一種夾取裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種夾取裝置，它包括安裝板、翻轉部件、動力獲取部件、夾取部件，所述翻轉部件活動安裝在安裝板上，所述動力獲取部件安裝在翻轉部件上，所述夾取部件安裝翻轉部件上，所述夾取部件與動力獲取部件連接且動力獲取部件驅動夾取部件運動。動力獲取部件上的動力輸出部位與夾板之間的連接部位在特定區域內改變，起到調整動力臂的直接作用。夾取裝置通過實現夾板的動力輸入端的具體位置可調，達到了以較小的位移量換取足夠大的夾板張開量。不僅降低了夾取裝置工作時受到的沖擊強度，而且改變了夾板夾取瓶子的過程，夾瓶過程中夾板有了迅速打開和緩慢夾緊的工作特性，起到保護瓶子的作用。
【專利說明】
一種夾取裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種夾取裝置。
【背景技術】
[0002]塑料瓶在灌裝前需要經過清洗、殺菌、烘干等操作。一般會采用高速旋轉方式來獲得行進路線、并在行進路線上設置相應的作業部件。瓶子高速旋轉的行進路線呈圓形，即瓶子做圓周運動，所涉及的夾取裝置是一種夾持瓶子并使瓶子在圓周運動過程中保持一定空間姿態的部件。例如中國專利公開號為CN101575081A中公開的一種翻瓶瓶夾，翻瓶瓶夾工作時的動力來自滾動件所接觸的凸輪，翻瓶瓶夾做圓周運動時都圍繞同一圓心位置和同一半徑，而凸輪上設有圍繞該圓心位置起伏分布的連貫的表面。當滾動件經過凸輪起伏的表面就會在半徑方向上形成位移，滾動件的位移量通過連桿傳遞給鉗臂，促使鉗臂做擺動運動，最終兩個鉗臂做同步反向運動，實現張開和閉合的動作。
[0003]由于現有技術中鉗臂的擺動動力來自于滾動件的推力，而且兩者之間還需要通過另一個部件即連桿的轉化。連桿與鉗臂之間通過轉軸連接，故造成鉗臂的受力端即鉗臂與連桿連接部位的位移量與連桿的一端的位移量始終相同;連桿的另一端與安裝滾動件的推桿活動連接，鉗臂的受力端的位移量稍大于推桿的位移量即滾動件的位移量。該動力傳遞轉化的特征是鉗臂的受力端位置固定不變，動力臂不變，鉗臂之間張開需要滾動件做較大的位移來實現。
[0004]正如前面所述，滾動件的位移量源于凸輪表面的起伏程度，實際工況中，往往需要鉗臂在翻瓶瓶夾非常小的轉動角度或者非常短的運動路徑上張開，勢必要求凸輪的表面具有起伏非常大的表面。而這樣的陡增的表面會給運動中的滾動件帶來巨大的沖擊，滾動件受力巨大，導致現有技術中的此類夾取裝置的使用壽命縮短。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是如何降低夾取裝置在張開時受到的沖擊力強度，由此提供一種結構穩定、使用壽命長的夾取裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:該夾取裝置包括安裝板、翻轉部件、動力獲取部件、夾取部件，所述翻轉部件活動安裝在安裝板上，所述動力獲取部件安裝在翻轉部件上，所述夾取部件安裝翻轉部件上，所述夾取部件與動力獲取部件連接且動力獲取部件驅動夾取部件運動，所述動力獲取部件上設有兩個分開分布的以直線運動方式輸出動力的動力輸出部位，所述動力輸出部位在動力獲取部件上的位置固定，所述夾取部件設有兩個對稱分布的夾板，所述夾板以轉動方式活動安裝在翻轉部件上，所述夾板的一端為動力輸入端，所述夾板在動力輸入端設有狹長的滑道，所述滑道的長度方向傾斜于夾板的轉動方向，所述動力輸出部位嵌入在滑道內。
[0007]在本申請的技術方案中，動力獲取部件依靠凸輪獲得在半徑方向上的作用力，進而通過動力獲取部件上的動力輸出部位直接向夾板傳遞動力。滑道的傾斜設計與動力獲取部件上的動力輸出部位的直線運動具有對應關系。滑道的長度方向傾斜于夾板的轉動方向，這里的傾斜排除了垂直的情況，從而形成滑道的內表面與動力獲取部件上的動力輸出部位的直線運動方向始終傾斜但不垂直的情況，使得動力獲取部件上的動力輸出部位輸出的動力在夾板上直接被轉化為兩個方向上的力，其中一個力驅動夾板做轉動運動。夾板在轉動的同時，動力獲取部件上的動力輸出部位與夾板的接觸部位發生位置改變，即夾板上實際接受動力的部位的位置在同步改變，也就是說夾板的動力輸入端為一個區域。
[0008]在本技術方案中，動力獲取部件上的動力輸出部位與夾板之間的連接部位在特定區域內改變，起到調整動力臂的直接作用。
[0009]以夾板張開為例，此時動力獲取部件向夾取部件所在位置運動，動力獲取部件上的動力輸出部位沿著滑道的一側對夾板施以作用力，夾板被推動，夾板響應后順勢轉動，同時動力獲取部件上的動力輸出部位向著夾板的轉動中心所在位置持續運動，夾板上接受動力的部位就越來越靠近夾板的轉動中心所在位置，該過程中動力臂越來越小。眾所周知，角速度相同的情況下半徑越大線速度越快、而在半徑不變的情況下角速度增加時線速度越快。當動力臂越來越小時，夾板的動力輸入端的線速比夾板另一端的線速要小很多，在同步運動的情況下夾板的動力輸入端的位移量要遠遠小于夾板另一端的位移量。這樣動力獲取部件上的動力輸出部位以較小的位移量就能推動夾板張開，所以凸輪上的表面就可以設置得較為平坦，動力獲取部件與凸輪接觸時相互的沖擊力強度可以明顯減弱；相比于需要較大位移量來實現夾板張開的操作目的的技術方案，本技術方案以較小的位移量實現夾板張開的操作目的，故可以在更短時間內實現夾板張開操作。不僅如此，采用這樣的動力傳遞方案還可以促使夾板張開過程具有更明顯的加速特征，張開角度增大的同時張開速度也越大，夾板張開過程的末段呈現瞬間張開的工作特征，從而高效匹配瓶子輸入過程和輸出過程，增加夾取裝置的工作穩定性。
[0010]在閉合過程，動力獲取部件上的動力輸出部位做反向直線運動、動力獲取部件上的動力輸出部位與滑道的另一側接觸并相互作用，此時動力獲取部件上的動力輸出部位拉動夾板運動，夾板做反向轉動的同時動力獲取部件上的動力輸出部位朝遠離夾板的轉動中心所在位置的方向持續運動。這樣動力臂增加，保證了夾板夾持瓶子時有足夠的夾持力。基于本技術方案以較小的位移量實現夾板張開的操作目的，那么在反向運動過程中就可以在極短時間內夾持瓶子。相對于張開的過程，閉合過程中夾板做減速運動，夾板之間越是靠近、夾板的運動速度變得越慢，夾板在最后階段以較為緩慢的速度運動，夾板與瓶緩慢的接觸，從而起到保護瓶子的作用。
[0011]滑道可以是橫截面為弧形的結構、也可以是橫截面呈凹形的結構、還可以是通孔結構。滑道的結構滿足在動力獲取部件上的動力輸出部位相對的兩側形成限制作用即可，這樣在動力獲取部件上的動力輸出部位直線往復運動時可以與夾板建立聯系。在本發明中滑道的優選方案為，所述夾板在滑道處設有導向平面I和導向平面Π，所述導向平面I平行于導向平面Π，所述夾板的轉動方向傾斜于導向平面1、所述夾板的轉動方向傾斜于導向平面Π。導向平面I作為夾板張開時的動力輸入端，導向平面Π作為夾板閉合時的動力輸入端，在具體實施過程中可以在導向平面I和導向平面Π之間設置一個過渡連接作用的平面或者弧面、也可以是不影響導向平面I和導向平面π正常工作的其它結構的面、或者基于通孔結構而只具備導向平面I和導向平面Π。
[0012]動力獲取部件在現有技術中整體以金屬材質為主，這樣增加了夾取裝置的重量、造成運動慣量大，動力獲取部件承受的沖擊力會受此原因而大大增加。為了減輕動力獲取部件的重量、降低運動慣量，動力獲取部件采用如下優選方案，所述動力獲取部件還包括滾輪、固定板、活動塊、加固件，所述滾輪兩側各通過一個固定板安裝在活動塊上，所述加固件為管狀結構，所述加固件設置在活動塊內部，所述活動塊的一端位于兩個固定板之間，所述加固件的長度等于兩個固定板的間距，所述固定板與活動塊之間通過在加固件內安裝螺栓固定連接在一起。加固件位于兩個固定板之間，起到限制固定件之間的距離的作用，防止固定板對活動塊過量擠壓而造成固定板變形的情況；固定板又對活動塊實施夾持和限制，所以要求活動塊具備的機械強度可以較低，便可允許活動塊采用塑料材質。
[0013]本發明還涉及對翻轉部件的結構改進，目的在于配合夾板張開和閉合期間的受力過程，提高翻轉部件的機械強度。該翻轉部件包括導向件和承載件，所述夾板活動安裝在承載件上，所述承載件以轉動方式活動連接在安裝板上，所述導向件與承載件之間固定連接，所述導向件上設有連接凸起，所述承載件上設有容納連接凸起的空腔，所述連接凸起嵌入在空腔內并且導向件與承載件之間焊接連接，所述導向件與承載件還通過銷軸固定連接。這樣的設計可以達到將翻轉部件設計為一體的技術效果，焊接位置位于導向件和承載件之間的縫隙處，連接后表面可以達到較高的光潔度，故具有良好的衛生潔凈度。
[0014]夾取裝置工作時不僅夾取瓶子，還要在不同工位將瓶子置于倒立和放正的空間姿態。這涉及到夾取裝置上的翻轉部件，現有技術由于翻轉部件的受力部位與轉動中心之間在垂直半徑的方向上存在間距，使得翻轉部件的受力部件在翻轉過程中會經過最低位置。由此翻轉部件的受力部件先經過下降運動、然后進入上升運動，接著經過下降運動、然后進入上升運動。這樣勢必要求引導翻轉部件運動的導軌具有對應的彎曲形式，導致導軌的結構復雜、曲線變化幅度大；同樣還造成翻轉部件的受力部件受力過程復雜，需要承擔較大的外力。為了能使夾取裝置的翻轉過程受力變得簡單、降低外部的導軌的曲線變化幅度，并能完全匹配夾板在閉合狀態下的性能要求，本技術方案中對翻轉部件做了結構改進，所述導向件的中心線與承載件的中心線重合，所述導向件的中心線、承載件的中心線都經過翻轉部件在安裝板上的轉動中心。這樣確保了翻轉部件的受力部位在夾取裝置的翻轉過程中只經歷上升、下降的過程。
[0015]為了確保翻轉部件使用的可靠性，翻轉部件與安裝板之間通過轉軸活動連接，所述安裝板上還設有銷柱，所述轉軸上設有弧形凹口，所述銷柱嵌入在弧形凹口內，所述銷柱的中心線垂直于轉軸的中心線。這樣轉軸在三個互相垂直的方向上受到限制，翻轉部件與安裝板連接更為牢固。
[0016]本發明采用上述技術方案:夾取裝置通過實現夾板的動力輸入端的具體位置可變，達到了以較小的位移量換取足夠大的夾板張開量。不僅降低了夾取裝置工作時受到的沖擊力，而且改變了夾板夾取瓶子的過程，夾瓶過程中夾板有了迅速打開和緩慢夾緊的工作特性，起到保護瓶子的作用。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0018]圖1為本發明一種夾取裝置的主視圖；
[0019]圖2為圖1的俯視圖；
[0020]圖3為圖的仰視圖；
[0021 ]圖4為本發明一種夾取裝置的立體圖；
[0022]圖5為本發明一種夾取裝置的夾取部件的受力過程示意圖1;
[0023]圖6為本發明一種夾取裝置的夾取部件的受力過程示意圖Π。
【具體實施方式】
[0024]如圖1、2、3、4、5所示，夾取裝置主要包括安裝板1、翻轉部件、動力獲取部件、夾取部件。
[0025]安裝板I主體為板狀結構，它作為安裝部件，用于與主體設備上的轉盤連接。
[0026]翻轉部件是獲取翻轉動力并促使瓶子翻轉的部件。如圖1、2所示，它包括承載件2和導向件。承載件2本體為扁平結構，它的一端通過轉軸3與安裝板I的一端連接在一起，該轉軸3通過穿過承載件2和安裝板I，三者之間形成單鉸鏈式結構，故承載件2可以繞著安裝板I轉動而其以轉軸3的中心線為轉動中心。在安裝板I上嵌入有銷柱4，在轉軸3上設有弧形凹口，銷柱4嵌入在弧形凹口內，這樣銷柱4的中心線垂直于轉軸3的中心線。銷柱4的作用是限制轉軸3在其中心線方向上運動。在承載件2的另一端的中間設有空腔，承載件2在垂直空腔的中心線的方向上設有兩個中心線重合的通孔，通孔與空腔連通。
[0027]導向部件包括塑料導套5和金屬材質的連接柱6組成。連接柱6的一端與塑料導套5通過間隙配合安裝在一起，連接柱6的另一端設有圓柱形的連接凸起;連接柱6在垂直其中心線的方向上設有通孔，通孔位于連接凸起所在位置。連接柱6的連接凸起嵌入到空腔內，由此連接柱6與承載件2之間過渡配合而連接在一起。連接柱6與承載件2結合后，位于承載件2上的通孔的中心線與位于連接柱6上的通孔的中心線都處于同一平面內，適度調整連接柱6相對承載件2的位置后便可以將兩者的通孔連通并置于同一中心線上，再將一個銷軸7安裝到通孔內，使連接柱6與承載件2之間再通過銷軸7固定連接。由于承載件2也為金屬件，故在承載件2和連接柱6之間的可見的縫隙位置處通過焊接將兩者連接在一起，不僅起到增加連接強度的作用，還消除了表面可見的縫隙，有利于達到良好的衛生潔凈度。
[0028]承載件2和導向件組合在一起后，兩者都處在同一中心位置上，即導向件的中心線與承載件2的中心線重合。導向件的中心線、承載件2的中心線都經過翻轉部件在安裝板I上的轉動中心，即轉軸3的中心線為圓心的半徑方向上導向件、承載件2處于并列的位置關系。[0029 ]如圖1、3所示，動力獲取部件包括滾輪8、固定板9、活動塊1、加固件11、傳動銷12、導柱13、彈簧14。活動塊10為扁平長方體結構，其為塑料材質。固定板9為更薄的板狀結構，有兩個固定板9安裝在活動塊10上。加固件11為金屬材質的管狀結構，加固件11被置于活動塊10內部，加固件11的兩端都露出在活動塊10的表面。活動塊10兩側的固定板9之間通過螺栓固定連接，該螺栓穿過加固件11，這樣加固件11就位于兩個固定板9之間，固定板9之間的距離完全由加固件11的長度決定，也就是加固件11的長度等于兩個固定板9的間距，從而固定板9受到加固件11支撐而不會對活動塊10帶來不利的擠壓影響。固定板9安裝在活動塊10上后還凸出在活動塊10的一側，固定板9凸出在活動塊10的部位用于安裝滾輪8。有兩個導柱13固定安裝在承載件2上，導柱13之間呈平行的位置關系。在活動塊10內部設有用于容納導柱13的通孔。安裝時彈簧14先套在每個導柱13上，再將活動塊10安裝到導柱13上，導柱13嵌入到活動塊10的通孔內，這樣彈簧14位于活動塊10和承載件2之間。活動塊10可以沿著導柱13做直線往復運動。傳動銷12固定安裝在活動塊10上，安裝后傳動銷12凸出在活動塊10的表面。在活動塊10上設有兩個傳動銷12，傳動銷12作為動力獲取部件的動力輸出部位用于向夾取部件傳遞動力。傳動銷12的與導柱13呈垂直的位置關系，活動塊10受制于導柱13的限制作用而只能沿著導柱13做直線往復運動，因此傳動銷12也只能做直線往復運動。
[0030]如圖3、5、6所示，夾取部件包括兩個夾板15，它們都活動安裝在承載件2上并位于導向件的兩側、呈對稱分布的位置關系。夾板15在承載件2上可以相對承載件2做轉動運動。夾板15的一端為動力輸入端，夾板15在動力輸入端設有狹長的滑道18，該滑道18通過設置通孔的方式形成;夾板15的另一端為作業端，用于與瓶子建立連接關系。滑道18為狹長的結構，其長度方向與夾板15的轉動方向始終傾斜但不垂直。夾板15在滑道18處設有導向平面I16和導向平面Π 17，導向平面116平行于導向平面Π 17，滑道18的長度方向都平行于向平面I和導向平面Π 17，故夾板15的轉動方向始終傾斜于導向平面116、導向平面Π 17。
[0031]安裝后，翻轉部件上的塑料導套5與外部的呈環狀連續分布的導軌連接，導軌引導翻轉部件運動，導軌的起伏變化通過翻轉部件轉化為夾取裝置的擺動運動;動力獲取部件上的滾輪8與外部的凸輪連接，動力獲取部件上的彈簧14將活動塊10推向凸輪所在位置，使滾輪8與凸輪的表面緊密接觸，滾輪8順著凸輪表面起伏運動，進而活動塊10被推動做往復直線運動。如圖5所示，當活動塊1被凸輪推動向著夾取部件所在位置運動時，傳動銷12做直線位移運動并頂在導向平面116上，在此過程中兩個夾板15之間做張開動作;如圖6所示，當活動塊10被彈簧14推動向凸輪所在位置運動時，傳動銷12做直線位移運動并頂在導向平面Π 17上，在此過程中兩個夾板15之間做閉合動作。
【主權項】
1.一種夾取裝置，該夾取裝置包括安裝板(I)、翻轉部件、動力獲取部件、夾取部件，所述翻轉部件活動安裝在安裝板(I)上，所述動力獲取部件安裝在翻轉部件上，所述夾取部件安裝翻轉部件上，所述夾取部件與動力獲取部件連接且動力獲取部件驅動夾取部件運動，其特征在于:所述動力獲取部件上設有兩個分開分布的以直線運動方式輸出動力的動力輸出部位，所述動力輸出部位在動力獲取部件上的位置固定，所述夾取部件設有兩個對稱分布的夾板(15)，所述夾板(15)以轉動方式活動安裝在翻轉部件上，所述夾板(15)的一端為動力輸入端，所述夾板(15)在動力輸入端設有狹長的滑道(18)，所述滑道(18)的長度方向傾斜于夾板(15)的轉動方向，所述動力輸出部位嵌入在滑道(18)內。2.根據權利要求1所述夾取裝置，其特征在于:所述夾板(15)在滑道(18)處設有導向平面1(16)和導向平面Π (17)，所述導向平面1(16)平行于導向平面Π (17)，所述夾板(15)的轉動方向傾斜于導向平面1(16)、所述夾板(15)的轉動方向傾斜于導向平面Π (17)。3.根據權利要求1所述夾取裝置，其特征在于:所述動力獲取部件還包括滾輪(8)、固定板(9)、活動塊(10)、加固件(11)，所述滾輪(8)兩側各通過一個固定板(9)安裝在活動塊(10)上，所述加固件(11)為管狀結構，所述加固件(11)設置在活動塊(10)內部，所述活動塊(10)的一端位于兩個固定板(9)之間，所述加固件(11)的長度等于兩個固定板(9)的間距，所述固定板(9)與活動塊(10)之間通過在加固件(11)內安裝螺栓固定連接在一起。4.根據權利要求1所述夾取裝置，其特征在于:所述翻轉部件包括導向件和承載件(2)，所述夾板(15)活動安裝在承載件(2)上，所述承載件(2)以轉動方式活動連接在安裝板(I)上，所述導向件與承載件(2)之間固定連接，所述導向件上設有連接凸起，所述承載件(2)上設有容納連接凸起的空腔，所述連接凸起嵌入在空腔內并且導向件與承載件(2)之間焊接連接，所述導向件與承載件(2)還通過銷軸(7)固定連接。5.根據權利要求4所述夾取裝置，其特征在于:所述導向件的中心線與承載件(2)的中心線重合，所述導向件的中心線、承載件(2)的中心線都經過翻轉部件在安裝板(I)上的轉動中心。6.根據權利要求1所述夾取裝置，其特征在于:所述翻轉部件與安裝板(I)之間通過轉軸(3)活動連接，所述安裝板(I)上還設有銷柱(4)，所述轉軸(3)上設有弧形凹口，所述銷柱(4)嵌入在弧形凹口內，所述銷柱(4)的中心線垂直于轉軸(3)的中心線。
【文檔編號】B67C3/24GK106044684SQ201610575878
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月19日
【發明人】史中偉, 史正, 李振華
【申請人】杭州中亞機械股份有限公司