CN111699075A - 用于分离、馈送和安装o型环的装置及方法 - Google Patents

用于分离、馈送和安装o型环的装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于将O型环(200)安装到工件(400)的装置(500)，包括多个拾取部件(501)，可操作以远离彼此移动以接触并扩张O型环(200)，来拾取O型环(200)，或者朝向彼此移动以释放O型环(200)；以及引导部件(502)，包括与工件(400)的槽(402)同轴布置的截头锥体部分(5021)，截头锥体部分(5021)的大端面(5022)邻近工件(400)的端表面(401)布置，槽(402)被形成在该端表面(401)上，其中大端面(5022)的直径(D)与槽(402)的内径基本相等，其中拾取部件(501)可操作以将O型环(200)释放至截头锥体部分(5021)的锥形表面上，使得O型环(200)沿锥形表面被推压到槽(402)中。

Description

用于分离、馈送和安装O型环的装置及方法
技术领域
本公开实施例主要涉及O型环的操作装置，更具体地，涉及O型环的分离、馈送和安装装置及方法。
背景技术
O型环也称衬垫或环面连接件，是呈圆环面形状的机械垫圈。O型环是具有圆形横截面的弹性体环，其被设计为被放置在槽中，并在组装期间被压缩在两个或更多个零件之间，从而在界面处形成密封。O型环可以用于静态应用或零件与O型环之间存在相对运动的动态应用。O型环是机械设计中最常用的密封件之一，因为它们价格便宜，易于制造且可靠。
在正常情况下，O型环是手动组装的，效率低且劳动强度大，并且显著降低了工件的整体组装效率。为了提高效率，对O型环自动组装的需求日益增加。O型环的自动组装涉及O型环的馈送和安装。通常，用于馈送O型环的机构利用振动来对O型环进行分类和分离，这更适用于内径I与线径W之比较小的O型环(称为“刚性O型环”)。这种刚性O型环一般不容易变形并且难以缠结在一起，并且因此可以利用振动将其分开。但是，对于工业中更广泛使用的内径I与线径W之比较大的O型环(称为“柔性O型环”)，振动不起作用，因为它们很容易变形和缠结。
此外，传统O型环自动组装方法通常仅适用于将O型环安装在轴的外圆周或孔的内圆周上。然而，这种方法无法应用于在工业上也被广泛使用的将O型环(特别是柔性O型环)安装在工件端表面上的槽中。例如，机械手关节中几乎所有的O型环都安装在端表面的槽中。
发明内容
本公开实施例提供了一种解决方案，该解决方案提供了一种利用引导部件将O型环安装到工件的装置。
在第一方面，提供了一种用于将O型环安装到工件的装置。该装置包括多个拾取部件，可操作为远离彼此移动以接触并扩张O型环，以拾取O型环，或者朝向彼此移动以释放O型环；以及引导部件，包括与工件的槽同轴布置的截头锥体部分，截头锥体部分的大端面邻近工件的端表面布置，槽被形成在该端表面上，其中大端面的直径与槽的内径基本相等，其中拾取部件可操作以将O型环释放至截头锥体部分的锥形表面上，使得O型环沿锥形表面被推压到槽中。
在一些实施例中，多个拾取部件中的每个拾取部件都包括耦合机构，用于与机器人耦合。
在一些实施例中，多个拾取部件中的至少一个拾取部件包括适于将O型环沿锥形表面推压到槽中的表面。
在一些实施例中，截头锥体部分包括周向布置在大端面上的多个通槽。
在一些实施例中，该装置还包括多个指状机构，可操作以沿相应的通槽移动，以将放置在锥形表面上的O型环推压到槽中。
在一些实施例中，多个指状机构适于耦合至机器人。
在一些实施例中，引导部件还包括耦合机构，用于将引导部件耦合至机器人，耦合部分从截头锥体部分的小端面沿引导部件的中心轴线延伸。
在一些实施例中，引导部件包括对准部分，用于通过被插入到形成在工件中的内孔中而使引导部件与工件对准，并且对准部分从大端面沿引导部件的中心轴线延伸。
在一些实施例中，多个拾取部件中的每个拾取部件都包括外圆周，外圆周具有用于接纳O型环的弧形槽。
在第二方面，提供了一种机器人。机器人可操作以使用如上所述的装置将O型环安装到工件。
在第三方面，提供了一种用于将O型环安装到工件的方法。该方法包括在工件的端表面上设置引导部件，其中引导部件包括与槽同轴的截头锥体部分并包括大端面，大端面邻近端表面，槽被形成在端表面上，并且大端面的直径与槽的内径基本相等；使多个拾取部件远离彼此移动，以接触并扩张O型环，来拾取O型环；通过使多个拾取部件朝向彼此移动，来将O型环释放到截头锥体部分的锥形表面上；以及沿锥形表面将O型环推压到槽中。
应当理解的是，该发明内容并非旨在标识本公开实施例的关键或必要特征，也非旨在用于限制本公开的范围。通过下面的描述，本公开的其它特征将变得易于理解。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例的更详细描述，本公开的上述及其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的示例性实施例中，相同附图标记通常表示相同部件。
图1示出O型环的正视图和侧视图；
图2示出根据本公开实施例的用于分离和馈送O型环的装置的立体图；
图3示出根据本公开实施例的用于分离和馈送O型环的装置的局部放大截面图；
图4示出根据本公开实施例的用于分离和馈送的O型环装置的馈送过程示意图；
图5示出根据本公开实施例的与机器人耦合的用于分离和馈送O型环的装置的示意图；
图6示出根据本公开实施例的用于将O型环安装到工件的装置的立体图，其中带有O型环的拾取部件被布置在工件上方；
图7示出根据本公开实施例的用于将O型环安装到工件的装置的俯视图；
图8示出沿引导部件将O型环推压到槽中的横截面图；
图9示出根据本公开其它实施例的用于将O型环安装到工件的装置的立体图，其中指状机构被布置在工件上方；
图10A至图10C示出利用指状机构沿引导部件将O型环推压到槽中的立体图；
图11示出根据本公开实施例的用于将O型环安装到工件的方法的流程图；
图12示出根据本公开另一些实施例的用于将O型环安装到工件的装置的立体图，其中本体被布置在工件上方；
图13示出根据本公开另一些实施例的用于将O型环安装到工件的装置的横截面图；
图14示出根据本公开另一些实施例的用于将O型环安装到工件的装置的立体图；
图15示出根据本公开另一些实施例的用于分离和馈送O型环的装置的环形槽的径向横截面的局部放大图；
图16A和图16B示出根据本公开另一些实施例的用于确保O型环被吸入环形槽中的装置的过程示意图；
图17示出根据本公开另一些实施例的具有用于将O型环安装到工件的定位传感器的装置的立体图；以及
图18示出根据本公开另一些实施例的用于将O型环安装到工件上的方法的流程图。
在整个附图中，相同或相似的附图标记用于表示相同或相似元件。
具体实施方式
现在将参照几个示例性实施例来讨论本公开。应当理解的是，讨论这些实施例的目的仅在于使本领域技术人员能够更好地理解并进而实现本公开，而非暗示对技术方案的范围的任何限制。
如本文所使用的，术语“包括”及其变体应理解为开放术语，意指“包括但不限于”。术语“基于”应理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其它实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指不同或相同的对象。其它显式和隐式定义可以包含在下文中。除非上下文中另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。
工业上使用了许多尺寸的O型环。图1示出O型环200的正视图和侧视图。如图所示，具有一定弹性的O型环200具有线径W和内径I。一般地，内径I与线径W之比可以在一定程度上反映O型环200的变形能力。具体而言，比率越小，越难变形(称为“刚性O型环”)，并且比率越大，越容易变形(称为“柔性O型环”)。
柔性O型环在工业中广泛用于各种目的。然而，柔性O型环通常容易变形和缠结，因而不易使用传统振动装置和方法进行分离和馈送。因此，在许多情况下，柔性O型环需要手动分离或馈送。手动操作效率低且劳动强度大，大大降低了工件的整体组装效率。此外，O型环的手动分离和馈送也容易引起误操作和各种组装问题。
为了提高效率和准确度，本公开实施例提供了一种用于分离和馈送O型环200的装置100。现在将参考图2至图5描述一些示例性实施例。
图2示出根据本公开实施例的用于分离和馈送O型环200的装置100的立体图；图3示出用于分离和馈送O型环200的装置的局部放大图；图4示出装置100的馈送过程示意图；以及图5示出根据本公开实施例的耦合至机器人的装置100的示意图。
如图2和图3所示，装置100总体上包括可旋转本体101和形成在可旋转本体101上的螺旋槽104。在一些实施例中，可旋转本体101可以是中空的或实心的。在其它一些实施例中，可旋转本体101可以被一体地形成或组装。例如，可旋转本体101可以注塑成型或通过用塑料层涂覆金属棒而形成。应当理解的是，形成可旋转本体101的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当方法和/或布置也是可能的。例如，可旋转本体101和螺旋槽104可以通过模制制成。
可旋转本体101包括两部分，即，存放部分102和分离部分103。这些部分沿馈送方向F布置，如图2所示。具体而言，存放部分102用于存放待分离并馈送的多个O型环200。也就是说，O型环200可以被悬挂在可旋转本体101上，如图3和图4所示。
根据本公开的实施例，螺旋槽104横跨存放部分102和分离部分103而被形成在可旋转本体101上。螺旋槽104的宽度和深度适应O型环200的线径W，使得螺旋槽104的同一位置上仅可以悬挂一个O型环。此外，螺旋槽104被形成为使得在分离部分103上的螺旋槽104的节距P沿馈送方向F增大，如图2所示。
在操作中，可旋转本体101可以例如由机器人300、电机(未示出)等驱动而旋转。本体101的旋转使得O型环200和螺旋槽104相对运动。因此，随着可旋转本体101旋转一圈，螺旋槽104中的O型环200可以沿馈送方向F输送一个节距。以这种方式，悬挂在存放部分102上的多个O型环200随着可旋转本体101的旋转而在螺旋槽104中向前输送，如图4所示。
由于在分离部分103上的螺旋槽104的节距P增大，当可旋转本体101旋转一圈时，分离部分103上的螺旋槽104不同位置处的O型环200可以被输送不同距离。仅作为示例，如图3和图4所示，在开始时，第一O型环2001位于第一位置P1，并且第二O型环2002位于第二位置P2。如图所示，第一位置P1与第二位置P2之间的距离是一个节距。随着可旋转本体101转动一圈，第一O型环2001被输送至第二位置P2，并且第二O型环2002被输送至第三位置P3，如图3和图4所示。如上所述，节距P沿馈送方向F增大，这意味着第一位置P1与第二位置P2之间的距离不同于第二位置P2与第三位置P3之间的距离。因此，第一O型环2001的输送距离比第二O型环2002的输送距离短。这样，随着可旋转本体101旋转，第一O型环2001与第二O型环2001之间的距离逐渐增大，在此过程期间，第一O型环2001与第二O型环2002分离，如图4所示。最终，被分离的O型环200能够被输送至预定位置。在一些实施例中，预定位置可以是邻近工件400的位置。工件400可以包括在端表面401上用于接纳O型环的槽402，这将在下文中参考图6进行讨论。应当理解的是，预定位置可以是利于将O型环200安装到工件402的任何位置。
通过使用本文所述的装置100，无论O型环200的柔性如何，都可以以有效且自动化的方式将O型环200分离并馈送至预定位置。以这种方式，可以实现O型环200，特别是柔性O型环的自动分离和馈送。此外，在一些实施例中，可旋转本体101可以与机器人300的操作机构301接合，以由此被耦合至机器人300，如图5所示，这将在下文中详细讨论。因此，可旋转本体101可以由机器人300控制以旋转，并且因此确保了效率和准确度。
可以看出，利用装置100，可以通过在螺旋槽104的不同位置输送O型环200中的每个O型环来实现O型环200的自动分离和馈送。在存放部分102中存在大量O型环200的情况下，O型环200可能在螺旋槽104的相同位置处重叠，这将导致O型环200被输送出螺旋槽104。在一些实施例中，为了防止多个O型环200在输送期间离开螺旋槽104和/或防止多于一个O型环200重叠在螺旋槽104的在分离部分103中同一位置处，可以设置限位机构1053，如图2所示。
如图所示，限位机构1053可以被布置在分离部分103上方以阻挡重叠的O型环200，使得重叠的O型环200只有在位于螺旋槽104中之后才可以被输送至分离部分103，如图3所示。以这种方式，可以利用限位机构1053确保O型环200中的每个O型圈在分离部分103的螺旋槽104中被分离地输送。
在一些实施例中，限位机构1053与可旋转本体101之间的距离可以被设置为小于O型环200的线径W。因此，可以阻挡重叠的O型环200，因为这些O型环无法穿过限位机构1053与可旋转本体101之间的空间。替代地，在其它实施例中，限位机构1053可以接触可旋转本体101的外圆周。也就是说，限位机构1053与可旋转本体101之间的距离可以基本上为零，如图3所示，这有利于将限位机构1053附接至可旋转本体101。
限位机构1053可以以各种方式附接至可旋转本体101。在一些实施例中，例如，限位机构1053和可旋转本体101可以通过磁引力彼此附接。例如，可旋转本体101的至少一部分可以由诸如铁等磁性吸收材料制成，并且限位机构1053的至少一部分可以由磁体制成。以这种方式，限位机构1053可以通过彼此吸引而附接至可旋转本体101。应当理解的是，将限位部分1053附接至可旋转本体101的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，在一些实施例中，限位机构1053可以经由枢转机构而被附接至可旋转本体101。枢转机构可操作为使限位机构1053和可旋转本体101相对于彼此枢转。
如上所述，在一些实施例中，本体101可以由机器人300驱动，如图5所示。为此，可旋转本体101可以与操作机构301接合。在一些实施例中，限位机构1053和可旋转本体101可以被耦合至操作机构301的不同接合结构，如图5所示。以这种方式，机器人300可以控制限位机构1053和可旋转本体101相对于彼此移动。
在一些实施例中，限位机构1053和可旋转本体101可以由机器人300控制以朝向或远离彼此移动。在其它一些实施例中，限位机构1053和可旋转本体101可以被控制为相对于彼此枢转。通过限位机构1053和可旋转本体101相对于彼此的这种运动，可以将多个O型环200从O型环200的堆叠中拾取或夹持到可旋转本体101的存放部分102上。例如，可旋转本体101可以被控制以远离限位机构1053运动，并且继而被插入O型环200的堆叠中。然后，机器人300控制限位机构1053和可旋转本体101朝向彼此运动，由此将多个O型环200拾取或夹持到可旋转本体101上。可旋转本体101上的多个O型环200可以以各种方式悬挂在存放部分102上。例如，机器人300可以控制可旋转本体101旋转，使得存放部分102位于可旋转本体101的下部。因此，多个O型环200可以在重力作用下滑动至存放部分102。
应当理解的是，将O型环200拾取到存放部分102中的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，在一些实施例中，多个O型环200可以由另一机器人或手动地布置到存放部分102。
在一些实施例中，装置100还可以包括保持机构1055，限位机构1053可以利用保持机构1055而被耦合至机器人300。保持机构1055可以包括引导部1051和保持部1052，如图2所示。引导部1051可以从限位机构1053的邻近存放部分102的端部1054延伸，并沿与馈送方向F相反的方向远离可旋转本体101。例如，在一些实施例中，引导部1051可以从限位机构1053的端部1054倾斜，如图2所示。替代地，在一些实施例中，引导部1051可以从限位机构1053延伸并且垂直于限位机构1053。
保持部1052可以从引导部1051远离分离部分103的端部1056延伸，并且可以与机器人300的操作机构301接合。以这种方式，限位机构1053可以被耦合至机器人300。
此外，如图2所示，引导部1051和保持部1052被布置在存放部分102上方，与可旋转本体101相距一定距离。因为保持部1052与存放部分102之间的空间可以用于容纳O型环200，所以两者之间的距离越大，可以悬挂在存放部分102上的O型环200越多。保持部1052与可旋转本体101之间的距离可以与机器人300的接合结构的距离基本相同。
在一些实施例中，限位机构1053和保持机构1052可以被一体地形成。例如，限位机构1053和保持机构1052可以被注塑成型。替代地，在其它实施例中，保持机构1052可以使用适当紧固件而被安装在限位机构1053上。
在一些实施例中，存放部分102上的螺旋槽104在平行于馈送方向F的平面中的横截面是弧形的，如图3所示。如图2和图3所示，由于存放部分102上的螺旋槽104的弧形横截面形状，存放部分102的直径可以减小，从而使存放部分102与保持部1052之间的空间可以增大。因此，此类实施例还使得存放部分102能够悬挂相对多的O型环200。
在一些实施例中，如图3所示，分离部分103上的螺旋槽104在平行于馈送方向F的平面中的横截面为矩形或梯形形状。这将有利于防止O型环200在输送期间滑出螺旋槽104。此外，利用螺旋槽104的矩形或梯形横截面形状，可以更容易地制造可旋转本体101。应当理解的是，螺旋槽104的横截面的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，在一些实施例中，螺旋槽104的横截面可以是U形、V形等。
此外，在一些实施例中，限位机构1053可以被布置在存放部分102邻近分离部分103的部分上方，如图3所示。这样，可以在存放部分102邻近分离部分103的部分中阻挡重叠的O型环200，从而确保O型环200在分离部分103中时仅可以在螺旋槽104中输送。
借助于如上所述的装置100和相关的分离和馈送O型环200的过程，可以将O型环200分离并馈送至预定位置以用于后续过程。
为了将诸如柔性O型环的O型环200安装到工件402，本文提出了一种用于将O型环200安装到工件400的装置500。图6示出根据本公开实施例的用于将O型环200安装到工件400的装置500的立体图。
如图6所示，装置500总体上包括多个拾取部件501和引导部件502。多个拾取部件501可以被致动使它们彼此远离运动，以用它们的外圆周接触并扩张位于预定位置的O型环200，如图6和图7所示。
在一些实施例中，拾取部件501可以由机器人300致动，这将在下文中详细讨论。应当理解的是，由机器人300致动拾取部件501仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。用于致动拾取部件501的任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，在一些实施例中，拾取部件501也可以经由适当机构而由伺服电机致动。
此外，在与O型环200所处预定位置所在平面平行的平面内，拾取部件501可以远离彼此移动，从而可以从预定位置拾取O型环200。在一些实施例中，在拾取O型环200之后，拾取部件501与O型环200一起移动至工件400上方的位置，如图6所示。拾取部件501可以朝向彼此移动，以将O型环200释放到引导部件502上。
在一些实施例中，引导部件502可以包括截头锥体部分5021。引导部件502可以被放置在端表面401上，使得截头锥体部分5021与用于接纳O型环200的工件400的槽402同轴。如图6所示，截头锥体部分5021的大端面5022与端表面401相邻。截头锥体部分5021的直径D与槽402的内径基本相同。这样，在如图8所示，在将O型环200释放到截头锥体部分5021的锥形表面上之后，可以沿锥形表面将O型环200推压到槽402中。
如上所述，O型环200，尤其是柔性O型环容易变形，因而难以定位。因此，不可能用传统装置来拾取和安装O型环200。根据本文公开的拾取部件501，无论O型环200如何变形，拾取部件501都可以通过接触并扩张O型环200来拾取O型环200。因此，不需要定位O型环200，并且因此消除了O型环200变形的不利影响。以这种方式，无论O型环200如何变形，O型环200都可以被拾取并移动至工件400上方的位置。此外，在将O型环200释放到截头锥体部分5021的锥形表面上之后，具有圆形横截面的锥形表面可以将变形的O型环200再成形为原始的环状。然后，将O型环200沿锥形表面推压到槽402中，这确保了即使是在O型环200变形的情况下，也可以将O型环装配到槽402中。
此外，利用装置500，可以将诸如柔性O型环的O型环200自动安装到工件400的槽402中。这样，提高了将O型环200安装到工件400的效率和准确度。在一些实施例中，为了检测O型环200在预定位置上的位置，使得机器人300可以将拾取部件501移动到用于拾取O型环200的位置，定位传感器(未示出)可以被附接至机器人300或拾取部件501，这将在下文中参考图17进行讨论。
在一些实施例中，为了防止O型环200在拾取过程期间意外掉落，可以在拾取部件501的外圆周上设置弧形槽，如图6所示。弧形槽可沿周向至少部分地接纳O型环200，从而防止O型环200在拾取过程期间意外掉落。
为了将拾取部件501耦合至机器人300，在一些实施例中，拾取部件501中的每个拾取部件可以包括耦合机构5012，以用于与机器人300耦合，如图6所示。在一些实施例中，耦合机构5012可以是可以被插入到操作机构301中的结构。在其它一些实施例中，耦合机构5012可以经由适当的支撑件而被附接至操作机构301。应当理解的是，图6中耦合机构5012的这些示例性实施方式仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。
在一些实施例中，如图8所示，位于截头锥体部分5021的锥形表面上的O型环200可以由拾取部件501中的每个拾取部件的表面5013推动。在这些实施例中，在将O型环200释放到截头锥体部分5021的锥形表面上之后，拾取部件501随后可以朝向O型环200运动，以接触O型环200并将其推压到槽402中。在一些实施例中，拾取部件501可以在调整拾取部件501的朝向的同时重复推压O型环200，以确保将O型环200推压到槽402中。因此，无论O型环200掉落在截头锥体部分5021的锥形表面上的什么位置，O型环200均可以在不检测位置和形状的情况下而被可靠地安装在工件400上的槽402中。
可以看出，可以利用拾取部件501将O型环200拾取并推压到槽402中。应当理解的是，在拾取和推压过程期间，O型环200受到由拾取部件501施加的力。在一些实施例中，在拾取和推压过程期间，为了使力均匀地分布在O型环200上，拾取部件501至少在拾取和推压过程期间可以沿O型环200的圆周均匀分布。
在一些实施例中，如图7所示，各个拾取部件501可以具有大致弧形形状。以这种方式，拾取部件501的弧形圆周可以均匀地接触O型环200。在其它一些实施例中，拾取部件501的数目可以大于两个，并且拾取部件501中的每个拾取部件的形状可以是诸如柱形的任意适当形状。应当理解的是，拾取部件501的上述数目和形状仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或数目也是可能的。
替代地或附加地，在一些实施例中，用于将O型环200安装到工件400的装置500可以包括多个指状机构503，如图9所示。此外，截头锥体部分5021可以包括沿大端面5022的圆周布置的多个通槽5025。指状机构503的数目可以与通槽5025的数目相对应，或者小于通槽的数目。在一些实施例中，通槽5025可以沿大端面5022的圆周均匀布置，这更有利于制造。应当理解的是，通槽5025均匀布置的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，替代地，在一些实施例中，通槽5025可以不均匀地布置。
在操作中，在将O型环200释放到截头锥体部分5021的锥形表面上之后，O型环200可以位于横跨通槽5025的位置，如图10A所示。指状机构503可以被致动以在其底表面接触O型环200的同时沿相应的通槽5025移动。由于各个通槽5025的较小宽度，在上述推压过程期间，O型环200不会被推压到通槽5025中。以此方式，随着指状机构503沿通槽5025运动，将O型环200推压到槽402中，如图10B所示。
在一些实施例中，为了确保将O型环200推压到槽402中，可以旋转指状机构503以调节其姿态，从而以其侧表面进一步推压O型环200，如图10C所示。应当理解的是，用侧表面的推压过程也可以通过拾取部件501来完成。在一些实施例中，拾取部件501和指状机构503可以是同一部件。
在一些实施例中，指状机构503可以被耦合至机器人300，从而它们可以由机器人300控制和致动。指状机构503可以通过其自身的被耦合结构或通过额外的耦合结构而被耦合至机器人300。
回到图6，在一些实施例中，引导部件502还可以包括耦合部分5024，以用于将引导部件502耦合至机器人300。耦合部分5024可以是从截头锥体部分5021的小端面5026沿引导部件502的中心轴线A延伸的柱体，从而使机器人300可以夹持耦合部分5024并将其布置在工件400的端表面401上。应当理解的是，通过机器人300将引导部件502布置在端表面401上的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，在一些实施例中，可以省略耦合部分5024，并且引导部件502可以通过适当地固定装置而被布置在端表面401上。
为了减轻引导部件502的重量，引导部件502可以是中空的。这样，可以以低能耗的方式夹紧引导部件502。在一些实施例中，如图8所示，引导部件502可以包括对准部分5027，用于使引导部件502与工件400对准。为此，对准部分5027可以是从大端面5022沿中心轴线A延伸的部分，并且可以被插入到形成在工件400上的内孔中。以这种方式，将引导部件502与工件400对准，同时截头锥体部分5021与槽402同轴。
应当理解的是，将引导部件502与工件400对准的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，在一些实施例中，可以通过将形成在引导部件502的大端面5022上的凸块插入形成在端表面401上的相应槽中来将引导部件50与工件400对准。
图11示出根据本公开实施例的用于将O型环200安装到工件400的方法流程图。方法1100可以由机器人300实现，以控制上述用于将O型环200安装在工件400上的装置500。如图所示，在框1110，可以例如通过机器人300在端表面401上设置引导部件502。
在框1120，使多个拾取部件501远离彼此运动，以接触并扩张O型环200以拾取O型环200。然后在框1130，将O型环200释放到截头锥体部分5021的锥形表面上。在框1140，将O型环200推压到槽402中。
前述示出根据本公开实施例的用于将O型环200安装到工件400的装置500和方法1100。如上所述，可以对预定位置处的O型环200进行扩张并由此由多个拾取部件501拾取。O型环200继而被释放到引导部件502上并被推压到槽402中。在这些实施例中，O型环200可以自动且精确地安装在槽402中。
除了如上所述的装置500之外，在一些实施例中，还提出了另一种用于将O型环200安装在工件400的槽402中的装置600。图12示出用于将O型环200安装到工件400的装置600的立体图；并且图13示出根据本公开另一些实施例的用于将O型环200安装到工件400的装置600的横截面图。
如图12和图13所示，装置600总体上包括本体601、形成在本体601上的环形槽6013以及形成在本体601中的多个空气通道6014。本体601可以通过形成在本体601上的多个连接孔6015而被连接至压力源650，如图14所示。空气通道6014可以与环形槽6013和连接孔6015流体连通。以这种方式，可以利用压力源650在环形槽6013中提供负压，以当环形槽6013位于O型环200附近时将O型环200吸入环形槽6013中。
在将O型环200吸入环形槽6013中之后，本体601随后被致动以移动至工件400上方的位置，使得环形槽6013可以与工件400上的槽402同轴。然后将压力源650与本体601断开，并因此去除负压。这样，O型环200落入槽402中。应当理解的是，压力源650与本体601断开可以通过阀等实现。此外，在一些实施例中，O型环200可以在其自身重力下掉落。替代地，在一些实施例中，例如O型环200也可以通过引导表面等而落入槽400中。应当理解的是，O型环200落入槽402中的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当方法和/或布置也是可能的。
可以看出，在一些实施例中，利用在环形槽6013中形成的负压，可以将O型环200吸入环形槽6013中。在这些实施例中，O型环200在不发生变形的情况下被拾取。因此，O型环200可以直接落入槽402中。以这种方式，可以更有效地拾取和安装O型环200。应当理解的是，通过压力源650将O型环200吸入环形槽6013中的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。
在一些实施例中，代替压力源650与本体601断开以使O型环200落入槽402中，压力源650可以向空气通道6014提供正压以将O型环200吹到槽402中。以这种方式，当具有O型环200的本体601移动到在工件400上方时，由压力源650提供的正压可以形成从空气通道6014吹向O型环200的气流。因此，O型环200可以随气流落入工件400的槽402中。此外，由于来自空气通道6014的气流可以朝向槽402推压O型环，吹出的气流可以促进O型环200的安装。
用于提供正压和负压的压力源650可以是同一压力源650或两个单独压力源。在压力源是两个单独压力源的情况下，单独压力源可以分别连接至不同连接孔6015。因此，当具有O型环200的本体601在移动到工件400上方时，提供负压的压力源可以与本体101断开，并且提供正压的压力源可以随后向空气通道6013提供正压。
在一些实施例中，本体601可以包括被形成在本体601上的至少一个安装部分6017，以用于将本体601耦合至机器人300，如图14所示。这样，装置600可以由机器人300自动操纵。应当理解的是，如图14所示的安装部分6017仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或数目也是可能的。例如，在一些实施例中，安装部分6017可以是可以被插入到操作机构301中的结构。在一些其它的实施例中，安装部分6017可以经由适当的支撑件而被附接至操作机构301。
在一些实施例中，环形槽6013的径向横截面可以是弧形的，如图15所示。在这些实施例中，O型环200的径向横截面的半径可以与O型环200的线径基本相同，并且因此O型环200可以适配环形槽6013的内表面，如图15所示。因此，空气通道6014和环形槽6013中形成的负压不易泄漏，并且因此O型环200可以被更稳定地保持在环形槽6013中。以这种方式，可以提高O型环200被吸入环形槽6013中时的稳定性。
如图15所示，在一些实施例中，环形槽6013的至少一个边缘可以被倒角。例如，环形槽6013的一个或两个边缘可以被倒圆角，使得环形槽6013可以具有用于接纳O型环200的更大开口。环形槽6013边缘上的圆倒角的半径被良好地设计为避免影响O型环200在环形槽6013中的吸力。这种布置有利于将O型环吸在环形槽6013中。
在一些实施例中，本体601可以被操纵为在朝向或远离O型环200移动的同时在多个方向上来回移动，如图16A和图16B所示。图16A示出本体601的俯视图，并且图16B示出本体601的侧视图。因此，随着本体601的上述移动，可以通过本体601的形成有环形槽6013的表面接触并推压O型环200因变形而未被吸入环形槽6013中的部分。以这种方式，确保了即使是在O型环200变形的情况下，也可以将O型环200吸入环形槽6013中。
可以看出，在一些实施例中，随着本体601的多方向和上下移动，即使是在O型环200轻微变形的情况下，也可以将O型环200吸入环形槽6013中。此外，环形槽6013的环形形状和其中形成的吸力有助于使变形的O型环200再成形，从而有利于O型环200的安装。
在一些实施例中，在O型环200落入槽402中之后，本体601可以被致动为在朝向或远离O型环200移动的同时在多个方向上来回移动。以这种方式，确保了将O型环200安装在工件400上的槽402中。
在一些实施例中，本体601可以采用分离式结构以易于制造。例如，如图13所示，本体601可以包括两个部分(为了便于讨论，分别称为“第一部分6011”和“第二部分6012”)以及布置在第一部分6011和第二部分6012之间的至少一个密封部件602。在这些实施例中，环形槽6013和空气通道6014可以被形成在第二部分6012中，并且连接孔6015可以被形成在第一部分6011中。
第一部分6011和第二部分6012可以通过任何适当的机构来固定，例如包括但不限于螺钉、螺栓和螺母、焊接等。诸如O型环等密封部件602可以被布置在第一部分6011和第二部分6012之间，以防止环形槽6013和空气通道6014内的真空泄漏。应当理解的是，本体601的结构的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，本体601可以通过三维(3D)打印形成。
在一些实施例中，本体601还可以包括真空室6016，以用于连接空气通道6014和连接孔6015。真空室6016可以形成在第一部分6011中，并且是与环形槽6013同轴的环形。由于空气通道6014和连接孔6015之间的真空室6016，空气通道6014和连接孔6015的数目可以被单独设定。例如，连接孔6015的数目可以被设定为一个或两个，以简化与压力源650的连接结构。同时，空气通道6014可以多于十个并且均匀且周向地布置，以使环形槽6013中形成的负压更均匀。
此外，真空室6016可以为空气通道6014和环形槽6013中形成的真空提供缓冲，从而防止因真空突然中断而导致O型环200意外掉落。应当理解的是，真空室602的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。例如，真空室602可以采用分段结构，从而使本体601更坚固。
如上所述，当环形槽6013在O型环200附近时，可以将O型环200吸入到环形槽6013中。为了检测O型环200在预定位置上的位置，使得机器人300可以将本体601移动至O型环200附近的位置，定位传感器603可以被附接至本体601，如图17所示。仅作为示例，将详细讨论定位传感器603以介绍本文中的定位传感器的使用。应当理解的是，定位传感器可以用于本文所述的任何适当场景或部件。例如，定位传感器可以被附接至拾取部件501、机器人300等。具体而言，定位传感器603可以是激光传感器，其通过感测距离差来检测O型环200的位置。在一些实施例中，定位传感器603可以是相机。在这些实施例中，诸如机器人300等处理单元可以处理由相机捕捉的图像以检测O型环200的位置。
此外，定位传感器603还可以检测工件400上槽402的位置，从而可以将本体601移动至与待安装O型环200的位置对准的位置。在一些实施例中，定位传感器603可以被安装到机器人300或任何其它适当结构中。应当理解的是，定位传感器603的上述实施例仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当结构和/或布置也是可能的。
图18示出根据本公开一些其他实施例的用于将O型环200安装到工件400上的方法流程图。方法1800可以由机器人300实现，以控制上述用于将O型环200安装在工件400上的装置600。如图所示，如图所示，在框1810，可以通过环形槽6013中形成的负压将O型环200吸入环形槽6013中。
在框1820，可以在工件上方移动本体601，其中环形槽6013与工件400的槽402同轴。然后在框1830，通过将压力源650与本体601断开，或使用压力源向多个空气通道6014提供正压，使O型环200落入槽402中。以这种方式，O型环200由装置600抽吸并落入槽402中。
在一些实施例中，在将本体601移动到工件400上方之前，本体601可以在朝向或远离O型环200移动的同时在多个方向上来回移动。以这种方式，可以确保O型环200可以被吸入环形槽6013中。
在一些实施例中，在O型环200落入槽402中之后，本体可以在朝向或远离O型环200移动的同时在多个方向上来回移动。该步骤可以确保O型环200在槽402中。
从本公开的以上实施例可以看出，多个O型环200，尤其是柔性O型环可以被自动分离、馈送和安装至工件400。这总体上提高了涉及O型环200的分离、馈送和安装的工件400的组装准确度和效率。
应当理解的是，本公开的以上详细实施例仅用于例示或解释本公开的原理，并非旨在限制本公开。因此，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，任何修改、等同替换和改进等均应包含在本公开的保护范围之内。同时，本公开所附权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同形式内的所有变型和修改。

Claims (11)

1.一种用于将O型环(200)安装到工件(400)的装置(500)，包括：
多个拾取部件(501)，可操作为远离彼此移动以接触并扩张所述O型环(200)，以拾取所述O型环(200)，或者朝向彼此移动，以释放所述O型环(200)；以及
引导部件(502)，包括与所述工件(400)的槽(402)同轴布置的截头锥体部分(5021)，所述截头锥体部分(5021)的大端面(5022)邻近所述工件(400)的端表面(401)布置，所述槽(402)被形成在所述端表面(401)上，其中所述大端面(5022)的直径(D)与所述槽(402)的内径基本相等，
其中所述拾取部件(501)可操作以将所述O型环(200)释放至所述截头锥体部分(5021)的锥形表面上，使得所述O型环(200)沿所述锥形表面被推压到所述槽(402)中。
2.根据权利要求1所述的装置(500)，其中所述多个拾取部件(501)中的每个拾取部件都包括耦合机构(5012)，用于与机器人耦合。
3.根据权利要求2所述的装置(500)，其中所述多个拾取部件(501)中的至少一个拾取部件包括适于将所述O型环(200)沿所述锥形表面推压到所述槽(402)中的表面(5013)。
4.根据权利要求2所述的装置(500)，其中所述截头锥体部分(5021)包括周向布置在所述大端面(5022)上的多个通槽(5025)。
5.根据权利要求4所述的装置(500)，还包括:
多个指状机构(503)，可操作以沿相应的通槽(5025)移动，以将放置在锥形表面(5023)上的所述O型环(200)推压到所述槽(402)中。
6.根据权利要求5所述的装置(500)，其中所述多个指状机构(503)适于被耦合至所述机器人。
7.根据权利要求4所述的装置(500)，其中所述引导部件(502)还包括耦合机构(5024)，用于将所述引导部件(502)耦合至所述机器人。
8.根据权利要求4所述的装置(500)，其中所述引导部件(502)包括对准部分(5027)，用于使所述引导部件(502)与所述工件(400)对准。
9.根据权利要求1所述的装置(500)，其中所述多个拾取部件(501)中的每个拾取部件都包括外圆周(5011)，所述外圆周具有用于接纳所述O型环(200)的弧形槽。
10.一种机器人(300)，可操作以使用根据权利要求1-9中任一项所述的装置(500)将O型环(200)安装至工件(400)。
11.一种用于将O型环(200)安装到工件(400)的方法(400)，包括：
在所述工件(400)的端表面(401)上设置(450)引导部件(502)，其中所述引导部件(502)包括与槽(402)同轴的截头锥体部分(5021)并包括大端面(5022)，所述大端面邻近端表面(401)，所述槽(402)被形成在所述端表面(401)上，并且所述大端面(5022)的直径(D)与所述槽(402)的内径基本相等；
使多个拾取部件(501)远离彼此移动(440)，以接触并扩张所述O型环(200)来拾取所述O型环(200)；
通过使所述多个拾取部件(501)朝向彼此移动，来将所述O型环(200)释放(430)到所述截头锥体部分(5021)的锥形表面上；以及
沿所述锥形表面将所述O型环(200)推压(440)到所述槽(402)中。
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