CN111015547B - 夹紧旋转装置和管件检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夹紧旋转装置，包括：旋转机构、夹紧机构、以及松夹机构。旋转机构包括：旋转驱动器和连接旋转驱动器的传动件。夹紧机构包括：连接传动件的套管、安装在套管上的夹紧件、以及连接夹紧件的弹性件；套管跟随传动件转动；弹性件用于驱动夹紧件动作以夹紧穿设在套管上的管件。松夹机构包括：松夹驱动器和连接松夹驱动器的松夹件；松夹驱动器用于带动松夹件移动以驱动夹紧件克服弹性件的作用力以松开穿设在套管上的管件。同时，本发明还提供一种管件检测设备。本发明利用夹紧机构实现管件的自夹紧，并且通过松夹机构控制夹紧机构的解锁状态与锁紧状态之间的切换，旋转机构与夹紧机构相配合，实现间接传动，最终实现管件的自由旋转。

Description

夹紧旋转装置和管件检测设备

技术领域

本发明涉及工业检测设备技术领域，特别是涉及一种夹紧旋转装置，以及一种管件检测设备。

背景技术

管件在工业上的应用十分广泛，可以用于制作各种各样的设备零件。而根据管件所应用的场景或者下一步加工的目标零件的精度需求，在某些情况下，需要对管件的端头的特征进行检测，以确保管件的端头符合要求。

一般来说，针对管件的端头的特征，大多数是利用视觉系统来检测。为了实现视觉系统检测，需要利用夹紧旋转装置夹紧管件，然后旋转管件，在旋转中找到管件的端头的特征位置。传统的夹紧旋转装置的弊端在于，其在旋转管件的过程中，受制于设备自身的气管或电缆的活动幅度，导致管件的旋转角度受限。

发明内容

基于此，本发明提供一种夹紧旋转装置，利用夹紧机构实现管件的自夹紧，并且通过松夹机构控制夹紧机构的解锁状态与锁紧状态之间的切换，旋转机构与夹紧机构相配合，实现间接传动，最终实现管件的自由旋转。

一种夹紧旋转装置，包括：

旋转机构；旋转机构包括：旋转驱动器和连接旋转驱动器的传动件；旋转驱动器用于带动传动件转动；

夹紧机构；夹紧机构包括：连接传动件的套管、安装在套管上的夹紧件、以及连接夹紧件的弹性件；套管跟随传动件转动；弹性件用于驱动夹紧件动作以夹紧穿设在套管上的管件；以及

松夹机构；松夹机构包括：松夹驱动器和连接松夹驱动器的松夹件；松夹驱动器用于带动松夹件移动以驱动夹紧件克服弹性件的作用力以松开穿设在套管上的管件。

上述夹紧旋转装置，装夹管件时，先通过松夹机构的松夹驱动器带动松夹件移动，从而驱动夹紧机构中的夹紧件克服弹性件的作用力，此时，夹紧件为解锁状态。接着，将需要检测的管件沿套管的轴向穿入到套管中，并且管件的端头延伸至套管之外。然后，松夹驱动器带动松夹件复位，夹紧件在弹性件的作用力下自行进入锁紧状态并且将管件夹紧。检测管件的端头的特征时，旋转驱动器通过传动件间接带动套管转动，进而带动安装在套管上的夹紧件转动，从而带动管件转动。由于旋转驱动器与管件之间通过传动件、套管、以及夹紧件实现间接传动，所以管件的转动不受设备自身的气管或者线缆的活动幅度所限制，从而使得管件的旋转角度不受限制。通过上述设计，利用夹紧机构实现管件的自夹紧，并且通过松夹机构控制夹紧机构的解锁状态与锁紧状态之间的切换，旋转机构与夹紧机构相配合，实现间接传动，最终实现管件的自由旋转。

在其中一个实施例中，传动件包括：连接旋转驱动器的第一同步轮、套接套管的第二同步轮、以及套接在第一同步轮与第二同步轮之间的同步带。当需要带动管件转动时，旋转驱动器带动第一同步轮转动，第一同步轮通过同步带带动第二同步轮转动，进而带动套管转动，实现旋转驱动器与管件之间的间接传动。

在其中一个实施例中，传动件包括：连接旋转驱动器的第一齿轮和啮合第一齿轮的第二齿轮；第二齿轮套接套管上。当需要带动管件转动时，旋转驱动器带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，进而带动套管转动，实现旋转驱动器与管件之间的间接传动。

在其中一个实施例中，夹紧件为多个且以套管为中心沿套管的周侧分布；各夹紧件铰接在套管上。多个夹紧件构成用于夹紧管件的夹爪，当弹性件的驱动下，该夹爪收拢以夹紧管件，当松夹机构驱动夹紧件克服弹性件的作用力时，该夹爪张开以松开管件。

在其中一个实施例中，弹性件为套接在夹紧件外侧的O型胶圈或者弹簧圈。通过O型胶圈或者弹簧圈可以将多个夹紧件套住以产生迫使夹紧件朝向套管的中心翻转的驱动力，从而迫使夹紧件夹紧管件，使得夹紧机构进入到锁紧状态。

在其中一个实施例中，弹性件为设置在夹紧件与套管的铰接处的扭簧；或，弹性件为设置在夹紧件与套管之间的弹簧。通过扭簧或者弹簧，可以驱动夹紧件产生朝向套管的中心翻转的驱动力，从而迫使夹紧件夹紧管件，使得夹紧机构进入到锁紧状态。

在其中一个实施例中，夹紧件与弹性件一体成型且为连接在套管上的弹性夹套；松夹件为套接弹性夹套的锥形滑套。利用锥形滑套控制弹性夹套的收缩程度，从而实现管件的夹紧或松开。

在其中一个实施例中，松夹驱动器为气缸、或者电机、或者电磁铁。根据不同的应用场景需求，松夹驱动器可以为气缸、或者电机、或者电磁铁。

在其中一个实施例中，套管、旋转驱动器、以及松夹驱动器沿套管的径向错位分布。套管、旋转驱动器、以及松夹驱动器沿天关的径向错位分布，使得夹紧机构、旋转机构、以及松夹机构可以紧凑分布，有利于压缩设备的体积，使得设备小型化，可以方便多台夹紧旋转装置紧密排布以在一次视觉检测中，同时实现多个管件的端头的特征检测。

同时，本发明还提供一种管件检测设备。

一种管件检测设备，包括上述任一实施例的夹紧旋转装置，还包括：视觉检测装置。上述管件检测设备，利用夹紧旋转装置夹紧管件并且带动管件实现自由旋转，通过视觉检测装置检测管件的端头的特征。其中，对于夹紧旋转装置，装夹管件时，先通过松夹机构的松夹驱动器带动松夹件移动，从而驱动夹紧机构中的夹紧件克服弹性件的作用力，此时，夹紧件为解锁状态。接着，将需要检测的管件沿套管的轴向穿入到套管中，并且管件的端头延伸至套管之外。然后，松夹驱动器带动松夹件复位，夹紧件在弹性件的作用力下自行进入锁紧状态并且将管件夹紧。检测管件的端头的特征时，旋转驱动器通过传动件间接带动套管转动，进而带动安装在套管上的夹紧件转动，从而带动管件转动。由于旋转驱动器与管件之间通过传动件、套管、以及夹紧件实现间接传动，所以管件的转动不受设备自身的气管或者线缆的活动幅度所限制，从而使得管件的旋转角度不受限制。通过上述设计，利用夹紧机构实现管件的自夹紧，并且通过松夹机构控制夹紧机构的解锁状态与锁紧状态之间的切换，旋转机构与夹紧机构相配合，实现间接传动，最终实现管件的自由旋转。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的夹紧旋转装置的示意图；

图2为图1所示的夹紧旋转装置的另一视角的示意图；

图3为图1所示的夹紧旋转装置的局部示意图；

图4为图3所示的夹紧旋转装置中的夹紧机构的示意图；

图5为图4所示的夹紧机构的另一视角的示意图；

图6为图5所示的夹紧机构的A-A向剖视图；

图7为图4所示的夹紧机构的分解示意图；

图8为图1所示的夹紧旋转装置的使用状态图；

图9为图1所示的夹紧旋转装置的另一种使用状态图。

附图中各标号的含义为：

100-夹紧旋转装置；

10-旋转机构，11-旋转驱动器，12-传动件，121-第一同步轮，122-第二同步轮，123-同步带；

20-夹紧机构，21-套管，22-夹紧件，23-弹性件；

30-松夹机构，31-松夹驱动器，32-松夹件；

40-基板；

200-管件。

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9所示，其为本发明的一种实施例的夹紧旋转装置100。

如图1和图2所示，该夹紧旋转装置100包括：旋转机构10、夹紧机构20、以及松夹机构30。其中，夹紧机构20用于夹紧需要测量的管件200，并且夹紧机构20具有自夹紧的功能，而松夹机构30则可以控制夹紧机构20的夹紧和松开，旋转机构10则用于带动夹紧机构20旋转以使得管件200可以自由转动。

此外，在本实施例中，为了便于安装和携带，该夹紧旋转装置100还包括：用于安装旋转机构10、夹紧机构20、以及松夹机构30的基板40。

下文，在图1和图2的基础上，结合图3至图9，对本实施例的夹紧旋转装置100做进一步的说明。

如图2和图3所示，旋转机构10包括：旋转驱动器11和连接旋转驱动器11的传动件12。其中，旋转驱动器11用于带动传动件12转动，而传动件12则用于实现旋转驱动器11与夹紧机构20之间的间接传动。

在本实施例中，对于旋转驱动器11和传动件12的选择，可以有多种。

例如，如图3所示，在本实施例中，该旋转驱动器11可以为电机。而传动件12则可以包括：连接旋转驱动器11的第一同步轮121、连接夹紧机构20的第二同步轮122、以及套接在第一同步轮121与第二同步轮122之间的同步带123。当需要带动管件200转动时，旋转驱动器11带动第一同步轮121转动，第一同步轮121通过同步带123带动第二同步轮122转动，进而带动夹紧机构20转动，实现旋转驱动器11与管件200之间的间接传动。

又例如，在其他实施例中，该旋转驱动器11可以为电机，而传动件12可以包括：连接旋转驱动器11的第一齿轮和啮合第一齿轮的第二齿轮。第二齿轮连接夹紧机构20。当需要带动管件200转动时，旋转驱动器11带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，进而带动夹紧机构20转动，实现旋转驱动器11与管件200之间的间接传动。

需要说明的是，对于旋转驱动器11的选择，除去上述的电机，也可以是旋转气缸。当旋转驱动器11为旋转气缸时，需要满足管件200的端头的特征检测所需的旋转角度范围，以达到自由旋转的目的。若旋转气缸自身的旋转角度有限，则可以通过设置传动件12的角速度的传动系数来实现，例如传动件12为齿轮结构的时候，通过设置不同的齿数比的齿轮进行组合，实现角速度的调整，从而实现更大范围的旋转角度的控制。

如图4和图5所示，夹紧机构20包括：连接传动件12的套管21、安装在套管21上的夹紧件22、以及连接夹紧件22的弹性件23。其中，套管21用于供管件200穿设，并且套管21跟随传动件12转动。弹性件23用于驱动夹紧件22动作以夹紧穿设在套管21上的管件200。例如，如图3所示，在本实施例中，第二同步轮122套接在套管21上，当第二同步轮122转动时，套管21跟随第二同步轮122转动。

如图6和图7所示，在本实施例中，该套管21为中空的金属管(在其他实施例中，也可以是塑料管、玻璃管、或者陶瓷管、又或者是其他材质的管子)。在使用时，管件200从套管21的一端穿入并且从管套的另一端穿出。

如图6和图7所示，在本实施例中，该夹紧件22为三个(在其他实施例中，也可以是两个、四个、或者更多)且以套管21为中心沿套管21的周侧分布，各夹紧件22铰接在套管21上。该夹紧件22为摆块式结构设置，并且多个夹紧件22构成用于夹紧管件200的夹爪，当弹性件23的驱动下，该夹爪收拢以夹紧管件200，当松夹机构30驱动夹紧件22克服弹性件23的作用力时，该夹爪张开以松开管件200。

因为夹紧件22与套管21之间为铰接关系，所以只要为夹紧件22提供沿其翻转方向的弹性力便可以实现其自锁。例如，在本实施例中，弹性件23为套接在夹紧件22外侧的O型胶圈(也可以替换为弹簧圈)。通过O型胶圈或者弹簧圈可以将多个夹紧件22套住以产生迫使夹紧件22朝向套管21的中心翻转的驱动力，从而迫使夹紧件22夹紧管件200，使得夹紧机构20进入到锁紧状态。又例如，在其他实施例中，弹性件23为设置在夹紧件22与套管21的铰接处的扭簧。又或者是，弹性件23为设置在夹紧件22与套管21之间的弹簧。通过扭簧或者弹簧，可以驱动夹紧件22产生朝向套管21的中心翻转的驱动力，从而迫使夹紧件22夹紧管件200，使得夹紧机构20进入到锁紧状态。

在其他实施例中，夹紧件22也可以是以夹套式的结构设置。例如，夹紧件22与弹性件23一体成型且为连接在套管21上的弹性夹套。松夹件32为套接弹性夹套的锥形滑套。利用锥形滑套控制弹性夹套的收缩程度，从而实现管件200的夹紧或松开。需要说明的是，对于夹紧件22而言，夹套式的设计其能够实现的活动幅度较小，而摆块式的设计则能够实现较大的活动幅度，即对于被测的管件200的尺寸的适用范围更大。

如图3所示，该松夹机构30包括：松夹驱动器31和连接松夹驱动器31的松夹件32。松夹驱动器31用于带动松夹件32移动以驱动夹紧件22克服弹性件23的作用力以松开穿设在套管21上的管件200。

如图3所示，在本实施例中，该松夹驱动器31为气缸。在其他实施例中，该松夹驱动器31也可以是电机、或者电磁铁。根据不同的应用场景需求，松夹驱动器31可以为气缸、或者电机、或者电磁铁。

如图3所示，在本实施例中，当夹紧件22为摆块式结构设置时，该松夹件32为压板，并且该压板设有供管件200以及夹紧件22的夹紧端穿过的避位孔。如图3所示，当需要解锁夹紧机构20时，松夹驱动器31带动压板沿套管21的轴向向基板40推进，压板压迫夹紧块的驱动端动作，使得夹紧块的夹紧端向外翻转。

此外，在本实施例中，为了能够压缩设备的体积，使得设备更加小型化，在本实施例中，套管21、旋转驱动器11、以及松夹驱动器31沿套管21的径向错位分布。套管21、旋转驱动器11、以及松夹驱动器31沿天关的径向错位分布，使得夹紧机构20、旋转机构10、以及松夹机构30可以紧凑分布，有利于压缩设备的体积，使得设备小型化，可以方便多台夹紧旋转装置100紧密排布以在一次视觉检测中，同时实现多个管件200的端头的特征检测。例如，如图8所示，其为单个管件200检测时候的使用方式。而图9则展示了，两个管件200的同步检测的使用方式，只需要将两个夹紧旋转装置100并靠在一起使用即可(根据情况可以适当调整旋转机构10、夹紧机构20、以及松夹机构30的相对位置)。

上述夹紧旋转装置100，装夹管件200时，先通过松夹机构30的松夹驱动器31带动松夹件32移动，从而驱动夹紧机构20中的夹紧件22克服弹性件23的作用力，此时，夹紧件22为解锁状态。接着，将需要检测的管件200沿套管21的轴向穿入到套管21中，并且管件200的端头延伸至套管21之外。然后，松夹驱动器31带动松夹件32复位，夹紧件22在弹性件23的作用力下自行进入锁紧状态并且将管件200夹紧。检测管件200的端头的特征时，旋转驱动器11通过传动件12间接带动套管21转动，进而带动安装在套管21上的夹紧件22转动，从而带动管件200转动。由于旋转驱动器11与管件200之间通过传动件12、套管21、以及夹紧件22实现间接传动，所以管件200的转动不受设备自身的气管或者线缆的活动幅度所限制，从而使得管件200的旋转角度不受限制。通过上述设计，利用夹紧机构20实现管件200的自夹紧，并且通过松夹机构30控制夹紧机构20的解锁状态与锁紧状态之间的切换，旋转机构10与夹紧机构20相配合，实现间接传动，最终实现管件200的自由旋转。

同时，本发明还提供一种管件检测设备。

该管件检测设备包括上述实施例的夹紧旋转装置100，还包括：用于检测管件200的端头的特征的视觉检测装置。

对于夹紧旋转装置100的结构说明，可以参见上文，此处不再赘述。

对于视觉检测装置，其可以包括：CCD摄像头和连接CCD摄像头的计算机，通过CCD摄像头对管件200的端头进行图像拍摄，然后将图像拍摄所得的信息通过计算机进行分析，从而分析管件200的端头的特征。

上述管件检测设备，利用夹紧旋转装置100夹紧管件200并且带动管件200实现自由旋转，通过视觉检测装置检测管件200的端头的特征。其中，对于夹紧旋转装置100，装夹管件200时，先通过松夹机构30的松夹驱动器31带动松夹件32移动，从而驱动夹紧机构20中的夹紧件22克服弹性件23的作用力，此时，夹紧件22为解锁状态。接着，将需要检测的管件200沿套管21的轴向穿入到套管21中，并且管件200的端头延伸至套管21之外。然后，松夹驱动器31带动松夹件32复位，夹紧件22在弹性件23的作用力下自行进入锁紧状态并且将管件200夹紧。检测管件200的端头的特征时，旋转驱动器11通过传动件12间接带动套管21转动，进而带动安装在套管21上的夹紧件22转动，从而带动管件200转动。由于旋转驱动器11与管件200之间通过传动件12、套管21、以及夹紧件22实现间接传动，所以管件200的转动不受设备自身的气管或者线缆的活动幅度所限制，从而使得管件200的旋转角度不受限制。通过上述设计，利用夹紧机构20实现管件200的自夹紧，并且通过松夹机构30控制夹紧机构20的解锁状态与锁紧状态之间的切换，旋转机构10与夹紧机构20相配合，实现间接传动，最终实现管件200的自由旋转。

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优选的实施方式，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 (7)

1.一种夹紧旋转装置，其特征在于：包括：

旋转机构；所述旋转机构包括：旋转驱动器和连接所述旋转驱动器的传动件；所述旋转驱动器用于带动所述传动件转动；

夹紧机构；所述夹紧机构包括：连接所述传动件的套管、安装在所述套管上的夹紧件、以及连接所述夹紧件的弹性件；所述套管跟随所述传动件转动；所述夹紧件为摆块式结构设置，所述夹紧件为多个且以所述套管为中心沿所述套管的周侧分布，各所述夹紧件铰接在所述套管上；所述弹性件用于驱动所述夹紧件动作以夹紧穿设在所述套管上的管件；以及

松夹机构；所述松夹机构包括：松夹驱动器和连接所述松夹驱动器的松夹件；所述松夹驱动器用于带动所述松夹件移动以驱动所述夹紧件克服所述弹性件的作用力以松开穿设在所述套管上的管件；所述松夹件为压板，所述压板设有供所述套管上的管件以及所述夹紧件的夹紧端穿过的避位孔；

所述套管、所述旋转驱动器以及所述松夹驱动器沿所述套管的径向错位分布。

2.根据权利要求1所述的夹紧旋转装置，其特征在于，所述传动件包括：连接所述旋转驱动器的第一同步轮、套接所述套管的第二同步轮、以及套接在所述第一同步轮与所述第二同步轮之间的同步带。

3.根据权利要求1所述的夹紧旋转装置，其特征在于，所述传动件包括：连接所述旋转驱动器的第一齿轮和啮合所述第一齿轮的第二齿轮；所述第二齿轮套接所述套管上。

4.根据权利要求1所述的夹紧旋转装置，其特征在于，所述弹性件为套接在所述夹紧件外侧的O型胶圈或者弹簧圈。

5.根据权利要求1所述的夹紧旋转装置，其特征在于，所述弹性件为设置在所述夹紧件与所述套管的铰接处的扭簧；或，所述弹性件为设置在所述夹紧件与所述套管之间的弹簧。

6.根据权利要求1所述的夹紧旋转装置，其特征在于，所述松夹驱动器为气缸、或者电机、或者电磁铁。

7.一种管件检测设备，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的夹紧旋转装置，还包括：视觉检测装置。

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