CN108202319A - 搬运机械手的快速操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化装配设备，尤其涉及一种阀门配件的自动化搬运设备。搬运机械手的快速操作方法，包括：支架、用于实现搬运功能的自适应机械手、用于放置阀体的夹具体，自适应机械手固连于支架上，夹具体位于自适应机械手可以夹持的范围内；自适应机械手包括：手指、前后气缸、上下气缸、手指气缸、手掌、推板、连接板、主滑板、次滑板、横向直线导轨、纵向直线导轨、卸料轴。由于受到O型箍的弹性约束，动手指在弹性力的作用下而实现对阀体的夹持，整个夹持过程的发生，动作简单明了，阀体插入手指中，手指即可自动实现对阀体的夹持；同时，手指自动适应不同外径的阀体。

Description

搬运机械手的快速操作方法

技术领域

本申请为分案申请，母案的申请号是：2016101238783。本发明涉及一种自动化装配设备，尤其涉及一种阀门配件的自动化搬运设备。

背景技术

汽油喷油嘴作为汽车发动机的重要部件，在汽车的正常行驶中发挥重要作用。

由于喷油嘴阀芯结构小巧，产品可靠性要求高，现在的传统工艺中，都由人工进行装配。对于自动化生产的要求高、难度大。

其中各个零部件的输送和搬运都要依靠人工进行操作，人力资源浪费严重，生产效率低下。

需要采用自动化设备，实现喷油嘴上各个零件的输送和搬运，比例阀体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搬运机械手，用于将喷油嘴的阀体从一个位置移动到另一个位置；利用自适应机械手，实现抓取和搬运，动作简单可靠、对控制系统的要求低，并实现了无人化作业、自动化工作。

为实现上述目的，本发明公开了搬运机械手，包括：支架、用于实现搬运功能的自适应机械手、用于放置阀体的夹具体，自适应机械手固连于支架上，夹具体位于自适应机械手可以夹持的范围内；

自适应机械手包括：手指、前后气缸、上下气缸、手指气缸、手掌、推板、连接板、主滑板、次滑板、横向直线导轨、纵向直线导轨、卸料轴，主滑板的两侧固连于连接板，连接板通过横向直线导轨活动连接于支架，前后气缸的气缸体固连于支架，前后气缸的活塞杆的末端固连于主滑板，次滑板通过纵向直线导轨活动连接于主滑板；上下气缸的气缸体固连于主滑板，上下气缸的活塞杆的末端固连于次滑板；手指固连于手掌，手掌固连于次滑板，手指气缸的气缸体固连于次滑板，次滑板的活塞杆的末端设置推板，卸料轴活动连接于手指，卸料轴位于手指的内部，卸料轴的末端固连于推板；

手指包括：主手指、动手指、O型箍，动手指活动连接主手指，在主手指、动手指的外部设置带有弹性伸缩功能的O型箍，主手指、动手指构成同心布置并形成用于容纳夹持部的夹持空间，夹持空间和夹持部的外形相匹配。

优选地，在主手指、动手指之间设置中槽，在中槽的中间段设置偏置槽，在偏置槽的上下部位设置横向缝隙，横向缝隙连接中槽与偏置槽。

优选地，横向缝隙的尺寸为十丝至二十丝。

优选地，在支架上设置阻尼器，阻尼器位于主滑板行程的两个末端位置。

优选地，手指的数量为一至五个。

优选地，横向直线导轨位于主滑板的两侧，横向直线导轨的数量为两组。

优选地，O型箍为受拉弹簧。

和传统技术相比，接下来详细描述本发明搬运机械手的积极作用和有益效果：

阀体位于夹具体上，阀体位于自适应机械手的可夹持范围内。

开始状态时，前后气缸、上下气缸、手指气缸的活塞杆均处于缩回状态。此时，手指位于夹具体的上部。夹持空间的尺寸小于夹持部的外径。

由于动手指活动连接主手指，由于在主手指、动手指的外部设置带有弹性伸缩功能的O型箍，由于受到O型箍的弹性约束，动手指在弹性力的作用下而紧贴于主手指。

手指夹持阀体。上下气缸的活塞杆伸出，次滑板在纵向直线导轨的导向下相对于主滑板向下运动一段距离。手掌向下运动，使手指朝阀体运动，阀体的夹持部进入至手指的夹持空间。夹持空间被夹持部撑开，动手指相对于主手指沿横向缝隙做相对运动，使中槽、偏置槽的尺寸变大，夹持部位于主手指、动手指之间，由于受到O型箍的弹性约束，动手指、夹持部、主手指被O型箍绑在了一起，实现了手指对阀体的夹持。O型箍使阀体连接于手指上，使阀体随手指而运动。

自适应机械手移动阀体。前后气缸、上下气缸、手指气缸的活塞杆均处于缩回状态。手掌上升，阀体随手指一起向上运动，阀体脱离夹具体。

接着，前后气缸的活塞杆处于伸出状态，上下气缸、手指气缸的活塞杆均处于缩回状态。主滑板的两侧固连于连接板，连接板通过横向直线导轨活动连接于支架，主滑板在横向直线导轨的导向下受前后气缸的驱动而进行运动。使得阀体被自适应机械手夹持后运动了一段距离、到达了另外一个位置。

自适应机械手松开阀体。手指气缸的气缸体固连于次滑板，次滑板的活塞杆的末端设置推板，手指气缸的活塞杆伸出，使推板向手掌所在方向运动。卸料轴活动连接于手指，卸料轴位于手指的内部，卸料轴的末端固连于推板。卸料轴在手掌的推动下、在手指的导向下，朝阀体所在方向运动，卸料轴接触到夹持部的上部，并推动夹持部脱离夹持空间。

接下来详细描述本发明搬运机械手的自适应机械手的详细结构及工作过程、工作原理：

夹持空间被夹持部撑开，动手指相对于主手指沿横向缝隙做相对运动，使中槽、偏置槽的尺寸变大。横向缝隙对动手指的运动起到了运动导向的作用，使得动手指相对于主手指做平移运动，夹持空间始终保持圆柱形的形态。如果缺少横向缝隙的引导，夹持空间在变大的过程中可能形成圆锥形的形态，从而降低夹持的精度。横向缝隙的存在，使得夹持的精度提高、夹持的稳定性活动了保证。由于受到O型箍的弹性约束，动手指在弹性力的作用下而实现对阀体的夹持，整个夹持过程的发生，动作简单明了，阀体插入手指中，手指即可自动实现对阀体的夹持；同时，手指自动适应不同外径的阀体。

在传统技术中，通常使用气动手指实现对工件的抓取，气动手指的价格高、结构复杂、不利于长久使用。手指采用简单的圆柱体结构，就可以实现对阀体的抓取，避免了使用气动手指，动作简单、结构简单、受用寿命长、成本低，并大大降低了对控制系统的要求。

手指夹持阀体后，采用简单的动作即可实现对阀体的脱开。手指气缸的活塞杆伸出，使卸料轴推动阀体脱离夹持空间,即可实现对阀体的脱落。阀体的脱开手指的过程中同时存在向下的运动过程，这个向下运动的过程可以实现将阀体装配到另外的夹具中，大大提高了本发明搬运机械手的工作效率。

通过以下的描述并结合附图，本发明搬运机械手将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明搬运机械手的一个具体实施例的结构示意图；

图2、3、4、5为本发明搬运机械手在另一个视角下的部分结构示意图；

图6为本发明搬运机械手的剖面结构示意图；

图7、8、9为本发明搬运机械手在另一个视角下的部分结构示意图；

图10为阀体的结构示意图。

3阀体、4耳朵、5内孔、6圆柱体、23夹具体、24夹持部、25自适应机械手、26支架、27手指、28前后气缸、29上下气缸、30手指气缸、31阻尼器、32手掌、33推板、34连接板、35主滑板、36次滑板、37横向直线导轨、38纵向直线导轨、39卸料轴、40主手指、41动手指、42O型箍。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上，本发明提供了一种搬运机械手，用于将阀体从一个地方移动到另一个地方，由自适应机械手抓取阀体，并将阀体输送至待装配位置，全自动操作，实现无人化作业，具有很高的工作效率。

见图9，首先介绍一下阀体3的结构组成，阀体3包括：耳朵4、内孔5、圆柱体6，耳朵4位于阀体3的中上部位，耳朵3的下部位为圆柱体6，在耳朵3的下部具有内孔5，耳朵4的上部为夹持部24。阀体3采用精密锻造工艺制备毛坯，由数控车床车削出圆柱体结构。

图1为本发明搬运机械手的一个具体实施例的结构示意图，图2、3、4、5为本发明搬运机械手在另一个视角下的部分结构示意图，图6为本发明搬运机械手的剖面结构示意图，图7、8、9为本发明搬运机械手在另一个视角下的部分结构示意图，图10为阀体的结构示意图。

本发明搬运机械手，包括：支架26、用于实现搬运功能的自适应机械手25、用于放置阀体3的夹具体23，自适应机械手25固连于支架26上，夹具体23位于自适应机械手25可以夹持的范围内；

自适应机械手25包括：手指27、前后气缸28、上下气缸29、手指气缸30、手掌32、推板33、连接板34、主滑板35、次滑板36、横向直线导轨37、纵向直线导轨38、卸料轴39，主滑板35的两侧固连于连接板34，连接板34通过横向直线导轨37活动连接于支架26，前后气缸28的气缸体固连于支架26，前后气缸28的活塞杆的末端固连于主滑板35，次滑板36通过纵向直线导轨38活动连接于主滑板35；上下气缸29的气缸体固连于主滑板35，上下气缸29的活塞杆的末端固连于次滑板36；手指27固连于手掌32，手掌32固连于次滑板36，手指气缸30的气缸体固连于次滑板36，次滑板36的活塞杆的末端设置推板33，卸料轴39活动连接于手指27，卸料轴39位于手指27的内部，卸料轴39的末端固连于推板33；

手指27包括：主手指40、动手指41、O型箍42，动手指41活动连接主手指40，在主手指40、动手指41的外部设置带有弹性伸缩功能的O型箍42，主手指40、动手指41构成同心布置并形成用于容纳夹持部24的夹持空间43，夹持空间43和夹持部24的外形相匹配。

更具体地，在主手指40、动手指41之间设置中槽44，在中槽44的中间段设置偏置槽45，在偏置槽44的上下部位设置横向缝隙46，横向缝隙46连接中槽44与偏置槽45。

更具体地，横向缝隙46的尺寸为十丝至二十丝。

更具体地，在支架26上设置阻尼器31，阻尼器31位于主滑板35行程的两个末端位置。

更具体地，手指27的数量为一至五个。

更具体地，横向直线导轨37位于主滑板35的两侧，横向直线导轨37的数量为两组。

更具体地，O型箍42为受拉弹簧。

见图1至图9接下来详细描述本发明搬运机械手每个步骤的工作过程和工作原理：

阀体3位于夹具体23上，阀体3位于自适应机械手25的可夹持范围内。

开始状态时，前后气缸28、上下气缸29、手指气缸30的活塞杆均处于缩回状态。此时，手指27位于夹具体23的上部。夹持空间43的尺寸小于夹持部24的外径。

由于动手指41活动连接主手指40，由于在主手指40、动手指41的外部设置带有弹性伸缩功能的O型箍42，由于受到O型箍42的弹性约束，动手指41在弹性力的作用下而紧贴于主手指40。

手指27夹持阀体3。上下气缸29的活塞杆伸出，次滑板36在纵向直线导轨38的导向下相对于主滑板35向下运动一段距离。手掌32向下运动，使手指27朝阀体3运动，阀体3的夹持部24进入至手指27的夹持空间43。夹持空间43被夹持部24撑开，动手指41相对于主手指40沿横向缝隙46做相对运动，使中槽44、偏置槽45的尺寸变大，夹持部24位于主手指40、动手指41之间，由于受到O型箍42的弹性约束，动手指41、夹持部24、主手指40被O型箍42绑在了一起，实现了手指27对阀体3的夹持。O型箍42使阀体3连接于手指27上，使阀体3随手指27而运动。

自适应机械手25移动阀体3。前后气缸28、上下气缸29、手指气缸30的活塞杆均处于缩回状态。手掌32上升，阀体3随手指27一起向上运动，阀体3脱离夹具体23。

接着，前后气缸28的活塞杆处于伸出状态，上下气缸29、手指气缸30的活塞杆均处于缩回状态。主滑板35的两侧固连于连接板34，连接板34通过横向直线导轨37活动连接于支架26，主滑板35在横向直线导轨37的导向下受前后气缸28的驱动而进行运动。使得阀体3被自适应机械手25夹持后运动了一段距离、到达了另外一个位置。

自适应机械手25松开阀体3。手指气缸30的气缸体固连于次滑板36，次滑板36的活塞杆的末端设置推板33，手指气缸30的活塞杆伸出，使推板33向手掌32所在方向运动。卸料轴39活动连接于手指27，卸料轴39位于手指27的内部，卸料轴39的末端固连于推板33。卸料轴39在手掌32的推动下、在手指27的导向下，朝阀体3所在方向运动，卸料轴39接触到夹持部24的上部，并推动夹持部24脱离夹持空间43。

接下来详细描述本发明搬运机械手的自适应机械手的详细结构及工作过程、工作原理：

夹持空间43被夹持部24撑开，动手指41相对于主手指40沿横向缝隙46做相对运动，使中槽44、偏置槽45的尺寸变大。横向缝隙46对动手指41的运动起到了运动导向的作用，使得动手指41相对于主手指40做平移运动，夹持空间43始终保持圆柱形的形态。如果缺少横向缝隙46的引导，夹持空间43在变大的过程中可能形成圆锥形的形态，从而降低夹持的精度。横向缝隙46的存在，使得夹持的精度提高、夹持的稳定性活动了保证。由于受到O型箍42的弹性约束，动手指41在弹性力的作用下而实现对阀体3的夹持，整个夹持过程的发生，动作简单明了，阀体3插入手指27中，手指27即可自动实现对阀体3的夹持；同时，手指27自动适应不同外径的阀体3。

在传统技术中，通常使用气动手指实现对工件的抓取，气动手指的价格高、结构复杂、不利于长久使用。手指27采用简单的圆柱体结构，就可以实现对阀体3的抓取，避免了使用气动手指，动作简单、结构简单、受用寿命长、成本低，并大大降低了对控制系统的要求。

手指27夹持阀体3后，采用简单的动作即可实现对阀体3的脱开。手指气缸30的活塞杆伸出，使卸料轴39推动阀体3脱离夹持空间43,即可实现对阀体3的脱落。阀体3的脱开手指27的过程中同时存在向下的运动过程，这个向下运动的过程可以实现将阀体3装配到另外的夹具中，大大提高了本发明搬运机械手的工作效率。

横向缝隙46的尺寸为十丝至二十丝，采用十丝至二十丝的尺寸，可以使动手指41采用线切割工艺从制备主手指40的圆柱轴上切割下来，切割完成后，即可同时获取动手指41和主手指40。

在支架26上设置阻尼器31，阻尼器31位于主滑板35行程的两个末端位置。使主滑板35在行程末端的位置处，获取一定的阻尼减速效果，避免了主滑板35在运动过程中发生冲击、撞击。

手指27的数量为一至五个，多个手指27同时工作，使工作的效率获得成倍地提高。

横向直线导轨37位于主滑板35的两侧，横向直线导轨37的数量为两组。可以使夹具体23位于手指27的下部，有助于合理布置生产设备。

O型箍42为受拉弹簧。由于弹簧的制备工艺成熟，并且弹簧具备长久的使用寿命，利用受拉弹簧作为材质制作的O型箍42，性能稳定可靠。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种搬运机械手的快速操作方法，其特征在于,结构组成上包括：支架、用于实现搬运功能的自适应机械手、用于放置阀体的夹具体，自适应机械手固连于支架上，夹具体位于自适应机械手可以夹持的范围内；操作方法上包括以下步骤：

A、前后气缸、上下气缸、手指气缸的活塞杆均处于缩回状态；

此时，手指位于夹具体的上部；

夹持空间的尺寸小于夹持部的外径；

B、手指夹持阀体，上下气缸的活塞杆伸出，次滑板在纵向直线导轨的导向下相对于主滑板向下运动一段距离；手掌向下运动，使手指朝阀体运动，阀体的夹持部进入至手指的夹持空间；夹持空间被夹持部撑开，动手指相对于主手指沿横向缝隙做相对运动，使中槽、偏置槽的尺寸变大，夹持部位于主手指、动手指之间，由于受到O型箍的弹性约束，动手指、夹持部、主手指被O型箍绑在了一起，实现了手指对阀体的夹持；

C、自适应机械手移动阀体，前后气缸、上下气缸、手指气缸的活塞杆均处于缩回状态；手掌上升，阀体随手指一起向上运动，阀体脱离夹具体；

D、前后气缸的活塞杆处于伸出状态，上下气缸、手指气缸的活塞杆均处于缩回状态；主滑板的两侧固连于连接板，连接板通过横向直线导轨活动连接于支架，主滑板在横向直线导轨的导向下受前后气缸的驱动而进行运动。

2.根据权利要求1的搬运机械手的快速操作方法，其特征在于,自适应机械手松开阀体，手指气缸的气缸体固连于次滑板，次滑板的活塞杆的末端设置推板，手指气缸的活塞杆伸出，使推板向手掌所在方向运动；卸料轴活动连接于手指，卸料轴位于手指的内部，卸料轴的末端固连于推板；卸料轴在手掌的推动下、在手指的导向下，朝阀体所在方向运动，卸料轴接触到夹持部的上部，并推动夹持部脱离夹持空间。