CN108818349B - 基于永磁吸附原理的模块化吸附装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于永磁吸附原理的模块化吸附装置,包括中心安装板、支撑柱、自动化设备接口、铰制孔用螺栓、气管接头、旋转气缸本体、模块化安装臂、磁霸、拨动转盘和转动插销。其中驱动装置包括旋转气缸本体、气管接头、气缸输出轴、拨动转盘和转动插销；自动化设备接口通过支撑柱来固定在中心安装板上；磁霸安装在相应模块化安装臂孔位上并通过驱动装置驱动；模块化安装臂固定在中心安装板上。本装置采用模块化设计思想并根据实际使用情况选择安装孔位、模块化安装臂的安装数量与安装角度、磁霸的负载大小和自动化设备接口，且只需通过控制气路通断即可实现吸附或卸载，因此本发明控制简单、适应性强、负载能力大且容易与各自动化设备配合使用。

Description

基于永磁吸附原理的模块化吸附装置

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种基于永磁吸附原理的模块化吸附装置。

背景技术

随着社会的发展，工业制造等自动化设备领域中对自动化辅助装置的需求也不断增加，但目前很多自动化辅助装备的使用适应性不强，当设备变换后可能就不能继续使用了，这在如今这个快速发展的社会中定会使适应性不强的设备价值大大降低，因此设计的自动化辅助设备具有较强的设备、环境适应性是一个不错的发展方向。

目前常见的用于固定自动化设备、机械臂多为导轨类、轮式等只能在一定范围内移动，而用于其末端执行器的自动化设备多为真空吸附式，其负载不大只能用于轻载的场合且在吸附过程中一直要消耗能量。在市场上也有部分永磁吸附设备，它的结构简单，吸附力远大于真空吸附，且对壁面的凸凹适应性强，但目前其通常是单个独立使用且一般是手动控制，如用于各种机床上千分表的磁力吸座。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种控制简单、适应性强、负载能力大的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，该模块吸附装置主要包括中心安装板、支撑柱、自动化设备接口、铰制孔用螺栓、驱动装置、模块化安装臂、以及磁霸。所述支撑柱固定在中心安装板上。所述自动化设备接口用于连接外部机械手或移动设备，该接口设置在中心安装板上方，并与支撑柱固定连接。所述模块化安装臂的一端采用卡口设计，卡在中心安装板上并通过铰制孔用螺栓进行固定，其另一端向外延伸。另外，模块化安装臂本体上还设有用于安装驱动装置的安装孔。所述磁霸安装在模块化安装臂底部。所述驱动装置安装在模块化安装臂上，并与底部的磁霸传动连接，驱动磁霸实现工件的吸附或卸载。

具体的，所述驱动装置包括旋转气缸本体、气管接头、气缸输出轴、拨动转盘、以及转动插销。所述旋转气缸本体固定在模块化安装臂上。所述气管接头设置在旋转气缸本体上，与旋转气缸本体气动连接。所述气缸输出轴安装在旋转气缸本体内，与旋转气缸本体传动连接，并从上往下穿过安装孔后与拨动转盘中部传动连接，带着拨动转盘转动。所述拨动转盘位于磁霸顶部，所述转动插销的一端固定在拨动转盘上，另一端向下延伸并与磁霸传动连接，从而拨动磁霸改变吸附状态。

具体的，所述磁霸包括上永磁体、下永磁体、以及磁霸基座。所述磁霸基座位于模块化安装臂底部，并与模块化安装臂固定连接。所述上永磁体和下永磁体均设置在磁霸基座内，且上永磁体与下永磁体可相对转动。所述转动插销的另一端插入上永磁体内，驱动上永磁体实现转动180度。

作为本发明的优选方案，所述转动插销设为至少两根，且采用非对称布局。采用该非对称设计可以避免安装时的出错，同时，非对称的设计更容易拨动磁霸转动，提高驱动磁霸的效率。

作为本发明的优选方案，为了使气缸输出轴与拨动转盘的连接更方便，本发明所述气缸输出轴采用D型结构设计，与拨动转盘实现传动连接。

作为本发明的优选方案，为了拓宽吸附工件的面积，提高吸附装置的负载能力，本发明所述安装孔的数量设为三个，沿着模块化安装臂轴线方向等间距分布。实际使用时，可根据工件的面积和重量安装1个、2个或3个磁霸，从而更稳固地吸附工件。

作为本发明的优选方案，为了使模块化吸附装置适用于更多场合，本发明所述中心安装板采用圆形多孔位对称式设计，设置的用于安装模块化安装臂的孔位数量为偶数。实际使用时，可根据工件大小和形状是否规则，选用不同孔数的中心安装板，从而获得更好的吸附效果。

本发明的工作过程和原理是：本发明提供一种基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，充分利用了永磁吸附机构简单、负载大、对磁性壁面的凸凹适应性强、无功耗的优势，同时本装置充分采用了模块化的设计思想，可以根据实际的使用情况选择安装孔位、模块化安装臂的安装数量与安装角度、磁霸的负载大小和自动化设备接口。本装置既可以用于自动化设备、机械臂等将其固定于磁性壁面并在需要时可在磁性壁面上自主移动，同时也可用于其末端用来搬运各种磁性材料等。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置的控制逻辑简单、适应性强、负载能力大且容易与各自动化设备配合使用。

(2)本发明所提供的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置采用旋转气缸来驱动磁霸，实现吸附或卸载工件，该结构具有设计简单、运行可靠、吸附效率高的优点。

(3)本发明所提供的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置采用模块化安装臂安装若干组磁霸的方式构成有效吸附工件的装置，实际使用时可根据工件的面积和重量选用不同孔数的中心安装板和不同数量的模块化安装板，从而使工件的吸附和卸载更方便、简单、容易操作。

附图说明

图1为本发明基于永磁吸附原理的模块化吸附装置整体示意图。

图2为本发明基于永磁吸附原理的模块化吸附装置模块臂示意图。

图3为本发明基于永磁吸附原理的模块化吸附装置模块臂局部剖视图。

上述附图中的标号说明：

1-中心安装板，2-支撑柱，3-自动化设备接口，4-铰制孔用螺栓，5-模块化安装臂，51-安装孔位一，52-安装孔位二，53-安装孔位三，6-驱动装置，61-旋转气缸本体，62-气管接头，63-气缸输出轴，64-拨动转盘，65-转动插销，7-磁霸，71-上永磁体，72-下永磁体，73-磁霸基座，8-锁紧螺母。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例公开了基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，该模块吸附装置主要包括中心安装板1、支撑柱2、自动化设备接口3、铰制孔用螺栓4、驱动装置6、模块化安装臂5、以及磁霸。所述支撑柱2固定在中心安装板1上。所述自动化设备接口3用于连接外部机械手或移动设备，该接口设置在中心安装板1上方，并与支撑柱2固定连接。所述模块化安装臂5的一端采用卡口设计，卡在中心安装板1上并通过铰制孔用螺栓4进行固定，其另一端向外延伸。另外，模块化安装臂5本体上还设有用于安装驱动装置6的安装孔。所述磁霸安装在模块化安装臂5底部。所述驱动装置6安装在模块化安装臂5上，并与底部的磁霸传动连接，驱动磁霸实现工件的吸附或卸载。

具体的，所述驱动装置6包括旋转气缸本体61、气管接头62、气缸输出轴63、拨动转盘64、以及转动插销65。所述旋转气缸本体61固定在模块化安装臂5上。所述气管接头62设置在旋转气缸本体61上，与旋转气缸本体61气动连接。所述气缸输出轴63安装在旋转气缸本体61内，与旋转气缸本体61传动连接，并从上往下穿过安装孔后与拨动转盘64中部传动连接，带着拨动转盘64转动。所述拨动转盘64位于磁霸顶部，所述转动插销65的一端固定在拨动转盘64上，另一端向下延伸并与磁霸传动连接，从而拨动磁霸改变吸附状态。

具体的，所述磁霸包括上永磁体71、下永磁体72、以及磁霸基座73。所述磁霸基座73位于模块化安装臂底部，并与模块化安装臂固定连接。所述上永磁体71和下永磁体72均设置在磁霸基座73内，且上永磁体71与下永磁体72可相对转动。所述转动插销65的另一端插入上永磁体71内，驱动上永磁体71实现转动180度。

作为本发明的优选方案，所述转动插销65设为至少两根，且采用非对称布局。采用该非对称设计可以避免安装时的出错，同时，非对称的设计更容易拨动磁霸转动，提高驱动磁霸的效率。

作为本发明的优选方案，为了使气缸输出轴63与拨动转盘64的连接更方便，本发明所述气缸输出轴63采用D型结构设计，与拨动转盘64实现传动连接。

作为本发明的优选方案，为了拓宽吸附工件的面积，提高吸附装置的负载能力，本发明所述安装孔的数量设为三个，沿着模块化安装臂5轴线方向等间距分布。实际使用时，可根据工件的面积和重量安装1个、2个或3个磁霸，从而更稳固地吸附工件。

作为本发明的优选方案，为了使模块化吸附装置适用于更多场合，本发明所述中心安装板1采用圆形多孔位对称式设计，设置的用于安装模块化安装臂5的孔位数量为偶数。实际使用时，可根据工件大小和形状是否规则，选用不同孔数的中心安装板1，从而获得更好的吸附效果。

本发明的工作过程和原理是：本发明提供一种基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，充分利用了永磁吸附机构简单、负载大、对磁性壁面的凸凹适应性强、无功耗的优势，同时本装置充分采用了模块化的设计思想，可以根据实际的使用情况选择安装孔位、模块化安装臂5的安装数量与安装角度、磁霸7的负载大小和自动化设备接口3。本装置既可以用于自动化设备、机械臂等将其固定于磁性壁面并在需要时可在磁性壁面上自主移动，同时也可用于其末端用来搬运各种磁性材料等。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

实施例2：

请参见图1至图3，基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，包括中心安装板1、支撑柱2、自动化设备接口3、铰制孔用螺栓4、气管接头62、旋转气缸本体61、模块化安装臂5、磁霸7、锁紧螺母8、拨动转盘64和转动插销65。其中驱动装置6由旋转气缸本体61、气管接头62、气缸输出轴63、拨动转盘64、以及转动插销65组成。所述自动化设备接口3通过三个螺栓穿过支撑柱2的通孔与中心安装板1上对应的螺纹安装孔配合将其固定在中心安装板1上；所述旋转气缸本体61与磁霸7分别通过螺栓安装在相应模块化安装臂5孔位上并通过两者之间的拨动转盘64和转动插销65实现运动的传递；所述模块化安装臂5通过铰制孔用螺栓4及锁紧螺母8将其固定在中心安装板1上并确保具有合适的位置。

在本发明的一种实施例中，所述自动化设备接口3通过三个螺栓直接将其固定在中心安装板1上，在其两者之间设有支撑柱2来调节自动化设备接口3的位置以确保模块化安装臂5可以在使用时进行相应的调整并起到减小整个装置的体积的作用。同时可根据实际的使用情况选取并安装好合适的接口以提高本装置的适应性，在更换接口时只需将安装接口的螺栓松开后换成所需接口并快速的安装好。

在本发明的一种实施例中，所述模块化安装臂5上面安装有旋转气缸本体61，旋转气缸体61上安装有两个气管接头62，这两个气管接头62分别于两路气路连接。在工作时将从一个气管接头62通高压气体，另一气管接头62与大气相同，从而使旋转气缸的输出轴63旋转180度后并保持气缸的位置状态不变化。所述模块化安装臂5底部安装有磁霸7，磁霸7主要由上永磁体71、下永磁体72及磁霸基座73组成。所述磁霸7有吸附与卸载两个状态，当初始位置在卸载状态时，上永磁体71转动180度后磁霸7就处于吸附状态。旋转气缸的输出轴63与转动拨盘64的中心D型孔配合以带动转动拨盘64转动，转动拨盘64上设有两个孔与转动插销65上端配合，转动插销65的下端与上永磁体71上设有的两孔相配合，从而实现旋转气缸的输出轴63转动带动磁霸上永磁体71的旋转，这也就实现了磁霸7的吸附与卸载两状态的切换。此模块化安装臂5上有3个安装孔位，既可以在其中一个孔位安装磁霸吸附单元，也可在模块臂的安装孔位二52或安装孔位一51和安装孔位三53孔位同时安装两个磁霸吸附单元以增大负载。

在本发明的一种实施例中，所述模块化安装臂5通过铰制孔用螺栓4及锁紧螺母8将其固定在中心安装板1上，铰制孔用螺栓4既可以起定位作用也主要其承受整个模块臂的负载作用。所述锁紧螺母8将模块化安装臂5的上下两部分夹紧中心安装板1以保证在工作时模块臂的位置不会发生偏转。可以根据实际使用的负载、吸附空间及位置选取合适的中心安装板1及所需数量的模块化安装臂5，然后将其快速的组装好后用来工作。

本发明的工作过程和原理如下：

在装置装配时保证磁霸7处于相同的工作状态，如同时处于卸载状态。然后将旋转气缸本体61的同一位置的气管接头62连接起来形成同一通路，另一位置的所有气管接头62形成另一通路。在给其中的一路通入高压气体后带动旋转气缸输出轴63旋转180度，从而让所有的磁霸上永磁体71同时也转动180度，此时本装置的工作状态有卸载状态转变为吸附状态。当从另一气路通入高压气体后则转变为另一工作状态，在工作状态切换后则可以不再通入高压气体此装置仍可以保持其工作状态。

在本发明的另一种实施例中，所述自动化设备接口是可快速更换的。

在本发明的另一种实施例中，所述磁霸的单个负载是可以选取的，在满足要求下可选择小负载的磁霸以减轻装置的重量。

在本发明的另一种实施例中，所述中心安装板也可设计成有八个、四个安装孔位等与模块化安装臂配合使用，或者选着其中几个安装孔位与模块化安装臂配合使用。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，其特征在于，包括中心安装板、支撑柱、自动化设备接口、铰制孔用螺栓、驱动装置、模块化安装臂、以及磁霸；所述支撑柱固定在中心安装板上，所述自动化设备接口设置在中心安装板上方，并与支撑柱固定连接；所述模块化安装臂的一端采用卡口设计，卡在中心安装板上并通过铰制孔用螺栓进行固定，其另一端向外延伸，模块化安装臂本体上还设有用于安装驱动装置的安装孔；所述磁霸安装在模块化安装臂的底部；所述驱动装置安装在模块化安装臂上，并与底部的磁霸传动连接，驱动磁霸实现吸附或卸载；

所述驱动装置包括旋转气缸本体、气管接头、气缸输出轴、拨动转盘、以及转动插销；所述旋转气缸本体固定在模块化安装臂上；所述气管接头设置在旋转气缸本体上，与旋转气缸本体气动连接；所述气缸输出轴安装在旋转气缸本体内，与旋转气缸本体传动连接，并从上往下穿过安装孔后与拨动转盘中部传动连接；所述拨动转盘位于磁霸顶部，所述转动插销的一端固定在拨动转盘上，另一端向下延伸并与磁霸传动连接；

所述磁霸包括上永磁体、下永磁体、以及磁霸基座；所述磁霸基座位于模块化安装臂底部，并与模块化安装臂固定连接；所述上永磁体和下永磁体均设置在磁霸基座内，且上永磁体与下永磁体可相对转动；所述转动插销的另一端插入上永磁体内，驱动上永磁体实现转动180度。

2.根据权利要求1所述的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，其特征在于，所述转动插销设为至少两根，且采用非对称布局。

3.根据权利要求1所述的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，其特征在于，所述气缸输出轴采用D型结构设计，与拨动转盘实现传动连接。

4.根据权利要求1所述的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，其特征在于，所述安装孔的数量设为三个，沿着模块化安装臂轴线方向等间距分布。

5.根据权利要求1所述的基于永磁吸附原理的模块化吸附装置，其特征在于，所述中心安装板采用圆形多孔位对称式设计，设置的用于安装模块化安装臂的孔位数量为偶数。