CN107553371B - 用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，包括主安装板、轴向压紧组件、径向定位夹紧组件和凸轮轴组件，凸轮轴组件包括主轴、推出凸轮、下压凸轮，主轴转动会带动推出凸轮、下压凸轮一起转动；轴向压紧组件包括多个轴向压紧单元，每个轴向压紧单元包括下压轴、下压环、下压臂、第一压缩弹簧，通过下压凸轮的转动来带动带动下压轴上下移动，使得下压轴压紧工件；径向定位夹紧组件包括多个径向定位夹紧单元，每个径向定位夹紧单元包括爪钩安装板、爪钩、接触轮、第二压缩弹簧、退回弹簧座，通过推出凸轮的转动，带动爪钩沿径向方向移动，实现对工件的径向定位和夹紧。本发明优点：对工件夹紧抓取的过程中能同时对工件进行定位。

Description

用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及的是一种用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构。

背景技术

在双离合器自动变速器智能装配生产线中，要对叠放好的摩擦片和钢片(可看成是通过薄片类叠放形成的圆柱状组合件)进行抓取和搬运，并且要对叠放好的摩擦片和钢片要进行定位，保证摩擦片和钢片的位置关系，不发生相对移动或相对转动。

现有技术中，针对圆柱类工件的抓取机构大多仅具备抓取和搬运的功能，但是不能保证定位功能，在需要对工件有定位要求的夹紧和抓取过程中，仅满足夹紧和抓取功能的抓取机构往往是不能满足使用要求的，不能保证工件的相对位置关系；而且多采用气缸作为夹紧动力源，夹紧的稳定性易受气源压力变化的影响，且自动夹紧往往仅针对某一种或某几种相似工件的夹紧，兼容性差，对动力源(气源、电源)的依赖性大；在需要多点同时动作的情况下，多采用多个气缸同时动作才能实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，以实现对工件在夹紧抓取的过程中能同时对工件进行定位。

本发明是通过以下技术方案实现的：

用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，包括水平设置的主安装板，所述主安装板上设置有轴向压紧组件、径向定位夹紧组件和凸轮轴组件；

所述凸轮轴组件包括主轴、推出凸轮、下压凸轮，所述主轴转动设置在主安装板中心且主轴的轴线沿竖直方向延伸，所述推出凸轮、下压凸轮分别固定套装在主轴上，且所述下压凸轮、推出凸轮分别位于主安装板的上、下两侧，所述主轴会带动推出凸轮、下压凸轮一起转动；

所述轴向压紧组件包括多个轴向压紧单元，多个轴向压紧单元以所述主轴的轴线为中心沿着圆周方向均匀分布；每个轴向压紧单元包括下压轴、下压环、下压臂、第一压缩弹簧，所述下压轴竖直穿过所述主安装板且能沿着主安装板上下滑动，所述下压环固定设置在下压轴顶端，所述下压轴在靠近底端的部位设置有一个限位台阶，所述第一压缩弹簧套装在下压轴上且位于主安装板和限位台阶之间，所述下压臂沿着所述主轴的径向方向延伸且位于下压轴和下压凸轮之间，所述下压臂中部通过一个第一铰链销铰接在主安装板上的铰链座上，所述下压臂的内端紧贴在下压凸轮的边缘、外端抵紧在下压环的下端面，通过下压凸轮的转动来带动下压臂绕着第一铰链销上下摆动，从而带动下压环及下压轴上下移动，使得下压轴的底端向下压紧工件或向上松开工件；

所述径向定位夹紧组件包括设置于主安装板下侧的多个径向定位夹紧单元，多个径向定位夹紧单元以所述主轴的轴线为中心沿着圆周方向均匀分布；每个径向定位夹紧单元包括爪钩安装板、爪钩、接触轮、第二压缩弹簧、退回弹簧座，所述爪钩设置在爪钩安装板上，所述爪钩安装板滑动安装在主安装板底端面且能沿着主轴的径向方向来回移动，所述接触轮设置在爪钩安装板的内端，所述退回弹簧座固定在主安装板上且位于爪钩安装板的外侧，所述退回弹簧座上套装有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的内端抵压在爪钩安装板的外侧端面的沉孔内，使得爪钩安装板内端的接触轮始终紧贴在推出凸轮的边缘，通过推出凸轮的转动，来带动对应的接触轮沿着主轴的径向方向来回移动，从而带动爪钩安装板及其上的爪钩一同沿着主轴的径向方向来回移动，实现对工件的径向定位和夹紧。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述推出凸轮的边缘沿圆周方向均匀开有多个推出凸轮槽，所述多个推出凸轮槽与多个径向定位夹紧单元的多个接触轮一一对应，所述接触轮与推出凸轮槽的外壁紧贴。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述下压凸轮的边缘下部沿圆周方向均匀开有多个下压凸轮槽，所述多个下压凸轮槽与多个轴向压紧组件的多个下压臂一一对应，所述下压臂内端与对应的下压凸轮槽的顶壁紧贴。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述主轴上固定套装有能带动主轴转动的转动把柄，所述主安装板上设置有水平的限位销，所述下压凸轮圆周壁上设有与限位销相配合的限位槽，所述限位销沿着主轴的径向方向延伸，所述限位销的内端伸入限位槽内，对主轴的转动角度进行限位。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述主安装板上安装有一个吊架，所述吊架顶端螺纹连接有一个吊环。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述主安装板边缘设置有多个竖直向下延伸的的导向插销，所述工件放置在工件台架上，多个导向插销与安装在工件台架上的多个导向套筒相配合，实现整个柔性定位夹紧机构的导向。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述主安装板一侧设置有固定握柄把手。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述接触轮为深沟球轴承。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述下压臂的外端安装有一个止动销，所述下压臂通过外端的止动销抵紧在下压环的下端面。

作为上述技术方案的优选实施方式，所述爪钩安装板通过直线导轨滑动安装在主安装板底端面。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明设置了凸轮轴组件、以及分别与凸轮轴组件的上的推出凸轮和下压凸轮相配合的径向定位夹紧组件和轴向压紧组件，通过主轴转动带动下压凸轮和推出凸轮同时转动，下压凸轮转动带动轴向压紧组件动作，使得三个下压轴同时下移，向下压紧工件；推出凸轮转动带动径向定位夹紧组件动作，使得三个爪钩沿着主轴的径向向内运动，实现对工件的径向定位和夹紧；利用两个凸轮机构相结合，即可在对工件进行夹紧抓取的过程中实现对工件的定位。可实现一点操作多点同时动作，利用弹簧力对圆柱类零部件的径向和轴向两个方向进行夹紧，每个方向实现至少三点夹紧，夹紧牢固，结构紧凑，操作简单，节省时间和人力；

2、本发明利用弹簧力对圆柱类零件的径向和轴向两个方向进行夹紧，能够在一定范围内对不同直径和长度的圆柱类零件实现自适应定位及夹紧，适用范围广，兼容性好，灵活性强。

3、本发明可利用径向定位夹紧组件对圆柱类零部件进行夹紧的同时，实现对零件进行定位。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的仰视图。

图4是图3的A-A剖视图。

图5为本发明的凸轮轴组件的立体图。

图中编号：1主安装板；2爪钩安装板，3爪钩，4主轴，5轴承隔套，6推出凸轮，601推出凸轮槽，8下压轴，9铰链座，10下压臂，11下压环，12下压凸轮，1201下压凸轮槽，1202限位槽，13限位环，14转动把柄，15定心套，16把柄压环，17回退挡板，19插销座，20退回弹簧座，21导向插销，22导向套筒，25吊架，29固定握柄把手，30吊环，31第二铰链销，32第一铰链销，33第二压缩弹簧，35直线导轨，36第一压缩弹簧，37止动销，39直线轴承，43轴承，44接触轮，45限位座，46限位销。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图5，本实施例公开了一种用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，包括水平设置的主安装板1，主安装板1上设置有轴向压紧组件、径向定位夹紧组件和凸轮轴组件；

凸轮轴组件包括主轴4、推出凸轮6、下压凸轮12，主轴4通过轴承43转动设置在主安装板1中心且主轴4的轴线沿竖直方向延伸，推出凸轮6、下压凸轮12分别固定套装在主轴4上，且下压凸轮12、推出凸轮6分别位于主安装板1的上、下两侧，主轴4会带动推出凸轮6、下压凸轮12一起转动；通过螺钉将定心套15固定在主轴4下端，推出凸轮6的上下两端分别通过轴承43和定心套15进行轴向限位固定；下压凸轮12的上下两端分别通过转动把柄14和限位环13进行限位，通过螺钉将把柄压环16固定在4上端，以对转动把柄14进行轴向固定。

轴向压紧组件包括多个轴向压紧单元，多个轴向压紧单元以主轴4的轴线为中心沿着圆周方向均匀分布；每个轴向压紧单元包括下压轴8、下压环11、下压臂10、第一压缩弹簧36，下压轴8竖直穿过主安装板1且能沿着主安装板1上下滑动，主安装板1上固定有直线轴承39，下压轴8套装在直线轴承39的空心孔中，可沿直线轴承39轴向上下滑动。下压环11固定设置在下压轴8顶端，下压轴8在靠近底端的部位设置有一个限位台阶，第一压缩弹簧36套装在下压轴8上且位于主安装板1和限位台阶之间，下压臂10沿着主轴4的径向方向延伸且位于下压轴8和下压凸轮12之间，下压臂10中部通过一个第一铰链销32铰接在主安装板1上的铰链座9上，下压臂10的内端紧贴在下压凸轮12的边缘、外端抵紧在下压环11的下端面，通过下压凸轮12的转动来带动下压臂10绕着第一铰链销32上下摆动，从而带动下压环11及下压轴8上下移动，使得下压轴8的底端向下压紧工件或向上松开工件；

径向定位夹紧组件包括设置于主安装板1下侧的多个径向定位夹紧单元，多个径向定位夹紧单元以主轴4的轴线为中心沿着圆周方向均匀分布；每个径向定位夹紧单元包括爪钩安装板2、爪钩3、接触轮44、第二压缩弹簧33、退回弹簧座20，爪钩3设置在爪钩安装板2上，爪钩安装板2滑动安装在主安装板1底端面且能沿着主轴4的径向方向来回移动，接触轮44设置在爪钩安装板2的内端，退回弹簧座20固定在主安装板1上且位于爪钩安装板2的外侧，回退挡板17通过螺钉固定到主安装板1一侧，退回弹簧座20再通过螺钉固定到回退挡板17上。退回弹簧座20上套装有第二压缩弹簧33，第二压缩弹簧33的内端抵压在爪钩安装板2的外侧端面的沉孔内，使得爪钩安装板2内端的接触轮44始终紧贴在推出凸轮6的边缘，通过推出凸轮6的转动，来带动对应的接触轮44沿着主轴4的径向方向来回移动，从而带动爪钩安装板2及其上的爪钩3一同沿着主轴4的径向方向来回移动，实现对工件的径向定位和夹紧。

其中，推出凸轮6的边缘沿圆周方向均匀开有多个推出凸轮槽601，多个推出凸轮槽601与多个径向定位夹紧单元的多个接触轮44一一对应，接触轮44与推出凸轮槽601的外壁紧贴。

下压凸轮12的边缘下部沿圆周方向均匀开有多个下压凸轮槽1201，多个下压凸轮槽1201与多个轴向压紧组件的多个下压臂10一一对应，下压臂10内端与对应的下压凸轮槽1201的顶壁紧贴。

主轴4上固定套装有能带动主轴4转动的转动把柄14，主安装板1上通过限位座45设置有水平的限位销46，下压凸轮12圆周壁上设有与限位销46相配合的限位槽1202，限位销46沿着主轴4的径向方向延伸，限位销46的内端伸入限位槽1202内，对主轴4的转动角度进行限位。

主安装板1上安装有一个吊架25，吊架25可通过螺钉固定到主安装板1上，吊架25顶端螺纹连接有一个吊环30，通过吊环30可将该柔性定位夹紧机构连接到可移动机构如电动葫芦上。

主安装板1边缘设置有多个竖直向下延伸的的导向插销21，导向插销21上端通过一个插销座19与主安装板1连接，工件放置在工件台架上，多个导向插销21与安装在工件台架上的多个导向套筒22相配合，实现整个柔性定位夹紧机构的导向。

主安装板1一侧设置有固定握柄把手29，操作人员通过手持固定握柄把手29可实现整个柔性定位夹紧机构的移动。

接触轮44为深沟球轴承，深沟球轴承通过第二铰链销31安装在爪钩安装板2上，且在深沟球轴承和爪钩安装板2之间的第二铰链销31上套装有轴承隔套5。

下压臂10的外端安装有一个止动销37，下压臂10通过外端的止动销37抵紧在下压环11的下端面。

爪钩安装板2通过直线导轨35滑动安装在主安装板1底端面。

以下轴向压紧组件包括三个轴向压紧单元、径向定位夹紧组件包括三个径向定位夹紧单元为例来对本柔性定位夹紧机构的工作过程说明如下：

首先，操作人员手持固定握柄把手29，使该机构的导向插销21沿着导向套筒22向下运动到位，手动顺时针旋转转动把柄14，转动把柄14带动主轴4转动，主轴4带动下压凸轮12和推出凸轮6同时转动，下压凸轮12转动带动三个下压轴8同时下移，向下压紧工件；推出凸轮6转动带动三个爪钩3沿着主轴4的径向向内运动，实现对工件的径向定位和夹紧。也即是一点操作，六点同时动作，在工件的轴向上下夹紧工件，在工件径向同时定位并夹紧工件。人工手持固定握柄把手29，移动工件到要放置的地方，手动逆时针旋转转动把柄14，转动把柄14带动主轴4转动，主轴4带动下压凸轮12和推出凸轮6同时转动，下压凸轮12转动带动三个下压轴8同时上移，推出凸轮6转动带动三个爪钩3沿着推出凸轮6的径向向外运动，即实现工件的松开。

以上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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，包括水平设置的主安装板(1)，其特征在于：所述主安装板(1)上设置有轴向压紧组件、径向定位夹紧组件和凸轮轴组件；

所述凸轮轴组件包括主轴(4)、推出凸轮(6)、下压凸轮(12),所述主轴(4)转动设置在主安装板(1)中心且主轴(4)的轴线沿竖直方向延伸，所述推出凸轮(6)、下压凸轮(12)分别固定套装在主轴(4)上，且所述下压凸轮(12)、推出凸轮(6)分别位于主安装板(1)的上、下两侧，所述主轴(4)会带动推出凸轮(6)、下压凸轮(12)一起转动；

所述轴向压紧组件包括多个轴向压紧单元，多个轴向压紧单元以所述主轴(4)的轴线为中心沿着圆周方向均匀分布；每个轴向压紧单元包括下压轴(8)、下压环(11)、下压臂(10)、第一压缩弹簧(36)，所述下压轴(8)竖直穿过所述主安装板(1)且能沿着主安装板(1)上下滑动，所述下压环(11)固定设置在下压轴(8)顶端，所述下压轴(8)在靠近底端的部位设置有一个限位台阶，所述第一压缩弹簧(36)套装在下压轴(8)上且位于主安装板(1)和限位台阶之间，所述下压臂(10)沿着所述主轴(4)的径向方向延伸且位于下压轴(8)和下压凸轮(12)之间，所述下压臂(10)中部通过一个第一铰链销(32)铰接在主安装板(1)上的铰链座(9)上，所述下压臂(10)的内端紧贴在下压凸轮(12)的边缘、外端抵紧在下压环(11)的下端面，通过下压凸轮(12)的转动来带动下压臂(10)绕着第一铰链销(32)上下摆动，从而带动下压环(11)及下压轴(8)上下移动，使得下压轴(8)的底端向下压紧工件或向上松开工件；

所述径向定位夹紧组件包括设置于主安装板(1)下侧的多个径向定位夹紧单元，多个径向定位夹紧单元以所述主轴(4)的轴线为中心沿着圆周方向均匀分布；每个径向定位夹紧单元包括爪钩安装板(2)、爪钩(3)、接触轮(44)、第二压缩弹簧(33)、退回弹簧座(20)，所述爪钩(3)设置在爪钩安装板(2)上，所述爪钩安装板(2)滑动安装在主安装板(1)底端面且能沿着主轴(4)的径向方向来回移动，所述接触轮(44)设置在爪钩安装板(2)的内端，所述退回弹簧座(20)固定在主安装板(1)上且位于爪钩安装板(2)的外侧，所述退回弹簧座(20)上套装有第二压缩弹簧(33)，所述第二压缩弹簧(33)的内端抵压在爪钩安装板(2)的外侧端面的沉孔内，使得爪钩安装板(2)内端的接触轮(44)始终紧贴在推出凸轮(6)的边缘，通过推出凸轮(6)的转动，来带动对应的接触轮(44)沿着主轴(4)的径向方向来回移动，从而带动爪钩安装板(2)及其上的爪钩(3)一同沿着主轴(4)的径向方向来回移动，实现对工件的径向定位和夹紧。

2.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述推出凸轮(6)的边缘沿圆周方向均匀开有多个推出凸轮槽(601)，所述多个推出凸轮槽(601)与多个径向定位夹紧单元的多个接触轮(44)一一对应，所述接触轮(44)与推出凸轮槽(601)的外壁紧贴。

3.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述下压凸轮(12)的边缘下部沿圆周方向均匀开有多个下压凸轮槽(1201)，所述多个下压凸轮槽(1201)与多个轴向压紧组件的多个下压臂(10)一一对应，所述下压臂(10)内端与对应的下压凸轮槽(1201)的顶壁紧贴。

4.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述主轴(4)上固定套装有能带动主轴(4)转动的转动把柄(14)，所述主安装板(1)上设置有水平的限位销(46)，所述下压凸轮(12)圆周壁上设有与限位销(46)相配合的限位槽(1202)，所述限位销(46)沿着主轴(4)的径向方向延伸，所述限位销(46)的内端伸入限位槽(1202)内，对主轴(4)的转动角度进行限位。

5.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述主安装板(1)上安装有一个吊架(25)，所述吊架(25)顶端螺纹连接有一个吊环(30)。

6.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述主安装板(1)边缘设置有多个竖直向下延伸的的导向插销(21)，所述工件放置在工件台架上，多个导向插销(21)与安装在工件台架上的多个导向套筒(22)相配合，实现整个柔性定位夹紧机构的导向。

7.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述主安装板(1)一侧设置有固定握柄把手(29)。

8.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述接触轮(44)为深沟球轴承。

9.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述下压臂(10)的外端安装有一个止动销(37)，所述下压臂(10)通过外端的止动销(37)抵紧在下压环(11)的下端面。

10.如权利要求1所述的用于圆柱类零部件的柔性定位夹紧机构，其特征在于：所述爪钩安装板(2)通过直线导轨(35)滑动安装在主安装板(1)底端面。