一种自动对中夹持机构及对中方法

专利2025-07-09  3


本发明涉及工程机械夹持,尤其是一种自动对中夹持机构及对中方法。


背景技术:

1、本章节中的说明只提供涉及本公开的背景信息而不构成现有技术。

2、工程领域存在一些夹紧或者抓取场景,进行夹持动作时被夹紧或者被抓取的物品无法移动,同时要求工具的夹爪能够准确的位于被夹紧物体或者被抓取物品的几何对称方位,从而保证夹爪对物体夹紧力的对称性,为后续的加工或者搬运作业提供质量保证。

3、目前相关技术中,解决上述问题的一个有效思路是通过视觉识别技术,通过对被夹紧或者抓取物体进行拍照,获得精确的物体形状、方位坐标,随后驱动机械臂带动夹具或者抓头移动至物体位置进行后续动作。这样的解决方案,对于图像识别技术依赖度高,同时识别精度,识别算法等会影响到夹爪的定位精度,特别是对于拍照区域狭小的对象,需要更高的识别精度以及相应的硬件支持,无论是实际定位效果以及设备投入方面,都存在着一定的限制。

4、另外的一种解决途径是,先采用粗定位,将带有摄像头的机械臂驱动至需要夹紧或者抓取的位置附近,然后再利用其上安装的摄像头进行二次拍照,以近距离取得更高精度的位置坐标,从而再驱动机械臂带动夹爪实现精确定位,完成精准夹紧的动作。这样的方式,虽然能够精确的实现定位,并完成夹紧或者抓取的动作,但设备相对复杂,硬件投入大,且定位精度依然受到硬件和软件的限制。同时由于图像识别技术对于现场环境的要求较高,也限制了这一方法的推广应用。

5、中国专利申请cn202622621u公开了一种自锁对中夹紧机构,包括工作台、两个固定支承座、直线导轨、双向丝杠副、两个活动夹板、两个v型块、驱动轴与超越离合器,两个固定支承座固定于工作台上,直线导轨包括导杆与套于导杆上的两个导向块,双向丝杠副包括丝杠与两个滑动螺母,导杆与丝杆轴线平行且两端分别固定于固定支承座上,两个活动夹板分别固定于左右两侧的导向块与滑动螺母上,两个v型块分别固定于活动夹板上,丝杠一端伸出固定支承座通过超越离合器与驱动轴一端连接,结构简单,操作方便,可以实现自动的锁紧与对中,节省工艺成本,可靠性高,但是包括上述公开专利申请技术方案在内的相关技术仍然存在以下技术问题:①针对工件无法移动的工况,两侧同步夹持需要工件正好位于两侧夹持部件的几何中心,否则夹持时无法保证对中夹持,很容易出现一侧夹持部件接触工件,而另一侧夹持部件与工件之间还存在间隙,此时容易导致工件两侧所受夹持力不均匀,发生工件无法夹起或夹起后容易脱落的现象;②狭小区域的工件夹持对设备硬件和软件的精度均具有更高的要求,实现难度和成本均较高。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自动对中夹持机构,用于解决现有技术中夹持机构普遍存在的无法自动对中夹持以及夹持力不均匀导致的夹持效率低以及夹持后容易脱落的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种自动对中夹持机构,包括:

4、夹持动力部,用于为夹持动作提供旋转动力;

5、螺杆,与夹持动力部的动力端同步转动安装;

6、夹持组件,安装在螺杆上且包括两个螺母组件,两个螺母组件分别带动一个夹爪沿螺杆水平相向或背向运动,相向运动时,当其中一个螺母组件的夹爪与工件接触后自动停止向工件继续移动。

7、进一步的,所述螺母组件包括第一螺母体和第二螺母体,所述第一螺母体与螺杆为螺纹连接,所述第二螺母体通过离合动力组件实现与第一螺母体相对固定连接或者相对旋转连接。

8、进一步的,所述离合动力组件安装在第二螺母体上且位于第一螺母体和第二螺母体之间,所述离合动力组件包括离合动力部和安装在其动力端的工作端头,所述离合动力部动作驱动工作端头伸出与缩回以使得第二螺母体与第一螺母体实现分离与合体。

9、进一步的,所述第一螺母体与第二螺母体之间安装压力传感器,该压力传感器一侧与第一螺母体相对转动安装,另一侧与第二螺母体相对固定安装。

10、进一步的,所述离合动力部采用电磁离合器,所述第一螺母体上安装与工作端头配合的摩擦环,当工作端头在电磁离合器的驱动下动作时与摩擦环为接触顶紧以实现第一螺母体和第二螺母体相对固定。

11、进一步的,所述离合动力部采用电磁离合器,所述第一螺母体上安装与工作端头配合的磁吸环,当工作端头在电磁离合器的驱动下动作时与磁吸环为接触顶紧以实现第一螺母体和第二螺母体相对固定。

12、进一步的,所述螺杆上设置第一螺纹和第二螺纹,所述第一螺纹和第二螺纹的旋向相反,两个螺母组件的第一螺母体分别通过第一螺纹和第二螺纹与螺杆螺纹连接。

13、进一步的,两个螺母组件均设置用于供导向杆依次贯穿的通孔,所述导向杆与第二螺母体滑动安装。

14、一种自动对心夹持工件的对中方法,该方法包括以下步骤:

15、s1、夹持机构归零,此时两夹爪间距最大,第一螺母体和第二螺母体处于合体状态;s2、夹持动力部动作,驱动螺杆旋转,螺杆带动两个螺母组件做相向水平移动,两夹爪做同步相向水平移动以靠近待夹持工件;

16、s3、当其中任一个螺母组件的夹爪接触到待夹持工件时,其对应的压力传感器检测待夹持工件的反作用力达到设定值时,信号传递给离合动力组件使其动作,第一螺母体和第二螺母体处于分离状态,此时第一螺母体和螺杆同步旋转,第二螺母体停止移动,该螺母组件停止向前移动;

17、s4、另一螺母组件继续向靠近待夹持工件的方向移动,直至该螺母组件与待夹持工件接触顶紧后,夹持动力部停止运行,夹持动作完成;

18、s5、夹持任务完成后,夹持机构归零:控制器发送信号至离合动力组件,离合动力组件动作使第一螺母体和第二螺母体合体,夹持动力部反向运行,带动螺母组件背向运动至初始位置,当其中一个螺母组件先到达初始位置时,其压力传感器传递信号使得离合动力组件动作,该螺母组件处于分离状态,另一螺母组件继续运行至初始位置,夹持动力部停止运行,夹持机构完成归零动作。

19、与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:

20、(1)本发明通过设置离合动力组件,实现两个螺母组件相向运动进行夹持的同时,当其中任一个螺母组件先接触待夹持工件后可以停止移动,另一个螺母组件则继续运行直至两者均夹紧待夹持工件,能够实现同一螺杆驱动两个螺母组件进行夹持动作的同时分别控制两个螺母组件的运行,无需提前将两个夹爪通过精密控制如视觉识别等方式精确定位至待夹持工件的正中位置,极大降低了夹持机构与待夹持工件之间相对位置的精确定位难度,避免了传统夹持机构存在的工件无法移动时导致两侧夹持力不均匀、夹持后易脱落的现象,实现了自动对中夹持与固定的功能,提高了夹持效率和夹持精度;

21、(2)本发明通过采用单个螺杆实现对两个螺母组件的相向或背向移动,对于与传统相关技术中,采用两个螺杆实现对螺母的各自控制来说,本发明的结构更加简单紧凑,且结构刚度更好,长期使用后各组件结构之间的位置精度保持性好,同时控制简单易于实现同步。



技术特征:

1.一种自动对中夹持机构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,所述螺母组件(700)包括第一螺母体(702)和第二螺母体(701),所述第一螺母体(702)与螺杆(400)为螺纹连接,所述第二螺母体(701)通过离合动力组件(704)实现与第一螺母体(702)相对固定连接或者相对旋转连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,所述离合动力组件(704)安装在第二螺母体(701)上且位于第一螺母体(702)和第二螺母体(701)之间,所述离合动力组件(704)包括离合动力部和安装在其动力端的工作端头(705),所述离合动力部动作驱动工作端头(705)伸出与缩回以使得第二螺母体(701)与第一螺母体(702)实现分离与合体。

4.根据权利要求3所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,所述第一螺母体(702)与第二螺母体(701)之间安装压力传感器(706),该压力传感器(706)一侧与第一螺母体(702)相对转动安装,另一侧与第二螺母体(701)相对固定安装。

5.根据权利要求4所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,所述离合动力部采用电磁离合器,所述第一螺母体(702)上安装与工作端头(705)配合的摩擦环(708),当工作端头(705)在电磁离合器的驱动下动作时与摩擦环(708)为接触顶紧以实现第一螺母体(702)和第二螺母体(701)相对固定。

6.根据权利要求4所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,所述离合动力部采用电磁离合器,所述第一螺母体(702)上安装与工作端头(705)配合的磁吸环,当工作端头(705)在电磁离合器的驱动下动作时与磁吸环为接触顶紧以实现第一螺母体(702)和第二螺母体(701)相对固定。

7.根据权利要求5-6任一所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,所述螺杆(400)上设置第一螺纹(401)和第二螺纹(402),所述第一螺纹(401)和第二螺纹(402)的旋向相反,两个螺母组件(700)的第一螺母体(702)分别通过第一螺纹(401)和第二螺纹(402)与螺杆(400)螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,两个螺母组件(700)均设置用于供导向杆(300)依次贯穿的通孔,所述导向杆(300)与第二螺母体(701)滑动安装。

9.一种对中方法,基于上述权利要求1-8任一所述的一种自动对中夹持机构,其特征在于,该方法包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的一种对中方法,其特征在于,还包括:


技术总结
本发明涉及工程机械夹持技术领域,尤其是一种自动对中夹持机构及对中方法,包括:夹持动力部,用于为夹持动作提供旋转动力;螺杆,与夹持动力部的动力端同步转动安装;夹持组件,安装在螺杆上且包括两个螺母组件,两个螺母组件分别带动夹爪沿螺杆水平相向或背向运动,相向运动时,当其中一个螺母组件的夹爪与工件接触后自动停止向工件继续移动,用于解决现有技术中夹持机构普遍存在的无法自动对中夹持以及夹持力不均匀导致的夹持效率低以及夹持后容易脱落的技术问题。

技术研发人员:王燕涛,刘伟婕,顾瑞,姜娉娉
受保护的技术使用者:烟台大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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