用於閥體裝配的高速搬運機械手的製作方法

2024-03-04 16:44:15

本發明專利申請是分案申請。原案的申請號是：201610123878.3，申請日是：2016年3月4日。本發明涉及一種自動化裝配設備，尤其涉及一種閥門配件的自動化搬運設備。

背景技術：

汽油噴油嘴作為汽車發動機的重要部件，在汽車的正常行駛中發揮重要作用。

由於噴油嘴閥芯結構小巧，產品可靠性要求高，現在的傳統工藝中，都由人工進行裝配。對於自動化生產的要求高、難度大。

其中各個零部件的輸送和搬運都要依靠人工進行操作，人力資源浪費嚴重，生產效率低下。

需要採用自動化設備，實現噴油嘴上各個零件的輸送和搬運，比例閥體。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於閥體裝配的高速搬運機械手，用於將噴油嘴的閥體從一個位置移動到另一個位置；利用自適應機械手，實現抓取和搬運，動作簡單可靠、對控制系統的要求低，並實現了無人化作業、自動化工作。

為實現上述目的，本發明公開了用於閥體裝配的高速搬運機械手，包括：支架、用於實現搬運功能的自適應機械手、用於放置閥體的夾具體，所述自適應機械手固連於所述支架上，所述夾具體位於所述自適應機械手可以夾持的範圍內；

所述自適應機械手包括：手指、前後氣缸、上下氣缸、手指氣缸、手掌、推板、連接板、主滑板、次滑板、橫向直線導軌、縱向直線導軌、卸料軸，所述主滑板的兩側固連於所述連接板，所述連接板通過所述橫向直線導軌活動連接於所述支架，所述前後氣缸的氣缸體固連於所述支架，所述前後氣缸的活塞杆的末端固連於所述主滑板，所述次滑板通過所述縱向直線導軌活動連接於所述主滑板；所述上下氣缸的氣缸體固連於所述主滑板，所述上下氣缸的活塞杆的末端固連於所述次滑板；所述手指固連於所述手掌，所述手掌固連於所述次滑板，所述手指氣缸的氣缸體固連於所述次滑板，所述次滑板的活塞杆的末端設置所述推板，所述卸料軸活動連接於所述手指，所述卸料軸位於所述手指的內部，所述卸料軸的末端固連於所述推板；

所述手指包括：主手指、動手指、o型箍，所述動手指活動連接所述主手指，在所述主手指、動手指的外部設置帶有彈性伸縮功能的所述o型箍，所述主手指、動手指構成同心布置並形成用於容納所述夾持部的夾持空間，所述夾持空間和所述夾持部的外形相匹配。

優選地，在所述主手指、動手指之間設置中槽，在所述中槽的中間段設置偏置槽，在所述偏置槽的上下部位設置橫向縫隙，所述橫向縫隙連接所述中槽與所述偏置槽。

優選地，所述橫向縫隙的尺寸為十絲至二十絲。

優選地，在所述支架上設置阻尼器，所述阻尼器位於所述主滑板行程的兩個末端位置。

優選地，所述手指的數量為一至五個。

優選地，所述橫向直線導軌位於所述主滑板的兩側，所述橫向直線導軌的數量為兩組。

優選地，所述o型箍為受拉彈簧。

和傳統技術相比，接下來詳細描述本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的積極作用和有益效果：

所述閥體位於所述夾具體上，所述閥體位於自適應機械手的可夾持範圍內。

開始狀態時，所述前後氣缸、上下氣缸、手指氣缸的活塞杆均處於縮回狀態。此時，所述手指位於所述夾具體的上部。所述夾持空間的尺寸小於所述夾持部的外徑。

由於所述動手指活動連接所述主手指，由於在所述主手指、動手指的外部設置帶有彈性伸縮功能的所述o型箍，由於受到所述o型箍的彈性約束，所述動手指在彈性力的作用下而緊貼於所述主手指。

所述手指夾持所述閥體。所述上下氣缸的活塞杆伸出，所述次滑板在所述縱向直線導軌的導向下相對於所述主滑板向下運動一段距離。所述手掌向下運動，使所述手指朝所述閥體運動，所述閥體的所述夾持部進入至所述手指的所述夾持空間。所述夾持空間被所述夾持部撐開，所述動手指相對於所述主手指沿所述橫向縫隙做相對運動，使所述中槽、偏置槽的尺寸變大，所述夾持部位於所述主手指、動手指之間，由於受到所述o型箍的彈性約束，所述動手指、夾持部、主手指被所述o型箍綁在了一起，實現了所述手指對所述閥體的夾持。所述o型箍使所述閥體連接於所述手指上，使所述閥體隨所述手指而運動。

所述自適應機械手移動所述閥體。所述前後氣缸、上下氣缸、手指氣缸的活塞杆均處於縮回狀態。所述手掌上升，所述閥體隨所述手指一起向上運動，所述閥體脫離所述夾具體。

接著，所述前後氣缸的活塞杆處於伸出狀態，所述上下氣缸、手指氣缸的活塞杆均處於縮回狀態。所述主滑板的兩側固連於所述連接板，所述連接板通過所述橫向直線導軌活動連接於所述支架，所述主滑板在所述橫向直線導軌的導向下受所述前後氣缸的驅動而進行運動。使得所述閥體被所述自適應機械手夾持後運動了一段距離、到達了另外一個位置。

所述自適應機械手鬆開所述閥體。所述手指氣缸的氣缸體固連於所述次滑板，所述次滑板的活塞杆的末端設置所述推板，所述手指氣缸的活塞杆伸出，使所述推板向所述手掌所在方向運動。所述卸料軸活動連接於所述手指，所述卸料軸位於所述手指的內部，所述卸料軸的末端固連於所述推板。所述卸料軸在所述手掌的推動下、在所述手指的導向下，朝所述閥體所在方向運動，所述卸料軸接觸到所述夾持部的上部，並推動所述夾持部脫離所述夾持空間。

接下來詳細描述本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的所述自適應機械手的詳細結構及工作過程、工作原理：

所述夾持空間被所述夾持部撐開，所述動手指相對於所述主手指沿所述橫向縫隙做相對運動，使所述中槽、偏置槽的尺寸變大。所述橫向縫隙對所述動手指的運動起到了運動導向的作用，使得所述動手指相對於所述主手指做平移運動，所述夾持空間始終保持圓柱形的形態。如果缺少所述橫向縫隙的引導，所述夾持空間在變大的過程中可能形成圓錐形的形態，從而降低夾持的精度。所述橫向縫隙的存在，使得夾持的精度提高、夾持的穩定性活動了保證。由於受到所述o型箍的彈性約束，所述動手指在彈性力的作用下而實現對所述閥體的夾持，整個夾持過程的發生，動作簡單明了，所述閥體插入所述手指中，所述手指即可自動實現對所述閥體的夾持；同時，所述手指自動適應不同外徑的所述閥體。

在傳統技術中，通常使用氣動手指實現對工件的抓取，氣動手指的價格高、結構複雜、不利於長久使用。所述手指採用簡單的圓柱體結構，就可以實現對所述閥體的抓取，避免了使用氣動手指，動作簡單、結構簡單、受用壽命長、成本低，並大大降低了對控制系統的要求。

所述手指夾持所述閥體後，採用簡單的動作即可實現對所述閥體的脫開。所述手指氣缸的活塞杆伸出，使所述卸料軸推動所述閥體脫離所述夾持空間,即可實現對所述閥體的脫落。所述閥體的脫開所述手指的過程中同時存在向下的運動過程，這個向下運動的過程可以實現將所述閥體裝配到另外的夾具中，大大提高了本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的工作效率。

通過以下的描述並結合附圖，本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本發明的實施例。

附圖說明

圖1為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的一個具體實施例的結構示意圖；

圖2、3、4、5為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手在另一個視角下的部分結構示意圖；

圖6為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的剖面結構示意圖；

圖7、8、9為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手在另一個視角下的部分結構示意圖；

圖10為閥體的結構示意圖。

3閥體、4耳朵、5內孔、6圓柱體、23夾具體、24夾持部、25自適應機械手、26支架、27手指、28前後氣缸、29上下氣缸、30手指氣缸、31阻尼器、32手掌、33推板、34連接板、35主滑板、36次滑板、37橫向直線導軌、38縱向直線導軌、39卸料軸、40主手指、41動手指、42o型箍。

具體實施方式

現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本發明提供了一種用於閥體裝配的高速搬運機械手，用於將閥體從一個地方移動到另一個地方，由自適應機械手抓取閥體，並將閥體輸送至待裝配位置，全自動操作，實現無人化作業，具有很高的工作效率。

見圖9，首先介紹一下閥體3的結構組成，所述閥體3包括：耳朵4、內孔5、圓柱體6，所述耳朵4位於所述閥體3的中上部位，所述耳朵3的下部位為所述圓柱體6，在所述耳朵3的下部具有所述內孔5，所述耳朵4的上部為夾持部24。所述閥體3採用精密鍛造工藝製備毛坯，由數控車床車削出圓柱體結構。

圖1為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的一個具體實施例的結構示意圖，圖2、3、4、5為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手在另一個視角下的部分結構示意圖，圖6為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的剖面結構示意圖，圖7、8、9為本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手在另一個視角下的部分結構示意圖，圖10為閥體的結構示意圖。

本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手，包括：支架26、用於實現搬運功能的自適應機械手25、用於放置閥體3的夾具體23，所述自適應機械手25固連於所述支架26上，所述夾具體23位於所述自適應機械手25可以夾持的範圍內；

所述自適應機械手25包括：手指27、前後氣缸28、上下氣缸29、手指氣缸30、手掌32、推板33、連接板34、主滑板35、次滑板36、橫向直線導軌37、縱向直線導軌38、卸料軸39，所述主滑板35的兩側固連於所述連接板34，所述連接板34通過所述橫向直線導軌37活動連接於所述支架26，所述前後氣缸28的氣缸體固連於所述支架26，所述前後氣缸28的活塞杆的末端固連於所述主滑板35，所述次滑板36通過所述縱向直線導軌38活動連接於所述主滑板35；所述上下氣缸29的氣缸體固連於所述主滑板35，所述上下氣缸29的活塞杆的末端固連於所述次滑板36；所述手指27固連於所述手掌32，所述手掌32固連於所述次滑板36，所述手指氣缸30的氣缸體固連於所述次滑板36，所述次滑板36的活塞杆的末端設置所述推板33，所述卸料軸39活動連接於所述手指27，所述卸料軸39位於所述手指27的內部，所述卸料軸39的末端固連於所述推板33；

所述手指27包括：主手指40、動手指41、o型箍42，所述動手指41活動連接所述主手指40，在所述主手指40、動手指41的外部設置帶有彈性伸縮功能的所述o型箍42，所述主手指40、動手指41構成同心布置並形成用於容納所述夾持部24的夾持空間43，所述夾持空間43和所述夾持部24的外形相匹配。

更具體地，在所述主手指40、動手指41之間設置中槽44，在所述中槽44的中間段設置偏置槽45，在所述偏置槽44的上下部位設置橫向縫隙46，所述橫向縫隙46連接所述中槽44與所述偏置槽45。

更具體地，所述橫向縫隙46的尺寸為十絲至二十絲。

更具體地，在所述支架26上設置阻尼器31，所述阻尼器31位於所述主滑板35行程的兩個末端位置。

更具體地，所述手指27的數量為一至五個。

更具體地，所述橫向直線導軌37位於所述主滑板35的兩側，所述橫向直線導軌37的數量為兩組。

更具體地，所述o型箍42為受拉彈簧。

見圖1至圖9接下來詳細描述本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手每個步驟的工作過程和工作原理：

所述閥體3位於所述夾具體23上，所述閥體3位於自適應機械手25的可夾持範圍內。

開始狀態時，所述前後氣缸28、上下氣缸29、手指氣缸30的活塞杆均處於縮回狀態。此時，所述手指27位於所述夾具體23的上部。所述夾持空間43的尺寸小於所述夾持部24的外徑。

由於所述動手指41活動連接所述主手指40，由於在所述主手指40、動手指41的外部設置帶有彈性伸縮功能的所述o型箍42，由於受到所述o型箍42的彈性約束，所述動手指41在彈性力的作用下而緊貼於所述主手指40。

所述手指27夾持所述閥體3。所述上下氣缸29的活塞杆伸出，所述次滑板36在所述縱向直線導軌38的導向下相對於所述主滑板35向下運動一段距離。所述手掌32向下運動，使所述手指27朝所述閥體3運動，所述閥體3的所述夾持部24進入至所述手指27的所述夾持空間43。所述夾持空間43被所述夾持部24撐開，所述動手指41相對於所述主手指40沿所述橫向縫隙46做相對運動，使所述中槽44、偏置槽45的尺寸變大，所述夾持部24位於所述主手指40、動手指41之間，由於受到所述o型箍42的彈性約束，所述動手指41、夾持部24、主手指40被所述o型箍42綁在了一起，實現了所述手指27對所述閥體3的夾持。所述o型箍42使所述閥體3連接於所述手指27上，使所述閥體3隨所述手指27而運動。

所述自適應機械手25移動所述閥體3。所述前後氣缸28、上下氣缸29、手指氣缸30的活塞杆均處於縮回狀態。所述手掌32上升，所述閥體3隨所述手指27一起向上運動，所述閥體3脫離所述夾具體23。

接著，所述前後氣缸28的活塞杆處於伸出狀態，所述上下氣缸29、手指氣缸30的活塞杆均處於縮回狀態。所述主滑板35的兩側固連於所述連接板34，所述連接板34通過所述橫向直線導軌37活動連接於所述支架26，所述主滑板35在所述橫向直線導軌37的導向下受所述前後氣缸28的驅動而進行運動。使得所述閥體3被所述自適應機械手25夾持後運動了一段距離、到達了另外一個位置。

所述自適應機械手25鬆開所述閥體3。所述手指氣缸30的氣缸體固連於所述次滑板36，所述次滑板36的活塞杆的末端設置所述推板33，所述手指氣缸30的活塞杆伸出，使所述推板33向所述手掌32所在方向運動。所述卸料軸39活動連接於所述手指27，所述卸料軸39位於所述手指27的內部，所述卸料軸39的末端固連於所述推板33。所述卸料軸39在所述手掌32的推動下、在所述手指27的導向下，朝所述閥體3所在方向運動，所述卸料軸39接觸到所述夾持部24的上部，並推動所述夾持部24脫離所述夾持空間43。

接下來詳細描述本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的所述自適應機械手的詳細結構及工作過程、工作原理：

所述夾持空間43被所述夾持部24撐開，所述動手指41相對於所述主手指40沿所述橫向縫隙46做相對運動，使所述中槽44、偏置槽45的尺寸變大。所述橫向縫隙46對所述動手指41的運動起到了運動導向的作用，使得所述動手指41相對於所述主手指40做平移運動，所述夾持空間43始終保持圓柱形的形態。如果缺少所述橫向縫隙46的引導，所述夾持空間43在變大的過程中可能形成圓錐形的形態，從而降低夾持的精度。所述橫向縫隙46的存在，使得夾持的精度提高、夾持的穩定性活動了保證。由於受到所述o型箍42的彈性約束，所述動手指41在彈性力的作用下而實現對所述閥體3的夾持，整個夾持過程的發生，動作簡單明了，所述閥體3插入所述手指27中，所述手指27即可自動實現對所述閥體3的夾持；同時，所述手指27自動適應不同外徑的所述閥體3。

在傳統技術中，通常使用氣動手指實現對工件的抓取，氣動手指的價格高、結構複雜、不利於長久使用。所述手指27採用簡單的圓柱體結構，就可以實現對所述閥體3的抓取，避免了使用氣動手指，動作簡單、結構簡單、受用壽命長、成本低，並大大降低了對控制系統的要求。

所述手指27夾持所述閥體3後，採用簡單的動作即可實現對所述閥體3的脫開。所述手指氣缸30的活塞杆伸出，使所述卸料軸39推動所述閥體3脫離所述夾持空間43,即可實現對所述閥體3的脫落。所述閥體3的脫開所述手指27的過程中同時存在向下的運動過程，這個向下運動的過程可以實現將所述閥體3裝配到另外的夾具中，大大提高了本發明用於閥體裝配的高速搬運機械手的工作效率。

所述橫向縫隙46的尺寸為十絲至二十絲，採用十絲至二十絲的尺寸，可以使所述動手指41採用線切割工藝從製備所述主手指40的圓柱軸上切割下來，切割完成後，即可同時獲取所述動手指41和主手指40。

在所述支架26上設置阻尼器31，所述阻尼器31位於所述主滑板35行程的兩個末端位置。使所述主滑板35在行程末端的位置處，獲取一定的阻尼減速效果，避免了主滑板35在運動過程中發生衝擊、撞擊。

所述手指27的數量為一至五個，多個所述手指27同時工作，使工作的效率獲得成倍地提高。

所述橫向直線導軌37位於所述主滑板35的兩側，所述橫向直線導軌37的數量為兩組。可以使所述夾具體23位於所述手指27的下部，有助於合理布置生產設備。

所述o型箍42為受拉彈簧。由於彈簧的製備工藝成熟，並且彈簧具備長久的使用壽命，利用受拉彈簧作為材質製作的所述o型箍42，性能穩定可靠。

最後，應當指出，以上實施例僅是本發明較有代表性的例子。顯然，本發明不限於上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬於本發明的保護範圍。