CN103950034B - 一种o型圈机器人自动安装手爪 - Google Patents

Abstract

一种O型圈机器人自动安装手爪，属于O型圈装配技术领域。该手爪安装在工业机器人末端，可大大提高生产效率，降低了操作工人的劳动强度，另外又避免在O型圈的径向进行操作，提高手爪整体的鲁棒性和效率。两个气缸穿过机器人末端连接架，外套管套装在内圆柱体上且二者同轴设置并置于连杆机架内，外套管侧壁与连杆机架铰接，连杆机架与四对气缸阀杆头铰接，气缸的执行端与所对应的气缸阀杆头的两个耳板固连，每个气缸的缸体与所对应的连接板固连，两个连接板与机器人末端连接架下端面固连，内圆柱体的上端与连接板下端面固连，内圆柱体的下端设有开口端，内圆柱体的开口端由沿内圆柱体下端面圆周边缘设置的多瓣弹性片构成。本发明用于安装O型圈。

Description

一种O型圈机器人自动安装手爪

技术领域

本发明涉及一种密封圈机器人自动安装手爪，属于O型圈装配技术领域。

背景技术

O型圈是一种常用的密封用件，具有结构简单，密封效果优良的特点，被广泛用于接头、管路中。传统的O型圈装配多采用人工操作，由于O型圈结构体积小，韧性较高，所以人工装配时总是耗时耗力，造成整体效率下降。为此，很多专门用于O型圈的设备被开发，极大的缓解了人力操作的工作强度，提高了整体装配效率，但是这类设备多采用专机专用的形式，投入成本较高，对于中小型企业来说是不小的负担。

近年来，工业机器人被广泛用于生产制造作业中，不仅是因为它能够大大提高生产制造效率，而且采用工业机器人的制造生产线能够对生产任务快速反应，大大缩短了生产周期。对于中小型企业，机器人的快速反应能力能够有效助力于其小批量的生产任务的需求，为此工业机器人受到广泛的应用。

基于工业机器人的O型圈装配任务正切合了O型圈装配的需要。为了能够快速，高效的完成O型圈装配，亟待需要一种自动安装O型圈的机器人手爪。

发明内容

本发明的目的是提供一种O型圈机器人自动安装手爪，它安装在工业机器人末端，可以大大提高生产效率，同时降低了操作工人的劳动强度，另外又避免在O型圈的径向进行操作，提高手爪整体的鲁棒性和效率。

本发明采取的技术方案是：一种O型圈机器人自动安装手爪，它包括机器人末端连接架、内圆柱体、外套管、连杆机架、两个气缸、两个连接板、两个气缸阀杆头，所述的外套管为圆管，每个气缸阀杆头包括两个耳板，所述的内圆柱体及两个气缸的缸体竖直设置，两个气缸穿过机器人末端连接架，外套管套装在内圆柱体上且二者同轴设置并置于连杆机架内，所述的连杆机架水平设置在两个气缸下方，外套管侧壁与连杆机架铰接，连杆机架与两个气缸阀杆头的四个耳板铰接，每个气缸的执行端与所对应的气缸阀杆头的两个耳板固连，每个气缸的缸体与所对应的连接板固连，所述的两个连接板与机器人末端连接架下端面固连，内圆柱体的上端与连接板下端面固连，内圆柱体的下端设有开口端，所述的内圆柱体的开口端由沿内圆柱体下端面圆周边缘设置的多瓣弹性片构成。

本发明的有益效果在于：1、本发明通过自动化方式完成O型圈的安装，在采用工业机器人抓取和安装O型圈时，采用弹性片抓取和外套管顶压装配，避免了在O型圈的径向进行操作，提高手爪整体的鲁棒性。2、本发明配合工业机器人，可以大大提高柔性化制造的程度，并且可以大大提高O型圈的装配效率，安装一次O型圈所用时间只有5～8秒，同时降低了操作工人的劳动强度，而且单个手爪的制造成本很低，适用于不同类型的机器人，可以大范围推广使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构正视图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明的整体结构立体图；

图4为本发明的工作示意图；

图5为装配有O型圈的零部件结构示意图；

图6为图5的俯视图。

图中的零部件名称及标号如下：

机器人末端连接架1、内圆柱体2、外套管3、连杆机架4、气缸5、连接板6、执行端7、弹性片8、滑动套9、导杆10、气缸阀杆头11、O型圈12、工业机器人13。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

如图1～图4所示，一种O型圈机器人自动安装手爪，它包括机器人末端连接架1、内圆柱体2、外套管3、连杆机架4、两个气缸5、两个连接板6、两个气缸阀杆头11，所述的外套管3为圆管，每个气缸阀杆头11包括两个耳板，所述的内圆柱体2及两个气缸5的缸体竖直设置，两个气缸5穿过机器人末端连接架1，外套管3套装在内圆柱体2上且二者同轴设置并置于连杆机架4内，所述的连杆机架4水平设置在两个气缸5下方，外套管3侧壁与连杆机架4铰接，连杆机架4与两个气缸阀杆头11的四个耳板铰接，每个气缸的执行端7与所对应的气缸阀杆头11的两个耳板固连，每个气缸5的缸体与所对应的连接板6固连，所述的两个连接板6与机器人末端连接架1下端面固连，内圆柱体2的上端与连接板6下端面固连，内圆柱体2的下端设有开口端，所述的内圆柱体2的开口端由沿内圆柱体2下端面圆周边缘设置的多瓣弹性片8构成。若干弹性片8能够在抓取O型圈12时仅依靠自身弹性，而无需增加动力元器件。所述的两个气缸为市场外购产品。

如图5、图6所示为一种需要安装O型圈12的零部件A，该零部件A上开设有一用于安装O型圈12的凹槽A1，该零部件A安装O型圈12的主要作用是为了保证密封性，防止漏气，在现有采用机器人进行装配的技术中，将O型圈12安装在零部件A上一般是通过三爪卡盘的方式进行安装，将O型圈12胀取之后，直接按压至凹槽A1中，然后松开卡爪，由于O型圈12的结构尺寸较小，这种方式的卡盘的开合只有很小的运动距离，为保证运动精度需要付出很大的成本。另外在抓取速度上也被大大的限制了，降低了工作效率。

作为上述技术方案的优选，所述的两个气缸5相对于内圆柱体2中心轴线对称设置，如图1所示。可以平衡手爪整体受力。

作为上述技术方案的优选，所述的连杆机架4包括六个滑动套9及两根导杆10；所述的机器人末端连接架1的外形为长方形板，所述的两根导杆10沿机器人末端连接架1长边水平并列设置，每根导杆10上并排滑动套装有三个滑动套9，所述的外套管3侧壁与滑动套装在两根导杆10上且位于中间的两个滑动套9铰接，即外套管3与该两个滑动套9正对设置，两个气缸阀杆头11上的四个耳板与滑动套装在两根导杆10上且位于两侧的四个滑动套9一一对应设置并铰接。如图1、图3所示。这样可以增加气缸5动作时的可靠性，在气缸5动作推动外套管3时，能够避免两个气缸5动作的不一致而失效。

作为上述技术方案的优选，内圆柱体2的开口端由沿内管套2圆周均布设置的3～8瓣弹性片8构成。弹性片8的数量根据需要选择。

作为上述技术方案的优选：所述的弹性片8靠近下端部的侧面为向外凸的弧形面，如图1～图3所示。这样可以减少接触面积，在安装O型圈12时，外套管3与内圆柱体2有相对滑动，减少接触面积可以减小相对滑动时的摩擦力。另外，弧形面的外径稍大于O型圈12内径，可以保证O型圈12的成功抓取。

工作过程：如图1～图4所示，O型圈12被内圆柱体2开口一侧在竖直方向上抓取，依靠弹性片的弹力，在往下抓取时，弹性片变形，O型圈12被挤压往上爬升，在弹性片8圆弧处停留。这时由工业机器人13运送至装配位置，由工业机器人13定位之后，两个气缸5同时作用，带动两个连接板6，连杆机架4以及外套管3往下运动，外套管3往下挤压O型圈12脱离内圆柱体2的弹性片8，这时O型圈12被外套管3挤压至装配位置，即装配完成。随后两个气缸5收缩，外套管3回复至初始位置，然后继续抓取下一个O型圈12。

上述所述仅为体现本发明原理的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种O型圈机器人自动安装手爪，其特征是：它包括机器人末端连接架（1）、内圆柱体（2）、外套管（3）、连杆机架（4）、两个气缸（5）、两个连接板（6）、两个气缸阀杆头（11），所述的外套管（3）为圆管，每个气缸阀杆头（11）包括两个耳板，所述的内圆柱体（2）及两个气缸（5）的缸体竖直设置，两个气缸（5）穿过机器人末端连接架（1），外套管（3）套装在内圆柱体（2）上且二者同轴设置并置于连杆机架（4）内，所述的连杆机架（4）水平设置在两个气缸（5）下方，外套管（3）侧壁与连杆机架（4）铰接，连杆机架（4）与两个气缸阀杆头（11）的四个耳板铰接，每个气缸的执行端（7）与所对应的气缸阀杆头（11）的两个耳板固连，每个气缸（5）的缸体与所对应的连接板（6）固连，所述的两个连接板（6）与机器人末端连接架（1）下端面固连，内圆柱体（2）的上端与连接板（6）下端面固连，内圆柱体（2）的下端设有开口端，所述的内圆柱体（2）的开口端由沿内圆柱体（2）下端面圆周边缘设置的多瓣弹性片（8）构成，所述的连杆机架（4）包括六个滑动套（9）及两根导杆（10）；所述的机器人末端连接架（1）的外形为长方形板，所述的两根导杆（10）沿机器人末端连接架（1）长边水平并列设置，每根导杆（10）上并排滑动套装有三个滑动套（9），所述的外套管（3）侧壁与滑动套装在两根导杆（10）上且位于中间的两个滑动套（9）铰接，两个气缸阀杆头（11）上的四个耳板与滑动套装在两根导杆（10）上且位于两侧的四个滑动套（9）一一对应设置并铰接。

2.根据权利要求1所述的一种O型圈机器人自动安装手爪，其特征是：所述的两个气缸（5）相对于内圆柱体（2）中心轴线对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种O型圈机器人自动安装手爪，其特征是：所述的内圆柱体（2）的开口端由沿内圆柱体（2）下端面圆周边缘均布设置的3~8瓣弹性片（8）构成。

4.根据权利要求1或3所述的一种O型圈机器人自动安装手爪，其特征是：所述的弹性片（8）靠近下端部的侧面为向外凸的弧形面。