CN103786010A - 一种级进式触指-弹簧自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种级进式触指-弹簧自动装配装置，用于高压电气产品装配过程中动静触头的触指-弹簧机械自动装配作业，包括齿轮齿条轴压装机构，连杆-滑块机构、斜导柱送料机构，以及弹匣式触指、弹簧料盒，弹珠卸料机构等部分。工作时通过连杆-滑块结构步进动作，把弹簧送料、触指送料、以及弹簧、触指装配的多个工位作业，在滑块运行中级进完成，弹匣式弹簧、触指料盒在滑块到达本工位时，完成弹簧、触指自动送料，实现了弹簧自动送料、触指自动送料、触指-弹簧装配自动过程。本装置通过多种机械结构，实现了高压电气产品中动静触头用触指-弹簧的自动装配作业，提高高压电气产品触指弹-簧装配自动化和效率。

Description

一种级进式触指-弹簧自动装配装置

技术领域：

本发明涉及高压电气产品装配领域，涉及一种级进式触指-弹簧自动装配装置。 

背景技术：

高压电气产品中存在大量动静触头，为保证接触良好性能，动静触头采用触指-弹簧装配结构设计。1个间隔高压电气产品，具有几百甚至一、二千件触指-弹簧需要装配，作为专业制造厂，成百上千工程量中，触指-弹簧装配量更大，年达到几十万件甚至上百万件，工作量浩大，耗费过多人力物力。而且目前的装配方式，多数采用手工或手工与辅助压具，不仅劳动强度大，而且效率低，影响装配速度和效率。 

本发明是一种级进式触指-弹簧连续自动装配装置，是一种开关电气产品触指-弹簧自动装配的一种高效工具。实现弹簧自动上料、触指自动送料、级进变位、压装装配过程，具有高效连续优点。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种级进式触指-弹簧自动装配装置，采用机械结构实现触指-弹簧的全自动装配。 

本发明采用如下技术方案： 

一种级进式触指-弹簧自动装配装置，用于高压电气导电触指-弹簧的自动装配，包括底座，该底座上在两个不同工位分别固定安装有弹簧料盒和触指料盒，所述底座进一步开设有滑槽，该滑槽内安装有滑板，所述滑板在齿轮-齿条机构的作用下在不同工位之间滑动以实现触指-弹簧的自动 上料、装配；所述滑板上设置有安装待装配弹簧的凹型槽以及待装配触指片的触指片安装槽，当滑板移动到弹簧料盒工位时，待装配弹簧在弹力的作用下进入到该凹型槽内，当滑板移动至触指料盒工位时，待装配的触指片在弹力作用下，进入到触指片安装槽内，在斜导柱送料机构的送料板的推送下，到达装配位置，通过齿轮-齿条机构的齿条压轴实现与弹簧压装。 

所述齿轮-齿条机构包括带齿条的齿条压轴、相互啮合的大齿轮和小齿轮，以及驱动大齿轮和小齿轮的驱动机构；所述底座上安装焊接有导套的支架，齿轮-齿条机构、弹簧料盒和触指料盒均固定安装在支架上；所述齿条压轴在该导套内上下移动，所述小齿轮与齿条压轴的齿条啮合。 

所述大齿轮和小齿轮分别通过轴固定在耳板上，耳板固定在导套外周。 

所述滑板和齿条压轴之间连接有连杆，连杆的一端与齿条压轴的末端铰接，连杆的另一端铰接于滑板，当齿条压轴做上下移动时，通过连杆带动滑板在底座的滑槽内做往复运动。 

所述连杆与滑板铰接的一端设置有长条的延迟扁孔。 

所述滑板的一端设置有限位凸起，该限位凸起自滑板向下延伸，当限位凸起抵在底座的端部时，滑板上的凹型槽刚好运动在弹匣式料盒上料位置，保证自动上料，当压轴压紧滑板时，滑板到达压装位置。 

所述弹簧料盒与滑板之间的间隙控制在1次只安装1片弹簧。 

所述斜导柱送料机构包括拔料器架、拔叉，以及送料板，所述拔料器架的一端与齿条压轴连接，另一端通过螺钉连接所述拔叉，所述底座上开设有供送料板滑动的送料导槽，所述送料板上开设有固定拔叉末端的圆柱销，当齿条压轴上下运动时，拔料器架和拔叉同时向下移动，带动送料板 往复推动送料板实现送料。 

所述送料板上方设置有密封送料导槽顶部的固定板，该固定板固定在底座上。 

所述供送料板滑动的送料导槽与供滑板滑动的滑槽的延伸方向垂直。 

所述触指料盒的结构与弹簧料盒的结构类似，包括盖板或料盒盖，叠放的触指或弹簧顶部设置有压板或压料板，压板和盖板之间设置有压缩的弹簧，弹簧套在杆外围，提供触指送料弹力。 

所述杆延伸入叠放的触指片或弹簧片内将其串起来，起到导向作用。 

所述弹珠卸料装置包括钢珠、小弹簧，以及顶块，滑板在触指安装槽的背面对应位置设置有卸料用弓玄型的顶料孔供顶块滑动，钢珠放置在滑板与顶块之间，小弹簧被压缩在顶块与底座底部之间。 

所述顶块为半圆柱结构，保证顶块只对触指和装配件起作用，对装配前途经压装工位的弹簧不起作用，同时对压装前送到的触指片有支撑作用。 

所述顶块高度小于滑板厚度。 

所述弹簧料盒悬于滑板的正上方，通过燕尾结构与支架固定连接。 

相对于现有技术，本发明具有以下优点：本发明集成齿轮齿条技术、连杆滑块技术、斜导柱送料技术、弹匣供料以及滚珠弹簧卸料装置，成功实现触指弹-簧装配过程的上料、工位机进、压装、卸料自动作业，往复循环，完成触指-弹簧自动连续装配。 

本发明通过更换料盒和滑板，可进行不同规格触指-弹簧自动装配，具有广泛通用性，而且结构巧妙，操作方便，应用前景广阔。 

附图说明：

图1为待装配的弹簧结构示意简图； 

图2为待装配的触指结构示意简图； 

图3触指-弹簧装配图； 

图4为本发明一种级进式触指-弹簧自动装配装置的结构示意图，其中，图4（a）为一个视角的结构示意图，图4（b）为另一视角的结构示意图，图4（c）为齿轮组及送料的结构示意图图，图4（d）为图4（a）的俯视图； 

图5为图4中齿轮齿条的结构示意图，其中，图5（a）为大齿轮、小齿轮和齿条压轴的位置关系图，图5（b）为轴和耳板的位置关系图； 

图6为连杆滑块系统图； 

图7为连杆滑块系统滑板图，图7（a）为滑板的正视图，图7（b）为滑板的俯视图； 

图8为连杆滑块系统连杆图，图8（a）为连杆的俯视图，图8（b）为连杆的正视图； 

图9为连杆滑块系统T型槽图； 

图10为弹匣式弹簧盒图，图10（a）为剖视图，图10（b）为俯视图； 

图11为弹簧料盒图，图11（a）为弹簧料盒的燕尾结构图，图11（b）为连接板的结构示意图； 

图12为弹簧料盒弹簧滑杆图，图12（a）为第一弹簧与杆的位置关系图，图12（b）为俯视图； 

图13为斜导柱触指送料器结构图，图13（a）为剖视图，图13（b）为图13（a）的俯视图； 

图14为触指送料器送料板图，图14（a）为送料板的正视图，图14（b）为图14（a）的俯视图； 

图15为触指弹性送料装置图，图15（a）为第二弹簧与杆的位置关系图，图15（b）为图15（a）的俯视图； 

图16为触指送料导槽图，图16（a）为送料导槽的俯视图，图16（b）为另一角度的示意图； 

图17为触指料盒图，图17（a）为俯视图，图17（b）为正视图，图17（c）为另一角度示意图； 

图18滚珠弹簧卸料装置未卸料状态图； 

图19滚珠弹簧卸料装置卸料状态图； 

图20为滑板上触指、弹簧片放置凹型图，图20（a）为正视图，图20（b）为俯视图； 

图21滑板顶料孔结构图； 

图22为顶料块图，（a）图为正视图，（b）图为俯视图； 

图中：1-弹簧料盒、2-料盒盖、3-支架、4-连杆座、5-销、6-导套、7-盖板、8-触指料盒、9-连杆、10-圆柱销、11-座、12-滑板、13-底座、14-压料板、15-第一弹簧、16-弹簧导向杆、17-杆、18-拨料器架、19-第二弹簧、20-压板、21-钢珠；22-小弹簧、23-顶块、24-固定架、25-小齿轮、26-耳板、27-轴、28-健、29-大齿轮、30-操作柄、31-螺栓、33-螺钉、34-拨叉、35-销子、36-送料板、37-导料板、38-固定板、40-球柄、41-压轴、44-顶块孔45-凹型槽、46-待装配的弹簧、47-待装配的触指、48-延迟扁孔、49-T型滑槽、50-限位凸起；1-1快装连接；1-2-燕尾导轨；1-3 料盒内壁。 

具体实施方式：

请参阅图1至图3所示，为待装配的弹簧和触指以及二者压装在一起的结构示意图，如图4所示，本发明为一种级进式触指-弹簧自动装配装置，包括齿轮-齿条机构、连杆-滑块机构，斜导柱送料机构、弹匣式触指、弹簧料盒、以及弹珠卸料机构，实现了装料、工位级进、装配等自动作业。 

请继续参阅图4所示，底座13上在两个不同工位固定安装有弹簧料盒1和触指料盒8，该弹簧料盒1和触指料盒8通过支架3固定安装在底座13上，更具体地说，所述底座13进一步开设有T形滑槽49（如图9所示），该T形滑槽40内安装有滑板12，所述滑板12在齿轮-齿条机构的作用下在不同工位之间滑动以实现触指-弹簧的自动装配；所述弹簧料盒1悬于滑板12的正上方，通过燕尾结构与支架3固定连接（如图11所示，弹簧料盒1与支架3之间通过连接板固定连接，所述连接板上设置有燕尾导轨1-2），这样，当弹簧料盒1内待装配的弹簧需要更换时，只需要将弹簧料盒1从燕尾结构上拔出即可取下更换；所述滑板12上设置有安装待装配弹簧的凹型槽45以及待装配触指片的触指片安装槽，当滑板12移动到弹簧料盒1工位时，由于此处滑板12的顶部是空的（凹型槽45的存在），因此，待装配弹簧在弹力的作用下进入到该空的凹型槽45内，继续作用操作柄，滑板12继续向下一工位移动，当移动至触指料盒8工位时，待装配的触指片在弹力作用下，进入到触指片安装槽内，通过送料机构到达压装位置，在压轴作用下实现与弹簧压装。 

请结合图5所示，所述齿轮-齿条机构包括齿条压轴41、大齿轮29、 小齿轮25，以及手柄30；所述底座13上进一步安装有固定架24，该固定架24上安装有导套6，所述导套6竖直放置，所述齿条压轴41在导套6的滑道内上下滑动，所述齿条压轴41带有齿条，所述大齿轮29和小齿轮25啮合，小齿轮25与齿条压轴41的齿条啮合；所述大齿轮29和小齿轮25分别通过轴27固定在耳板26上，耳板固定在导套6的外周，所述大齿轮29与轴27之间通过键28连接；所述大齿轮29上安装所述操作手柄30，通过操作手柄30实现齿轮-齿条机构带动齿条压轴41的上下移动。本发明通过齿轮-齿条机构将外部驱动力传递到齿条压轴41，完成压装功能。采用齿轮组变向技术，使外部上下操作与齿条压轴41上下一致。 

如图6所示，所述连杆-滑块机构包括连杆9和滑板12，所述连杆9的一端通过销子5与齿条压轴41的末端铰接（销子5安装在齿条压轴41的连杆座4上），连杆9的另一端铰接于滑板12，请特别参阅图7所示，所述滑板12与连杆9铰接的一端安装有座11，连杆9相应的一端设置有长条的延迟扁孔48（请参阅图8所示），圆柱销10穿过座11上的孔而安装在延迟扁孔48内。这样，当齿条压轴41做上下移动时，带动滑板12在底座13的T形槽内在左右方向上做往复运动。 

另外，所述滑板12的一端设置有限位凸起50，该限位凸起50自滑板向下延伸，当限位凸起50抵在底座13的端部时，滑板12上的凹型槽45刚好运动在弹匣式料盒上料位置，保证自动上料位置。滑板12上的凹型槽45深度仅控制在1片料厚度，保证1次只上1片弹簧46，为防止第二片弹簧与滑板12一起运动，将弹簧料盒与滑板之间间隙控制在1mm以内，阻止第二片弹簧运动。当齿条压轴41压装时，滑板12推送的触指运动行程恰 好运动到压头装配位置。 

请结合图13、图14、图16所示，所述斜导柱送料机构包括拔料器架18、拔叉34，以及送料板36，所述拔料器架18的一端与齿条压轴41通过螺栓31固定连接，另一端通过螺钉33连接所述拔叉34，所述底座13上开设有送料导槽，所述送料板36滑动地安装在所述送料导槽内，其上方设置有固定板38，该固定板38固定在底座13上，所述送料板36上开设有固定拔叉34末端的圆柱销35，当齿条压轴41上下运动时，拔料器架18和拔叉34同时向下移动，拔叉34刚好卡在销子35的两侧，推动送料板实现送料。所述送料板36的运动方向与滑板12的运动方向垂直。 

如图10所示，所述弹匣式料盒包括弹簧料盒1和触指料盒8，待装配的弹簧和触指分别叠放在弹簧料盒1和触指料盒8内。请特别参阅图10至图12所示，所述弹簧料盒1被料盒盖2密封，在叠放的待装配弹簧的顶部安装有压料板14，该压料板14和料盒盖2的内壁之间设置有被压缩的第一弹簧15，弹簧导向杆16穿过该被压缩的第一弹簧15并将叠放的待装配的弹簧穿起来，所述弹簧导向杆16的顶部穿出料盒盖2，弹簧导向杆16的上半部分穿在杆17内，该杆17的顶部安装有球柄40。 

所述触指料盒8的结构与弹簧料盒的结构类似，请特别参阅图15、图17所示，触指料盒8的顶部被盖板7密封，叠放的触指顶部设置有压板20，压板20和盖板7之间设置有压缩的第二弹簧19，第二弹簧19套在杆17外围，杆17顶部设置有球柄40。 

所述弹珠卸料装置安装在底座13内，包括钢珠21、小弹簧22，以及顶块23。请特别参阅图18、图19、图21、图22所示，滑块12在触指安 装槽的背面对应位置设置有卸料用弓玄型的顶料孔44供顶块23滑动。钢珠21放置在滑板12与顶块23之间，小弹簧22被压缩在顶块与底座底部之间，也就说，钢珠21与小弹簧22被顶块23分离开。所述顶块23为半圆柱结构，保证顶块只对触指和装配件起作用，对装配前途经压装工位的弹簧46不起作用。同时对压装前送到的触指片47有支撑作用。 

当滑板12运动到钢珠21位置时，钢珠21在弹簧22作用下，顶起顶块23，进行卸料。由于顶块23高度小于滑板厚度，在离开钢珠位置后，低于滑板顶面，不影响滑板滑动。 

装配时，首先施加作用力到操作手柄30，驱动大齿轮29和小齿轮25以带动齿条压轴41上下运动，齿条压轴41的上下运动通过连杆9带动滑板12左右滑动，与此同时，齿条压轴41的上下运动带动拨料器架18和拨叉34上下运动。 

当齿条压轴41运动到最高位置时，滑板12上放置待装配弹簧的凹型槽45与弹簧料盒1对齐，弹簧料盒1在弹力的作用下，将一片待装配弹簧送入凹型槽45，随着齿条压轴41继续向下运动，滑板12带着装配好的弹簧46向下一个工位移动。在凹型槽45到达压装工位的同时，触指料盒8中的触指片在弹力的作用下，到达触指料盒8底部，被拨叉34驱动的送料板36顶送到压装工位，齿条压轴41压下，将触指片47压装在弹簧46上，完成装配。 

当齿条压轴41向上运动时，滑板12延迟运动，装好的触指-弹簧组件，在钢珠21、弹簧22、顶块23构成的弹珠卸料装置作用下卸料后，滑板12运动返回，送料板36复位，取出工件，完成1次装配，循环操作，完成连 续自动装配。 

为了保证触指料盒在齿条压轴41压实前到达指定位置，导柱送料行程早于齿条压轴41到达压实位置。返回时，由于滑板12有延迟动作，送料板36与齿条压轴41动作同步，做到先退出送料板，再开始运动滑板12。 

本发明一种级进式触指-弹簧自动装配装置构思新颖、操作简单，具有自动装配、连续高效的优点。通过配备不同规格的滑板、料盒，进一步拓展装配范围，实现多种触指-弹簧通用自动装配，应用前景广阔。 

对于本发明所属技术领域的技术人员来说，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。 

Claims (16)

1.一种级进式触指-弹簧自动装配装置，用于高压电气导电触指-弹簧的自动装配，其特征在于：该装置包括底座（13），该底座（13）上在两个不同工位分别固定安装有弹簧料盒（1）和触指料盒（8），所述底座（13）进一步开设有滑槽（49），该滑槽（49）内安装有滑板（12），所述滑板（12）在齿轮-齿条机构的作用下在不同工位之间滑动以实现触指-弹簧的自动上料、装配；所述滑板（12）上设置有安装待装配弹簧的凹型槽（45）以及待装配触指片的触指片安装槽，当滑板移动到弹簧料盒（1）工位时，待装配弹簧在弹力的作用下进入到该凹型槽（45）内，当滑板（12）移动至触指料盒（8）工位时，待装配的触指片在弹力作用下，进入到触指片安装槽内，在斜导柱送料机构的送料板（36）的推送下，到达装配位置，通过齿轮-齿条机构的齿条压轴（41）实现与弹簧压装。

2.如权利要求1所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述齿轮-齿条机构包括带齿条的齿条压轴（41）、相互啮合的大齿轮（29）和小齿轮（25），以及驱动大齿轮（29）和小齿轮（25）的驱动机构；所述底座（13）上安装焊接有导套（6）的支架（3），齿轮-齿条机构、弹簧料盒（1）和触指料盒（8）均固定安装在支架（3）上；所述齿条压轴（41）在该导套（6）内上下移动，所述小齿轮（25）与齿条压轴（41）的齿条啮合。

3.如权利要求2所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其结构特征在于：所述大齿轮（29）和小齿轮（25）分别通过轴（27）固定在耳板（26）上，耳板固定在导套（6）外周。

4.如权利要求2所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述滑板（12）和齿条压轴（41）之间连接有连杆（9），连杆（9）的一端与齿条压轴（41）的末端铰接，连杆（9）的另一端铰接于滑板（12），当齿条压轴（41）做上下移动时，通过连杆（9）带动滑板（12）在底座（13）的滑槽内做往复运动。

5.如权利要求4所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述连杆与滑板铰接的一端设置有长条的延迟扁孔（48）。

6.如权利要求1所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述滑板（12）的一端设置有限位凸起（50），该限位凸起（50）自滑板向下延伸，当限位凸起（50）抵在底座（13）的端部时，滑板（12）上的凹型槽（45）刚好运动在弹匣式料盒上料位置，保证自动上料，当压轴（41）压紧滑板（12）时，滑板（12）到达压装位置。

7.如权利要求1所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述弹簧料盒与滑板之间的间隙控制在1次只安装1片弹簧（46）。

8.如权利要求1所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述斜导柱送料机构包括拔料器架（18）、拔叉（34），以及送料板（36），所述拔料器架（18）的一端与齿条压轴（41）连接，另一端通过螺钉连接所述拔叉（34），所述底座（13）上开设有供送料板（36）滑动的送料导槽，所述送料板（36）上开设有固定拔叉（34）末端的圆柱销（35），当齿条压轴（41）上下运动时，拔料器架（18）和拔叉（34）同时向下移动，带动送料板（36）往复推动送料板实现送料。

9.如权利要求8所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述送料板上方设置有密封送料导槽顶部的固定板（38），该固定板（38）固定在底座（13）上。

10.如权利要求1或9所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述供送料板（36）滑动的送料导槽与供滑板滑动的滑槽的延伸方向垂直。

11.如权利要求1所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述触指料盒（8）的结构与弹簧料盒的结构类似，包括盖板或料盒盖（7、2），叠放的触指或弹簧顶部设置有压板或压料板（20、14），压板（20）和盖板（7）之间设置有压缩的弹簧，弹簧套在杆（17）外围，提供触指送料弹力。

12.如权利要求11所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述杆（17）延伸入叠放的触指片或弹簧片内将其串起来，起到导向作用。

13.如权利要求1所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述弹珠卸料装置包括钢珠（21）、小弹簧（22），以及顶块（23），滑板（12）在触指安装槽的背面对应位置设置有卸料用弓玄型的顶料孔（44）供顶块（23）滑动，钢珠（21）放置在滑板（12）与顶块（23）之间，小弹簧（22）被压缩在顶块与底座底部之间。

14.如权利要求13所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述顶块（23）为半圆柱结构，保证顶块只对触指和装配件起作用，对装配前途经压装工位的弹簧（46）不起作用，同时对压装前送到的触指片（47）有支撑作用。

15.如权利要求14所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其结构特征在于：所述顶块（23）高度小于滑板厚度。

16.如权利要求1所述的一种级进式触指-弹簧自动装配装置，其特征在于：所述弹簧料盒（1）悬于滑板（12）的正上方，通过燕尾结构与支架（3）固定连接。

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