CN108705556A - 一种浮动定位模块 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种浮动定位模块，包括依次层叠设置的盖板、定位块、壳体、连接板，盖板和定位块固定连接，定位块和壳体固定连接，定位块、壳体、连接板合围形成有第一容置空间，第一容置空间中设有浮动块，浮动块在外周向与壳体间留有浮动间隙，浮动块和连接板固定连接；还包括锁紧机构，以固定浮动块与壳体的相对位置或使浮动块可相对于壳体浮动。本发明承重能力强；设置有锁紧机构，避免物体移动搬运过程中的晃动和震动，无噪音，同时提高了机械手的稳定性和寿命，降低了维护成本；在平面浮动的基础上，增加了角向浮动，从而避免因定位不准确造成的工装损坏和物体定位面损坏，同时降低了机械手由于抓取工件时水平和角向受力带来的损伤。

Description

一种浮动定位模块

技术领域

本发明涉及自动化上、下料及搬运设备技术领域，具体涉及一种浮动定位模块。

背景技术

随着自动化技术的陆续推广，市场对自动化设备要求越来越高，特别是对自动化上、下料及搬运设备，大多都需要机械手能够准确定位，尤其是用于搬运需要准确定位的被搬运物体时，如：被搬运物体需要两销定位等，不但需要平面定位准确，还需要角向定位准确，但是，由于机械手运动都有精度误差，无法满足要求，如果再增加机械手第七轴运动，误差就更大，导致上、下料或者搬运操作时达不到定位要求，以至于损坏物体或者降低机械手使用寿命。

目前市场上，对一些定位要求高的自动化上、下料或搬运设备，大多都采用两个小导轨(X向导轨和Y向导轨)带滑块垂直布局的浮动定位结构配合机械手使用，利用两个导轨的滑动及插补，以达到浮动的需求。

上述浮动定位结构虽然达到了部分浮动的要求，但是存在明显的缺陷：

1、由于错误的使用了导轨及滑块的承重方向，导致承重能力差；

2、由于没有锁紧机构，导致机械手在移动的过程中，物体带动滑块晃动，造成的碰撞极易损坏滑块，增加了维护成本，同时移动碰撞噪音大，移动带来的晃动降低了机械手的稳定性和使用寿命；

3、虽然满足了水平方向的浮动，但是无法满足角向上的浮动和矫正，当被搬运物体需要两销定位时，无法角向浮动，会导致卡死，损坏物体的连接销或者物体上的连接孔，同时浮动定位结构上的滑块也容易损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浮动定位模块。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种浮动定位模块，包括依次层叠设置的盖板、定位块、壳体、连接板，所述盖板和所述定位块固定连接，所述定位块和所述壳体固定连接，所述定位块、壳体、连接板合围形成有第一容置空间，所述第一容置空间中设有浮动块，所述浮动块在外周向与所述壳体间留有浮动间隙，所述浮动块和所述连接板固定连接；

还包括锁紧机构，以固定所述浮动块与所述壳体的相对位置或使所述浮动块可相对于所述壳体浮动。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述盖板和所述定位块通过第一螺钉固定连接，所述定位块和所述壳体通过第二螺钉固定连接，所述浮动块和所述连接板通过第三螺钉固定连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述浮动块、壳体垂直于所述浮动块轴向的压合面均是抛光面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述浮动块、壳体垂直于所述浮动块轴向的压合面之间设有若干滚珠。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述锁紧机构包括定位孔和定位件，所述定位孔带有锥度且位于所述浮动块靠近定位块的一侧表面，所述定位块上设有装配孔，所述定位件贯穿所述装配孔设置且至少两个所述定位件靠近所述浮动块一侧的端部带有锥度，以与所述定位孔配合固定所述浮动块与所述壳体的相对位置或使所述浮动块可相对于所述壳体浮动；

所述盖板、定位块、定位件合围形成有第二容置空间，所述盖板上设有进气孔，以通过向所述第二容置空间中充入高压气体，使所述定位件具有向靠近所述定位孔一侧移动的应力，还包括弹簧，所述弹簧一端与所述定位件抵持接触，另一端与所述定位块抵持接触，以使所述定位件具有向远离所述定位孔一侧移动的应力。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述定位件为若干分体结构的定位销，其中至少两个定位销靠近所述浮动块一侧的端部带有锥度，其余定位销的端部为平面状。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述装配孔和所述定位件的配合面之间设有密封圈。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述定位件为四个分体结构的定位销，其中两个定位销靠近所述浮动块一侧的端部带有锥度，两个定位销的端部为平面状。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述盖板上设有第一连接螺孔，所述连接板上设有第二连接螺孔。

相对于现有技术，本发明的技术效果在于：

本发明承重能力强(可负重0-200KG)，拓展了使用范围；设置有锁紧机构，避免物体移动搬运过程中的晃动和震动，无噪音，同时提高了机械手的稳定性和寿命，降低了维护成本；在平面浮动的基础上，增加了角向浮动，从而避免因定位不准确造成的工装损坏和物体定位面损坏，同时降低了机械手由于抓取工件时水平和角向受力带来的损伤。

附图说明

图1是本发明实施方式中一种浮动定位模块的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

以下提供本发明的一种实施方式：

请参见图1，一种浮动定位模块，包括依次层叠设置的盖板1、定位块2、壳体3、连接板4，所述盖板1和所述定位块2固定连接，所述定位块2和所述壳体3固定连接，所述定位块2、壳体3、连接板4合围形成有第一容置空间，所述第一容置空间中设有浮动块5，所述浮动块5在外周向与所述壳体3间留有浮动间隙(浮动块5因此可以在平面和角向浮动)，所述浮动块5和所述连接板4固定连接；

还包括锁紧机构，以固定所述浮动块5与所述壳体3的相对位置或使所述浮动块5可相对于所述壳体3浮动。

进一步的，所述盖板1和所述定位块2通过第一螺钉6固定连接，所述定位块2和所述壳体3通过第二螺钉7固定连接，所述浮动块5和所述连接板4通过第三螺钉8固定连接。

进一步的，在本实施方式中所述浮动块5、壳体3垂直于所述浮动块5轴向的压合面之间设有若干滚珠9。利用滚珠9作支撑，满足了浮动块5在平面和角向浮动的需求，同时减少了摩擦力，也就减少机械手受到物体浮动带来的力，提高机械手寿命及稳定性。

当然，在其它实施方式中所述浮动块5、壳体3垂直于所述浮动块5轴向的压合面也可以设置为均是抛光面。利用两光滑的平面接触来代替滚珠9，摩擦力小，也可满足使用。

进一步的，在本实施方式中所述锁紧机构包括定位孔10和定位件11，所述定位孔10带有锥度且位于所述浮动块5靠近定位块2的一侧表面，所述定位块2上设有装配孔，所述定位件11贯穿所述装配孔设置且至少两个所述定位件11靠近所述浮动块5一侧的端部带有锥度(例如在定位件11端部设置倒角)，以与所述定位孔10配合固定所述浮动块5与所述壳体3的相对位置或使所述浮动块5可相对于所述壳体3浮动；

所述盖板1、定位块2、定位件11合围形成有第二容置空间，所述盖板1上设有进气孔12，以通过向所述第二容置空间中充入高压气体，使所述定位件11具有向靠近所述定位孔10一侧移动的应力，还包括弹簧13，所述弹簧13一端与所述定位件11抵持接触，另一端与所述定位块2抵持接触，以使所述定位件11具有向远离所述定位孔10一侧移动的应力。

利用气压锁紧，避免物体摆动；弹簧13推出，结构简单，降低制造成本，同时减少气路，降低了维护成本。

与此相对的，在其它实施方式中，也可以采用双气路对定位件11进行锁紧和推出控制，即另加一个气路取代弹簧13，如此需在增加一个气路的同时再增加电磁阀等配件，制造、维护成本更高。

进一步的，所述定位件11为若干分体结构(定位销之间相互独立)的定位销，其中至少两个定位销靠近所述浮动块5一侧的端部带有锥度，其余定位销的端部为平面状。

选取分体结构的定位销作为定位件11，可以避免合体后部分定位销定位不上带来的定位误差，提高定位精度，同时降低了制造难度，减少了制作成本，提高了产品竞争力。

替代方案是：制作成整体定位件进行定位。

具体的，在本实施方式中所述定位件11为四个分体结构的定位销，其中两个定位销靠近所述浮动块5一侧的端部带有锥度，两个定位销的端部为平面状(与图1中端部带锥度的定位销垂直排布，也即是端部为平面状的定位销在图1的进深方向排布)。

利用两个平面定位销和两个带锥度定位销对浮动块5进行定位，达到准确定位目的的同时，还可避免运动过程中产生晃动和震动。

在其它实施方式中，还可以适当增减定位销数量，或将所有定位销均设置为带锥度定位销。

进一步的，所述装配孔和所述定位件11的配合面之间设有密封圈14。

进一步的，所述盖板1上设有第一连接螺孔15，所述连接板4上设有第二连接螺孔16。第一连接螺孔15用于与机械手连接，第二连接螺孔16用于与物体的工装连接。

进一步的，浮动定位模块的外形可根据机械手和被搬运物体的需求，做成圆形，方形等形状。

本装置不仅可以安装在自动化上、下料和搬运的机械手上使用，也可安装到物体的工装上使用。

以下以搬运两销定位物体为例对本发明的工作过程进行说明：

当机械手抓取物体时，首先断开电磁阀，使得高压气体不再进入第二容置空间，此时，带锥度定位销和平面定位销通过弹簧13的推力，离开浮动块5(如图1所示)，使得浮动块5可以在一定的浮动间隙内进行浮动。由于带锥度的定位销退出，浮动块5可以在一定的角度内进行角向旋转。带锥度定位销的退出量决定了浮动块5角向可浮动的角度。

然后手爪拿取物体，物体可顺利从两销定位工装上拿出，保护了工装，保护了物体定位面不受损，连接孔不被划伤，同时降低了机械手由于抓取工件时水平和角向受力带来的损伤。

在搬运的过程中，启动高压气体电磁阀，使得高压气体进入第二容置空间，推动带锥度定位销和平面定位销压到浮动块5上(带锥度定位销伸入定位孔10中压住，平面定位销直接压在浮动块5顶面上)，使得浮动块5锁死，同时通过带锥度的定位销将浮动块5进行准确定位，达到准确定位的要求，以此避免物体在运动过程中浮动造成的震动带来的噪音，同时降低震动给机械手带来的冲击，提高了机械手的寿命和稳定性。

当物体被搬运到需要固定的工装时，机械手到达一定的位置，断开高压气体电磁阀，使得高压气体不再进入第二容置空间，使得带锥面定位销和平面定位销通过弹簧13的推力退出浮动块5，浮动块5可以浮动，抵消了机械手定位精度带来的定位和角向误差，满足物体需要的定位和角向关系，保护了工装，保护了物体定位面不受损，连接孔不被划伤，同时降低了机械手由于抓取工件时水平和角向受力带来的损伤。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种浮动定位模块，其特征在于，包括依次层叠设置的盖板、定位块、壳体、连接板，所述盖板和所述定位块固定连接，所述定位块和所述壳体固定连接，所述定位块、壳体、连接板合围形成有第一容置空间，所述第一容置空间中设有浮动块，所述浮动块在外周向与所述壳体间留有浮动间隙，所述浮动块和所述连接板固定连接；

还包括锁紧机构，以固定所述浮动块与所述壳体的相对位置或使所述浮动块可相对于所述壳体浮动。

2.根据权利要求1所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述盖板和所述定位块通过第一螺钉固定连接，所述定位块和所述壳体通过第二螺钉固定连接，所述浮动块和所述连接板通过第三螺钉固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述浮动块、壳体垂直于所述浮动块轴向的压合面均是抛光面。

4.根据权利要求1所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述浮动块、壳体垂直于所述浮动块轴向的压合面之间设有若干滚珠。

5.根据权利要求1所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述锁紧机构包括定位孔和定位件，所述定位孔带有锥度且位于所述浮动块靠近定位块的一侧表面，所述定位块上设有装配孔，所述定位件贯穿所述装配孔设置且至少两个所述定位件靠近所述浮动块一侧的端部带有锥度，以与所述定位孔配合固定所述浮动块与所述壳体的相对位置或使所述浮动块可相对于所述壳体浮动；

所述盖板、定位块、定位件合围形成有第二容置空间，所述盖板上设有进气孔，以通过向所述第二容置空间中充入高压气体，使所述定位件具有向靠近所述定位孔一侧移动的应力，还包括弹簧，所述弹簧一端与所述定位件抵持接触，另一端与所述定位块抵持接触，以使所述定位件具有向远离所述定位孔一侧移动的应力。

6.根据权利要求5所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述定位件为若干分体结构的定位销，其中至少两个定位销靠近所述浮动块一侧的端部带有锥度，其余定位销的端部为平面状。

7.根据权利要求5所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述装配孔和所述定位件的配合面之间设有密封圈。

8.根据权利要求6所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述定位件为四个分体结构的定位销，其中两个定位销靠近所述浮动块一侧的端部带有锥度，两个定位销的端部为平面状。

9.根据权利要求1所述的一种浮动定位模块，其特征在于，所述盖板上设有第一连接螺孔，所述连接板上设有第二连接螺孔。