CN112027598B - 一种管状零件定向机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管状零件定向机器人，属于管状零件定向领域和机器人领域。它包括机架板，用于水平放置管状零件的导向槽，装设于导向槽下方的锥形管，装设于机架板上的正向导向机构和反向导向机构；导向槽的底部开设有允许管状零件铅垂方向通过的圆孔，锥形管的大口段与导向槽的圆孔相连；正向导向机构包括转动L型杆、滑块A、压缩螺旋弹簧、滑块B、滑动杆A、滑动杆B、拉伸螺旋弹簧和平动L型杆；反向导向机构包括水平导轨A、滑轮A、滑轮B、滑块C、挡板A、复位弹簧A、重力推板和钢丝绳。本发明是一种结构简单、稳定性更高、完全依靠外力距实现管状零件正向翻转或反向翻转的管状零件定向机器人。

Description

一种管状零件定向机器人
技术领域
本发明主要涉及管状零件定向领域和机器人领域，特指一种管状零件定向机器人。
背景技术
随着机械自动化的发展，各种标准零件在使用前都要求定向排列过，以减少使用时的劳动工作量。对于管状零件，由于两端分别为开口端和闭口端，从而使得管状零件的定向排列难度更高。现有技术中对管状零件的定向排列大都是借助自身重量作用，即管状零件无外力作用下主动发生翻转，因此现有技术虽然实现了管状零件的定向排列，但容易出现定向失误，即定向稳定性不高。因此，设计一种无外力距作用下不会发生主动翻转、定向稳定性更高的定向机器人具有十分重要的意义。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种利用滑轮和滑块产生转动力矩、完全依靠外力距实现管状零件正向翻转或反向翻转、定向稳定性更高的管状零件定向机器人。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种管状零件定向机器人，包括机架板，用于水平放置管状零件的导向槽，装设于所述导向槽下方的锥形管，装设于所述机架板上的正向导向机构和反向导向机构。
所述导向槽的底部开设有允许所述管状零件铅垂方向通过的圆孔，所述锥形管的大口段与所述导向槽的所述圆孔相连。
水平导轨B固定装设于所述机架板上，挡板B固定装设于所述水平导轨B的中部，复位弹簧B装设于水平导轨B上，其右端与所述挡板B相连。
所述正向导向机构包括左端转动装设于所述机架板上的转动L型杆，滑动装设于所述转动L型杆的水平横臂上的滑块A，两端分别与所述水平导轨B的右端、所述转动L型杆横臂的右端相连的压缩螺旋弹簧，滑动装设于所述水平导轨B上且位于所述挡板B左侧的滑块B，上端固定装设于所述滑块B上的滑动杆A，下端固定装设于所述滑块A上的滑动杆B，两端分别与所述滑块B和滑块A相连的拉伸螺旋弹簧，固定装设于所述滑块A下底面上的平动L型杆。
所述压缩螺旋弹簧与所述拉伸螺旋弹簧相互平行，均沿铅直方向装设；所述滑动杆A可相对于所述滑动杆B自由滑动伸缩；所述水平导轨B与所述转动L型杆的横臂、所述平动L型杆的横臂相互平行；所述复位弹簧B的左端与所述滑块B相连。
所述反向导向机构包括固定装设于所述机架板上的水平导轨A、滑轮A和滑轮B，滑动装设于所述水平导轨A上的滑块C，固定装设于所述水平导轨A上的挡板A，两端分别与所述挡板A和滑块C相连的复位弹簧A，重力推板，两端分别与所述重力推板和滑块C相连的钢丝绳。
所述挡板A位于所述滑块C的左侧；所述钢丝绳依次绕过滑块A和滑轮B；所述钢丝绳的左端沿水平方向，其右端沿铅垂方向。
进一步地，所述平动L型杆的横臂中心线与所述管状零件的轴线共线。
进一步地，所述复位弹簧A和所述复位弹簧B均为金属螺旋弹簧，可以承受拉力和压力；初始状态为零受力状态。
进一步地，所述压缩螺旋弹簧始终处于受压缩状态。
进一步地，所述拉伸螺旋弹簧始终处于受拉伸状态。
进一步地，所述锥形管的最大内径等于所述圆孔的直径，且小于所述管状零件长度的二分之一；所述锥形管的最小内径略大于所述管状零件的最大外径。
进一步地，所述管状零件在不受转动L型杆和重力推板作用力的情况下，不会掉入到所述锥形管内。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的正向导向机构可以实现管状零件的逆时针方向翻转，反向导向机构可以实现管状零件的顺时针方向翻转，复位弹簧A和复位弹簧B有效确保了正向导向机构和反向导向机构翻转后快速回到初始工作状态；由于本发明中管状零件在无外力作用下不会发生翻转，从而使得本发明的管状零件翻转完全由外力触发，因此不会出现管状零件的定向排列错误，即本发明提高了定向排列的稳定性。由此可知，本发明是一种结构简单、稳定性更高、利用滑轮和滑块产生转动力矩、完全依靠外力距实现管状零件正向翻转或反向翻转的管状零件定向机器人。
附图说明
图1是本发明的一种管状零件定向机器人对正向管状零件的导向工作原理示意图。
图2是本发明的一种管状零件定向机器人对反向管状零件的导向工作原理示意图。
图中，1—机架板；10—管状零件；11—导向槽；12—锥形管；21—转动L型杆；22—滑块A；23—压缩螺旋弹簧；24—拉伸螺旋弹簧；25—滑动杆A；26—滑动杆B；27—滑块B；28—平动L型杆；31—水平导轨A；32—挡板A；33—滑块C；34—复位弹簧A；35—滑轮A；36—钢丝绳；37—滑轮B；38—重力推板；4—水平导轨B；5—挡板B；6—复位弹簧B。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明的一种管状零件定向机器人，包括机架板1，用于水平放置管状零件10的导向槽11，装设于导向槽11下方的锥形管12，装设于机架板1上的正向导向机构和反向导向机构。
参见图1和图2所示，导向槽11的底部开设有允许管状零件10铅垂方向通过的圆孔，锥形管12的大口段与导向槽11的圆孔相连。
参见图1和图2所示，水平导轨B4固定装设于机架板1上，挡板B5固定装设于水平导轨B4的中部，复位弹簧B6装设于水平导轨B4上，其右端与挡板B5相连。
参见图1和图2所示，正向导向机构包括左端转动装设于机架板1上的转动L型杆21，滑动装设于转动L型杆21的水平横臂上的滑块A22，两端分别与水平导轨B4的右端、转动L型杆21横臂的右端相连的压缩螺旋弹簧23，滑动装设于水平导轨B4上且位于挡板B5左侧的滑块B27，上端固定装设于滑块B27上的滑动杆A25，下端固定装设于滑块A22上的滑动杆B26，两端分别与滑块B27和滑块A22相连的拉伸螺旋弹簧24，固定装设于滑块A22下底面上的平动L型杆28。
参见图1和图2所示，压缩螺旋弹簧23与拉伸螺旋弹簧24相互平行，均沿铅直方向装设；滑动杆A25可相对于滑动杆B26自由滑动伸缩；水平导轨B4与转动L型杆21的横臂、平动L型杆28的横臂相互平行；复位弹簧B6的左端与滑块B27相连。
参见图1和图2所示，反向导向机构包括固定装设于机架板1上的水平导轨A31、滑轮A35和滑轮B37，滑动装设于水平导轨A31上的滑块C33，固定装设于水平导轨A31上的挡板A32，两端分别与挡板A32和滑块C33相连的复位弹簧A34，重力推板38，两端分别与重力推板38和滑块C33相连的钢丝绳36。
参见图1和图2所示，挡板A32位于滑块C33的左侧；钢丝绳36依次绕过滑块A35和滑轮B37；钢丝绳36的左端沿水平方向，其右端沿铅垂方向。
作为优选地，平动L型杆28的横臂中心线与管状零件10的轴线共线。
作为优选地，复位弹簧A34和复位弹簧B6均为金属螺旋弹簧，可以承受拉力和压力；初始状态为零受力状态。
作为优选地，压缩螺旋弹簧23始终处于受压缩状态。
作为优选地，拉伸螺旋弹簧24始终处于受拉伸状态。
作为优选地，锥形管12的最大内径等于圆孔的直径，且小于管状零件长度的二分之一；锥形管12的最小内径略大于管状零件的最大外径。
作为优选地，管状零件10在不受转动L型杆21和重力推板38作用力的情况下，不会掉入到锥形管12内。
管状零件10左端为闭口端的工作原理：不妨设管状零件10的左端为闭口端，则当管状零件10在导向槽11内向左运动的过程中，由于左端为闭口端，从而使得管状零件10的左端与平动L型杆28的横臂右端接触，进而推动平动L型杆28和滑块A22相左滑动；滑块A22通过滑动杆A25和滑动杆B26带动滑块B27同步向左滑动；由于拉伸螺旋弹簧24始终处于受拉伸状态，因此滑块A22受到拉伸螺旋弹簧24的向上拉力；同时由于压缩螺旋弹簧23始终处于受压缩状态，因此转动L型杆21的右端受到压缩螺旋弹簧23向下的压力；当滑块A22向左滑动时，从而使得转动L型杆21绕左端点逆时针力矩变小，因此转动L型杆21绕左端点顺时针转动，从而使得转动L型杆21的竖臂下端接触并向下压管状零件10，从而使得管状零件10的左端即闭口端向下运动，进而使得管状零件10沿锥形管12向下定向运动，形成上端开口、下端闭口的定向排列。
管状零件10左端为开口端的工作原理：不妨设管状零件10的左端为开口端，则当管状零件10在导向槽11内向左运动的过程中，平动L型杆28的横臂右端伸入到管状零件10中，管状零件10的右端逐渐滑过导向槽11的底部圆孔；当管状零件10的右端滑过圆孔后，继续向左运动，将推动滑块C33向左运动，进而压缩复位弹簧A34；钢丝绳36的左端处于释放状态，钢丝绳36的右端处于拉紧状态，从而使得滑轮A35和滑轮B37发生顺时针转动，即重力推板38向下运动；由于重力推板38向下运动，从而对左端开口的管状零件10的右侧进行向下推动，进而使得管状零件10发生顺时针方向转动，调入到锥形管12中，形成上端开口、下端闭口的定向排列。
外部输送机构连续相导向槽11内输送管状零件10，因此当管状零件10的左端为闭口端时，正向导向机构处于工作状态，即转动L型杆21推动管状零件10逆时针转动，使其掉入到锥形管12中形成上端开口、下端闭口的定向排列；当管状零件10的左端为开口端时，反向导向机构处于工作状态，即重力推板38推动管状零件10发生顺时针方向转动，使其掉入到锥形管12中形成上端开口、下端闭口的定向排列。因此，无论导向槽11内的管状零件10的左端是否为闭口端，掉入到锥形管12内的观众零件10都是同一方向的定向排列。复位弹簧A34和复位弹簧B6确保导向槽11内无管状零件10时，正向导向机构和反向导向机构能够回到初始状态。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种管状零件定向机器人，包括机架板(1)，用于水平放置管状零件(10)的导向槽(11)，装设于所述导向槽(11)下方的锥形管(12)，装设于所述机架板(1)上的正向导向机构和反向导向机构；其特征在于：
所述导向槽(11)的底部开设有允许所述管状零件(10)铅垂方向通过的圆孔，所述锥形管(12)的大口段与所述导向槽(11)的所述圆孔相连；
水平导轨B(4)固定装设于所述机架板(1)上，挡板B(5)固定装设于所述水平导轨B(4)的中部，复位弹簧B(6)装设于水平导轨B(4)上，其右端与所述挡板B(5)相连；
所述正向导向机构包括左端转动装设于所述机架板(1)上的转动L型杆(21)，滑动装设于所述转动L型杆(21)的水平横臂上的滑块A(22)，两端分别与所述水平导轨B(4)的右端、所述转动L型杆(21)横臂的右端相连的压缩螺旋弹簧(23)，滑动装设于所述水平导轨B(4)上且位于所述挡板B(5)左侧的滑块B(27)，上端固定装设于所述滑块B(27)上的滑动杆A(25)，下端固定装设于所述滑块A(22)上的滑动杆B(26)，两端分别与所述滑块B(27)和滑块A(22)相连的拉伸螺旋弹簧(24)，固定装设于所述滑块A(22)下底面上的平动L型杆(28)；
所述压缩螺旋弹簧(23)与所述拉伸螺旋弹簧(24)相互平行，均沿铅直方向装设；所述滑动杆A(25)可相对于所述滑动杆B(26)自由滑动伸缩；所述水平导轨B(4)与所述转动L型杆(21)的横臂、所述平动L型杆(28)的横臂相互平行；所述复位弹簧B(6)的左端与所述滑块B(27)相连；
所述反向导向机构包括固定装设于所述机架板(1)上的水平导轨A(31)、滑轮A(35)和滑轮B(37)，滑动装设于所述水平导轨A(31)上的滑块C(33)，固定装设于所述水平导轨A(31)上的挡板A(32)，两端分别与所述挡板A(32)和滑块C(33)相连的复位弹簧A(34)，重力推板(38)，两端分别与所述重力推板(38)和滑块C(33)相连的钢丝绳(36)；
所述挡板A(32)位于所述滑块C(33)的左侧；所述钢丝绳(36)依次绕过滑轮A(35)和滑轮B(37)；所述钢丝绳(36)的左端沿水平方向，其右端沿铅垂方向。
2.根据权利要求1所述的一种管状零件定向机器人，其特征在于：所述平动L型杆(28)的横臂中心线与所述管状零件(10)的轴线共线。
3.根据权利要求1所述的一种管状零件定向机器人，其特征在于：所述复位弹簧A(34)和所述复位弹簧B(6)均为金属螺旋弹簧，可以承受拉力和压力；初始状态为零受力状态。
4.根据权利要求1所述的一种管状零件定向机器人，其特征在于：所述压缩螺旋弹簧(23)始终处于受压缩状态。
5.根据权利要求1所述的一种管状零件定向机器人，其特征在于：所述拉伸螺旋弹簧(24)始终处于受拉伸状态。
6.根据权利要求1所述的一种管状零件定向机器人，其特征在于：所述锥形管(12)的最大内径等于所述圆孔的直径，且小于所述管状零件长度的二分之一；所述锥形管(12)的最小内径略大于所述管状零件的最大外径。
7.根据权利要求1所述的一种管状零件定向机器人，其特征在于：所述管状零件(10)在不受转动L型杆(21)和重力推板(38)作用力的情况下，不会掉入到所述锥形管(12)内。
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