CN106737811A - 用于抓取活塞的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械自动化领域，具体提供一种用于抓取活塞的机械手，旨在解决发动机自动化生产线中发动机活塞装配成本高、效率低等问题。所述用于抓取活塞的机械手包括抓取组件、驱动组件和外壳，所述抓取组件与所述驱动组件和所述外壳转动连接，所述驱动组件与所述外壳固定连接，所述驱动组件能够驱动所述抓取组件相对于所述外壳转动从而抓紧或松开活塞。另外，所述机械手设置有推杆组件，所述推杆组件设置在所述四个抓取组件的中部，所以在所述抓取组件完成抓取和放置活塞的步骤后，所述推杆组件可以对活塞进行敲打的动作。所述机械手具有结构简单紧凑占用空间小、驱动依靠气动没有污染、制造成本低以及装配质量高的优点。

Description

用于抓取活塞的机械手

技术领域

本发明属于机械自动化领域，具体提供一种用于抓取活塞的机械手。

背景技术

目前，在工业化生产中，活塞装配是汽车发动机中最重要也是操作较繁琐的一环。由于活塞的形状复杂，难以抓取操作，因此给活塞自动化装配带来一定困难。

目前，一般工业生产中都采用结构简单的单自由度机械手，该类型机械手的功能单一，大多抓取的都是形状规则的物体，很难抓取像活塞这类的物体，发动机自动化生产线中活塞装配依旧是人工操作，因此，发动机的装配成本过高以及工人的工作量过大等问题尤为突出。

相应地，本领域需要一种新的机械手来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决发动机自动化生产线中发动机活塞装配成本高、效率低等问题，本发明提供了一种用于抓取活塞的机械手，所述机械手包括抓取组件、驱动组件和外壳，所述抓取组件与所述驱动组件和所述外壳转动连接，所述驱动组件与所述外壳固定连接，所述驱动组件能够驱动所述抓取组件相对于所述外壳转动从而抓紧或松开活塞。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述机械手还包括与所述外壳固定连接的推杆组件，所述推杆组件用于对活塞的顶部进行敲击。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述抓取组件包括夹持组件和杠杆组件，所述夹持组件与所述杠杆组件的一端固定连接，所述驱动组件与所述杠杆组件的另一端枢转地连接，所述杠杆组件还转动地连接到所述外壳。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述杠杆组件包括关节和连接杆，所述夹持组件与所述关节的一端固定连接，所述连接杆与所述关节的另一端枢转地连接，所述杠杆组件在所述关节处转动地连接到所述外壳。。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述驱动组件包括第一气缸和固定杆，所述第一气缸的活塞杆与所述固定杆的一端固定连接，所述固定杆的另一端与所述连接杆枢转地连接。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述驱动组件还包括驱动块，所述固定杆的所述另一端借助所述驱动块与所述连接杆枢转地连接。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述推杆组件包括第二气缸和推杆，所述第二气缸的活塞杆与所述推杆固定连接。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述抓取组件设置有四个并且均匀地分布在所述推杆的四周，所述驱动组件设置有两个，每个所述驱动组件与两个所述抓取组件转动连接。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，所述夹持组件包括连接板和夹持块，所述夹持组件通过所述连接板与所述关节固定连接，所述夹持块的内侧面设置成“V”型，并且/或者所述夹持块与所述连接板可拆卸地连接。

在上述的用于抓取活塞的机械手的优选技术方案中，当所述推杆处于完全伸出状态时，所述推杆的底端不超过所述夹持块的底端。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，由于所述杠杆组件与所述驱动组件和所述外壳转动连接，所述第一气缸的活塞杆的伸缩运动可以使所述驱动组件驱动所述抓取组件相对于所述外壳转动，从而抓紧或松开活塞。另外，所述机械手设置有推杆组件，所述推杆组件设置在所述四个抓取组件的中央，所以在所述抓取组件完成抓取和放置活塞的步骤后，所述推杆组件可以对活塞进行敲打的动作。因此，所述机械手能够实现对活塞的抓取以及安装工作，另外，所述机械手具有结构简单紧凑占用空间小、驱动依靠气动没有污染、制造成本低以及装配质量高的优点。

附图说明

图1是本发明的用于抓取活塞的机械手的立体图；

图2是本发明的用于抓取活塞的机械手的内部结构立体图；

图3是本发明的用于抓取活塞的机械手的正视图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围，例如，尽管下文是结合抓取汽车发动机的活塞来描述的，但是，本发明的技术方案显然也可以应用于抓取其他配件。这种改变没有超出本发明的基本原理，因此也将落入本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“四周”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“抓取”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先参阅图1，该图是本发明的用于抓取活塞的机械手的立体图。如图1所示，本发明的用于抓取活塞的机械手包括抓取组件1、驱动组件2和外壳3，所述抓取组件1与所述驱动组件2和所述外壳3转动连接，所述驱动组件2与所述外壳3固定连接，所述驱动组件2能够驱动所述抓取组件1相对于所述外壳3转动从而抓紧或松开活塞5。进一步，所述外壳3例如可以设置成倒“U”形，上端是圆形铁板31，所述外壳3不仅对内部结构起支撑和保护的作用，而且所述外壳3上端设置有用于与机械手末端连接的螺孔32。

参阅图1和图2，图2是本发明的用于抓取活塞的机械手的内部结构图。所述抓取组件1包括夹持组件12和杠杆组件11，所述夹持组件12与所述杠杆组件11的一端固定连接，所述驱动组件2与所述杠杆组件11的另一端枢转地连接，所述杠杆组件11还转动地连接到所述外壳3。具体地，所述杠杆组件11包括关节111和连接杆112，所述夹持组件12与所述关节111的一端固定连接，所述连接杆112与所述关节111的另一端枢转地连接，所述杠杆组件11在所述关节111处转动地连接到所述外壳3。所述夹持组件12包括连接板122和夹持块121，所述夹持块121通过所述连接板122与所述关节111固定连接，所述夹持块121的内侧面可设置成“V”型，并且/或者所述夹持块121与所述连接板122可拆卸地连接。进一步，操作者可以根据不同尺寸的活塞5或被抓取零件更换内侧面“V”型开度不同的夹持块121，以便完成抓取动作。另外，可以在所述夹持块121的内侧面设置胶垫，不但可以保护所述活塞5的表面，还能够增加摩擦力以便提高夹持稳定性。

接下来参阅图3并继续参阅图1和图2，图3是本发明的用于抓取活塞的机械手的正视图。所述驱动组件2包括第一气缸21和固定杆22，所述第一气缸21的活塞杆23与所述固定杆22的一端固定连接，所述固定杆22的另一端与所述连接杆112枢转地连接。进一步，所述驱动组件2还包括驱动块24，所述固定杆22的所述另一端借助所述驱动块24与所述连接杆112枢转地连接。

继续参阅图1、图2和图3，所述机械手还包括与所述外壳3固定连接的推杆组件4，所述推杆组件4包括第二气缸41和推杆43，所述第二气缸41的活塞杆42与所述推杆43固定连接。具体地，所述抓取组件1可设置四个并且均匀地分布在所述推杆43的四周，所述驱动组件2可设置两个，每个所述驱动块24与两个所述连接杆112转动连接。优选地，每个所述驱动组件2控制两个所述抓取组件1，两个所述第一气缸21由控制器(图中未示出)通过电磁阀(图中未示出)驱动控制，两个所述第一气缸21可以同步工作也可以分开工作，可以实现抓取的可选自由度。优选地，所述控制器可采用三菱FX3U PLC，所述第一、第二气缸可采用薄型气缸MSCCN20-20。所述推杆43设置为圆柱体，当所述推杆43处于完全伸出状态时，所述推杆43的底端不超过所述夹持块121的底端，从而不影响所述抓取组件1的正常工作。所述推杆组件4可以对所述活塞5的顶部进行敲击，使所述活塞5被推入到发动机缸体中。具体地，所述第二气缸41由控制器(图中未示出)通过电磁阀(图中未示出)驱动控制，通过设置所述第二气缸41的充气与放气来控制所述推杆的敲击频率。

继续参阅图1和图2，结合附图对本发明的用于抓取活塞的机械手的工作原理进行说明。以图1和图2中最左侧的所述抓取组件1进行说明。首先参阅图1，最开始所述第一气缸21的活塞杆23处于收缩状态，夹持块121处于张开状态。所述第一气缸21充气，所述第一气缸21的活塞杆23推动驱动块24下降，所述连接杆112带动所述关节111逆时针转动，所述夹持块121向中间移动，完成抓取工作。如图2所示，所述第一气缸21的活塞杆23处于伸出状态。当所述第一气缸21放气时，所述第一气缸21的活塞杆23拉动所述驱动块24向上运动，所述连接杆112带动所述关节111顺时针转动，所述夹持块121向外运动，完成松开工作。本领域技术人员能够理解的是，所述关节111与所述外壳3连接的位置决定了所述机械手张开范围的大小，即所述关节111的顶端到所述关节111与所述外壳3连接位置的距离越小，则所述机械手张开得越大。通过所述第二气缸41充气，所述第二气缸41的活塞杆42推动所述推杆43，所述推杆43下降敲击所述活塞5，所述第二气缸41放气，所述第二气缸41的活塞杆42拉动所述推杆43上升，通过设置充放气的频率来完成敲击所述活塞5的工作。

参阅图1和图2，在实际操作过程中，首先要根据所述活塞的大小更换夹持块121以及设定所述第二气缸41充放气的频率，从而控制所述推杆43敲击所述活塞5的频率。另外，当所述第二气缸41的活塞杆处于收缩状态时，将所述机械手移动到所述活塞5的正上方，所述第一气缸21放气，所述夹持组件12向四周展开，所述机械手下移至所述活塞5的位置，所述第一气缸21充气，所述夹持组件12向中间移动，完成抓取所述活塞5的工作。下一步，所述机械手将所述活塞放入发动机缸体活塞孔入口，所述第一气缸21放气，所述夹持组件12向四周展开，松开所述活塞5，接着通过控制所述第二气缸41充、放气，使所述推杆43不断敲击所述活塞5，将所述活塞5推入到发动机缸体中，最后所述机械手回到原点。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述机械手包括抓取组件、驱动组件和外壳，所述抓取组件与所述驱动组件和所述外壳转动连接，所述驱动组件与所述外壳固定连接，所述驱动组件能够驱动所述抓取组件相对于所述外壳转动从而抓紧或松开活塞。

2.根据权利要求1所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述机械手还包括与所述外壳固定连接的推杆组件，所述推杆组件用于对活塞的顶部进行敲击。

3.根据权利要求2所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述抓取组件包括夹持组件和杠杆组件，所述夹持组件与所述杠杆组件的一端固定连接，所述驱动组件与所述杠杆组件的另一端枢转地连接，所述杠杆组件还转动地连接到所述外壳。

4.根据权利要求3所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述杠杆组件包括关节和连接杆，所述夹持组件与所述关节的一端固定连接，所述连接杆与所述关节的另一端枢转地连接，所述杠杆组件在所述关节处转动地连接到所述外壳。

5.根据权利要求4所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述驱动组件包括第一气缸和固定杆，所述第一气缸的活塞杆与所述固定杆的一端固定连接，所述固定杆的另一端与所述连接杆枢转地连接。

6.根据权利要求5所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述驱动组件还包括驱动块，所述固定杆的所述另一端借助所述驱动块与所述连接杆枢转地连接。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述推杆组件包括第二气缸和推杆，所述第二气缸的活塞杆与所述推杆固定连接。

8.根据权利要求7所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述抓取组件设置有四个并且均匀地分布在所述推杆的四周，所述驱动组件设置有两个，每个所述驱动组件与两个所述抓取组件转动连接。

9.根据权利要求8所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，所述夹持组件包括连接板和夹持块，所述夹持组件通过所述连接板与所述关节固定连接，所述夹持块的内侧面设置成“V”型，并且/或者所述夹持块与所述连接板可拆卸地连接。

10.根据权利要求9所述的用于抓取活塞的机械手，其特征在于，当所述推杆处于完全伸出状态时，所述推杆的底端不超过所述夹持块的底端。