CN108098284B - 一种密封圈夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封圈夹取装置，包括安装柱、内夹爪、第一驱动器、内夹打开块、第二驱动器和中间块等结构。多片内夹爪周向地分布在安装柱的四周，每片内夹爪的中部与安装柱均为转动连接，内夹爪的两端能够绕中间的转轴转动。第一驱动器带动内夹打开块沿安装柱的轴向作往复运动，从而使内夹爪绕中间的转轴旋转，将另一侧张开。内夹爪的张开端位于密封圈的中间，在张开时能够对密封圈施加由内向外的张开力，可以将密封圈夹起。中间块由第二驱动器带动，中间块套装于多片内夹爪围成的环形结构之外。中间块作轴向运动从而与被夹起的密封圈接触，对密封圈施加轴向的推力，在中间块的作用下将密封圈顶出，从而完成了自动装配的过程。

Description

一种密封圈夹取装置

技术领域

本发明涉及自动装配技术领域，更进一步地涉及一种密封圈夹取装置。

背景技术

凸轮轴上需要安装密封圈来进行密封，安装的密封圈分为开口和不开口两种，不开口的密封圈柔性大，抓取和安装都不易控制，自动安装困难。通常的方法是采用工人手动安装，但手工安装对于产品的质量和监控难以掌控。而目前已有的自动化安装设备并不稳定，安装合格率很低。

因此，对于本领域的技术人员来说，如何设计一种有效的密封圈自动安装设备，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种密封圈夹取装置，能够实现密封圈自动夹取放置，不需手动操作。具体方案如下：

一种密封圈夹取装置，包括：

位于中央的安装柱；

周向环绕设置于所述安装柱上的多片内夹爪，每片所述内夹爪的中部与所述安装柱转动连接；

由第一驱动器驱动、能够沿所述安装柱的轴向往复运动的内夹打开块，所述内夹打开块能够与所述内夹爪的一侧接触，以使所述内夹爪绕其转轴处转动将另一侧张开；

由第二驱动器驱动、沿所述安装柱的轴向往复运动的中间块；所述中间块套装于多片所述内夹爪围成的环形结构之外，能够将所述内夹爪张开所夹起的密封圈顶出。

可选地，还包括环绕设置于所述中间块外壁上的多片外夹爪，所述外夹爪的中部与所述中间块转动连接，所述外夹爪通过第三驱动器驱动的外夹打开块张开。

可选地，所述内夹爪上设置向轴心方向呈圆弧状凸出的内夹转动块，所述内夹转动块能够与所述安装柱外壁上开设的内夹转动槽匹配；所述外夹爪上设置向轴心方向呈圆弧状凸出的外夹转动块，所述外夹转动块能够与所述中间块外壁上开设的外夹转动槽匹配；所述内夹爪和所述外夹爪通过弹性带向轴心聚合。

可选地，所述内夹爪背向轴心的一侧设置用于限位所述弹性带的内夹带槽；所述外夹爪背向轴心的一侧设置用于限位所述弹性带的外夹带槽。

可选地，所述内夹爪的顶部为背向轴心凸出的滑动面，环状的所述内夹打开块通过向下滑动使所述内夹爪张开；所述外夹爪的顶部设置向轴心凹陷的滑动面，环状的所述外夹打开块通过向上滑动使所述外夹爪张开。

可选地，所述安装柱从下到上依次包括内夹转动槽、第二滑动柱和第一滑动柱；所述内夹转动槽和所述第一滑动柱的直径小于所述第二滑动柱，所述第二滑动柱上沿轴向开设多个用于避让所述内夹爪的让位槽；所述中间块的中部设置外夹转动槽，两端分别设置用于限位及避让所述外夹爪的开槽。

可选地，所述第一驱动器、所述第二驱动器和所述第三驱动器均为气缸，且固定设置在连接法兰上。

可选地，所述第一驱动器通过Z字型内夹连接块与所述内夹打开块连接；所述第二驱动器通过中间连接块与所述中间块连接；所述第三驱动器连接于所述外夹打开块上向外凸出的外夹连接块。

可选地，所述内夹爪底端面靠近轴心的一侧阶梯状的凸块；所述外夹爪的底部呈折弯结构，末端设置阶梯状的凸块。

可选地，所述内夹爪的数量为八个，所述外夹爪的数量为十六个。

本发明提供了一种密封圈夹取装置，包括安装柱、内夹爪、第一驱动器、内夹打开块、第二驱动器和中间块等结构。安装柱位于整个夹取装置的中心位置，多片内夹爪周向地分布在安装柱的四周，将内夹爪包围，每片内夹爪的中部与安装柱均为转动连接，内夹爪的两端能够绕中间的转轴转动。

第一驱动器带动内夹打开块沿安装柱的轴向作往复运动，内夹打开块在往复运动的过程中会与内夹爪的一侧接触，从而使内夹爪绕中间的转轴旋转，将另一侧张开。内夹爪的张开端位于密封圈的中间，在张开时能够对密封圈施加由内向外的张开力，可以将密封圈夹起。

中间块由第二驱动器带动，可以沿安装柱的轴向作往复运动，中间块套装于多片内夹爪围成的环形结构之外。当密封圈被内夹爪夹起后并运送到对应的装配工位，使中间块作轴向运动从而与被夹起的密封圈接触，对密封圈施加轴向的推力，在中间块的作用下将密封圈顶出，从而完成了自动装配的过程。

采用本发明所提供的密封圈夹取装置，能够自动夹取密封圈，将密封圈在指定的安装位上卸下，实现了密封的自动拿取安装，采用了机械化的自动装置，使密封圈的安装更为标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的密封圈夹取装置的整体结构图；

图2为图1中A-A方向的剖面结构图；

图3为安装柱的结构图；

图4为中间块的结构图；

图5为内夹爪的结构图；

图6为外夹爪的结构图。

其中包括：

安装柱1、内爪转动槽101、第一滑动柱102、第二滑动柱103、内夹爪2、内夹转动块201、内夹带槽202、第一驱动器3、内夹连接块301、内夹打开块4、第二驱动器5、中间连接块501、中间块6、外夹转动槽601、连接法兰7、外夹爪8、外夹转动块801、外夹带槽 802、第三驱动器9、外夹连接块901、外夹打开块10。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种密封圈夹取装置，能够实现密封圈自动夹取放置，不需手动操作。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本申请的密封圈夹取装置进行详细的介绍说明。

如图1和图2所示，分别为本发明所提供的密封圈夹取装置一种具体设置形式的整体结构及剖面结构图。该密封圈夹取装置包括：安装柱1、内夹爪2、第一驱动器3、内夹打开块4、第二驱动器5和中间块6等结构。

安装柱1位于整个夹取装置的中央，在安装柱1的四周呈圆环状分布着多片内夹爪2，多片内夹爪2呈放射状围绕安装柱1，将安装柱1包围在中间，安装柱1为实心的柱体，也可以为空心的柱体结构，可以设置为圆柱，也可以设置为棱柱。每片内夹爪2的中部与安装柱1转动连接，内夹爪2的两端能够绕中间位置的转轴转动，拨动其中一端能够带动内夹爪2的另一端转动。

内夹打开块4由第一驱动器3带动，内夹打开块4在安装柱1的轴线方向上作往复平移运动。内夹打开块4能够与内夹爪2的一侧接触，以使内夹爪2绕其转轴处转动将另一侧张开，如图2所示，内夹打开块4与内夹爪2的上部接触，使下部张开。在内夹爪2的下端张开时，可以对密封圈施加向四周的压力，密封圈向四周扩张，从而将密封圈夹起。

中间块6由第二驱动器5驱动，可以沿安装柱1的轴向作往复运动。多片内夹爪2围成环形结构，中间块6套装于内夹爪2围成的环形结构之外。由于内夹爪2从中心向四周施加作用力，因此密封圈处于内夹爪2的外侧，因此当中间块6向下移动时会对密封圈施加压力，能够将内夹爪2通过张开作用所夹起的密封圈顶出，使密封圈落到对应的工位上。

本发明所提供的密封圈夹取装置安装在机械臂上，由机械臂带动整个装置的运动。在使用时，先将夹取装置移动到密封圈料棒的位置，此时内夹爪2处于闭合的状态，其尺寸小于密封圈，可以插入密封圈之内，此时开动第一驱动器3移动内夹打开块4使内夹爪2向四周张开，从而使多片内夹爪2从密封圈的内侧夹起密封圈。移动整个夹取装置，将密封圈移动到指定的安装工位上，对准密封圈需放置的位置，启动第二驱动器5移动中间块6，使中间块6沿轴向运动推动内夹爪 2所夹取的密封圈，将密封圈从内夹爪2上推出，完成密封圈的放置。完成后按相反的步骤将内夹爪重新合拢，中间块6回到初始位置。

在机械臂移动整个装置的过程中，还需要经过CCD相机处检查抓取是否成功，并检查密封圈开口所在的位置，并将检查结果反馈给机械臂；若没有成功抓取则重新回到原位再次重复上述运动夹取。若检测到成功抓取，则根据密封圈开口所在的位置，旋转整个夹取装置，使开口处朝向正上方，再进行后续放置操作。采用本发明的夹取装置，可以实现自动化夹取和放置密封圈，同时保证了密封圈开口的朝向，使装配过程精确无误，避免了人工操作过程产生的误差。也减少了人力的使用，降低企业成本。

在上述方案的基础上，本发明的夹取装置还包括外夹爪8，外夹爪8与内夹爪2的布置方式相似，环绕设置于中间块6的外壁上。外夹爪8的中部与中间块6转动连接，拨动外夹爪8的一端可以带动另一侧旋转。外夹打开块10通过第三驱动器9驱动，可以沿安装柱1 的轴线方向作往复移动。外夹打开块10在移动时能够拨动外夹爪8 的一端，使另一端向四周张开，同时外夹爪8还设置回缩装置，能够向中心合拢。在外夹爪8向中心合拢时能够挤压密封圈的外周，使密封圈回复到原状。在内夹爪2张开时密封圈会从开口处张开，尺寸变大，因此在安装到相应的位置以后通过外夹爪8向中心的挤压作用尽快回复到原始状态。由于外夹爪8转动设置在中间块6上，因此会与中间块6进行同步平移，中间块6在移动时会带动外夹爪8移动。

关于内夹爪2和外夹爪的具体结构，本发明在此提供一种具体的实施方式。内夹爪2上设置内夹转动块201，内夹转动块201位于内夹爪2的中部，内夹转动块201向安装柱1的轴心方向凸出，也即向内夹爪2所围成的环状结构的中心凸出，并且其外表为圆弧状，能够与安装柱1外壁上开设的内夹转动槽101匹配，内夹爪2以内夹转动块201为转轴，两端绕内夹转动块201旋转。为了实现内夹爪2的固定，在内夹转动块201凸起的背面设置凹槽，用于限位固定带，能够固定带将多个内夹爪2绑定在安装柱1上，通过固定带的绑定，内夹爪2只能作转动，而无法向两侧晃动，达到了限位固定的效果。

外夹爪8的设置方式与内夹爪2相似，外夹爪8上设置向轴心方向呈圆弧状凸出的外夹转动块801，外夹转动块801能够与中间块6 外壁上开设的外夹转动槽601匹配连接。

在内夹爪2和外夹爪8上绑定弹性带，弹性带位于需要聚拢的一侧，通过弹性带的回复力使在内夹爪2和外夹爪8产生向中心聚拢的作用。也即能够第一驱动器以及第二驱动器控制张开，通过弹性带控制合拢。

内夹爪2背向轴心的一侧设置用于限位弹性带的内夹带槽202，内夹带槽202与限位固定带的凹槽开设在同一侧面上，能够内夹带槽 202限位弹性带，无法在内夹爪2上移动。与内夹爪2对应地，在外夹爪8背向轴心的一侧设置用于限位弹性带的外夹带槽802，起到了相同的限位作用。

在上述任一技术方案及其相互结合的基础上，内夹爪2的顶部为背向轴心凸出的滑动面，内夹打开块4呈环状，通过向下滑动使内夹爪2张开。内夹爪2并不是一个直杆结构，其具有一个外周凸起的结构，内夹打开块4的两侧能够接触内夹爪2凸起的滑动面，与内夹爪 2之间能够进行相对滑动，压迫滑动面向中心合拢，从而使另一侧张开。

外夹爪8的结构与内夹爪2相反，但原理相似。外夹爪8的顶部设置向轴心凹陷的滑动面，外夹打开块10为环状结构，通过向上滑动使外夹爪8张开。内夹爪2和外夹爪8的滑动面均为外周方向的侧面，外夹爪8的滑动面实际是向中心凹陷的结构，在外夹爪8闭合时位置外夹爪8组成的环状结构尺寸小的位置，在需要张开时外夹打开块10向上移动到直径较大的位置，从而使顶部向的一端向内聚合，另一就会侧转动张开。本文中所说的顶部与底部这种方向性的表述是以图1和图2所示的方向为基准的，并非指空间中的绝对位置。

如图3所示，为安装柱1的轴测结构图。安装柱1从下到上依次包括内夹转动槽101、第二滑动柱103和第一滑动柱102。安装柱1 并非等径的结构，内夹转动槽101和第一滑动柱102的直径小于第二滑动柱103，内夹转动槽101设置在安装柱1的端部，为一整个连通的圆弧槽结构，由于其对应安装多个内夹爪，因此若内夹转动槽101 设置为多个单独的小凹槽也是可以的。

第二滑动柱103上沿轴向开设多个用于避让内夹爪2的让位槽，内夹爪2的顶部在内夹打开块4的作用下向中心聚拢时，内夹爪2进入让位槽中。

如图4所示，为中间块6的轴测结构图。相似地，在中间块6的中部设置外夹转动槽601，两端分别设置用于限位及避让外夹爪8的开槽。在中间块6上还开设多个用于减重的腰孔。

具体地，第一驱动器3、第二驱动器5、第三驱动器9均为气缸，且固定设置在连接法兰7上，安装柱1也固定在法兰7上，第一驱动器3、第二驱动器5、第三驱动器9分别位于三面将安装柱1包围。

第一驱动器3通过Z字型内夹连接块301与内夹打开块4连接，由于第一驱动器3位于内夹爪的外侧，因此通过具有两个直角折弯结构的内夹连接块301进行传动，使第一驱动器3带动内夹打开块4运动。

第二驱动器5通过中间连接块501与中间块6连接，中间连接块 501与中间块6相互固定，由第二驱动器5的运动直接驱动其上下往复平移。由于外夹打开块10的尺寸最大，处于最外侧，因此在其外壁上垂直于轴线方向延伸出外夹连接块901，第三驱动器9与外夹连接块901固定连接，从而带动外夹打开块10移动。

如图5和图6所示，内夹爪2底端面靠近轴心的一侧阶梯状的凸块；外夹爪8的底部呈折弯结构，末端设置阶梯状的凸块。内夹爪2 对密封圈施加由内向外的张力，因此其凸块设置在靠近中心的一侧，更容易夹起密封圈，凸块的高度小于或等于密封圈的厚度，一次只能夹起一个密封圈。相应地，外夹爪8对密封圈施加由外向内的压力，因此通过折弯结构接触密封圈的外侧，在末端设置凸块结构，能够更好地贴合于密封圈。

具体地，内夹爪2的数量为八个，外夹爪8的数量为十六个。当然，具体地数量根据需求作相应的改变，都是可以的，只要能够均匀地施加作用力即可。内夹爪2位于内侧，外夹爪8位置外侧，因此多个外夹爪8所构成的环状结构大于内夹爪2，因此数量也应多于内夹爪。

在使用时，内夹爪2闭合，整个装置在机械臂的带动下到料棒上取料。到达指定位置时，内夹爪2打开，内夹爪2夹住密封圈。机械臂将密封圈移到CCD处检查抓取是否成功，以及检查密封圈开口位置，并反馈给机械臂。若检测到抓取成功就将开口旋转到正上方；若不成功则重新抓取。机械臂将夹取装置深入凸轮轴，中间块6将密封圈推出内夹爪2，密封圈掉落到凸轮轴槽中。外夹爪8闭合，将密封圈整形回圆形。整形后外夹爪8张开，夹取装置退出凸轮轴。一个动作循环完成，重复进行后续的安装操作。

为了与内夹爪2的结构相匹配，料棒也就设置对应数量的开槽，以地内夹爪2进行避让。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种密封圈夹取装置，其特征在于，包括：

位于中央的安装柱(1)；

周向环绕设置于所述安装柱(1)上的多片内夹爪(2)，每片所述内夹爪(2)的中部与所述安装柱(1)转动连接；

由第一驱动器(3)驱动、能够沿所述安装柱(1)的轴向往复运动的内夹打开块(4)，所述内夹打开块(4)能够与所述内夹爪(2)的一侧接触，以使所述内夹爪(2)绕其转轴处转动将另一侧张开；

由第二驱动器(5)驱动、沿所述安装柱(1)的轴向往复运动的中间块(6)；所述中间块(6)套装于多片所述内夹爪(2)围成的环形结构之外，所述中间块(6)向下移动对密封圈施加压力，能够将所述内夹爪(2)张开所夹起的密封圈顶出，使密封圈落到对应的工位上；

还包括环绕设置于所述中间块(6)外壁上的多片外夹爪(8)，所述外夹爪(8)的中部与所述中间块(6)转动连接，所述外夹爪(8)通过第三驱动器(9)驱动的外夹打开块(10)张开；所述外夹爪(8)闭合用于将密封圈整形回圆形；

所述内夹爪(2)和所述外夹爪(8)通过弹性带向轴心聚合。

2.根据权利要求1所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述内夹爪(2)上设置向轴心方向呈圆弧状凸出的内夹转动块(201)，所述内夹转动块(201)能够与所述安装柱(1)外壁上开设的内夹转动槽(101)匹配；所述外夹爪(8)上设置向轴心方向呈圆弧状凸出的外夹转动块(801)，所述外夹转动块(801)能够与所述中间块(6)外壁上开设的外夹转动槽(601)匹配。

3.根据权利要求2所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述内夹爪(2)背向轴心的一侧设置用于限位所述弹性带的内夹带槽(202)；所述外夹爪(8)背向轴心的一侧设置用于限位所述弹性带的外夹带槽(802)。

4.根据权利要求1至3任一项所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述内夹爪(2)的顶部为背向轴心凸出的滑动面，环状的所述内夹打开块(4)通过向下滑动使所述内夹爪(2)张开；所述外夹爪(8)的顶部设置向轴心凹陷的滑动面，环状的所述外夹打开块(10)通过向上滑动使所述外夹爪(8)张开。

5.根据权利要求4所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述安装柱(1)从下到上依次包括内夹转动槽(101)、第二滑动柱(103)和第一滑动柱(102)；所述内夹转动槽(101)和所述第一滑动柱(102)的直径小于所述第二滑动柱(103)，所述第二滑动柱(103)上沿轴向开设多个用于避让所述内夹爪(2)的让位槽；所述中间块(6)的中部设置外夹转动槽(601)，两端分别设置用于限位及避让所述外夹爪(8)的开槽。

6.根据权利要求4所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述第一驱动器(3)、所述第二驱动器(5)和所述第三驱动器(9)均为气缸，且固定设置在连接法兰(7)上。

7.根据权利要求6所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述第一驱动器(3)通过Z字型内夹连接块(301)与所述内夹打开块(4)连接；所述第二驱动器(5)通过中间连接块(501)与所述中间块(6)连接；所述第三驱动器(9)连接于所述外夹打开块(10)上向外凸出的外夹连接块(901)。

8.根据权利要求4所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述内夹爪(2)底端面靠近轴心的一侧设置有阶梯状的凸块；所述外夹爪(8)的底部呈折弯结构，末端设置阶梯状的凸块。

9.根据权利要求8所述的密封圈夹取装置，其特征在于，所述内夹爪(2)的数量为八个，所述外夹爪(8)的数量为十六个。

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