CN102921607B - 一种四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，包括驱动轴、固定在所述驱动轴上部的旋转支撑结构、固定在所述驱动轴中部的驱动轮、通过轴承与所述驱动轴下部连接的固定法兰和齿轮夹持结构；所述齿轮夹持结构包括螺杆齿条、齿轮固定套筒和若干个半齿轮，所述螺杆齿条的一端通过螺纹与所述驱动轴下端的螺纹孔连接，所述齿轮固定套筒固定在所述固定法兰下部，所述螺杆齿条位于所述齿轮固定套筒中间，所述齿轮固定套筒筒身处开有若干齿轮槽，所述半齿轮穿过所述齿轮槽通过销轴固定在所述齿轮固定套筒上。本发明的有益效果是：能应用于各种处理工艺下的圆形管件的内部垂直夹持，保证不损伤和遮盖管件外表面，以确保工件的涂装质量。

Description

一种四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置

技术领域

本发明涉及一种金属管吊挂装置，尤其是涉及一种四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置。

背景技术

目前在涂装生产线的设计和生产中，对大批量的工件处理，除了上件和下件工位外，其它各工位基本上都实现了机械化和自动化。在上下件工位上，一些大批量生产的重量较大的工件，如果人工手动操作，不仅劳动强度大，生产效率也极低，满足不了生产的需要。特别是对于圆形金属长管的外部涂装处理，目前主要采用两点横挂的吊挂装置，这种方式生产效率低，设备体积大，工件转弯半径大，夹持可靠性差，容易造成工件的坠落，因此给设备的设计带来较大的难度，整个生产线也需要占用很大的厂房面积。工件表面喷涂后需要固化处理，固化设备也由于吊挂装置的要求，体积较大，能耗也增加，不利于节能降耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、安全可靠的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置。

本发明的技术方案是：一种四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，包括驱动轴、固定在所述驱动轴上部的旋转支撑结构、固定在所述驱动轴中部的驱动轮、通过轴承与所述驱动轴下部连接的固定法兰和齿轮夹持结构，所述驱动轮轮缘上带有齿；

所述齿轮夹持结构包括螺杆齿条、齿轮固定套筒和若干个半齿轮，所述螺杆齿条的一端通过螺纹与所述驱动轴下端的螺纹孔连接，所述齿轮固定套筒固定在所述固定法兰下部，所述螺杆齿条位于所述齿轮固定套筒中间，所述齿轮固定套筒筒身处开有若干齿轮槽，所述半齿轮穿过所述齿轮槽通过销轴固定在所述齿轮固定套筒上；

所述半齿轮的轮廓线包括以所述销轴为圆心的圆心角度数为130°的圆弧Ⅰ，所述圆弧Ⅰ的一端连接任意一点距离所述销轴距离小于圆弧Ⅰ半径的直线Ⅱ或曲线Ⅱ，所述直线Ⅱ或曲线Ⅱ的另一端光滑连接任意一点距离所述销轴距离大于圆弧Ⅰ半径的光滑圆弧Ⅲ，所述光滑圆弧Ⅲ通过一段曲线Ⅳ或直线Ⅳ与圆弧Ⅰ的另一端连接，形成封闭轮廓线。

优选地，所述驱动轴上依次固定有导向轴、保护套管、导向锥，所述导向轴位于所述驱动轮下方，所述保护套管的下缘固定在所述固定法兰的上部，将所述驱动轴套在所述保护套管中间，所述导向锥为空心圆锥台型结构，所述齿轮固定套筒的上部与所述固定法兰的下部通过其进行连接。

优选地，所述半齿轮有四个，四个所述半齿轮沿所述齿轮固定套筒外缘均匀分布，在所述齿轮固定套筒的横截面上分别位于十字型的四个端点，其中一对相对放置的所述半齿轮放置于另外一对上方，所述半齿轮位于对应的齿轮槽中。

优选地，所述旋转支撑结构包括一个轴承Ⅰ，所述轴承Ⅰ的内环与吊装结构固定，所述轴承Ⅰ的外环通过固定装置与所述驱动轴的上部固定。

优选地，所述齿轮固定套筒上设有保护罩，位于所述齿轮槽的上方。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、采用内部夹持定位机构，对被处理的管件外表面没有接触和遮挡，有效提高管件外表面和上下端面的涂膜质量，减少二次喷涂工作量。

2、夹持机构位于工件内部，当本装置通过抛丸、喷粉等环境恶劣的工位时可得到有效的保护，砂尘、丸粒、粉末等无法对夹持机构造成损害，有效提高本装置的可靠性和使用寿命。

3、通过四爪夹持，可使被夹持的管件和本装置有效对中，提高夹持的可靠性，防止工件运行过程中坠落对设备和人员造成损害。

4、本装置结构紧凑、运转可靠，通过螺杆结构和齿轮齿条机构准确的传递力矩，提高夹持的可靠性。通过螺杆机构的自锁功能保持夹持力的稳定性。

5、采用该装置组成的涂装生产线可实现自动上下件，极大的提高了生产线的自动化水平，提高了工作效率，降低了劳动强度。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的剖视图；

图4是本发明的组装示意图。

图中：

1、驱动轴     2、驱动轮         3、 固定法兰     4、齿轮夹持结构

5、螺杆齿条   6、齿轮固定套筒   7、半齿轮        8、导向轴

9、保护套管   10、导向锥        11、工件

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，本发明包括驱动轴1、固定在所述驱动轴1上部的旋转支撑结构、固定在所述驱动轴1中部的驱动轮2、通过轴承与所述驱动轴1下部连接的固定法兰3和齿轮夹持结构4，所述驱动轮2轮缘上带有齿；

本发明通过所述旋转支撑结构吊挂在悬挂输送链承载小车上，所述驱动轮2由外部驱动机构驱动旋转，所述驱动轴1上设有导向轴8，当本发明通过抛丸、喷粉工位时可以减小运行阻力。夹持工件时所述固定法兰3被机械手定位，从而保证所述驱动轴1的旋转。

所述齿轮夹持结构4包括螺杆齿条5、齿轮固定套筒6和四个半齿轮7，所述螺杆齿条5的一端通过螺纹与所述驱动轴1下端的螺纹孔连接，所述齿轮固定套筒6固定在所述固定法兰3下部，所述螺杆齿条5位于所述齿轮固定套筒6中间，所述齿轮固定套筒6筒身处开有四个齿轮槽，所述半齿轮7穿过所述齿轮槽通过销轴固定在所述齿轮固定套筒6上；四个所述半齿轮7沿所述齿轮固定套筒6外缘均匀分布，在所述齿轮固定套筒6的横截面上分别位于十字型的四个端点，其中一对相对放置的所述半齿轮7放置于另外一对上方，所述半齿轮7位于对应的齿轮槽中；

所述半齿轮7的轮廓线包括以所述销轴为圆心的圆心角度数为130°的圆弧Ⅰ，所述圆弧Ⅰ的一端连接任意一点距离中心所述销轴距离小于圆弧Ⅰ半径的直线Ⅱ或曲线Ⅱ，所述直线Ⅱ或曲线Ⅱ的另一端光滑连接任意一点距离中心所述销轴距离大于圆弧Ⅰ半径的光滑圆弧Ⅲ，所述光滑圆弧Ⅲ通过一段曲线Ⅳ或直线Ⅳ与圆弧Ⅰ的另一端连接，形成封闭轮廓线。

工件的夹持和定位通过四个半齿轮7来实现，所述半齿轮7通过所述螺杆齿条5驱动，所述螺杆齿条5由所述驱动轴1驱动进行上下运动，从而使所述半齿轮7实现松开、夹紧动作。通过杠杆原理所述半齿轮7的受力具有放大作用，从而保证夹持的可靠性，防止工件在涂装处理时的的坠落。

所述驱动轴1上依次固定有导向轴8、保护套管9、导向锥10，所述导向轴8位于所述驱动轮2下方，所述保护套管9的下缘固定在所述固定法兰3的上部，将所述驱动轴1套在所述保护套管9中间，以避免对工件进行加工处理时损坏所述驱动轴1，同时避免粉尘砂粒进入所述固定法兰3内部。所述导向锥10为空心圆锥台型结构，其连接所述齿轮固定套筒6的上部与所述固定法兰3的下部。

所述旋转支撑结构包括一个轴承Ⅰ，所述轴承Ⅰ的内环与吊装结构固定，所述轴承Ⅰ的外环通过固定装置与所述驱动轴1的上部固定。

所述齿轮固定套筒6上设有保护罩，位于所述齿轮槽的上方。

工件11为水泥泵车输送管，工件夹持后用于对其外表面进行抛丸、喷粉等表面涂装处理。工作时旋转支撑机构通过吊装结构固定在悬挂输送链承载小车上，由悬挂链牵引本发明连续运行，当行走到管件上件工位时，配套机械手装置将工件11移动到本发明的底部对中，并与输送链保持同步运行，然后机械手抱紧所述固定法兰3，机械手向上移动将所述工件11插入本发明中，在所述导向锥10的作用下进一步对中。机械手上的旋转装置带动所述驱动轮2旋转，从而使所述驱动轴1跟随旋转，所述驱动轴1下设螺旋机构，使旋转运动转化为直线运动，带动所述螺杆齿条5向上运动，该运动使四个半齿轮7同时张开，使距离所述销轴距离大于圆弧Ⅰ半径的光滑圆弧Ⅲ转出齿轮槽，接触到管的内壁对管壁产生一定的压力，当压力到达设定值时，旋转机构停止旋转，机械手松开抱持的所述工件11和所述固定法兰3，完成工件的夹持过程。随后机械手复位进行下一工件的上件。

下件时，同步运行的机械手将所述工件11和所述固定法兰3抱持固定，旋转装置带动所述驱动轮2反向旋转，从而使所述驱动轴1跟随旋转，通过螺旋机构带动所述螺杆齿条5向下运动，该运动使四个半齿轮7同时收回，直到不断收回的半齿轮7的一个面与螺杆齿条9接触并产生一定的压力，当压力到达设定值时，旋转机构停止旋转，机械手带动工件11向下运动脱离本发明，而后完成下件并复位再进行下一个工件的下件。

本发明设计合理，结构紧凑，定位可靠，夹持牢固，取得的技术效果显著。能应用于各种处理工艺下的圆形管件的内部垂直夹持，保证不损伤和遮盖管件外表面，以确保工件的涂装质量，同时通过四爪定位夹持机构，保证工件夹持的牢固度和可靠性。采用该装置组成的涂装可实现自动上下件，极大的提高了生产线的自动化水平，提高了工作效率，降低了劳动强度。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：包括驱动轴(1)、固定在所述驱动轴(1)上部的旋转支撑结构、固定在所述驱动轴(1)中部的驱动轮(2)、通过轴承与所述驱动轴(1)下部连接的固定法兰(3)和齿轮夹持结构(4)，所述驱动轮(2)轮缘上带有齿；

所述齿轮夹持结构(4)包括螺杆齿条(5)、齿轮固定套筒(6)和若干个半齿轮(7)，所述螺杆齿条(5)的一端通过螺纹与所述驱动轴(1)下端的螺纹孔连接，所述齿轮固定套筒(6)固定在所述固定法兰(3)下部，所述螺杆齿条(5)位于所述齿轮固定套筒(6)中间，所述齿轮固定套筒(6)筒身处开有若干齿轮槽，所述半齿轮(7)穿过所述齿轮槽通过销轴固定在所述齿轮固定套筒(6)上；

所述半齿轮(7)的轮廓线包括以所述销轴为圆心的圆心角度数为130°的圆弧Ⅰ，所述圆弧Ⅰ的一端连接任意一点距离所述销轴距离小于圆弧Ⅰ半径的直线Ⅱ或曲线Ⅱ，所述直线Ⅱ或曲线Ⅱ的另一端光滑连接任意一点距离所述销轴距离大于圆弧Ⅰ半径的光滑圆弧Ⅲ，所述光滑圆弧Ⅲ通过一段曲线Ⅳ或直线Ⅳ与圆弧Ⅰ的另一端连接，形成封闭轮廓线。

2.根据权利要求1所述的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：所述驱动轴(1)上依次固定有导向轴(8)、保护套管(9)、导向锥(10)，所述导向轴(8)位于所述驱动轮(2)下方，所述保护套管(9)的下缘固定在所述固定法兰(3)的上部，将所述驱动轴(1)套在所述保护套管(9)中间，所述导向锥(10)为空心圆锥台型结构，所述齿轮固定套筒(6)的上部与所述固定法兰(3)的下部通过其进行连接。

3.根据权利要求1或2所述的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：所述半齿轮(7)有四个，四个所述半齿轮(7)沿所述齿轮固定套筒(6)外缘均匀分布，在所述齿轮固定套筒(6)的横截面上分别位于十字型的四个端点，其中一对相对放置的所述半齿轮(7)放置于另外一对上方，所述半齿轮(7)位于对应的齿轮槽中。

4.根据权利要求1或2所述的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：所述旋转支撑结构包括一个轴承Ⅰ，所述轴承Ⅰ的内环与吊装结构固定，所述轴承Ⅰ的外环通过固定装置与所述驱动轴(1)的上部固定。

5.根据权利要求3所述的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：所述旋转支撑结构包括一个轴承Ⅰ，所述轴承Ⅰ的内环与吊装结构固定，所述轴承Ⅰ的外环通过固定装置与所述驱动轴(1)的上部固定。

6.根据权利要求1或2所述的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：所述齿轮固定套筒(6)上设有保护罩，位于所述齿轮槽的上方。

7.根据权利要求3所述的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：所述齿轮固定套筒(6)上设有保护罩，位于所述齿轮槽的上方。

8.根据权利要求4所述的四爪自动定位式金属管内部夹持吊挂装置，其特征在于：所述齿轮固定套筒(6)上设有保护罩，位于所述齿轮槽的上方。