CN103264396A - 一种可抓取不同内径缸套的机械手爪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，包括拨杆轴，驱动气缸与拨杆轴轴向连接，拨杆轴通过拨槽与柱塞拨叉机构连接；柱塞拨叉机构包括拨叉销轴和可绕拨叉销轴转动的拨叉，拨叉的短叉置于拨杆轴的拨槽中，拨叉的长叉置于柱塞的拨槽中。在柱塞的顶端通过螺钉固定有卡爪条。当驱动气缸驱动拨杆轴作轴向移动时，使柱塞作径向移动，且带动卡爪条作径向移动。本发明提供的装置克服了现有技术的不足，从缸套的内圆柱面撑涨固定缸套，可自动适应抓取不同内径的缸套，消除了机械手爪抓取多个缸套时的机械干涉，且可自动地准确定位。

Description

一种可抓取不同内径缸套的机械手爪

技术领域

本发明涉及一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，用于铝合金发动机缸体压铸时，抓取缸套向金属模具中镶嵌，属于机器人机械手爪技术领域。

背景技术

在发动机缸体压铸生产工序中，向金属模具里镶嵌缸套时，通常采用专用夹具或机器人手爪，同时夹持数个缸套镶入金属模具里。即利用缸套夹持机构来抓取缸套，完成镶嵌动作。

一般地，轴套类的工件，通常是采用从工件的外圆柱面，即在外径处夹持的构造。

对于多缸的发动机，在镶嵌时需要同时夹持多个缸套，同时完成多个缸套的定位和镶嵌。而通常发动机缸套之间的间距较小，首先在外径处夹持缸套会使机械手爪之间产生机械干涉。并且，外径处夹持缸套在镶嵌时，还会使机械手爪与金属模具之间产生机械干涉。而且不易消除缸套的定位误差，也不能完成多个缸套的镶嵌和定位。

此外，为了增加压铸时缸套与缸体的结合状况，许多厂家都对缸套外表面进行喷砂处理。因此也不能采用外径夹持的方法来抓取缸套，以免碰伤喷沙处理后的缸套外表面。

对于直径较大的缸套，在外径处夹持缸套将使机械手爪的尺寸也较大。对于缸套之间的间距误差和定位误差的调整也较为困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在内径处夹持缸套，可自动适应抓取不同内径缸套，且定位准确的机械手爪。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：包括拨杆轴，驱动气缸与拨杆轴轴向连接，拨杆轴通过拨槽与柱塞拨叉机构连接；柱塞拨叉机构包括拨叉销轴和可绕拨叉销轴转动的拨叉，拨叉的短叉置于拨杆轴的拨槽中，拨叉的长叉置于柱塞的拨槽中，柱塞外侧设有柱塞套。

优选地，所述拨杆轴设有两圈拨槽，每圈拨槽中在圆周上可容纳三个或四个所述拨叉。

优选地，所述柱塞拨叉机构为三组或四组。

优选地，每组所述柱塞拨叉机构包括两个所述柱塞和两个所述拨叉，两个所述拨叉分置于所述两圈拨槽中，每个所述拨叉分别连接一个所述柱塞。

优选地，所述柱塞为球头柱塞。

优选地，所述柱塞为非球头柱塞。

优选地，每组所述非球头柱塞顶部设有一条卡爪条。

优选地，所述驱动气缸为带弹簧锁紧的驱动气缸，带弹簧锁紧的驱动气缸包括气缸缸体、气缸后座和与拨杆轴连为一体的活塞，气缸缸体和气缸后座上分别设有缸体压缩空气进排气口和后座压缩空气进排气口，气缸后座与活塞之间设有锁紧弹簧。

优选地，所述气缸缸体上设有冷却气体进气口。

本发明提供的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪采用从缸套的内圆柱面，即在内径处夹持缸套，使缸套的内圆柱面上均匀地受到向外的径向力的作用，即缸套在内撑涨式的夹持下被固定，且自动地准确定位。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，从缸套的内圆柱面撑涨固定缸套，可自动适应，抓取不同内径的缸套，消除了机械手爪之间的干涉，同时也消除了机械手爪与金属模具之间的干涉，一次可同时完成多个缸套的镶嵌，且自动地准确定位。

附图说明

图1为实施例1中提供的可抓取不同内径缸套的机械手爪示意图；

图2为实施例2中提供的可抓取不同内径缸套的机械手爪示意图；

图3为实施例3中提供的可抓取不同内径缸套的机械手爪示意图；

图4为实施例4中提供的可抓取不同内径缸套的机械手爪示意图；

图5为实施例5中提供的可抓取不同内径缸套的机械手爪示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以几个优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

图1为本发明提供的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪示意图，所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪包括拨杆轴3，驱动气缸4与拨杆轴3轴向连接，驱动气缸4可驱动拨杆轴3作轴向移动。拨杆轴3通过拨槽与柱塞拨叉机构连接。柱塞拨叉机构包括拨叉销轴5和可绕拨叉销轴5转动的拨叉2，拨叉2的短叉置于拨杆轴3的拨槽中，拨叉2的长叉置于非球头柱塞1的拨槽中，非球头柱塞1外侧设有柱塞套6。拨杆轴3作轴向移动时，可带动拨叉2绕拨叉销轴5转动。拨叉2绕拨叉销轴5转动时，使非球头柱塞1在柱塞套6的限制下作径向移动。

通过固定螺钉将卡爪条7固定在非球头柱塞1的顶端。当驱动气缸4驱动拨杆轴3向左轴向移动时，非球头柱塞1向外作径向移动，带动卡爪条7向外作径向移动。在卡爪条7向外的径向力作用下，从缸套的内圆柱面将缸套8固定，从而实现在内径处夹持缸套的目的。

当驱动气缸4驱动拨杆轴3向右轴向移动，拨杆轴3通过拨槽带动拨叉2逆时针转动；拨叉2的长叉带动非球头柱塞1在柱塞套6的限制下，向内作径向移动。非球头柱塞1向内作径向移动时带动卡爪条7缩回，解除对缸套8的夹紧。

为了稳定地夹持缸套和自动定位，在缸套8的内圆柱面上，可设计三组或四组柱塞和拨叉，每组有两个柱塞和两个拨叉，及一条卡爪条。拨杆轴3设有两圈拨槽，每组的两个拨叉分置于两圈拨槽中。当拨杆轴3作轴向移动时，每组的两个拨叉同时动作，使两个柱塞也同时伸出或缩回，并使卡爪条7与拨杆轴3平行地沿径向向外伸出或缩回。每圈拨槽中在圆周上可容纳三个或四个拨叉，当拨杆轴3作轴向移动时，三组或四组柱塞和拨叉同时动作，可使三组或四组卡爪条同时沿径向向外伸出或缩回，从缸套的内径同时抵紧缸套进行夹持，或缩回解除对缸套的夹紧。

该设计可以使缸套的内圆柱面上均匀地受到向外的径向力的作用，即缸套在内撑涨式的夹持下被固定，且自动地准确定位。

由于柱塞和卡爪条可在一定的范围内(一般＜10mm行程)作径向移动，故该机械手爪可以自动适应，抓取不同内径的缸套。

实施例2

结合图2，将图1中非球头柱塞1改为球头柱塞9，其顶端的卡爪条7和固定螺钉同时取消，将其顶端加工成球面形状，其余与图1相同。当驱动气缸4驱动拨杆轴3作轴向移动时，带动拨叉2绕拨叉销轴5转动，拨叉2绕拨叉销轴5转动时，使球头柱塞9在柱塞套6的限制下作径向移动。球头柱塞9向外移动时，其顶端球面顶在缸套的内圆柱面上。在球头柱塞9向外的径向力作用下，从缸套的内圆柱面将缸套固定，从而实现在内径处夹持缸套的目的。该实施例是将图1中卡爪条7与缸套的线接触，改为图2的球头柱塞9与缸套的点接触。在缸套的内圆柱面上，可设计三组或四组柱塞和拨叉，每组有两个球头柱塞和两个拨叉。拨杆轴3设有两圈拨槽，每组的两个拨叉分置于两圈拨槽中。每圈拨槽中在圆周上可容纳三个或四个拨叉，当拨杆轴3作轴向移动时，可以有6个或8个球头柱塞同时伸出，以多点向外的径向力作用在缸套的内圆柱面上，可以使缸套的内圆柱面上均匀地受到向外的径向力的作用，可稳定地夹持缸套和自动地准确定位。

实施例3

结合图3，取消了图1中的通用驱动气缸4，改用一种带弹簧锁紧的驱动气缸。活塞13与拨杆轴3连为一体，气缸缸体10和气缸后座12上分别设有缸体压缩空气进排气口a和后座压缩空气进排气口b，气缸后座12与活塞13之间安装有锁紧弹簧11(压簧)，该锁紧弹簧11对活塞13施加了轴向锁紧力。

当b口进气，a口通大气时，在进气压力和锁紧弹簧11的共同作用下，拨杆轴3向左移动；拨杆轴3通过拨槽带动拨叉2顺时针转动；拨叉2的长叉带动柱塞1在柱塞套6的限制下，向外作径向移动。通过固定螺钉将卡爪条7固定在柱塞1的顶端，柱塞1向外作径向移动时带动卡爪条7向外作径向移动。在卡爪条7向外的径向力作用下，从缸套的内圆柱面将缸套固定，从而实现在内径处夹持缸套的目的。

与图1一样，为了稳定地夹持缸套和自动定位，在缸套的内圆柱面上，可设计三组或四组柱塞和拨叉，每组有两个柱塞和两个拨叉，及一条卡爪条。当拨杆轴3在进气压力和锁紧弹簧11的共同作用下，向左移动时，可使三组或四组卡爪条7同时沿径向向外伸出。

该锁紧弹簧11的作用是，当进气压力有波动时，锁紧弹簧11的弹性力使拨杆轴3保持在左端，且使柱塞始终处于顶出的位置，保持对缸套的夹持固定。而且对缸套的夹持固定是弹性夹紧，提高了夹紧的稳定性和可靠性。

当a口进气，b口通大气时，在进气压力的作用下，克服锁紧弹簧11的弹性力使拨杆轴3向右移动；拨杆轴3通过拨槽带动拨叉2逆时针转动；拨叉的长叉带动柱塞在柱塞套的限制下，向内作径向移动。柱塞向内作径向移动时带动卡爪条缩回，解除对缸套的夹紧。

实施例4

结合图4，在实施例2的基础上取消了图2中的通用驱动气缸4，用实施例3中的带弹簧锁紧的驱动气缸代替，为带弹簧锁紧的驱动气缸和多个球头柱塞9与缸套多点点接触的结构。

实施例5

结合图5，主要针对抓取预热后的缸套。当缸体压铸工艺上需要对压铸用的缸套进行预热，机械手爪在对预热后缸套进行抓取时，由于缸套与卡爪之间存在热传导现象，会使镶嵌手的温度升高，而较高的温度会使气缸中的密封件老化和变形，使封入机械手内的润滑脂粘度降低，故需要对机械手爪进行冷却。在图4的基础上，在气缸缸体10上另设有通向机械手爪内部进行通风冷却的冷却气体进气口c。冷却气体进气口c可通入冷却气体，对机械手内部进行通风冷却。

Claims (9)

1.一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：包括拨杆轴(3)，驱动气缸(4)与拨杆轴(3)轴向连接，拨杆轴(3)通过拨槽与柱塞拨叉机构连接；柱塞拨叉机构包括拨叉销轴(5)和可绕拨叉销轴(5)转动的拨叉(2)，拨叉(2)的短叉置于拨杆轴(3)的拨槽中，拨叉(2)的长叉置于柱塞的拨槽中，柱塞外侧设有柱塞套(6)。

2.如权利要求1所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：所述拨杆轴(3)设有两圈拨槽，每圈拨槽中在圆周上可容纳三个或四个所述拨叉(2)。

3.如权利要求2所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：所述柱塞拨叉机构为三组或四组。

4.如权利要求3所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：每组所述柱塞拨叉机构包括两个所述柱塞和两个所述拨叉(2)，两个所述拨叉(2)分置于所述两圈拨槽中，每个所述拨叉(2)分别连接一个所述柱塞。

5.如权利要求1或4所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：所述柱塞为球头柱塞(9)。

6.如权利要求1或4所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：所述柱塞为非球头柱塞(1)。

7.如权利要求6所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：每组所述非球头柱塞(1)顶部设有一条卡爪条(7)。

8.如权利要求1所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：所述驱动气缸(4)为带弹簧锁紧的驱动气缸，带弹簧锁紧的驱动气缸包括气缸缸体(10)、气缸后座(12)和与拨杆轴(3)连为一体的活塞(13)，气缸缸体(10)和气缸后座(12)上分别设有缸体压缩空气进排气口(a)和后座压缩空气进排气口(b)，气缸后座(12)与活塞(13)之间设有锁紧弹簧(11)。

9.如权利要求8所述的一种可抓取不同内径缸套的机械手爪，其特征在于：所述气缸缸体(10)上设有冷却气体进气口(c)。

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