CN110744274B - 波发生器装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波发生器装配装置，包括：第一装配机构和第二装配机构。第一装配机构包括：第一定位座、垂直穿设于第一定位座上的压爪、连接压爪的第一驱动器、以及连接压爪的第二驱动器；第二装配机构包括：平行于第一定位座设置的第二定位座、位于第二定位座的相对侧的夹爪、以及连接夹爪的第三驱动器。上述波发生器装配装置，利用第一装配机构对凸轮进行定位，利用第二装配机构对柔性轴承进行定位和形态改变，并且，通过第一装配机构将凸轮压入到达到装配需求形态的柔性轴承中，降低装配的难度，降低对作业人员技术要求，克服装配偏心、装配效率低、装配一致性差等缺陷，并且降低柔性轴承压伤及损坏的风险。

Description

波发生器装配装置

技术领域

本发明涉及谐波减速机技术领域，特别是涉及一种波发生器装配装置。

背景技术

谐波减速机主要由波发生器、柔性齿轮、以及刚性齿轮三个基本构件组成，通过波发生器驱动柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动结构。谐波减速机在各个领域中的应用十分广泛，特别是在高动态性能的伺服系统中，采用谐波减速机作为传动零件更显示出其优越性。

针对工业机器人用谐波减速器，其波发生器由凸轮与柔性轴承装配而成。装配波发生器时，需将刚性件-波发生器凸轮压入柔性件-柔性轴承即令凸轮外圈与柔性轴承内圈紧密配合。装配过程存在较大的不便，极易出现凸轮装配困难、对作业人员技术要求高、装配偏心、装配效率低、装配一致性差等缺陷。另外，由于凸轮与柔性轴承为过盈配合，若装配不当，易造成柔性轴承压伤导致其损坏。

发明内容

基于此，本发明提供一种波发生器装配装置，利用第一装配机构对凸轮进行定位，利用第二装配机构对柔性轴承进行定位和形态改变，并且，通过第一装配机构将凸轮压入到达到装配需求形态的柔性轴承中，降低装配的难度，降低对作业人员技术要求，解决装配偏心、装配效率低、装配一致性差等缺陷，并且降低柔性轴承压伤及损坏的风险。

一种波发生器装配装置，包括：

第一装配机构；第一装配机构包括：第一定位座、垂直穿设于第一定位座上的压爪、连接压爪的第一驱动器、以及连接压爪的第二驱动器；第一定位座用于放置波发生器的凸轮；第一驱动器用于带动压爪沿平行于第一定位座的方向张合以将凸轮限制于第一定位座上；第二驱动器用于带动压爪沿垂直于第一定位座的方向移动以挤压凸轮；以及

第二装配机构；第二装配机构包括：平行于第一定位座设置的第二定位座、位于第二定位座的相对侧的夹爪、以及连接夹爪的第三驱动器；第二定位座用于放置波发生器的柔性轴承；第三驱动器用于带动夹爪沿平行于第二定位座的方向张合以将柔性轴承锁定于第二定位座上。

上述波发生器装配装置，工作时，凸轮放置于第一定位座上定位。接着，第一驱动器带动压爪张开以将凸轮限制在第一定位座上，防止凸轮从第一定位座上脱离。而柔性轴承则放置于第二定位座上定位。接着，第三驱动器带动夹爪收拢以夹紧柔性轴承的外侧并且迫使柔性轴承形变以达到与凸轮组装所需的椭圆状态。然后，第二驱动器带动压爪朝向第二定位座移动，利用压爪将凸轮压入柔性轴承的内孔中，使得凸轮与柔性轴承装配在一起以得到波发生器。上述设计，利用第一装配机构对凸轮进行定位，利用第二装配机构对柔性轴承进行定位和形态改变，并且，通过第一装配机构将凸轮压入到达到装配需求形态的柔性轴承中，降低装配的难度，降低对作业人员技术要求，克服装配偏心、装配效率低、装配一致性差等缺陷，并且降低柔性轴承压伤及损坏的风险。

在其中一个实施例中，第一定位座上设有定位凸块；定位凸块与凸轮的定位凹槽相匹配。利用定位凸块配合凸轮自带的定位凹槽，可以实现凸块的精准定位。

在其中一个实施例中，压爪设有沿垂直于第一定位座的方向设置的滑槽；第一驱动器设有滑动连接滑槽的驱动块。利用滑槽与驱动块传动的方式，在实现第一驱动器带动压爪实现张合的前提下，实现第二驱动器可带动压爪实现沿垂直于第一定位座的方向移动。

在其中一个实施例中，第二驱动器设有垂直穿设于第一定位座上的滑块；滑块套接压爪且设有供压爪滑动的滑道；滑道沿平行于第一定位座的方向设置。利用滑块套接压爪的方式，可以使得第二驱动器与压爪之间的连接更加紧凑，并且滑块还能限制压爪的活动范围，保证压爪在挤压凸轮时的状态更加稳定。

在其中一个实施例中，第二定位座设有导向杆；导向杆穿设在夹爪上。导向杆能够提高夹爪动作的稳定性，有利于提高凸轮与柔性轴承装配的精度。

在其中一个实施例中，第二定位座设有挡块；挡块位于夹爪的相邻侧。在夹爪夹紧柔性轴承以迫使柔性轴承变形的过程中，挡块能够限制柔性轴承变形的幅度，并且避免柔性轴承脱离第二定位座。

在其中一个实施例中，夹爪的内侧设有抵接块；抵接块为沿平行于第二定位座的方向的可调设置。在不改变第三驱动器的行程的前提下，通过调节抵接块的伸出量便可以改变对柔性轴承的夹紧幅度。

在其中一个实施例中，第一定位座与第二定位座之间设有弹性件；弹性件用于产生垂直于第一定位件的方向的复位力。在压爪将凸轮压入柔性轴承的过程中也会带动第一定位座朝向第二定位座靠拢，而弹性件可以为第一定位座复位提供驱动力。

在其中一个实施例中，该波发生器装配装置还包括：检测机构；检测机构包括：第一传感器和第二传感器；第一传感器用于检测放置于第一定位座上的凸轮；第二传感器用于检测放置于第二定位座上的柔性轴承。第一传感器用于检测凸轮的放置是否到位，而第二传感器用于检测柔性轴承是否放置到位，提高凸轮和柔性轴承的定位精度，并且可以用于产生第一驱动器、第二驱动器的启动信号，有利于实现自动化作业。

在其中一个实施例中，该波发生器装配装置还包括：机器人；机器人用于实现凸轮的上料、柔性轴承的上料、以及波发生器的下料。利用机器人可以实现波发生器的装配过程中的上下料的自动化作业，从而实现波发生器的全自动化装配。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的波发生器装配装置的示意图；

图2为图1所示的波发生器装配装置的另一视角的示意图；

图3为图1所示的波发生器装配装置中的第一装配机构的示意图；

图4为图3所示的第一装配机构的局部视图；

图5为图1所示的波发生器装配装置中的第二装配机构与检测机构的组合示意图；

图6为图5所示的第二装配机构与检测机构组合的另一视角的示意图；

图7为图6所示的第二装配机构的局部视图。

附图中各标号的含义为：

100-波发生器装配装置；

10-第一装配机构，11-第一定位座，111-定位凸块，12-压爪，121-压块，122-滑槽，13-第一驱动器，131-驱动块，14-第二驱动器，141-滑块，142-连接块；

20-第二装配机构，21-第二定位座，211-导向杆，212-挡块，213-避位孔，22-夹爪，221-夹块，222-抵接块，223-螺丝，23-第三驱动器，24-弹性件；

30-检测机构，31-第一传感器，32-第二传感器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1至图7所示，其为本发明的一种实施例的波发生器装配装置100。

如图1和图2所示，该波发生器装配装置100包括：第一装配机构10和第二装配机构20。其中，第一装配机构10用于定位波发生器的凸轮和将凸轮压入到波发生器的柔性轴承中，第二装配机构20用于定位柔性轴承并且将柔性轴承夹紧变形至与凸轮装配所需的形态。

需要说明的是，在本实施例中，第一装配机构10与第二装配机构20交叉设置，其目的是使得设备零件之间更加紧凑。在其他实施例中，第二装配机构20与第二装配机构20也可以是平行设置。

下文，在图1和图2的基础上，结合图3至图7，对上述的波发生器作进一步的说明。

如图3所示，第一装配机构10包括：第一定位座11、垂直穿设于第一定位座11上的压爪12、连接压爪12的第一驱动器13、以及连接压爪12的第二驱动器14。其中，第一定位座11用于放置波发生器的凸轮。第一驱动器13用于带动压爪12沿平行于第一定位座11的方向张合以将凸轮限制于第一定位座11上。第二驱动器14用于带动压爪12沿垂直于第一定位座11的方向移动以挤压凸轮。当压爪12闭合时，压爪12可以穿过凸轮的内圈，当压爪12张开时，压爪12的端部可以延伸到内圈的外侧，使得凸轮无法脱离第一定位座11。

如图3所示，在本实施例中，第一定位座11为圆盘结构设置，其直径小于或者等于凸轮的外径，并且大于凸轮的内径。

进一步地，在本实施例中，第一定位座11上设有定位凸块111。定位凸块111与凸轮的定位凹槽相匹配。利用定位凸块111配合凸轮自带的定位凹槽，可以实现凸块的精准定位。

如图4所示，在本实施例中，压爪12包括：两个倒置的L形结构的压块121。两个压块121背向设置并且两者的勾部向外朝向。

进一步地，在本实施例中，压爪12设有沿垂直于第一定位座11的方向设置的滑槽122。第一驱动器13设有滑动连接滑槽122的驱动块131。其中，滑槽122在沿平行于第一定位座11的方向上的宽度与驱动块131的宽度相匹配，而滑槽122在沿垂直于第一定位座11的方向上的长度则大于驱动块131的高度，其能够确保第一驱动器13能够带动压爪12实现沿平行于第一定位座11的方向张合，但是当压爪12在垂直第一定位座11的方向上移动时并不会因为第一驱动器13的存在而被卡死。利用滑槽122与驱动块131传动的方式，在实现第一驱动器13带动压爪12实现张合的前提下，实现第二驱动器14可带动压爪12实现沿垂直于第一定位座11的方向移动。

需要说明的是，在一些实施例中，也可以将滑槽122设置于第一驱动器13上，而驱动块131设置于压爪12上。

在本实施例中，第一驱动器13为夹指气缸，其两个手指分别对应连接一个上述的压块121。

此外，在本实施例中，第一驱动器13为横向放置，在其他实施例中也可以竖向放置，又或者以其他角度的姿态放置。

如图3所示，在本实施例中，第二驱动器14设有垂直穿设于第一定位座11上的滑块141。滑块141套接压爪12且设有供压爪12滑动的滑道。滑道沿平行于第一定位座11的方向设置。滑块141相当于将压爪12收容于其中的套筒结构，在不妨碍压爪12的张合的前提下，能够带动压爪12挤压凸轮。利用滑块141套接压爪12的方式，可以使得第二驱动器14与压爪12之间的连接更加紧凑，并且滑块141还能限制压爪12的活动范围，保证压爪12在挤压凸轮时的状态更加稳定。

在本实施例中，第二驱动器14为活塞气缸，其通过连接块142与滑块141远离第一定位座11的一端铰接。此外，在本实施例中，第二驱动器14为竖向放置，在其他实施例中，在设置相应的变向的传动件后，第二驱动器14也可以横向放置，又或者以其他角度的姿态放置。

如图5和图6所示，第二装配机构20包括：平行于第一定位座11设置的第二定位座21、位于第二定位座21的相对侧的夹爪22、以及连接夹爪22的第三驱动器23。第二定位座21用于放置波发生器的柔性轴承。第三驱动器23用于带动夹爪22沿平行于第二定位座21的方向张合以将柔性轴承锁定于第二定位座21上。

如图5所示，第二定位座21整体为方形结构的平台。夹爪22位于第二定位座21的相对侧。

进一步地，如图5所示，在本实施例中，第二定位座21设有导向杆211。导向杆211穿设在夹爪22上。导向杆211能够提高夹爪22动作的稳定性，有利于提高凸轮与柔性轴承装配的精度。

此外，在本实施例中，第二定位座21设有挡块212。挡块212位于夹爪22的相邻侧。在夹爪22夹紧柔性轴承以迫使柔性轴承变形的过程中，挡块212能够限制柔性轴承变形的幅度，并且避免柔性轴承脱离第二定位座21。例如，如图5所示，在本实施例中，挡块212的数量为两个并且分布在第二定位块的相对侧。两个挡块212与夹爪22共同构成可以将柔性轴承围设的定位机构。

如图1和图2所示，在本实施例中，第一定位座11与第二定位座21之间设有弹性件24。弹性件24用于产生垂直于第一定位件的方向的复位力。在压爪12将凸轮压入柔性轴承的过程中也会带动第一定位座11朝向第二定位座21靠拢，而弹性件24可以为第一定位座11复位提供驱动力。

进一步地，在本实施例中，弹性件24为螺旋弹簧，在其他实施例中，弹性件24也可以为弹片、或者弹性胶块、或者气体弹簧。

此外，在本实施例中，第二定位座21开设有供上述的滑块141穿过的避位孔213。在滑块141移动的时候，第二定位座21的避位孔213还可以构成对滑块141的移动轨迹的限制，使得滑块141以及第一定位座11的移动的稳定性和精度更高，并且，有利于使得设备的零件分布更加紧凑，有利于压缩设备的占用空间。

如图7所示，在本实施例中，夹爪22包括：两个平行相对设置的夹块221。

此外，如图5和图7所示，在本实施例中，夹爪22的内侧设有抵接块222。抵接块222为沿平行于第二定位座21的方向的可调设置。在不改变第三驱动器23的行程的前提下，通过调节抵接块222的伸出量(或者厚度)便可以改变对柔性轴承的夹紧幅度。例如，如图5所示，抵接块222通过螺丝223可拆连接于夹爪22的内侧。

在本实施例中，第三驱动器23为夹指气缸，其两个手指分别对应连接一个上述的夹块221。

此外，在本实施例中，第三驱动器23为横向放置，在其他实施例中也可以竖向放置，又或者以其他角度的姿态放置。

如图5所示，在本实施例中，该波发生器装配装置100还包括：检测机构30，该检测机构30用于检测凸轮和柔性轴承是否已经放到预设的位置。

例如，如图5所示，在本实施例中，该检测机构30包括：第一传感器31和第二传感器32。第一传感器31用于检测放置于第一定位座11上的凸轮。第二传感器32用于检测放置于第二定位座21上的柔性轴承。第一传感器31用于检测凸轮的放置是否到位，而第二传感器32用于检测柔性轴承是否放置到位，提高凸轮和柔性轴承的定位精度，并且可以用于产生第一驱动器13、第二驱动器14的启动信号，有利于实现自动化作业。

进一步地，在本实施例中，第一传感器31和第二传感器32均连接在第二定位座21上，例如，将第一传感器31和第二传感器32安装在其中一个挡块212上，而根据本实施例的第一定位座11与第二定位座21的相对位置，将第一传感器31设置于第二传感器32的上方。

此外，在本实施例中，第一传感器31和第二传感器32均为激光传感器，在其他实施例中，也可以是接触式的机械传感器，又或者是其他类型的接触式或者非接触式的传感器。

为了进一步提高设备的自动化程度，还可以结合机器人使用。例如，在其他实施例中，该波发生器装配装置100还包括：机器人，该机器人用于实现凸轮的上料、柔性轴承的上料、以及波发生器的下料。利用机器人可以实现波发生器的装配过程中的上下料的自动化作业，从而实现波发生器的全自动化装配。

本实施例的波发生器装配装置的操作流程如下：

S10：将波发生器的凸轮放置于第一定位座11上，并且使得第一定位座11上的定位凸块111与凸轮自带的定位凹槽配合。

S20：通过第一传感器31检测凸轮是否放置到位，当凸轮放置到位后，第一驱动器13带动压爪12张开，压爪12张开后停留在凸轮的上端面(以凸轮水平放置的姿态为例)，防止凸轮从第一定位座11上窜出。

S30：将波发生器的柔性轴承放置于第二定位座21上，第二传感器32检测柔性轴承是否放置到位，当柔性轴承放置到位后，第三驱动器23带动夹爪22夹紧柔性轴承的外侧，迫使柔性轴承变形，并且柔性轴承的夹紧变形量可以通过改变抵接块222的伸出量(或者厚度)调节，挡块212限制柔性轴承的移动。

S40：第二驱动器14通过滑块141带动压爪12下移，压爪12将凸轮及第一定位座11一同压向第二定位座21，从而将凸轮压入柔性轴承中。

S50：第三驱动器23带动夹爪22张开以放开柔性轴承。

S60：第二驱动器14带动滑块141上移，压爪12跟随滑块141一起上移。弹性件24带动第一定位座11复位。

S70：第一驱动器13带动压爪12收拢以回缩至凸轮的内圈范围。

S80：取出装配好的波发生器。

此外，在上述的操作过程中，凸轮的放置、柔性轴承的放置、播放生气的取出，均可通过四轴工业机器人或者六轴工业机器人自动实施。

上述波发生器装配装置100，工作时，凸轮放置于第一定位座11上定位。接着，第一驱动器13带动压爪12张开以将凸轮限制在第一定位座11上，防止凸轮从第一定位座11上脱离。而柔性轴承则放置于第二定位座21上定位。接着，第三驱动器23带动夹爪22收拢以夹紧柔性轴承的外侧并且迫使柔性轴承形变以达到与凸轮组装所需的椭圆状态。然后，第二驱动器14带动压爪12朝向第二定位座21移动，利用压爪12将凸轮压入柔性轴承的内孔中，使得凸轮与柔性轴承装配在一起以得到波发生器。上述设计，利用第一装配机构10对凸轮进行定位，利用第二装配机构20对柔性轴承进行定位和形态改变，并且，通过第一装配机构10将凸轮压入到达到装配需求形态的柔性轴承中，降低装配的难度，降低对作业人员技术要求，克服装配偏心、装配效率低、装配一致性差等缺陷，并且降低柔性轴承压伤及损坏的风险。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的一种或者几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种波发生器装配装置，其特征在于：包括：

第一装配机构；所述第一装配机构包括：第一定位座、垂直穿设于所述第一定位座上的压爪、连接所述压爪的第一驱动器、以及连接所述压爪的第二驱动器；所述第一定位座用于放置波发生器的凸轮；所述第一驱动器用于带动所述压爪沿平行于所述第一定位座的方向张合以将凸轮限制于所述第一定位座上；所述第二驱动器用于带动所述压爪沿垂直于所述第一定位座的方向移动以挤压凸轮；所述压爪设有沿垂直于所述第一定位座的方向设置的滑槽；所述第一驱动器设有滑动连接所述滑槽的驱动块；所述滑槽在沿平行于所述第一定位座的方向上的宽度与所述驱动块的宽度相匹配，而所述滑槽在沿垂直于所述第一定位座的方向上的长度则大于所述驱动块的高度；以及

第二装配机构；所述第二装配机构包括：平行于所述第一定位座设置的第二定位座、位于所述第二定位座的相对侧的夹爪、以及连接所述夹爪的第三驱动器；所述第二定位座用于放置波发生器的柔性轴承；所述第三驱动器用于带动所述夹爪沿平行于所述第二定位座的方向张合以将柔性轴承锁定于所述第二定位座上。

2.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，所述第一定位座上设有定位凸块；所述定位凸块与凸轮的定位凹槽相匹配。

3.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，所述压爪包括两个倒置的L形结构的压块，两个所述压块背向设置并且两者的勾部向外朝向。

4.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，所述第二驱动器设有垂直穿设于所述第一定位座上的滑块；所述滑块套接所述压爪且设有供所述压爪滑动的滑道；所述滑道沿平行于所述第一定位座的方向设置。

5.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，所述第二定位座设有导向杆；所述导向杆穿设在所述夹爪上。

6.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，所述第二定位座设有挡块；所述挡块位于所述夹爪的相邻侧。

7.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，所述夹爪的内侧设有抵接块；所述抵接块为沿平行于所述第二定位座的方向的可调设置。

8.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，所述第一定位座与所述第二定位座之间设有弹性件；所述弹性件用于产生垂直于所述第一定位座的方向的复位力。

9.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，还包括：检测机构；所述检测机构包括：第一传感器和第二传感器；所述第一传感器用于检测放置于所述第一定位座上的凸轮；所述第二传感器用于检测放置于所述第二定位座上的柔性轴承。

10.根据权利要求1所述的波发生器装配装置，其特征在于，还包括：机器人；所述机器人用于实现凸轮的上料、柔性轴承的上料、以及波发生器的下料。

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