离相同，使的本发明具有自动定心功能。异组夹爪移动距离可相同可不同，不仅适用于正方形和圆形工件，还适用于长方形工件，应用范围更广。两对夹爪先后动作，夹持工件的受力情况更为简单，动作路径清晰，利于提高待夹持工件的定心精度。

技术特征：

1.一种适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，包括：机架、主动夹爪单元、从动夹爪单元和拨环传动单元；所述机架下部设有形成其内且依次连通的主动组件安装腔、中心环收容槽和从动组件安装腔，所述主动组件安装腔和从动组件安装腔分别设于所述中心环收容槽的两侧；所述主动夹爪单元包括：正反丝浮动螺杆、第一滑块、第二滑块；所述正反丝浮动螺杆的上设有两段旋向相反的第一螺纹和第二螺纹；所述第一滑块经所述第一螺纹与所述正反丝浮动螺杆螺纹相连，所述第二滑块经所述第二螺纹与所述正反丝浮动螺杆螺纹相连；所述正反丝浮动螺杆、第一滑块、第二滑块均安装于所述主动组件安装腔内，且所述正反丝浮动螺杆、第一滑块、第二滑块均分别与所述主动组件安装腔滑动相连；所述从动夹爪单元包括第三滑块和第四滑块，所述第三滑块和第四滑块均安装于所述从动组件安装腔内，且所述第三滑块和第四滑块均分别与所述从动组件安装腔滑动相连；所述拨环传动单元设于所述中心环收容槽内，所述拨环传动单元包括上下设置的上旋转拨环和下旋转拨环，所述下旋转拨环和上旋转拨环分别与所述中心环收容槽转动相连；所述下旋转拨环的两端分别插入所述第一滑块和第四滑块内，以实现所述第一滑块和第四滑块的联动；所述上旋转拨环的两端分别插入所述第二滑块和第三滑块内，以实现所述第二滑块和第三滑块的联动；所述第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块四者的上部均分别滑动连接有一个夹爪，四个所述夹爪的滑动方向均朝向或背离所述拨环传动单元的旋转中心线。

2.根据权利要求1所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，四个所述夹爪分别为：第一活动夹爪、第二活动夹爪、第三活动夹爪和第四活动夹爪；所述机架上表面设有凹陷的四个夹爪导向槽，且四个所述夹爪导向槽均匀环绕所述中心环收容槽设置，四个所述夹爪导向槽分别为：第一夹爪导向槽、第二夹爪导向槽，第三夹爪导向槽和第四夹爪导向槽；所述第一活动夹爪的上部收容于所述第一夹爪导向槽内且二者滑动相连，所述第一活动夹爪下部与第一滑块上部滑动相连，所述第一活动夹爪的滑动轨迹的延长线为l1；所述第二活动夹爪的上部收容于所述第二夹爪导向槽内且二者滑动相连，所述第二活动夹爪下部与第二滑块上部滑动相连，所述第二活动夹爪的滑动轨迹的延长线为l2；所述第三活动夹爪的上部收容于所述第三夹爪导向槽内且二者滑动相连，所述第三活动夹爪下部与第三滑块上部滑动相连，所述第三活动夹爪的滑动轨迹的延长线为l3；所述第四活动夹爪的上部收容于所述第四夹爪导向槽内且二者滑动相连，所述第四活动夹爪下部与第四滑块上部滑动相连，所述第四活动夹爪的滑动轨迹的延长线为l4；所述l1、l2、l3和l4的交点为同一个圆的圆心p；且所述圆心p位于所述拨环传动单元的旋转中心线上。

3.根据权利要求2所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述第一滑块的上部设有凸起的第一斜向导块，所述第一活动夹爪的下部设有凹陷的第一斜向导槽，所述第一斜向导块伸入所述第一斜向导槽内，以实现所述第一滑块与第一活动夹爪的滑动相连，所述机架上还设有用于所述第一斜向导块限位的第一行程控制孔；所述第一斜向导块伸入所述第一行程控制孔内；所述第二滑块的上部设有凸起的第二斜向导块，所述第二活动夹爪的下部设有凹陷的第二斜向导槽，所述第二斜向导块伸入所述第二斜向导槽内，以实现所述第二滑块与第二活动夹爪的滑动相连，所述机架上还设有用于所述第二斜向导块限位的第二行程控制孔，所述第二斜向导块伸入所述第二行程控制孔内；所述第三滑块的上部设有凸起的第三斜向导块，所述第三活动夹爪的下部设有凹陷的第三斜向导槽，所述第三斜向导块伸入所述第三斜向导槽内，以实现所述第三滑块与第三活动夹爪的滑动相连，所述机架上还设有用于所述第三斜向导块限位的第三行程控制孔，所述第三斜向导块伸入所述第三行程控制孔内；所述第四滑块的上部设有凸起的第四斜向导块，所述第四活动夹爪的下部设有凹陷的第四斜向导槽，所述第四斜向导块伸入所述第四斜向导槽内，以实现所述第四滑块与第四活动夹爪的滑动相连，所述机架上还设有用于所述第四斜向导块限位的第四行程控制孔，所述第四斜向导块伸入所述第四行程控制孔内；所述第一行程控制孔和第二行程控制孔分别与所述主动组件安装腔连通，所述第三行程控制孔和第四行程控制孔分别与所述从动组件安装腔连通。

4.根据权利要求3所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述第一斜向导槽的延伸方向与所述正反丝浮动螺杆的轴线方向的夹角为t1，所述第二斜向导槽的延伸方向与所述正反丝浮动螺杆的轴线方向的夹角为t1，所述第三斜向导槽的延伸方向与所述第三滑块的滑动方向的夹角为t1，所述第四斜向导槽的延伸方向与所述第四滑块的滑动方向的夹角为t1，t1=55°-85°。

5.根据权利要求4所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述第一滑块整体为长方形块状，且所述第一滑块靠近所述第二滑块一侧的上部设有凹陷的第一交错搭接导槽，所述第一交错搭接导槽远离所述第二滑块的一侧壁为凹陷的弧形；所述第二滑块整体为长方形块状，且所述第二滑块靠近所述第一滑块一侧的下部设有凹陷的第二交错搭接导槽，所述第二交错搭接导槽远离所述第一滑块的一侧壁为凹陷的弧形；所述第一滑块靠近所述第二滑块一侧的下部设有形状与所述第二交错搭接导槽相匹配的第一交错搭接柱；所述第二滑块靠近所述第一滑块一侧的上部设有形状与所述第一交错搭接导槽相匹配的第二交错搭接柱；所述第四滑块整体为长方形块状，且所述第四滑块靠近所述第三滑块一侧的上部设有凹陷的第四交错搭接导槽，所述第四交错搭接导槽远离所述第三滑块的一侧壁为凹陷的弧形；所述第三滑块整体为长方形块状，且所述第三滑块靠近所述第四滑块一侧的下部设有凹陷的第三交错搭接导槽，所述第三交错搭接导槽远离所述第四滑块的一侧壁为凹陷的弧形；所述第四滑块靠近所述第三滑块一侧的下部设有形状与所述第三交错搭接导槽相匹配的第四交错搭接柱；所述第三滑块靠近所述第四滑块一侧的上部设有形状与所述第四交错搭接导槽相匹配的第三交错搭接柱；所述第四滑块与第一滑块的结构相同且二者安装方向相反；所述第三滑块与第二滑块的结构相同且二者安装方向相反；所述下旋转拨环包括下圆环主体和分别由所述下圆环主体外壁凸起的第一拨杆头和第四拨杆头，且所述第一拨杆头和第四拨杆头分别设于所述下圆环主体相对的两侧；所述第一交错搭接柱靠近所述下旋转拨环的一侧设有凹陷的第一拨杆槽，所述第一拨杆头伸入所述第一拨杆槽内，所述第四交错搭接柱靠近所述下旋转拨环的一侧设有凹陷的第四拨杆槽，所述第四拨杆头伸入所述第四拨杆槽内；所述上旋转拨环包括上圆环主体和分别由所述上圆环主体外壁凸起的第二拨杆头和第三拨杆头，且所述第二拨杆头和第三拨杆头分别设于所述上圆环主体相对的两侧；所述第二交错搭接柱靠近所述上旋转拨环的一侧设有凹陷的第二拨杆槽，所述第二拨杆头伸入所述第二拨杆槽内，所述第三交错搭接柱靠近所述上旋转拨环的一侧设有凹陷的第三拨杆槽，所述第三拨杆头伸入所述第三拨杆槽内。

6.根据权利要求5所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述机架包括上下可拆卸固定相连的夹爪座和滑块座；所述中心环收容槽由所述滑块座上表面凹陷而成，所述滑块座上表面还设有凹陷而成的第一下收容滑槽、第二下收容滑槽，所述中心环收容槽设于所述滑块座的中心位置且分别连通所述第一下收容滑槽和第二下收容滑槽，所述第一下收容滑槽和第二下收容滑槽平行且分别设于所述中心环收容槽的两侧；所述夹爪座包括：导向收容盘和由所述导向收容盘下部中心凸起的中心定位环，所述导向收容盘整体为圆盘状，所述导向收容盘的上部中心还设有凹陷的工件放置槽，四个所述夹爪导向槽也由所述导向收容盘的上部凹陷而成，所述工件放置槽与中心环收容槽共中心，四条所述夹爪导向槽的一端分别与所述工件放置槽连通，四条所述夹爪导向槽的另一端分别贯穿所述导向收容盘的外侧壁；所述导向收容盘的下部正对所述第一下收容滑槽位置设有凹陷的第一上收容滑槽，所述第一上收容滑槽和第一下收容滑槽共同围成所述主动组件安装腔，所述组件收容腔整体为矩形；所述导向收容盘的下部正对所述第二下收容滑槽位置设有凹陷的第二上收容滑槽；所述第二上收容滑槽和第二下收容滑槽共同围成所述从动组件安装腔，所述从动组件安装腔整体为矩形；所述第一行程控制孔、第二行程控制孔、第三行程控制孔和第四行程控制孔均分别形成于所述导向收容盘内；所述第一行程控制孔的下部与所述主动组件安装腔连通，所述第一行程控制孔的上部与所述第一夹爪导向槽连通，所述第一行程控制孔的延伸方向与所述第一滑块移动方向一致；所述第二行程控制孔的下部与所述主动组件安装腔连通，所述第二行程控制孔的上部与所述第二夹爪导向槽连通，所述第二行程控制孔的延伸方向与所述第二滑块移动方向一致；所述第三行程控制孔的下部与所述从动组件安装腔连通，所述第三行程控制孔的上部与所述第三夹爪导向槽连通，所述第三行程控制孔的延伸方向与所述第三滑块移动方向一致；所述第四行程控制孔的下部与所述从动组件安装腔连通，所述第四行程控制孔的上部与所述第四夹爪导向槽连通，所述第四行程控制孔的延伸方向与所述第四滑块移动方向一致。

7.根据权利要求6所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述中心环收容槽的底部还设有凹陷的环定位槽，所述中心定位环伸入所述中心环收容槽内，且中心定位环的底部插入所述环定位槽内，所述下旋转拨环和上旋转拨环分别套设于所述中心定位环外，所述夹爪座和滑块座之间固定相连。

8.根据权利要求7所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述正反丝浮动螺杆的上还设有驱动段，所述驱动段设于所述正反丝浮动螺杆的一端，所述驱动段、第一螺纹和第二螺纹沿所述正反丝浮动螺杆的长度方向依次间隔设置；所述适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手还包括环绕传动段的旋转密封圈；所述驱动段为手动结构或电动结构中的一种；其中：当所述驱动段为所述手动结构时，所述驱动段伸出所述机架，且所述驱动段的横截面为正六边形；当所述驱动段为所述电动结构时，所述滑块座下部设有电气元件收容槽，所述电气元件收容槽位于所述第一下收容滑槽远离所述中心环收容槽的一侧，所述滑块座的一侧还设有凹陷而成的轮系收容槽，所述轮系收容槽连通所述第一下收容滑槽和电气元件收容槽，所述适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手还包括电机和齿轮系，所述齿轮系位于所述轮系收容槽内，所述驱动段延伸至所述轮系收容槽内，所述电机横向安装于所述电气元件收容槽内，所述齿轮系分别与电机和驱动段相连。

9.根据权利要求8所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述滑块座靠近所述电气元件收容槽的一侧设有插头孔，所述插头孔与电气元件收容槽连通；所述滑块座整体为正方形，所述滑块座的外侧壁至少设有固定连接有一个吊耳；所述滑块座的一侧正对所述轮系收容槽的位置还设有凹陷而成的轮系槽封板安装槽，所述轮系槽封板安装槽内设有封板主体，所述封板主体完成遮盖所述轮系收容槽的开口。

10.根据权利要求9所述的适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，其特征在于，所述第一下收容滑槽的底部内侧壁设有凹陷的底部避空槽，所述第一下收容滑槽的两个相对的内侧壁分别设有一条凹陷的侧部避空槽，所述第一滑块底部正对所述底部避空槽的位置设有凹陷的第一块底避空槽，所述第二滑块底部正对所述底部避空槽的位置设有凹陷的第二块底避空槽；所述第一夹爪导向槽的横截面为“工”字形，所述第一活动夹爪的横截面形状与所述第一夹爪导向槽的横截面形状相匹配，所述第一活动夹爪远离所述工件放置槽的一端设有第一润滑油脂嘴，且所述第一活动夹爪内设有连通所述第一润滑油脂嘴和第一斜向导槽的第一润滑通道；所述第二夹爪导向槽的横截面为“工”字形，所述第二活动夹爪的横截面形状与所述第二夹爪导向槽的横截面形状相匹配，所述第二活动夹爪远离所述工件放置槽的一端设有第二润滑油脂嘴，且所述第二活动夹爪内设有连通所述第二润滑油脂嘴和第二斜向导槽的第二润滑通道；第二下收容滑槽的结构与所述第一下收容滑槽的结构相同。

技术总结本发明公开了一种适用于矩形件定心夹持的单动力四爪联动抓取夹持机械手，包括：机架、主动夹爪单元、从动夹爪单元和拨环传动单元。主动夹爪单元包括：正反丝浮动螺杆、第一滑块、第二滑块。与现有技术相比，本发明利用一个动力驱动正反丝浮动螺杆旋转，结合结构较简单的拨环传动单元作为传动构件，最终实现四个夹爪伸缩，整体结构简单可靠。两对夹爪先后从两个不同的方向对待夹持工件进行夹持，具有定心功能且定心精度高，异组夹爪移动距离可相同可不同，不仅适用于正方形和圆形工件，还适用于长方形工件，应用范围更广。技术研发人员：张谭荣,毛辉,欧海石,张细军,李荣受保护的技术使用者：湖南伊米森科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2