CN111326939B - 一种线缆角度调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及线缆自动化处理技术领域，尤其涉及一种线缆角度调整装置，包括：夹持机构、夹持旋转机构和角度识别机构；夹持机构包括夹线爪和夹爪驱动件，夹爪驱动件与夹线爪连接驱动夹线爪的开闭；夹持旋转机构包括旋转主轴、夹爪组件、夹爪推动块、主轴转动驱动件和直线驱动件；夹爪组件对称设置且一端铰接在旋转主轴的端部，夹爪推动块套设在旋转主轴上，且通过铰接杆与两夹爪组件铰接，主轴转动驱动件与旋转主轴连接，直线驱动件与夹爪推动块连接；角度识别机构为相机，角度识别机构与控制器连接，控制器根据接收的图像控制主轴转动驱动件和直线驱动件的动作。通过相机识别线缆图像，通过控制夹持旋转机构，实现了线缆角度调整的自动化。

Description

一种线缆角度调整装置

技术领域

本发明涉及线缆自动化处理技术领域，尤其涉及一种线缆角度调整装置。

背景技术

随着线缆处理自动化的发展，越来越多的机器代替了人工，各种线缆剥皮机、端子压接机、剥打一体机层出不穷，提高了线缆的加工效率。然而对于多芯线缆的加工，却依然存在很多的问题和挑战。

多芯电缆是指有一根以上绝缘线芯的电缆，在对多芯线缆进行处理时，例如将多芯线缆压接后装在连接头上时，需要首先将多芯线缆的角度进行调整，使得线缆与接头处于同一平面内，然后再进行线缆的穿入、压接。现有技术中，尚且无法做到自动化处理，大多数是上一个工序加工完成后，由人工进行识别操作，这种工作方式不符合自动化发展的趋势，成为一个亟待解决的问题。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种线缆角度调整装置，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种线缆角度调整装置，实现对线缆角度的调整。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种线缆角度调整装置，包括：夹持机构、夹持旋转机构和角度识别机构；

所述夹持机构包括夹线爪和夹爪驱动件，所述夹线爪为曲柄结构，所述夹爪驱动件与所述夹线爪连接，以驱动所述夹线爪的开闭，所述夹持机构用于线缆的初步夹持；

所述夹持旋转机构进一步包括旋转主轴、夹爪组件、夹爪推动块、主轴转动驱动件和直线驱动件；所述夹爪组件对称设置且一端铰接在所述旋转主轴的端部，所述夹爪推动块套设在所述旋转主轴上，且通过铰接杆与两所述夹爪组件铰接，通过所述夹爪推动块的前后移动带动所述夹爪组件的闭合与张开，所述主轴转动驱动件与所述旋转主轴连接，所述直线驱动件与所述夹爪推动块连接；

所述角度识别机构为相机，所述相机的镜头朝向所述夹爪组件夹持的线缆头设置，所述角度识别机构与控制器连接，控制器根据接收的图像控制所述主轴转动驱动件和直线驱动件的动作。

优选地，所述夹爪推动块呈环状设置，且所述夹爪推动块的外径上设置有滚轮环槽，所述直线驱动件的驱动端连接有驱动杆，所述驱动杆端端部转动固定有滚轮，所述滚轮设置在所述滚轮环槽内，所述滚轮的直径小于所述滚轮环槽两侧内壁之间的距离。

优选地，所述夹爪组件进一步包括夹座、固定臂和夹爪，所述固定臂可拆卸固定在所述夹座长度方向上的一端，并朝向与所述夹座长度方向垂直的方向延伸，所述夹爪垂直固定在所述固定臂的端部，所述夹爪与所述夹座平行设置，且所述夹爪的夹持部设置在所述夹座的中部位置处。

优选地，该装置还包括支架，所述旋转主轴为管状结构，所述旋转主轴中穿设有背景板组件，所述背景板组件进一步包括背景板、轴承、连杆和固定件，所述连杆穿设所述旋转主轴，所述轴承套设在所述连杆上且固定在所述旋转主轴内，所述背景板与所述连杆的一端连接，所述固定件与所述连杆的另一端连接，所述固定件固定在所述支架上，使所述背景板维持在与所述相机连线垂直的状态。

优选地，所述夹持机构与所述支架之间设置有滑动连杆，所述滑动连杆与所述旋转主轴平行设置，所述夹爪驱动件滑动固定在所述滑动连杆上。

优选地，所述角度识别机构与所述背景板之间设置有相机光源，所述相机光源呈环形设置，照射在所述背景板上。

优选地，所述支架下还装设有基座，所述基座与所述支架之间设置有升降器，所述基座与支架之间通过导向柱导向。

优选地，所述旋转主轴上设置有齿轮，所述主轴转动驱动件为电机，所述电机通过同步带与所述齿轮连接。

本发明的有益效果为：本发明通过相机识别线缆的正投影距离，通过控制器控制夹持旋转机构对线缆进行旋转，使得线缆达到预设角度，克服了现有技术中人工操作的低效率问题，实现了线缆角度调整的自动化。此外，通过夹持机构的设置，为线缆的旋转提供了初步固定，提高了线缆旋转时夹持的精准度，也提高了线缆角度调整的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中线缆角度调整装置的主视图；

图2为本发明实施例中线缆角度调整装置的立体结构示意图；

图3为本发明实施例中夹持机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中线缆角度调整装置的结构示意图（省略夹持机构和角度识别机构）；

图5~图6为本发明实施例中线缆角度调整原理示意图；

图7为本发明实施例中线缆角度调整装置的另一方向结构示意图（省略夹持机构和角度识别机构）；

图8为本发明实施例中夹爪组件的结构示意图；

图9为本发明实施例中背景板组件及旋转主轴的剖视图。

附图标记： 10-夹持机构、11-夹线爪、12-夹爪驱动件、13-滑动连杆、20-夹持旋转机构、21-旋转主轴、22-夹爪组件、23-夹爪推动块、24-主轴转动驱动件、25-直线驱动件、26-背景板组件、30-角度识别机构、31-相机光源、40-支架、41-基座、42-升降器、221-夹座、222-固定臂、223-夹爪、231-滚轮环槽、251-驱动杆、252-滚轮、261-背景板、262-轴承、263-连杆、264-固定件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图4所示的线缆角度调整装置，包括：夹持机构10、夹持旋转机构20和角度识别机构30；

请参照图3，夹持机构10包括夹线爪11和夹爪驱动件12，夹线爪11为曲柄结构，夹爪驱动件12与夹线爪11连接，以驱动夹线爪11的开闭，夹持机构10用于线缆的初步夹持；这里需要指出的是，夹爪驱动件12为气缸或液压缸，通过气缸或者液压缸的活塞杆的移动，驱动两夹线爪11的开合，在夹持旋转机构20工作前，通过夹持机构10固定进线，为线缆的下一步角度调整做准备。

请参照图4，夹持旋转机构20进一步包括旋转主轴21、夹爪组件22、夹爪推动块23、主轴转动驱动件24和直线驱动件25；夹爪组件22对称设置且一端铰接在旋转主轴21的端部，夹爪推动块23套设在旋转主轴21上，且通过铰接杆与两夹爪组件22铰接，通过夹爪推动块23的前后移动带动夹爪组件22的闭合与张开，主轴转动驱动件24与旋转主轴21连接，直线驱动件25与夹爪推动块23连接；这里需要指出的是，夹爪组件22固定在旋转主轴21上，可以跟随旋转主轴21进行旋转，从而实现在夹爪组件22夹紧线缆的同时对线缆进行旋转，实现线缆的角度调整。主轴转动驱动件24为步进电机或伺服电机，旋转主轴21上固定有齿轮，步进电机或伺服电机通过同步带带动旋转主轴21的转动。直线驱动件25为气缸或者电缸结构，其作用在于推动夹爪推动块23的前后移动，通过控制夹爪组件22的开启与闭合。这里需要指出的是，在夹持旋转机构20工作时，夹持机构10的夹线爪11处于张开状态。

请继续参照图1或图2，角度识别机构30为相机，相机的镜头朝向夹爪组件22夹持的线缆头设置，角度识别机构30与控制器连接，控制器根据接收的图像控制主轴转动驱动件24和直线驱动件25的动作。具体的，如图5和图6所示，本发明实施例中采用的双芯线，需要将双芯线调整至水平的状态，线缆的初始状态如图5所示，这里需要指出的是此时的线缆端部的绝缘皮已经剥掉，将内部两根线缆外露，相机拍摄的是线缆的投影图，图中可以测量出两根线芯的最大距离，而为了使两根线芯处于水平状态，就要求测量出的两根线芯的最大距离为两根线芯的直径之和，因此，通过三角函数的计算，可以得出需要旋转的角度，此时控制器控制主轴转动驱动件24旋转，此时直线驱动件25已经将线缆夹紧，将线缆旋转预定角度即可实现角度调整的目的。

在上述实施例中，直线驱动件25驱动夹爪推动块23的方式有多种，然而由于夹爪推动块23与夹爪组件22铰接，因此夹爪推动块23会跟随夹爪组件22转动，为了实现给转动的夹爪推动块23施加推力，直线驱动件25需要跟随夹爪推动块23转动，然而为了实现夹爪推动块23的均匀施力，就必须采用多个施力点对夹爪推动块23施力，这样就需要多个直线驱动件25固定在旋转主轴21上，提高了成本的同时直线驱动件25的固定的可靠性也很难保证。为了解决上述问题，如图7所示，夹爪推动块23呈环状设置，且夹爪推动块23的外径上设置有滚轮环槽231，直线驱动件25的驱动端连接有驱动杆251，驱动杆251端部转动固定有滚轮252，滚轮252设置在滚轮环槽231内，滚轮252的直径小于滚轮环槽231两侧内壁之间的距离。通过在夹爪推动块23上设置滚轮环槽231的结构，以及与直线驱动件25连接的驱动杆251上滚动设置的滚轮252，滚轮252在滚轮环槽231内转动，通过滚轮252在滚轮环槽231内转动的方式替代了直线驱动件25的转动，而驱动杆251和滚轮252可以设置多组，通过连接件的连接使得一个直线驱动件25可以同时驱动多个驱动杆251的动作，保证了滚轮环槽231的均匀受力，而且直线驱动件25固定设置，无需跟随旋转主轴21进行旋转，既提高了直线驱动件25的固定可靠性，又实现了夹爪推动块23的均匀受力，提高了可靠性降低了成本。

作为上述实施例的优选，为了防止夹爪在夹持时遮挡相机的拍摄，夹爪组件22偏心式设置，如图8所示，夹爪组件22进一步包括夹座221、固定臂222和夹爪223，固定臂222可拆卸固定在夹座221长度方向上的一端，并朝向与夹座221长度方向垂直的方向延伸，夹爪223垂直固定在固定臂222的端部，夹爪223与夹座221平行设置，且夹爪223的夹持部设置在夹座221的中部位置处。通过将固定臂222设置在夹座221一侧，然后夹爪223与固定臂222垂直设置，夹爪223在夹持时，线缆头部被固定在夹爪组件22的中间位置，如图7中所示，夹爪组件22的中间位置即为相机的拍摄位置，从而将线缆的图像清晰的拍摄出来，提高装置工作的可靠性，控制器可以控制夹爪组件22的旋转方向，避免夹爪组件22对相机拍摄区域的遮挡。

为了进一步提高相机拍摄的清晰度，由于线缆的绝缘皮多为黑色，有时环境因素会影响拍摄图像的质量，去继续参照图2、图7和图9，该装置还包括支架40，旋转主轴21为管状结构，旋转主轴21中穿设有背景板组件26，如图9所示，背景板组件26进一步包括背景板261、轴承262、连杆263和固定件264，连杆263穿设旋转主轴21，轴承262套设在连杆263上且固定在旋转主轴21内，背景板261与连杆263的一端连接，固定件264与连杆263的另一端连接，固定件264固定在支架40上，使背景板261维持在与相机连线垂直的状态。这里需要指出的是，本发明实施例中，夹爪组件22的夹持中心与旋转主轴21同轴心设置，因此通过背景板组件26连杆263在旋转主轴21内的旋转设置，而且通过固定件264的固定，使得在夹爪组件22和旋转主轴21在旋转时，背景板261始终与相机的镜头拍摄方向垂直，保证线缆一直处在背景板261上，背景板261可以保证线缆的拍摄背景，使得线缆的状态与背景形成较大反差，更加容易识别线缆的角度状态，提高了装置工作的可靠性。

进一步的，请参照图2，角度识别机构30与背景板261之间设置有相机光源31，相机光源31呈环形设置，照射在背景板261上。相机光源31的环形设置，将灯光汇集在线缆端头处，避免了黑暗环境以及影子对线缆图像质量的影响，提高了线缆成像的质量。这里需要指出的是，相机光源31仅在需要时开启，根据环境亮度调整其亮度，使得成像效果更好。

在对线缆进行角度调整之前，需要将线缆放置在预定位置，而由于线缆自身具有一定的重力，线缆过长的话会发生弯曲，影响夹持准确性。为了提高线缆的进线准确性，如图1所示，夹持机构10与支架40之间设置有滑动连杆13，滑动连杆13与旋转主轴21平行设置，夹爪驱动件12滑动固定在滑动连杆13上。在外界输送机构将线缆进行夹持之前，使用夹线爪11对线缆进行预夹持，然后外界输送机构推送夹持机构10在滑动连杆13上朝向靠近夹爪组件22的方向移动，使得线缆的夹持位置与伸入长度正好处于相机拍摄中心位置处，提高线缆夹持的精确度与可靠性。

作为上述实施例的优选，本发明实施例中支架40还设置有高度调节功能，具体的图1所示，支架40下还装设有基座41，基座41与支架40之间设置有升降器42，基座41与支架40之间通过导向柱导向。升降器42为现有技术，通过螺杆调节菱形支撑件的两对角之间的距离，从而调整菱形支撑件的高度，而基座41可以安装在机架上，提高了整个装置的适用性。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种线缆角度调整装置，其特征在于，包括：夹持机构（10）、夹持旋转机构（20）和角度识别机构（30）；

所述夹持机构（10）包括夹线爪（11）和夹爪驱动件（12），所述夹线爪（11）为曲柄结构，所述夹爪驱动件（12）与所述夹线爪（11）连接，以驱动所述夹线爪（11）的开闭，所述夹持机构（10）用于线缆的初步夹持；

所述夹持旋转机构（20）进一步包括旋转主轴（21）、夹爪组件（22）、夹爪推动块（23）、主轴转动驱动件（24）和直线驱动件（25）；所述夹爪组件（22）对称设置且一端铰接在所述旋转主轴（21）的端部，所述夹爪推动块（23）套设在所述旋转主轴（21）上，且通过铰接杆与两所述夹爪组件（22）铰接，通过所述夹爪推动块（23）的前后移动带动所述夹爪组件（22）的闭合与张开，所述主轴转动驱动件（24）与所述旋转主轴（21）连接，所述直线驱动件（25）与所述夹爪推动块（23）连接；

所述角度识别机构（30）为相机，所述相机的镜头朝向所述夹爪组件（22）夹持的线缆头设置，所述角度识别机构（30）与控制器连接，控制器根据接收的图像控制所述主轴转动驱动件（24）和直线驱动件（25）的动作；

所述夹爪推动块（23）呈环状设置，且所述夹爪推动块（23）的外径上设置有滚轮环槽（231），所述直线驱动件（25）的驱动端连接有驱动杆（251），所述驱动杆（251）端部转动固定有滚轮（252），所述滚轮（252）设置在所述滚轮环槽（231）内，所述滚轮（252）的直径小于所述滚轮环槽（231）两侧内壁之间的距离。

2.根据权利要求1所述的线缆角度调整装置，其特征在于，所述夹爪组件（22）进一步包括夹座（221）、固定臂（222）和夹爪（223），所述固定臂（222）可拆卸固定在所述夹座（221）长度方向上的一端，并朝向与所述夹座（221）长度方向垂直的方向延伸，所述夹爪（223）垂直固定在所述固定臂（222）的端部，所述夹爪（223）与所述夹座（221）平行设置，且所述夹爪（223）的夹持部设置在所述夹座（221）的中部位置处。

3.根据权利要求1所述的线缆角度调整装置，其特征在于， 该装置还包括支架（40），所述旋转主轴（21）为管状结构，所述旋转主轴（21）中穿设有背景板组件（26），所述背景板组件（26）进一步包括背景板（261）、轴承（262）、连杆（263）和固定件（264），所述连杆（263）穿设所述旋转主轴（21），所述轴承（262）套设在所述连杆（263）上且固定在所述旋转主轴（21）内，所述背景板（261）与所述连杆（263）的一端连接，所述固定件（264）与所述连杆（263）的另一端连接，所述固定件（264）固定在所述支架（40）上，使所述背景板（261）维持在与所述相机连线垂直的状态。

4.根据权利要求3所述的线缆角度调整装置，其特征在于，所述夹持机构（10）与所述支架（40）之间设置有滑动连杆（13），所述滑动连杆（13）与所述旋转主轴（21）平行设置，所述夹爪驱动件（12）滑动固定在所述滑动连杆（13）上。

5.根据权利要求3所述的线缆角度调整装置，其特征在于，所述角度识别机构（30）与所述背景板（261）之间设置有相机光源（31），所述相机光源（31）呈环形设置，照射在所述背景板（261）上。

6.根据权利要求3所述的线缆角度调整装置，其特征在于，所述支架（40）下还装设有基座（41），所述基座（41）与所述支架（40）之间设置有升降器（42），所述基座（41）与支架（40）之间通过导向柱导向。

7.根据权利要求1所述的线缆角度调整装置，其特征在于，所述旋转主轴（21）上设置有齿轮，所述主轴转动驱动件（24）为电机，所述电机通过同步带与所述齿轮连接。

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