CN106757761A - 一种绳子自动打结装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种绳子自动打结装置，包括夹绳模块、绕绳模块、拉绳模块、支撑装置、控制系统等部分；其中夹绳模块设有底部夹子、转盘步进电机、齿轮、回转支承、气缸、气缸支撑架；绕绳模块设有凸轮步进电机、凸台齿轮、阶梯轴、盘形凸轮、滚轮、弹簧、直线轴承、中心轴、绕绳轴、中心轴横板、支撑组件；拉绳模块设有气缸、镊子、镊子轴、套筒、支撑组件。本发明装置通过模块间，组件间以及组件件的连接和相互运动，提高绳子打结效率。

Description

一种绳子自动打结装置

技术领域

本发明涉及一种柔性体打结的生产装置，尤其涉及一种绳子自动打结装置。

背景技术

目前绳子打结装置在国内并不成熟，在很多生产线上涉及到绳子打结这一块，大部分企业采用手工操作，这样不仅效率低，速度慢，而且需要大量的劳动力。

发明内容

为了克服现有的手工绳子打结的速度慢、效率不高，劳动力成本高的不足，本发明提供了一种机械化操作，以提高打结效率，减低人工成本的打结器。

本发明设有夹绳模块、绕绳模块、拉绳模块、支撑装置、控制模块；

所述夹绳模块设有转盘步进电机、齿轮、回转支承、气缸、气缸支撑底座，底部夹子。

所述绕绳模块设有凸轮步进电机、凸台齿轮、阶梯轴、阶梯轴底座、盘形凸轮、滚轮、中心轴横板、弹簧、直线轴承、中心轴、绕绳轴、支撑组件；

所述拉绳模块设有气缸、镊子、镊子轴、套筒、支撑组件；

所述夹绳模块中的底部夹子通过紧固件与回转支承外圈转子连接，其回转支承内圈定子通过紧固件固定于底座正上方，回转支承外圈转子与齿轮啮合，在与齿轮过盈配合的步进电机驱动下，回转支承外圈转子与底部夹子做回转运动；

所述绕绳模块中的中心轴的一端与绕绳轴螺纹连接，中心轴与直线轴承滑动配合，另一端通过紧固件在此端的径向方向设有一横板，横板上的滚轮与正上方的盘形凸轮配合；所述阶梯轴通过轴承横架在阶梯轴底座上，阶梯轴两端分别设有凸轮和凸台齿轮，其中凸轮通过键与阶梯轴配合，凸台齿轮通过紧固件放置在阶梯轴的另一端；所述凸轮步进电机的输出轴通过紧固件与另一凸台齿轮配合，两个凸台齿轮啮合配合；凸轮步进电机带动主动凸台齿轮做回转运动，并带动从动凸台齿轮做回转运动，从而带动凸轮做回转运动，进而使中心轴做垂直直线运动；

所述拉绳模块中的套筒和夹子镊子轴分别放置于相应的支撑架上，并且可以与支撑架作相对运动，其中套筒包裹在镊子轴外面，且两者没有接触；所述一个气缸位于夹子的正上方，带动夹子做垂直上下运动，另一气缸位于夹子套筒的正上方带动夹子套筒做垂直上下直线运动，并且带动镊子的张合。

作为进一步改进，该绳子自动打结装置的绕绳轴结构，其下半部分采用交叉回转螺旋槽结构、中间为螺纹通孔以及底部有一缺口。交叉回转螺旋槽结构是从绕绳轴的底部螺旋上升一定圈数的半圆槽并且在此过程中带有向外扩张一定锥度，然后是半环形半圆槽，接着螺旋下降一定圈数的半圆槽，螺旋下降过程带有向内收缩一定的锥度；在螺旋下降半圆槽的末端，即绕绳轴底部有一缺口；

作为进一步改进，该绕绳轴的运动为做垂直上下运动。绳子的绳头在夹子的夹持下沿着绕绳轴的交叉回转螺旋槽轨迹做圆周运动，而绕绳轴做垂直上下运动，绕一定的圈数后，气缸将绳头从绕绳底部的缺口推进绕绳轴中部，同时在绕绳轴的轴向通孔上有一个夹子将绳头往上拉，绳子脱离绕绳轴后，便实现打结功能。

作为进一步改进，该装置采用直动从动件盘形凸轮结构来控制绕绳轴上下运动，盘形凸轮位移绕绳轴的正上方。盘形凸轮的运动过程有2个推程工作阶段、2个回程工作阶段以及3个停止工作阶段，而这2个推程工作阶段以及两个回程工作阶段的从动件运动规律都为等加速；凸轮的工作过程为第一个推程→第一个停止→第一个回程→第二个停止→第二个推程→第三个停止→第二个回程→第一个推程→······第一个推程是将绕绳轴下移一定距离，凸轮旋转角度为相应的度数；第一个回程是将绕绳轴上移一定距离，凸轮旋转相应的度数；第二个推程是将绕绳轴快速上移一定距离，凸轮旋转为相应的度数；第二个回程是将绕绳轴快速下移一定距离，凸轮旋转相应的度数，这7个阶段完成后，凸轮刚好走完一圈，接下来凸轮将做循环运动。

作为进一步改进，所述该绳子自动打结装置，设置了回转支承结构，回转支承外圈转子与底部夹子固定连接，回转支承外圈转子在电机的驱动下做圆周运动，底部夹子也做圆周运动，而底部夹子夹住绳子的绳头，从而使绳子沿着绕绳轴的螺旋槽做圆周运动。

作为进一步改进，所述的该绳子自动打结装置，其底部的气缸和气缸支撑架可以手动调整。

本发明具有以下突出优点：

利用常用的机械结构、电机以及气缸实现绳子的打结，该过程巧妙、方便、快速，整个机构布置合理，实用性强。

附图说明

图1为本发明实施例的机构组成示意图。

图2为本发明的绕绳轴螺旋槽上升正面图；

图3为本发明的绕绳轴水平槽正面图；

图4为本发明的绕绳轴螺旋槽下降正面图；

图5为本发明的示意图1中B部结构放大图；

图6为本发明的盘形凸轮示意图

图7为本发明的绕绳模块；

图8为本发明的拉绳模块；

以下给出图1主要组件的代号：

1-气缸，2-气缸，3-气缸底座，4-凸轮步进电机，5-凸轮步进电机底座，6-凸台齿轮（1）、凸台齿轮（2），7-轴承（1）、轴承(2)，8-阶梯轴底座，9-阶梯轴，10-套筒支架，11-盘形凸轮，12-气缸，13-气缸，14-气缸与夹子底座，15-弹簧，16-直线轴承，17-回转支承，18-转盘步进电机，19-总底座，20-齿轮，21-滚轮轴，22-滚轮，23-中心轴横板，24中心轴，25-绕绳轴，26-镊子，27-套筒，28-套筒横板，29-镊子轴， 30-按键，31-滑板，32-圆座，33-按中键，34-中间件，35-镊子，36-夹子底座，37-弹簧，38-支撑轴，39-夹子支架。

具体实施方式：

结合附图对本装置给出进一步说明：

参照图1～8中给出的标号，气缸底座3、凸轮步进电机底座5、阶梯轴底座8、气缸与镊子轴底座14分别固定在总底座19上，气缸1、2固定于气缸底座3上。

凸轮步进电机4固定在凸轮步进电机底座5上，凸台齿轮6（1）安装在凸台步进电机4的输出轴上，主动凸台齿轮6（2）与另一凸台齿轮啮合，凸台齿轮6（2）安装在阶梯轴9上，阶梯轴9通过轴承7（1）、轴承7（2）安装在阶梯轴底座8上，盘形凸轮11通过键与阶梯轴9连接，盘形凸轮11与滚轮22凸轮配合，滚轮22通过滚轮轴21安装在中心轴横板23上，中心轴24与中心轴横板23螺纹连接，绕绳轴25与中心轴24螺纹连接，直线轴承16固定在总底座19上并与中心轴24滑动配合，弹簧15放置在直线轴承16上端与中心轴横板下端之间。

转盘步进电机18固定在总底座19上，齿轮20安装在电机18的输出轴上，回转支承17外圈转子与齿轮20啮合，回转支承17内圈定子通过连接装置固定在总底座19上。

镊子轴27跟气缸与镊子轴底座14滑动配合，套筒27与套筒支架10滑动配合，镊子26与镊子轴27螺纹连接，气缸13与镊子轴螺纹连接，套筒27与套筒横板28螺纹连接，套筒横板与气缸12螺纹连接。

支撑轴38与夹子支架39固定连接，夹子支架39与夹子底座36固定连接，支撑轴38与回转支承17外圈转子螺纹连接。

以下为一种自动打结绳子装置的使用步骤：

针对绳子自动打结工序，首先按键30在气缸2的推动下水平移动，按键30向前推进使镊子37闭合一定角度并夹住绳子；回转支承17的外圈转子在转盘步进电机18的驱动下做回转运动，跟回转支承17外圈转子固定连接的底部夹子B部夹着绳子也做回转运动，同时盘形凸轮11在凸轮步进电机4的驱动下做回转运动，和盘形凸轮11凸轮连接的滚轮22做垂直方向的上下运动，滚轮22是放置在横板23上，因此横板23、中心轴24、绕绳轴25也做垂直方向的上下运动；当回转支撑17外圈转子转到1.5圈的时候，气缸1快速驱动滑板32做直线运动，将绳子送至绕绳轴25的中部，与此同时，镊子26以及套筒27分别在气缸12和气缸13的推动下做快速垂直方向的下移，夹住绳子后，滑板32在弹簧37的反弹作用下迅速离开绕绳轴25中部位置，接着镊子26以及套筒27在气缸12和气缸13的推动下做快速垂直方向的上移；回转支承外圈转子17继续转0.5圈，同时绕绳轴25继续上下移动，这个过程实现脱绳功能；底部夹子B回到初始位置并继续做循环运动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种绳子自动打结装置，其特征在于:包括夹绳模块、绕绳模块、拉绳模块、支撑装置、控制模块；所述夹绳模块设有转盘步进电机、齿轮、回转支承、气缸、气缸支撑底座，底部夹子；所述绕绳模块设有凸轮步进电机、凸台齿轮、阶梯轴、阶梯轴底座、盘形凸轮、滚轮、中心轴横板、弹簧、直线轴承、中心轴、绕绳轴、支撑组件；所述拉绳模块设有气缸、镊子、镊子轴、套筒、支撑组件；所述夹绳模块中的底部夹子通过紧固件与回转支承外圈转子连接，其回转支承内圈定子通过紧固件固定于底座正上方，回转支承外圈转子与齿轮啮合，在与齿轮过盈配合的步进电机驱动下，回转支承外圈转子与底部夹子做回转运动；所述绕绳模块中的中心轴的一端与绕绳轴螺纹连接，中心轴与直线轴承滑动配合，另一端通过紧固件在此端的径向方向设有一横板，横板上的滚轮与正上方的盘形凸轮配合；所述阶梯轴通过轴承横架在阶梯轴底座上，阶梯轴两端分别设有凸轮和凸台齿轮，其中凸轮通过键与阶梯轴配合，凸台齿轮通过紧固件放置在阶梯轴的另一端；所述凸轮步进电机的输出轴通过紧固件与另一凸台齿轮配合，两个凸台齿轮啮合配合；凸轮步进电机带动主动凸台齿轮做回转运动，并带动从动凸台齿轮做回转运动，从而带动盘形凸轮做回转运动，进而使中心轴做垂直上下运动；所述拉绳模块中的套筒和夹子镊子轴分别放置于相应的支撑架上，并且可以与支撑架作相对运动，其中套筒包裹在镊子轴外面，且两者没有接触；所述一个气缸位于夹子的正上方，带动夹子做垂直上下运动，另一气缸位于夹子套筒的正上方带动夹子套筒做垂直上下直线运动，并且带动镊子的张合。

2.根据权利要求1所述的一种绳子自动打结装置，其特征在于：绕绳轴结构的下半部分采用交叉回转螺旋槽结构、中间为螺纹通孔以及底部有一缺口，交叉回转螺旋槽结构是从绕绳轴的底部螺旋上升一定圈数的半圆槽并且在此过程中带有向外扩张一定锥度，而后通过下降一定圈数的半圆槽并且此过程中带有向内的收缩一定的维度，从而形成绕绳运动。

3.根据权利要求1所述的一种绳子自动打结装置，其特征在于：绕绳轴做垂直上下运动。

4.绳子的绳头在夹子的夹持下沿着绕绳轴的交叉回转螺旋槽轨迹做圆周运动，而绕绳轴做垂直上下运动，绕一定的圈数后，气缸将绳头从绕绳底部的缺口推进绕绳轴中部，同时在绕绳轴的轴向通孔上有一个夹子将绳头往上拉，绳子脱离绕绳轴后，便实现打结功能。

5.根据权利要求1所述的一种绳子自动打结装置，其特征在于：采用直动从动件盘形凸轮结构来控制绕绳轴上下运动，盘形凸轮位移绕绳轴的正上方，盘形凸轮的运动过程有2个推程工作阶段、2个回程工作阶段以及3个停止工作阶段，而这2个推程工作阶段以及两个回程工作阶段的从动件运动规律都为等加速；凸轮的工作过程为第一个推程→第一个停止→第一个回程→第二个停止→第二个推程→第三个停止→第二个回程→第一个推程→······第一个推程是将绕绳轴下移一定距离，凸轮旋转角度为相应的度数；第一个回程是将绕绳轴上移一定距离，凸轮旋转相应的度数；第二个推程是将绕绳轴快速上移一定距离，凸轮旋转为相应的度数；第二个回程是将绕绳轴快速下移一定距离，凸轮旋转相应的度数，这7个阶段完成后，凸轮刚好走完一圈，接下来凸轮将做循环运动。

6.根据权利要求1所述的一种绳子自动打结装置，其特征在于：该装置设置了回转支承结构，回转支承外圈转子与底部夹子固定连接，回转支承外圈转子在电机的驱动下做圆周运动，底部夹子也做圆周运动，而底部夹子夹住绳子的绳头，从而使绳子沿着绕绳轴的螺旋槽做圆周运动。

7.根据权利要求1所述的一种绳子自动打结装置，其特征在于：该装置底部的气缸和气缸支撑架可以手动调整，述控制装置接受所述感应器信息并对驱动装置发出相应的动作指令。