本發(fā)明涉及物料轉(zhuǎn)運(yùn)段的機(jī)械手的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圓柱面內(nèi)壁工件的內(nèi)撐式抓取與套模下壓機(jī)械手。

背景技術(shù)：

對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人來說，取料和放料是最基本的功能，對(duì)于不同的產(chǎn)品所需要的夾頭也不一樣。對(duì)于圓柱類零件，一般采用外夾式夾頭，即從工件的外部來夾持工件，而這些夾頭多是利用三個(gè)夾爪組成圓柱孔來夾緊圓柱體類零件的；對(duì)于管狀類零件，一般采用內(nèi)撐式夾頭，但大部分內(nèi)撐式夾頭僅僅具有夾緊和松開工件的功能，不具有輔助定位和裝配的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種圓柱面內(nèi)壁工件的內(nèi)撐式抓取與套模下壓機(jī)械手。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種圓柱面內(nèi)壁工件的內(nèi)撐式抓取與套模下壓機(jī)械手，其特征是：該機(jī)械手包括外部的圓柱形套筒和安裝在套筒內(nèi)的抓取裝置；

所述的抓取裝置包括有：

與套筒的內(nèi)圓柱面直徑匹配的盤形主體；

設(shè)置在盤形主體的下表面圓周邊沿上、并均布的至少三個(gè)同樣的內(nèi)撐機(jī)構(gòu)；

安裝在盤形主體上表面中部、并穿過盤形主體至其下表面、并與內(nèi)撐機(jī)構(gòu)連接的伸縮式直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器；

該直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的活動(dòng)部件的運(yùn)行方向與盤形主體的軸向相同；該盤形主體套裝在所述套筒內(nèi)部，并能夠沿套筒內(nèi)表面滑動(dòng)；在盤形主體上表面還固定連接有不少于兩個(gè)與套筒軸向平行的導(dǎo)桿，該每個(gè)導(dǎo)桿上端穿出設(shè)置在套筒上部的導(dǎo)向孔，在每個(gè)導(dǎo)桿穿出的部分安裝有尺寸大于導(dǎo)向孔尺寸的的限位部件，每個(gè)限位部件的安裝高度相同；

所述的內(nèi)撐機(jī)構(gòu)包括：

位于盤形主體的下表面邊沿垂直凸出的固定支撐腿；

中部通過轉(zhuǎn)軸安裝在該支撐腿下端的杠桿式內(nèi)撐爪；

兩端通過鉸軸連接內(nèi)撐爪里端和直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的活動(dòng)部件之間的連桿；

該內(nèi)撐爪的外端設(shè)有內(nèi)撐抓取工作面，每個(gè)內(nèi)撐爪的內(nèi)撐抓取工作面為相同的圓柱面；

所述的套筒的下端面為精加工后的平整圓環(huán)形端面，在套筒上設(shè)有外接驅(qū)動(dòng)裝置的連接結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述的套筒的上端設(shè)有空心的端面體，所述的導(dǎo)向孔位于該端面體上，在該端面體與盤形主體之間設(shè)有復(fù)位彈簧。

優(yōu)選的，所述的復(fù)位彈簧外徑與所述的套筒內(nèi)圓柱面直徑匹配，并緊貼套筒內(nèi)圓柱面安裝，所述的導(dǎo)桿、直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器位于復(fù)位彈簧內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述的固定支撐腿的外側(cè)面與盤形主體的外圓柱面位于同一圓柱面上。

優(yōu)選的，所述的固定支撐腿的外側(cè)面下端設(shè)有圓弧形倒角。

優(yōu)選的，所述的內(nèi)支撐爪整體呈折彎形狀，包括靠近里端的直段部分和靠近外端的折彎段部分，轉(zhuǎn)軸位于其直段部分上，所述的內(nèi)撐抓取工作面位于折彎段的外側(cè)。

優(yōu)選的，所述的直線驅(qū)動(dòng)器為氣缸，或者為液壓缸，或者為電動(dòng)推桿。

優(yōu)選的，所述的限位部件為擰在導(dǎo)向桿上端的螺母。

優(yōu)選的，套筒的側(cè)壁上沿圓周設(shè)有數(shù)量與內(nèi)撐機(jī)構(gòu)數(shù)量相同的窗口，相鄰的窗口之間留有導(dǎo)向條，該導(dǎo)向條的位置與盤形主體下表面的支撐腿位置對(duì)應(yīng)；當(dāng)盤形主體向上滑動(dòng)時(shí)，支撐腿的外側(cè)面沿導(dǎo)向條的內(nèi)表面滑動(dòng)。

優(yōu)選的，所述的連接結(jié)構(gòu)為固定在套筒側(cè)壁外部的環(huán)形的連接體，該環(huán)形連接體上設(shè)有若干個(gè)連接螺孔。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：

該發(fā)明提供一種圓柱面內(nèi)壁工件的內(nèi)撐式抓取與套模下壓機(jī)械手，通過安裝在套筒內(nèi)部可伸縮的內(nèi)撐機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)圓環(huán)形工件的內(nèi)圓柱面的抓取和放下，同時(shí)作為內(nèi)撐機(jī)構(gòu)伸縮導(dǎo)向部件的套筒的下端還可以作為工件裝配的壓頭來使用，解決了一般的機(jī)械手只能轉(zhuǎn)運(yùn)工件不能裝配工件的問題。

附圖說明

圖1為圓柱面內(nèi)壁工件的內(nèi)撐式抓取與套模下壓機(jī)械手的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a-a剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的b-b剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圓柱面內(nèi)壁工件的內(nèi)撐式抓取與套模下壓機(jī)械手的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5和圖6為圖1中的盤形主體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖1中的內(nèi)撐抓的立體示意圖；

圖8和圖9為圖1中的套筒的立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖中101.套筒部件、102.抓取裝置

1.套筒、3.彈簧、4.導(dǎo)向條、5.盤形主體、6.支撐腿、7.內(nèi)撐爪、8.連桿、9.直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器（氣缸）的運(yùn)動(dòng)部件、10.直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器（氣缸）、11.環(huán)形連接體、12.導(dǎo)桿、13.限位部件（螺母）、14.套筒的上端面體、15.套筒的下壓環(huán)、16.精加工端面、17.窗口、18.導(dǎo)向孔、19.轉(zhuǎn)軸、20.鉸軸、6-1.支撐腿的外側(cè)面、6-2.支撐腿的圓弧形倒角、7-1.內(nèi)撐爪的直段部分、7-2.轉(zhuǎn)軸孔、7-3.內(nèi)撐爪的折彎段部分、7-4.內(nèi)撐爪的工作面。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例：一種圓柱面內(nèi)壁工件的內(nèi)撐式抓取與套模下壓機(jī)械手，其特征是：該機(jī)械手包括外部的圓柱形套筒和安裝在套筒內(nèi)的抓取裝置，

所述的抓取裝置包括有與套筒的內(nèi)圓柱面直徑匹配的盤形主體；設(shè)置在盤形主體的下表面圓周邊沿上，并均布的至少三個(gè)同樣的內(nèi)撐機(jī)構(gòu)；安裝在盤形主體上表面中部，并穿過盤形主體至其下表面，并與內(nèi)撐機(jī)構(gòu)連接的伸縮式直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器；該直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的活動(dòng)部件的運(yùn)行方向與盤形主體的軸向相同；該盤形主體套裝在所述套筒內(nèi)部并能夠沿套筒內(nèi)表面滑動(dòng)；在盤形主體上表面還固定連接有不少于兩個(gè)與套筒軸向平行的導(dǎo)桿，該每個(gè)導(dǎo)桿上端穿出設(shè)置在套筒上部的導(dǎo)向孔，在每個(gè)導(dǎo)桿穿出的部分安裝有尺寸大于導(dǎo)向孔的限位部件，每個(gè)限位部件的安裝高度相同；本發(fā)明中采用三個(gè)均勻分布的內(nèi)撐機(jī)構(gòu)，以內(nèi)撐的方式來夾取工件，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)中心定位；內(nèi)撐式結(jié)構(gòu)對(duì)工件外部形狀沒有要求，只需工件內(nèi)部為圓筒狀即可。

所述的內(nèi)撐機(jī)構(gòu)包括：位于盤形主體的下表面邊沿垂直凸出的固定支撐腿；中部通過轉(zhuǎn)軸安裝在該支撐腿下端的杠桿式內(nèi)撐爪；兩端通過鉸軸連接內(nèi)撐爪里端和直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的活動(dòng)部件之間的連桿；該內(nèi)撐爪的外端設(shè)有內(nèi)撐抓取工作面，每個(gè)內(nèi)撐爪的內(nèi)撐抓取工作面為相同的圓柱面；工作中，內(nèi)撐爪張開后工作面能夠處于同一圓柱面上，這樣能夠與工件的內(nèi)圓柱面配合，更利于抓取工件時(shí)的準(zhǔn)確定位。

所述的套筒的下端面為精加工后的平整圓環(huán)形端面，在套筒上設(shè)有外接驅(qū)動(dòng)裝置的連接結(jié)構(gòu)。套筒自身的升降能夠?qū)A環(huán)形或圓筒形工件壓裝到柱狀工件上，當(dāng)套筒下壓時(shí)，內(nèi)部的抓取裝置在工件上面的頂升和導(dǎo)桿的共同作用下會(huì)沿套筒內(nèi)表面回縮。

所述的套筒的上端設(shè)有空心的端面體，所述的導(dǎo)向孔位于該端面體上，在該端面體與盤形主體之間設(shè)有復(fù)位彈簧。復(fù)位彈簧用于將回縮的抓取裝置頂出，便于下一次抓取工件。

所述的復(fù)位彈簧外徑與所述的套筒內(nèi)圓柱面直徑匹配，并緊貼套筒內(nèi)圓柱面安裝，所述的導(dǎo)桿、直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器位于復(fù)位彈簧內(nèi)部。這樣，彈簧對(duì)其下部的抓取裝置的作用力分布更均勻，其盤形主體的滑動(dòng)更平穩(wěn)，所述的導(dǎo)桿、直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器位于復(fù)位彈簧內(nèi)部。當(dāng)然該復(fù)位彈簧也可以為兩個(gè)與導(dǎo)桿直徑匹配的細(xì)一點(diǎn)的彈簧，套裝在導(dǎo)桿上，也能起到復(fù)位的作用。

所述的固定支撐腿的外側(cè)面與盤形主體的外圓柱面位于同一圓柱面上。這樣能夠增大盤形主體與套筒內(nèi)表面之間的滑動(dòng)接觸面積，使盤形主體的滑動(dòng)更平穩(wěn)。

所述的固定支撐腿的外側(cè)面下端設(shè)有圓弧形倒角，這樣盤形主體裝配入套筒的時(shí)候更便于導(dǎo)入，另外內(nèi)支撐爪在抓取工件時(shí)也能夠更順利的進(jìn)入到工件內(nèi)部。

所述的內(nèi)支撐爪整體呈折彎形狀，包括靠近里端的直段部分和靠近外端的折彎段部分，轉(zhuǎn)軸位于其直段部分上，所述的內(nèi)撐抓取工作面位于折彎段的外側(cè)。這樣的結(jié)構(gòu)在內(nèi)撐爪收縮時(shí)能夠收縮的更靠軸心，便于伸入到工件圓柱形孔內(nèi)。

所述的直線驅(qū)動(dòng)器為氣缸，或者為液壓缸，或者為電動(dòng)推桿。優(yōu)選采用氣缸作為動(dòng)力，具有緩沖效果，可以用于抓取抗拉強(qiáng)度較低的工件。

所述的限位部件為擰在導(dǎo)向桿上端的螺母，該螺母既用于導(dǎo)桿的安裝，也可用于導(dǎo)桿下行行程的定位。

套筒的側(cè)壁上沿圓周設(shè)有數(shù)量與內(nèi)撐機(jī)構(gòu)數(shù)量相同的窗口，相鄰的窗口之間留有導(dǎo)向條，該導(dǎo)向條的位置與盤形主體下表面的支撐腿位置對(duì)應(yīng)；當(dāng)盤形主體向上滑動(dòng)時(shí)，支撐腿的外側(cè)面沿導(dǎo)向條的內(nèi)表面滑動(dòng)。窗口一方面用于減輕套筒的自重，另一方面可作為觀察和檢修窗對(duì)套筒內(nèi)部零部件的進(jìn)行觀察和檢修。

所述的連接結(jié)構(gòu)為固定在套筒側(cè)壁外部的環(huán)形的連接體，該環(huán)形連接體上設(shè)有若干個(gè)連接螺孔。

本發(fā)明的工作過程是：

（1）初始狀態(tài)下，內(nèi)撐機(jī)構(gòu)的三個(gè)內(nèi)撐爪處于收縮狀態(tài)，可伸入管狀工件的內(nèi)部，支撐腿的外表面下部具有倒角，所以支撐腿也可以伸入管狀工件的內(nèi)部。

（2）氣缸的活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿向下運(yùn)動(dòng)，三個(gè)內(nèi)撐爪撐開，內(nèi)撐爪的工作面下邊沿與工件內(nèi)表面接觸，利用其向外撐開的壓力和及基于壓力產(chǎn)生的摩擦力夾緊工件。

（3）管狀工件被放置到合適位置后，氣缸的活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，步驟（2）中的各個(gè)部件向相反方向運(yùn)動(dòng)，內(nèi)撐爪收縮松開工件。

（4）然后套筒在外部驅(qū)動(dòng)裝置的作用下向下運(yùn)動(dòng)，套筒下端面頂壓住工件的上面向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)設(shè)定位置后，下壓套筒退出。如果被夾持工件是被安裝在一個(gè)柱狀工件上，那么在套筒下壓的過程中，其內(nèi)部的內(nèi)撐機(jī)構(gòu)會(huì)被柱狀工件阻礙，將保持不動(dòng)，由于套筒向下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)撐機(jī)構(gòu)會(huì)進(jìn)入套筒內(nèi)部，套筒內(nèi)的復(fù)位彈簧形受壓收縮。套筒的下壓完成并在外部驅(qū)動(dòng)裝置的作用下升起時(shí)，內(nèi)撐機(jī)構(gòu)在復(fù)位彈簧彈力作用下恢復(fù)到初始狀態(tài)。