一种机械臂夹持结构的制作方法

本实用新型涉及搬运机械设备技术领域，尤其涉及一种机械臂夹持结构。

背景技术：

在生产过程中，机械臂被用于搬运不同尺寸大小原材料和/或产品。对于同类材料和/或产品，产品的尺寸越大，其质量相应增加，不仅要求机械臂夹持结构张角度越大，并且还需要机械臂夹持结构提供更大的夹持力，以防止被夹持物滑落。现有技术中，机械臂夹持结构的打开和/或闭合通常采用气缸、液压缸和/或进步电机控制。虽然气缸、液压杆和/或进步电机能为机械臂夹持结构提供足够大的夹持力和足够的开合角度，但是气缸、液压杆和进步电机推动机械臂夹持结构夹持物体至少存在以下不足：

1、气缸、液压杆和/或进步电机提供作用力的机械臂夹持结构的开合大小和夹持力大小不能随着被夹持物体尺寸进行调节，使得被夹持物体容易因为夹持力过大造成损坏，或者是因为闭合不够充分造成被夹持物滑落；

2、气缸、液压杆和/或进步电机提供的作用力的调节需要更多的控制设备和/或感应设备进行调节，不仅使得机械臂的制造成本增加，并且控制设备和/或感应设备在感测调节时存在滞后性，气缸、液压杆和/或进步电机的产生推力可控性差，容易因夹持臂过渡闭合而损坏被夹持物。

技术实现要素：

本实用新型的其中一个目的是提出一种机械臂夹持结构，解决了现有技术中机械臂夹持结构的开合大小和/或夹持力大小不能随着被夹持物体尺寸进行调节的技术问题。本实用新型优选技术方案所能够达到诸多有益技术效果，具体见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型的机械臂夹持结构，包括本体、夹持臂和弹力控制组件，夹持臂与本体活动连接，弹力控制组件与夹持臂连接，以使弹力控制组件能够利用弹力推动夹持臂夹持物品。

进一步的，弹力控制组件包括同步传动件和弹性件，同步传动件与夹持臂传动连接，弹性件与同步传动件连接，以使同步传动件能够在弹性件的作用下带动夹持臂闭合。

进一步的，同步传动件包括传动杆，夹持臂包括长圆形孔；或者是，同步传动件包括长圆形孔，夹持臂包括传动杆；以使同步传动件利用传动杆穿过长圆形孔与夹持臂传动连接。

进一步的，弹力控制组件还包括导向杆，同步传动件与导向杆滑动连接，以使同步传动件能够沿着导向杆移动。

进一步的，同步传动件包括定位孔，同步传动件通过定位孔嵌套在导向杆上，以使同步传动件能够通过定位孔沿着导向杆滑动。

进一步的，弹性件的一端与本体和/或导向杆连接，另一端与同步传动件连接，以使弹性件能够推动同步传动件，并通过同步传动件带动夹持臂闭合。

进一步的，弹性件嵌套于导向杆上，以使弹性件沿着导向杆被压缩和/或被拉伸。

进一步的，弹力控制组件还包括弹力调节件，弹力调节件位于弹性件远离同步传动件的一端，以使弹力调节件能够调节弹性件产生弹力的大小。

进一步的，弹性件为弹簧。

进一步的，弹力调节件嵌套在导向杆上，并且弹力调节件与导向杆螺纹连接。

进一步的，弹力控制组件还包括驱动件，驱动件与同步传动件连接，以使驱动件能够推动同步传动件，并通过同步传动件压缩弹性件带动夹持臂打开。

本实用新型提供的机械臂夹持结构至少具有如下有益技术效果：

本实用新型所述的机械臂夹持结构利用弹力推动夹持臂夹持被夹持物，使得夹持臂作用在被夹持物上的作用力大小能够根据被夹持物的大小和/或夹持臂张开大小进行调节，以对不同大小和/或质量的物品进行搬运。

弹力控制组件产生的弹力推动夹持臂夹持被夹持物，被夹持物的支持力反作用于弹力控制组件，以使弹力控制组件产生的弹力与被夹持物的支持力平衡，进而实现机械臂夹持结构的开合大小和/或夹持力大小随着被夹持物体尺寸变化进行调节。

具体的，随着夹持臂闭合，弹力控制组件发生的形变逐渐恢复，弹力控制组件作用在夹持臂上的作用力逐渐减小，机械臂夹持机构作用在被夹持物上的作用力逐渐减小，即夹持小件物体时，夹持力减小，以防止夹持力过大损坏被夹持物；

随着夹持臂打开，弹力控制组件的形变量组件增加，弹力控制组件作用在夹持臂上的作用力组件增加，机械臂夹持机构作用在被夹持物上的作用力逐渐增加，即夹持大件物体时，夹持力增加，以防止机械臂夹持结构在夹持大件物体时出现滑落。

本实用新型所述机械臂夹持结构利用弹力推动夹持臂夹持被夹持物，使得夹持臂张开的大小与弹力控制组件的形变量以及产生的夹持力的大小能够适应被夹持物的尺寸大小同步变化，且无需提供更多的控制设备和/或感应设备，能够消除调节夹持力大小的感测调节时间，增强夹持力大小的可控性，不仅能够有效降低气缸、液压杆和/或进步电机的控制成本，还能防止夹持力过大损伤被夹持物。

此外，本实用新型优选技术方案还可以产生如下技术效果：

本实用新型优选技术方案的机械臂夹持结构通过同步传动件使得位于同步传动件两端的夹持臂能够同步调节，以使两边夹持臂在运作过程中的夹持角度和作用在被夹持物上的作用力相同，避免被夹持物两边受力不均而出现偏倒；

本实用新型优选技术方案的导向杆能够限定同步传动件的运动轨迹，避免同步传动件在运动过程中出现偏差，以使作用在同步传动件上的弹力方向与同步传动件的运动方向不一致，从而导致同步传动件的传动效率降低。

本实用新型优选技术方案的弹力控制组件通过弹性件的形变产弹力推动夹持臂夹持被夹持物，不仅使得夹持臂作用在被夹持物的夹持力可以随着被夹持物的大小进行调节，还能够通过使得夹持臂产生的夹持力大小始终位于弹性件产生弹力大小范围内，以防止夹持臂产生过大的夹持力损坏被夹持物。

本实用新型优选技术方案的机械臂夹持结构中，弹性件嵌套在导向杆上，使得弹性件只能够沿着导向杆的方向发生形变，避免弹性件在压缩过程中出现弯曲和/或其他非必要形变，进而使得弹性件产生弹力的方向始终位于同一条直线上，提高传动效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型一种优选实施方式机械臂的立体图；

图2是本实用新型第一种优选实施方式机械臂夹持结构的剖面图；

图3是本实用新型第一种优选实施方式机械臂夹持结构的侧视图；

图4是本实用新型一种优选实施方式同步传动件的主视图；

图5是本实用新型第二种优选实施方式机械臂夹持结构的剖面图。

图中1-本体；2-夹持臂；21-长圆形孔；22-夹持抓；221-抓轮；3-弹力控制组件；31-同步传动件；311-传动杆；312-定位孔；32-导向杆；33-弹性件；34-弹力调节件；341-锁定件；35-驱动件；4-被夹持物；5-机械臂。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参照图1和图2，一种机械臂夹持结构，包括本体1、夹持臂2和弹力控制组件3，夹持臂2与本体1活动连接，弹力控制组件3与夹持臂2连接，以使弹力控制组件3能够利用弹力推动夹持臂2夹持物品。优选的，夹持臂2与本体1铰接，以使夹持臂2能够通过围绕夹持臂2与本体1的连接点旋转实现对被夹持物4夹持。

作为本实用新型一种优选的实施方式，夹持臂2上设置有夹持抓22，以使夹持臂2能够通过夹持抓22更好地适应被夹持物4的形状，增加机械臂夹持结构与被夹持物4之间的接触面积。被夹持物4与机械夹持结构接触面积的增加，有利于被夹持物4表面受到的夹持力能够对称且均匀地作用在被夹持物4上，以是相互对称的力能够抵消，减小和/或避免被夹持物4在夹持和/或移动过程中发生形变。

参照图2或图5，夹持抓22上设置有抓轮221，夹持抓22通过抓轮221与被夹持物4接触，从而避免夹持抓22搓破被夹持物4的表面。具体的，当夹持抓22靠近被夹持物4时，通过抓轮221与被夹持物4表面接触，利用抓轮221可旋转的特性，使得夹持抓22与被夹持物4表面之间的动摩擦转化为静摩擦，进而避免夹持抓22搓破被夹持物4的表面。

优选的，抓轮221为弹性材料制成，例如：耐冲击性聚苯乙烯、苯乙烯─丙烯腈共聚物、苯乙烯─丙烯腈共聚物、天然橡胶等。

参照图2或图5，弹力控制组件3包括同步传动件31和弹性件33，同步传动件31与夹持臂2传动连接，弹性件33与同步传动件31连接，以使同步传动件31能够在弹性件33的作用下带动夹持臂2闭合。

参照图2、图3和图4，同步传动件31包括传动杆311，夹持臂2包括长圆形孔21；或者是，同步传动件31包括长圆形孔21，夹持臂2包括传动杆311；以使同步传动件31利用传动杆311穿过长圆形孔21与夹持臂2传动连接。

再次参照图2或图5，弹力控制组件3还包括导向杆32，同步传动件31与导向杆32滑动连接，以使同步传动件31能够沿着导向杆32移动。

参照图2或图5，同步传动件31的两端分别与夹持臂2传动连接，故而同步传动件31在移动的过程中会带动两端的夹持臂2同步旋转，进而实现夹持臂2的打开和/或闭合。优选的，同步传动件31为一块传动板和/或根连接杆。

作为本实用新型一种可实施的替代方案，同步传动件31还可以为两块和/或三块连接杆铰接形成的线形联动杆。

参照图2和图4，同步传动件31包括定位孔312，同步传动件31通过定位孔312嵌套在导向杆32上，以使同步传动件31能够通过定位孔312沿着导向杆32滑动。

参照图2或图5，弹力控制组件3还包括弹性件33，弹性件33的一端与本体1和/或导向杆32连接，另一端与同步传动件31连接，以使弹性件33能够推动同步传动件31，并通过同步传动件31带动夹持臂2闭合。

再次参照图2或图5，弹性件33嵌套于导向杆32上，以使弹性件33始终沿着导向杆32被压缩和/或被拉伸。

参照图5，弹力控制组件3还包括弹力调节件34，弹力调节件34位于弹性件33远离同步传动件31的一端，以使弹力调节件34能够调节弹性件33产生弹力的大小。

作为本实用新型一种优选的实施方式，弹性件33为弹簧。

具体的，本实用新型所述机械臂夹持结构用于夹持0.1kg～50kg的被夹持物4时，和/或是同步传动件31所需的弹力大小为1n～500n时，可以参照gbt1358-2009圆柱螺旋弹簧尺寸系列标准选取合适规格的弹簧。当同步调节件31所需弹力大于500n时，可以参照cb/z144-1976圆柱螺旋弹簧的设计与计算设计对应规格的弹簧。

再次参照图5，弹力调节件34嵌套在导向杆32上，并且弹力调节件34与导向杆32螺纹连接。优选的，弹力调节件34为嵌套在导向杆32上的螺母。

作为本实用新型一种优选的实施方式，弹力调节件34还包括锁定件341，以使弹力调节件34能够通过锁定件341固定在导向杆32上，以达到防止弹力调节件34在机械臂5工作的时候出现滑动。优选的，锁定件341为穿过弹力调节件34与导向杆32固定的螺钉。

上述实施例中，弹力调节件使得机械臂夹持结构能够在不更换弹性件33情况下实现弹性件33在工作过程中能够产生弹力大小范围的调节。具体的，弹性件33产生弹力大小与弹性件33的形变量有关，弹性件33形变量越大，产生的弹力越大，弹性件33形变量越小，产生的弹力越小。当旋转螺母，使得螺母沿着导向杆32向靠近弹性件33的一侧运动时，弹性件33被压缩，使得弹性件33在工作过程中的形变量增加，即夹持臂2产生的最小夹持力和最大夹持力均增加；当旋转螺母，使螺母沿着导向杆32向远离弹性件33的一侧运动时，弹性件33伸长，使得弹性件33在工作过程中的形变量减小，即夹持臂2产生的最小夹持力和最大夹持力均减小。

参照图2和图5，弹力控制组件3还包括驱动件35，驱动件35与同步传动件31连接，以使驱动件35能够推动同步传动件31，并通过同步传动件31压缩弹性件33带动夹持臂2打开。优选的，驱动件35为气缸、液压杆。

作为本实用新型一种优选的实施方式，驱动件35与同步传动件31之间拆卸连接和/或可分离抵触，以使驱动件35单向推动同步传动件31运动。

作为本实用新型一种优选的实施方式，机械臂夹持结构与机械臂5铰接，以使机械臂夹持结构能够在围绕连接点旋转，从而提高机械臂夹持结构的工作角度范围更大，提高机械臂5的灵活性。

本实用新型一种优选实施方式的机械臂夹持结构的工作原理如下：

夹持臂2打开：

控制气缸和/或液压杆伸长，使得气缸和/或液压杆推动同步传动件31运动，带动夹持臂2打开的同时压缩弹性件33，从而完成弹性件33蓄能和夹持臂2的打开。

需要说明的是，夹持臂2的打开时，气缸和/或液压杆的作用力的大小和/或夹持臂2打开的速度不会对被夹持物4造成损伤，故而夹持臂2打开时，作用在夹持臂2上的大小和/或推动夹持臂2旋转的速度无需进行调节。

夹持臂2闭合：

控制气缸和/或液压杆收缩，使得同步传动件31受到弹性件33的弹力大于气缸和/或液压杆对同步传动件31的支撑力，进而使得同步传动件31沿着导向杆32向远离弹性件33的一端运动，从而带动夹持臂2闭合。

随着夹持臂2与被夹持物4接触并发生挤压，被夹持物4会对夹持臂2产生反方向的支持力以阻碍夹持臂2闭合，并使得夹持臂2产生阻碍弹性件33恢复形变的作用力。当夹持臂2产生的克服弹性件33恢复形变的作用力与气缸和/或液压杆产生的克服弹性件33恢复形变的作用力的合力与弹性件33产生的作用力相等时，夹持臂2停止运动，从而实现机械臂夹持结构夹持被夹持物4。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。