CN106041980A - 一种安装机器内部弹簧用的机械手臂及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，包括基座、第一机械臂、第二机械臂、机械手、驱动装置和控制装置；所述机械手包括相向设置的弹簧左夹爪和弹簧右夹爪，另外一对相向设置的辅助左夹爪和辅助右夹爪，以及检测爪，其中弹簧左夹爪、弹簧右夹爪、辅助左夹爪和辅助右夹爪均包括上夹爪、下夹爪以及连接两者的夹爪关节，弹簧左夹爪和弹簧右夹爪之间设有电磁吸盘，检测爪端部设有压力传感器；所述的第一机械臂、第二机械臂和机械手均与驱动装置连接，电磁吸盘、压力传感器和驱动装置均与控制装置连接。这种设计代替手工安装弹簧，大大提高生产效率，并解决了机器内部弹簧不好安装的问题。

Description

一种安装机器内部弹簧用的机械手臂及其工作方法

技术领域

本发明涉及机械手臂的技术领域，特别涉及一种安装机器内部弹簧用的机械手臂。

背景技术

由于弹簧的安装环境较为复杂，安装方式多有变化，目前，弹簧的安装多为手工安装，但是，当弹簧需安装在机器内部时，人手不方便探入，并且不易观察，就算在安装时利用探视镜，也是十分影响生产效率的，而且安装品质不易保证；另外，当所需安装弹簧的弹簧力很大时，手工操作更为不易，这就需要有一种自动化的弹簧安装系统，来代替手工操作，并能应对弹簧复杂的安装环境。

另外弹簧安装可能会产生不合格，或者安装后弹簧力没有达到标准，这就需要在安装完成后进行有效的检测，但是普通的位置检测合格并不能保证弹簧力一定达到标准。

发明内容

发明的目的：本发明公开一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，代替手工安装弹簧，大大提高生产效率，能解决机器内部弹簧不好安装的问题，并可以应对复杂的实际情况；安装完成后，直接对弹簧力进行检测，一旦检测出安装不合格，自动进行再安装。

技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，包括基座、第一机械臂、第二机械臂、机械手、驱动装置和控制装置；所述机械手包括相向设置的弹簧左夹爪和弹簧右夹爪，另外一对相向设置的辅助左夹爪和辅助右夹爪，以及检测爪，其中弹簧左夹爪、弹簧右夹爪、辅助左夹爪和辅助右夹爪均包括上夹爪、下夹爪以及连接两者的夹爪关节，弹簧左夹爪和弹簧右夹爪之间设有电磁吸盘，检测爪端部设有压力传感器；所述的第一机械臂、第二机械臂和机械手均与驱动装置连接，电磁吸盘、压力传感器和驱动装置均与控制装置连接。这种设计代替手工安装弹簧，大大提高生产效率，并解决了机器内部弹簧不好安装的问题；电磁吸盘和弹簧夹爪相结合，抓取弹簧更方便，安装过程更可靠；辅助夹爪的设计可以应对复杂的实际情况，帮助安装；安装完成后，压力传感器对弹簧力进行检测，一旦检测出安装不合格，控制装置发出指令，自动进行再安装。

进一步的，上述一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，所述第二机械臂包括外部机械臂和内部机械臂，其中内部机械臂一端设置在外部机械臂的中空腔体内，两者螺纹连接，内部机械臂与驱动装置连接。这种设计的第二机械臂可以伸缩，与第一机械臂相配合，可以方便、灵活的进入机器内部的制定位置。

进一步的，上述一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，所述下夹爪自由端均设有爪尖部，爪尖部通过弹性件与下夹爪连接。这种设计将抓取弹簧和对应部件时的刚性接触转化为柔性接触，防止损坏所抓取部件。

进一步的，上述一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，所述弹簧左夹爪、弹簧右夹爪、辅助左夹爪和辅助右夹爪的端部均设有橡胶套，橡胶套端部设有一组凹槽。这种设计避免夹爪对弹簧和对应部件造成磨损，起到保护作用；凹槽的设计正好将弹簧的弹簧丝限制在其中，起到顶住弹簧的作用。

进一步的，上述一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，所述橡胶套表面设有防滑纹。这种设计提高橡胶套与弹簧之间的摩擦力，防止滑脱。

进一步的，上述一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，所述弹簧左夹爪和弹簧右夹爪在控制装置和驱动装置作用下，组成＜＞形以及＞＜形。这种设计分别应对压缩弹簧和拉伸弹簧的安装，使机械手臂的适用性更广；＞＜形的弹簧夹爪可以稳定的顶住拉伸弹簧两端的挂钩部并拉伸。

进一步的，上述一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，所述辅助左夹爪和辅助右夹爪在控制装置和驱动装置作用下，组成＜＞形以及＞＜形。这种设计分别应对弹簧两端安装处对应部件的分开和合拢；＜＞形的辅助夹爪合拢对应部件，＞＜形的辅助夹爪分开对应部件。

一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的工作方法，具体工作方法如下：1）第一机械臂和第二机械臂开始动作，带动机械手到达弹簧存放处，电磁吸盘通电，吸引弹簧；2）弹簧被电磁吸盘吸附后，第一机械臂和第二机械臂带动机械手离开弹簧存放处，准备进入预定机器内部，同时弹簧左夹爪和弹簧右夹爪将弹簧两端分别固定；3）弹簧左夹爪和弹簧右夹爪将弹簧拉伸或压缩至设定长度，同时第一机械臂和第二机械臂带动机械手到达预定机器内部的安装位置；4）必要时，辅助左夹爪和辅助右夹爪可以将弹簧两端安装处的对应部件分开或合拢，至适当的安装距离；5）弹簧左夹爪和弹簧右夹爪将弹簧装入对应部件，电磁吸盘断电；6）检测爪带动压力传感器对安装后的弹簧进行检测，若弹簧力达到设定值，说明弹簧安装成功，机械手退出并进行下一轮安装；7）若弹簧力达不到设定值，说明弹簧安装失败，电磁吸盘与弹簧左夹爪、弹簧右夹爪相配合，取出弹簧并进行再安装。

进一步的，上述一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的工作方法，所述弹簧为压缩弹簧时，弹簧左夹爪和弹簧右夹爪呈＜＞形，将压缩弹簧压缩至设定长度，辅助左夹爪和辅助右夹爪呈＞＜形，将对应部件分开至适当的安装距离；所述弹簧为拉伸弹簧时，弹簧左夹爪和弹簧右夹爪呈＞＜形，顶住拉伸弹簧两端的挂钩部，将其拉伸至设定长度，辅助左夹爪和辅助右夹爪呈＜＞形，将对应部件合拢至适当的安装距离。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，代替手工安装弹簧，大大提高生产效率，并解决了机器内部弹簧不好安装的问题；抓取弹簧更方便，并避免损坏弹簧，安装过程更可靠，并能应对复杂的实际情况，同时满足压缩弹簧和拉伸弹簧的安装；安装后，通过压力传感器对弹簧力进行检测，一旦检测出安装不合格，控制装置发出指令，自动进行再安装。

附图说明

图1为本发明所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的结构示意图；

图2为本发明所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的机械手的结构示意图；

图3为本发明所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的下夹爪的结构示意图；

图中：1-基座，2-第一机械臂，3-第二机械臂，31-外部机械臂，32-内部机械臂，4-机械手，41-弹簧左夹爪，42-弹簧右夹爪,43-辅助左夹爪，44-辅助右夹爪，45-检测爪，46-电磁吸盘，47-压力传感器，5-上夹爪，6-下夹爪，61-爪尖部，62-弹性件，7-夹爪关节，8-橡胶套。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。

实施例

本发明的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，如图1至图3所示，包括基座1、第一机械臂2、第二机械臂3、机械手4、驱动装置和控制装置；所述机械手4包括相向设置的弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42，另外一对相向设置的辅助左夹爪43和辅助右夹爪44，以及检测爪45，其中弹簧左夹爪41、弹簧右夹爪42、辅助左夹爪43和辅助右夹爪44均包括上夹爪5、下夹爪6以及连接两者的夹爪关节7，弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42之间设有电磁吸盘46，检测爪45端部设有压力传感器47；所述的第一机械臂2、第二机械臂3和机械手4均与驱动装置连接，电磁吸盘46、压力传感器47和驱动装置均与控制装置连接。

第二机械臂3包括外部机械臂31和内部机械臂32，其中内部机械臂32一端设置在外部机械臂31的中空腔体内，两者螺纹连接，内部机械臂32与驱动装置连接。

下夹爪6自由端均设有爪尖部61，爪尖部61通过弹性件62与下夹爪6连接。

弹簧左夹爪41、弹簧右夹爪42、辅助左夹爪43和辅助右夹爪44的端部均设有橡胶套8，橡胶套8端部设有一组凹槽；橡胶套8表面设有防滑纹。

当所需安装的弹簧为压缩弹簧时，弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42在控制装置和驱动装置作用下，组成＜＞形，橡胶套上的防滑纹顶住压缩弹簧，弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42开始压缩弹簧；辅助左夹爪43和辅助右夹爪44在控制装置和驱动装置作用下，组成＞＜形，撑开压缩弹簧两端安装处的对应部件。

当所需安装的弹簧为拉伸弹簧时，弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42在控制装置和驱动装置作用下，组成＞＜形，橡胶套上的凹槽顶住拉伸弹簧的挂钩部，弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42开始拉伸弹簧；辅助左夹爪43和辅助右夹爪44在控制装置和驱动装置作用下，组成＜＞形，合拢拉伸弹簧两端安装处的对应部件。

本发明的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的工作方法如下：

1）第一机械臂2和第二机械臂3开始动作，带动机械手4到达弹簧存放处，电磁吸盘46通电，吸引弹簧；

2）弹簧被电磁吸盘46吸附后，第一机械臂2和第二机械臂3带动机械手4离开弹簧存放处，准备进入预定机器内部，同时弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42将弹簧两端分别固定；

3）弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42将弹簧拉伸或压缩至设定长度，同时第一机械臂2和第二机械臂3带动机械手4到达预定机器内部的安装位置；

4）必要时，辅助左夹爪43和辅助右夹爪44可以将弹簧两端安装处的对应部件分开或合拢，至适当的安装距离；

5）弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42将弹簧装入对应部件，电磁吸盘46断电；

6）检测爪45带动压力传感器47对安装后的弹簧进行检测，若弹簧力达到设定值，说明弹簧安装成功，机械手4退出并进行下一轮安装；

7）若弹簧力达不到设定值，说明弹簧安装失败，电磁吸盘46与弹簧左夹爪41、弹簧右夹爪42相配合，取出弹簧并进行再安装。

当弹簧为压缩弹簧时，弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42呈＜＞形，将压缩弹簧压缩至设定长度，辅助左夹爪43和辅助右夹爪44呈＞＜形，将对应部件分开至适当的安装距离；当弹簧为拉伸弹簧时，弹簧左夹爪41和弹簧右夹爪42呈＞＜形，顶住拉伸弹簧两端的挂钩部，将其拉伸至设定长度，辅助左夹爪43和辅助右夹爪44呈＜＞形，将对应部件合拢至适当的安装距离。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，其特征在于：包括基座（1）、第一机械臂（2）、第二机械臂（3）、机械手（4）、驱动装置和控制装置；

所述机械手（4）包括相向设置的弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42），另外一对相向设置的辅助左夹爪（43）和辅助右夹爪（44），以及检测爪（45），其中弹簧左夹爪（41）、弹簧右夹爪（42）、辅助左夹爪（43）和辅助右夹爪（44）均包括上夹爪（5）、下夹爪（6）以及连接两者的夹爪关节（7），弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42）之间设有电磁吸盘（46），检测爪（45）端部设有压力传感器（47）；

所述的第一机械臂（2）、第二机械臂（3）和机械手（4）均与驱动装置连接，电磁吸盘（46）、压力传感器（47）和驱动装置均与控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，其特征在于：所述第二机械臂（3）包括外部机械臂（31）和内部机械臂（32），其中内部机械臂（32）一端设置在外部机械臂（31）的中空腔体内，两者螺纹连接，内部机械臂（32）与驱动装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，其特征在于：所述下夹爪（6）自由端均设有爪尖部（61），爪尖部（61）通过弹性件（62）与下夹爪（6）连接。

4.根据权利要求1所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，其特征在于：所述弹簧左夹爪（41）、弹簧右夹爪（42）、辅助左夹爪（43）和辅助右夹爪（44）的端部均设有橡胶套（8），橡胶套（8）端部设有一组凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，其特征在于：所述橡胶套（8）表面设有防滑纹。

6.根据权利要求1所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，其特征在于：所述弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42）在控制装置和驱动装置作用下，组成＜＞形以及＞＜形。

7.根据权利要求1所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂，其特征在于：所述辅助左夹爪（43）和辅助右夹爪（44）在控制装置和驱动装置作用下，组成＜＞形以及＞＜形。

8.一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的工作方法，其特征在于：具体工作方法如下：

1）第一机械臂（2）和第二机械臂（3）开始动作，带动机械手（4）到达弹簧存放处，电磁吸盘（46）通电，吸引弹簧；

2）弹簧被电磁吸盘（46）吸附后，第一机械臂（2）和第二机械臂（3）带动机械手（4）离开弹簧存放处，准备进入预定机器内部，同时弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42）将弹簧两端分别固定；

3）弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42）将弹簧拉伸或压缩至设定长度，同时第一机械臂（2）和第二机械臂（3）带动机械手（4）到达预定机器内部的安装位置；

4）必要时，辅助左夹爪（43）和辅助右夹爪（44）可以将弹簧两端安装处的对应部件分开或合拢，至适当的安装距离；

5）弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42）将弹簧装入对应部件，电磁吸盘（46）断电；

6）检测爪（45）带动压力传感器（47）对安装后的弹簧进行检测，若弹簧力达到设定值，说明弹簧安装成功，机械手（4）退出并进行下一轮安装；

7）若弹簧力达不到设定值，说明弹簧安装失败，电磁吸盘（46）与弹簧左夹爪（41）、弹簧右夹爪（42）相配合，取出弹簧并进行再安装。

9.根据权利要求8所述的一种安装机器内部弹簧用的机械手臂的工作方法，其特征在于：所述弹簧为压缩弹簧时，弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42）呈＜＞形，将压缩弹簧压缩至设定长度，辅助左夹爪（43）和辅助右夹爪（44）呈＞＜形，将对应部件分开至适当的安装距离；所述弹簧为拉伸弹簧时，弹簧左夹爪（41）和弹簧右夹爪（42）呈＞＜形，顶住拉伸弹簧两端的挂钩部，将其拉伸至设定长度，辅助左夹爪（43）和辅助右夹爪（44）呈＜＞形，将对应部件合拢至适当的安装距离。