一种用于钢管焊接机器人的夹持装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机械装配领域，具体涉及一种用于钢管焊接机器人的夹持装置。


背景技术：

[0002]
现有机器人夹具，大致包含以下三种方式设置：第一种方式是通过吸盘夹持，第二种方式是通过电动或气动夹夹持,第三种方式是通过人工手动夹持。这三种方式，其中第一种方式和第二种方式结构复杂，需要加装传感器，增加控制系统和通道。第三种方式仅能用于焊接工作台，适用面窄，劳动效率低，而且人机混处，不利于安全生产。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的是提供一种结构简单，利用机械自锁的特性并配合运输机器人使用，在运输过程能承受较大载荷，耐冲击，稳定性好的钢管焊接机器人夹持装置。
[0004]
为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供的一种用于钢管焊接机器人的夹持装置，包括夹爪和转臂，所述夹爪上设有朝左且呈半圆形的承接槽，夹爪下半部设有纵向顶压滑移机构，所述转臂中部通过销轴与焊接机器人的机械臂铰接，转臂右端处于纵向顶压滑移机构的下侧，转臂左端设有横向顶压滑移机构。
[0005]
进一步的，本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置，其中，所述纵向顶压滑移机构包括限位碰柱、安装板和压缩弹簧，所述夹爪下半部设有上小下大的台阶孔，安装板固定在台阶孔的下端口处，限位碰柱由下至上穿过台阶孔，限位碰柱中部设有限位环台，限位碰柱下端穿过安装板，所述压缩弹簧套设在安装板和限位环台之间。
[0006]
进一步的，本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置，其中，所述横向顶压滑移机构包括固定座、滑座和弹性压缩组件，所述固定座固定在转臂左端，固定座上设有朝右的滑槽，滑座的左端口处于固定座的滑槽中，固定座和滑座之间设有弹性压缩组件，转臂上设有用于阻挡滑座的凸缘。
[0007]
进一步的，本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置，其中，所述弹性压缩组件包括粗弹簧、第一细弹簧、第二细弹簧、定位芯轴、调节螺栓和定位螺柱，所述固定座上设有与滑槽连通的第一螺纹孔，所述滑座上设有第二螺纹孔，所述调节螺栓旋装在第一螺纹孔中，所述定位螺柱旋装在第二螺纹孔中，所述定位芯轴呈柱状且中部设有环状凸缘，所述粗弹簧套设在第一细弹簧上，粗弹簧和第一细弹簧压紧在调节螺栓和定位芯轴环状凸缘之间，所述第二细弹簧压紧在定位芯轴环状凸缘和定位螺柱之间。
[0008]
进一步的，本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置，其中，所述限位碰柱上半部端面上设有朝向承接槽槽口方向且与承接槽弧度匹配的圆弧倒角。
[0009]
进一步的，本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置，其中，所述滑座右半部端面上设有朝向承接槽槽底方向且与承接槽弧度匹配的圆弧倒角。
[0010]
进一步的，本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置，其中，所述夹爪的承接槽槽底设有矩形定位槽。
[0011]
本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型采用纯机械式的加持工具，安装在机器人机械臂上，利用自锁原理，自动完成夹紧和松开两个动作；本实用新型为纯机械结构，结构简单无需额外的动力源，传感器，控制系统；利用自锁夹持工件，运输过程能承受较大载荷，耐冲击，稳定性好，比单纯弹簧夹工作可靠。
[0012]
下面结合附图所示具体实施方式对本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置作进一步详细说明。
附图说明
[0013]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0014]
图2为图1中a部区域的局部放大图；
[0015]
图3为本实用新型中弹性压缩组件的结构示意图；
[0016]
图4为本实用新型在夹紧工件时的结构示意图；
[0017]
图5为本实用新型在松开工件时的结构示意图。
具体实施方式
[0018]
如图1至所示，本实用新型一种用于钢管焊接机器人的夹持装置的具体实施方式，包括夹爪1和转臂2，夹爪1上设有朝左且呈半圆形的承接槽11，夹爪1下半部设有纵向顶压滑移机构3，转臂2中部通过销轴5与焊接机器人的机械臂铰接，转臂2右端处于纵向顶压滑移机构3的下侧，转臂2左端设有横向顶压滑移机构4。
[0019]
在实际使用时，夹爪1通过焊接或者其他连接方式固定连接在焊接机器人的机械臂上，销轴5也以同样的方式固定在焊接机器人的机械臂上。本实用新型主要完成夹紧和松开两个过程。其中，在夹紧过程中，如图4所示，工件在外力作用下由左向右进入夹爪1的承接槽11中，工件在进入过程中，下端会接触到纵向顶压滑移机构3上端，在工件自身的重量和工件与承接槽11之间的摩擦力作用下，使得纵向顶压滑移机构3向下移动，进而使得纵向顶压滑移机构3向下挤压转臂2的右半部，在销轴5的作用下，转臂2的左半部向上转动，进而抱死工件；在松开过程中，如图5所示，工件在外力作用下由右向左从夹爪1的承接槽11中离开，在工件离开过程中，工件下端会接触到横向顶压滑移机构4的右半部，工件移动过程中，在工件自身的重量和工件与横向顶压滑移机构4的右半部之间的摩擦力作用下，使得横向顶压滑移机构4的右半部向左移动，这时纵向顶压滑移机构3向下挤压转臂2的右半部的作用消失，在销轴5的作用下，转臂2的左半部向下转动，进而松开工件；本实用新型是为焊接钢管的机器人设计，夹持圆柱形或近似圆柱形工件，工件材料强度须大于25mpa，否则有夹碎的危险，本实用新型采用纯机械结构，无需传感器和控制系统，比电动或气动机械手结构简单，重量轻，利用自锁的特性，运输过程能承受较大载荷，耐冲击，比单纯弹簧夹工作可靠。
[0020]
作为具体实施方式，如图1所示，本实用新型中的纵向顶压滑移机构3包括限位碰柱31、安装板32和压缩弹簧33，夹爪1下半部设有上小下大的台阶孔，安装板32固定在台阶孔的下端口处，限位碰柱31由下至上穿过台阶孔，限位碰柱31中部设有限位环台34，限位碰柱31下端穿过安装板32，压缩弹簧33套设在安装板32和限位环台34之间。在工件夹紧过程
中，对转臂2右半部起到顶压作用的部件是限位碰柱31，当工件夹紧时，工件向下顶压限位碰柱31，限位碰柱31向下顶压转臂2右端，使转臂2左端翘起，进而抱紧工件；当工件松开时，限位碰珠31不在受工件顶压，限位碰柱31在压缩弹簧33的作用下复原，向上移动。
[0021]
作为具体实施方式，如图2所示，本实用新型中的横向顶压滑移机构4包括固定座41、滑座42和弹性压缩组件6，固定座41固定在转臂2左端，固定座41上设有朝右的滑槽43，滑座42的左端口处于固定座41的滑槽43中，固定座41和滑座42之间设有弹性压缩组件6，转臂2上设有用于阻挡滑座42的凸缘21。通过以上具体设置将滑座42限定在固定座41和转臂2上的凸缘21之间，并保持滑座42的一部分处于滑槽43中，当工件夹紧时，在弹性压缩组件6的作用下，工件自身的重量不足以使滑座42移动，进而抱紧工件；当工件松开时，施加的外力大于弹性压缩组件6的弹力，使得滑座42向左移动，工件与夹爪1之间产生间隙，使得工件松开。
[0022]
在上述具体实施方式的基础上，如图3所示，弹性压缩组件6包括粗弹簧61、第一细弹簧62、第二细弹簧63、定位芯轴64、调节螺栓65和定位螺柱66，固定座41上设有与滑槽43连通的第一螺纹孔，滑座42上设有第二螺纹孔，调节螺栓65旋装在第一螺纹孔中，定位螺柱66旋装在第二螺纹孔中，定位芯轴64呈柱状且中部设有环状凸缘，粗弹簧61套设在第一细弹簧62上，粗弹簧61和第一细弹簧62压紧在调节螺栓65和定位芯轴64环状凸缘之间，第二细弹簧63压紧在定位芯轴64环状凸缘和定位螺柱66之间。通过以上设计方式，利用调节螺栓65配合定位螺柱66调整滑座42的位置，利用粗弹簧61、第一细弹簧62和第二细弹簧63实现精细化控制，滑座42动作仅存在于工件松开过程中，当工件离开时，首先挤压的就是滑座42，粗弹簧61和第一细弹簧62的组合弹性系数叠加大于单个第二细弹簧63的弹性系数，因此滑座42在动作时首选挤压第二细弹簧63，当第二细弹簧63被挤压到一定程度后，开始挤压粗弹簧61和第一细弹簧62的组合，实现在松开工件过程中对工件实施不同等级强度的阶梯控制。
[0023]
作为优化方案，本具体实施方式中限位碰柱31上半部端面上设有朝向承接槽11槽口方向且与承接槽弧度匹配的圆弧倒角；滑座42右半部端面上设有朝向承接槽11槽底方向且与承接槽弧度匹配的圆弧倒角，便于在夹紧过程和松开过程中更好的配合工件动作，使其动作更加顺畅，增强使用稳定性。
[0024]
作为优化方案，本具体实施方式中夹爪1上的承接槽11槽底处设有矩形定位槽12，实现工件的定位操作，防止工件滚动。
[0025]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。
[0026]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
[0027]
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0028]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0029]
以上实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种变型，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

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