利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022112187672
申请人: 北京工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于变胞机构的钳剪抓一体属具,其特征在于:

包括机架(4),所述机架(4)左右两侧对称设置有分离机座(5)、功能转换缸(2)、动力缸(7)、连杆(8)、钳剪刀具(13)和抱爪(10);

所述机架(4)的后端呈对称的设置有斜向导轨槽,所述分离机座(5)与机架(4)后端的斜向导轨槽滑动配合进而能沿斜向导轨槽平移,所述功能转换缸(2)包括两个并分别铰接在机架(4)与分离机座(5)的后端之间;所述分离机座(5)的长度方向与所述斜向导轨槽的延伸方向垂直布置;

所述钳剪刀具(13)包括两个并对称的设置在所述机架(4)前端,所述分离机座(5)与所述钳剪刀具之间设置有用于驱动钳剪刀具开合的滑块摇杆机构ABC,滑块摇杆机构ABC包含动力缸(7)、分离机座(5)、钳剪刀具(13)、铰接轴B(9)和铰接轴C(12);分离机座(5)上端和下端均设计有通孔,动力缸的耳轴,即铰接轴A铰接于分离机座(5)上端的通孔内,分离机座(5)下端的通孔通过铰接轴C(12)与钳剪刀具(13)的钳片(16)一端铰接;动力缸(7)的通孔通过铰接轴B(9)与钳剪刀具(13)的刀具连接件(15)的通孔一端铰接;所述滑块摇杆机构ABC的铰接轴A(19)用于分离机座(5)的后端与动力缸(7)的缸体连接、铰接轴B(9)用于钳剪刀具(13)外侧与动力缸(7)的杆体连接、铰接轴C(12)用于钳剪刀具(13)后端与分离机座(5)前端连接;

所钳剪刀具(13)包括钳片(16)、刀具连接件(15)、前刃(18)和中刃(17),所述刀具连接件(15)设置在所述钳片(16)外侧并设置有与所述铰接轴B(9)适配的铰接孔,所述前刃(18)可拆卸的设置在所述钳片(16)的内侧前端,所述中刃(17)可拆卸的设置在所述钳片(16)的内侧中间;

所述抱爪(10)对称设置在所述机座前端,所述分离机座(5)与所述抱爪(10)之间设置有用于驱动抱爪(10)开合的双摇杆机构BCDE,双摇杆机构BCDE包含抱爪(10)、连杆(8)、机架(4)、铰接轴E(6)、铰接轴D(11),与滑块摇杆机构ABC共同包含分离机座(5)、钳剪刀具(13)、铰接轴B(9)、铰接轴C(12);抱爪(10)两端的通孔一端与连杆(8)一端的通孔铰接,另一端与机架(4)下端的通孔通过铰接轴E(6)铰接;连杆(8)的另一端通孔通过铰接轴B(9)与钳剪刀具(13)上刀具连接件(15)上的通孔铰接;钳剪刀具(13)的钳片(16)上的通孔通过铰接轴C(12)与分离机座(5)下端的通孔铰接;所述双摇杆机构BCDE的铰接轴B(9)用于动力缸(7)的杆体与连杆(8)后端的连接、铰接轴D(11)用于机架(4)前端外侧与抱爪(10)后端的连接,铰接轴E(6)用于抱爪(10)外侧与连杆(8)前端的连接;

所述基于变胞机构的钳剪抓一体属具包括两个模式:钳剪模式和抱抓模式;通过所述功能转换缸(2)推动所述分离机座(5)沿着所述斜向导轨槽移动,以实现双摇杆机构BCDE的铰接轴C(12)和铰接轴D(11)的距离变化,进而实现所述钳剪模式和所述抱抓模式的转换;

双摇杆机构BCDE在钳剪模式下和在抱抓模式下组成一组变胞机构,以使得刀具大范围展开且能防止运动干涉;

所述钳剪模式:所述功能转换缸(2)收缩而驱动所述分离机座(5)沿着斜向导轨槽向内移动,驱动所述钳剪刀具(13)后端靠近,所述动力缸(7)伸出而使得所述滑块摇杆机构ABC的铰接轴A(19)和铰接轴B(9)的距离增大,驱动钳剪刀具(13)绕铰接轴C(12)向内转动而合并,所述动力缸(7)收缩而使得所述滑块摇杆机构ABC的铰接轴A(19)和铰接轴B(9)的距离减小,驱动钳剪刀具(13)绕铰接轴C(12)向外转动而打开;

所述抱抓模式:所述功能转换缸(2)伸出而驱动所述分离机座(5)沿着斜向导轨槽向外移动,驱动所述钳剪刀具(13)后端远离并使得所述铰接轴C(12)靠近铰接轴D(11),所述动力缸(7)伸出而驱动所述双摇杆机构BCDE向内转动以驱动抱爪(10)向内转动而合并,所述动力缸(7)收缩而驱动所述双摇杆机构BCDE向外转动以驱动抱爪(10)向外转动而打开;

所述机架(4)包括前后间隔布置的前架体和后架体,所述前架体和后架体通过中间架体相连接,所述铰接轴D(11)呈对称的设置在前架体外端;

所述后架体的外端向前倾斜布置,所述斜向导轨槽设置在所述后架体的外端,所述分离机座(5)的后端设置有与所述斜向导轨槽滑动配合的滑块。

2.根据权利要求1所述的基于变胞机构的钳剪抓一体属具,其特征在于:所述机架(4)包括上下间隔布置的两个,两个机架(4)后端分别通过机架连接件(14)与居中布置的耳轴固连件(1)固定连接,两个所述功能转换缸(2)的缸体分别铰接在所述耳轴固连件(1)与各所述机架(4)之间。

3.根据权利要求1所述的基于变胞机构的钳剪抓一体属具,其特征在于:

模式确定且系统受外力时,钳剪刀具(13)受到钳剪力的反力,所受钳剪力的反力若对分离机座(5)上的滑块中心取矩,分离机座(5)上的滑块受到倾覆力矩,机架(4)上的斜向导轨槽对分离机座(5)上的滑块中心产生倾覆力矩的反力矩,此力转换为分离机座(5)中的滑块部分受到机架(4)内的平行于导轨槽方向的摩擦力,即自锁力,使两者相对位置锁定,系统不受外力时,功能转换缸(2)能够使得分离机座(5)与机架(4)相对移动,进而切换模式。

4.根据权利要求1所述的基于变胞机构的钳剪抓一体属具,其特征在于:

所述钳片(16)与刀具连接件(15)通过螺栓固连,所述钳片(16)分别与中刃(17)、前刃(18)通过螺栓固连。

5.根据权利要求1所述的基于变胞机构的钳剪抓一体属具,其特征在于:所述抱爪(10)包括上下间隔布置的两组,所述钳剪刀具(13)设置在两组所述的抱爪(10)之间。

6.一种工程机械,其特征在于:包括权利要求1至5任一项所述的基于变胞机构的钳剪抓一体属具。