CN112139433B - 一种铆钉料仓、自冲铆枪及铆接机器人 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种铆钉料仓、自冲铆枪及铆接机器人，包括料盘和输料管，料盘中具有弧形料道，弧形料道的出口与输料管的进口连通，料盘的侧面通过转轴转动安装有转盘，弧形料道中具有压头组件，转盘与压头组件的一端铰接，转轴处套接有涡旋弹簧，涡旋弹簧能够向转盘提供转矩，以使得压头组件获得将弧形料道中铆钉向输料管处挤压的动力。本公开能够使得输料管中的铆钉在排出前被压紧，便于实现铆钉在被推料机构推出前的定位。

Description

一种铆钉料仓、自冲铆枪及铆接机器人

技术领域

本公开属于自冲铆枪技术领域，具体涉及一种铆钉料仓、自冲铆枪及铆接机器人。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

自冲铆接技术是一种适用于不同种类金属板材连接方案，该技术广泛应用于新能源轻量化铝制车身的制作，但是由于铝制车身板材铆接的铆接点并不在一个平面内，且车身制作过程中板材固定位置单一，其铆接位置点需要由装载自冲铆枪的铆接机器人以不同的姿态将自冲铆枪送至铆接位置进而完成铆接。

发明人了解到，传统自冲铆枪配备的铆钉送料仓固定在铆枪靠近冲头的位置，铆钉送料仓包括弧形料道以及输料管，推料机构从输料管的通槽处推送铆钉至冲头位置，在铆钉被推出前的初始位置，铆钉轴线必须与冲头中心线平行，这样才能将铆钉平稳送到工作位置。即要求铆钉的初始位置确定，不受重力及输料管位置姿态的影响，否则铆钉会翻转，位置不确定，也可能卡死在轨道中，铆钉枪无法正常工作。

同时，发明人了解到，采用环形或者弧形料道来储存并输送铆钉的过程中，弧形料道或者环形料道只能够沿料盘的圆周方向布置，对料盘的空间利用率较低，若要增加铆钉的储存数量，势必会增加料盘及自冲铆枪的整体体积。

发明内容

本公开的目的是提供一种铆钉料仓、自冲铆枪及铆接机器人，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种铆钉料仓，包括料盘和输料管，料盘中具有弧形料道，弧形料道的出口与输料管的进口连通，料盘的侧面通过转轴转动安装有转盘，弧形料道中具有压头组件，转盘与压头组件的一端铰接，转轴处套接有涡旋弹簧，涡旋弹簧能够向转盘提供转矩，以使得压头组件获得将弧形料道中铆钉向输料管处挤压的动力。

作为第一方面的进一步改进，所述输料管中具有贯穿自身的台阶孔，台阶孔与输料管同轴设置，台阶孔中较大端的直径不小于铆钉中端帽的直径；较小端的直径不小于铆钉中柱体结构的直径，不大于端帽的直径；输料管在台阶孔较小端位置设有通槽，以使得推料机构能够将台阶孔较小端处的铆钉从通槽中推出。

作为第一方面的进一步改进，所述压头组件包括多个首尾依次铰接的压头，压头组件一端的压头用于挤压弧形料道中的铆钉，另一端的压头用于铰接转盘外圆面处的连接杆，压头组件能够伸入输料管的内腔中。

本公开的第二方面提供一种铆钉料仓，包括料盘和输料管，料盘中具有涡旋料道，涡旋料道外圈处的出口与输料管的进口连通，料盘的侧面通过转轴转动安装有转盘，涡旋料道中具有压头组件，转盘的外圆侧固定连接有伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端与压头组件的一端铰接，转轴处套接有涡旋弹簧，涡旋弹簧能够向转盘提供转矩，以使得压头组件获得将涡旋料道中铆钉向输料管处挤压的动力。

本公开的第三方面提供一种自冲铆枪，包括上述的铆钉料仓，还包括铆枪本体和推料机构，铆钉料仓与推料机构分别通过铆枪本体固定。

本公开的第四方面提供一种自冲铆接机器人，包括上述所述的自冲铆枪。

以上一个或多个技术方案的有益效果为：

本公开中采用涡旋弹簧、压头的组合，能够在铆钉从输料管排出之前，通过涡旋弹簧提供的弹力来压紧料盘以及输料管中的铆钉；避免因为铆钉料仓位置姿态改变，造成的铆钉受重力在输料管及料盘中位移翻转等问题，保证铆钉在从输料管推出之前，其中心轴线与冲头的轴线平行。

采用多个压头相互铰接形成压头组件的方式，便于利用压头组件将转盘处的驱动力传递给弧形料道或涡旋料道中的铆钉；多个压头相互铰接的方式便于使得压头组件通过变形来适应于弧形料道或涡旋料道的形状。同时，压头组件能够伸入输料管中，利用压头组件来挤压输料管中的铆钉，使得一次工序装填完毕后，有更多的铆钉在输出时能够受到挤压。

采用涡旋料道与伸缩杆配合的方式，在料盘整体结构尺寸不变的情况下，使得料盘中能够排布的料道的长度增加，涡旋料道中能够容纳的铆钉数量大幅增加；同时涡旋料道的形状为平滑的曲线，当转盘与伸缩杆、压头组件配合时，能够保证在转盘沿设定方向旋转多圈时，压头组件能够沿涡旋料道运动，时刻向料道中的铆钉提供挤压力；避免因为压头组件距离转盘中心轴线位置改变造成的位置干涉。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开实施例3中整体结构示意图；

图2为图1中A部分的结构放大示意图；

图3为本公开实施例1中整体结构轴测图；

图4为本公开实施例1中去除外盖板后的轴测图；

图5为本公开实施例1中去除外盖板后的主视图；

图6为图5中F-F视向的结构示意图；

图7为图5中G-G视向的结构示意图；

图8为图7中去除铆钉后的示意图；

图9为本公开实施例1中输料管及连接板的轴测示意图；

图10为本公开实施例2中料盘中设置涡旋料道的结构示意图。

1、铆枪本体；2、铆钉料仓；3、推料机构；4、铆钉；201、进料孔；202、外盖板；203、输料管；204、固定销；205、通槽；206、弧形料道；207、料盘；208、连接杆；209、转盘；210、压头；211、定位销；212、把手；213、涡旋弹簧；214、台阶孔；215、连接板；216、端盖。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本公开中如果出现“上、下、左、右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。附图展示出了可以使用本发明的填充，示例中的空隙是地下的，但在其他情况下，空隙可以是地上的区域。

实施例1

如图3-图9所示，本实施例提供一种铆钉料仓，包括料盘207和输料管203，料盘207中具有弧形料道206，弧形料道206的出口与输料管203的进口连通，料盘207的侧面通过转轴转动安装有转盘209，弧形料道206中具有压头组件，转盘209与压头组件的一端铰接，转轴处套接有涡旋弹簧213，涡旋弹簧213能够向转盘209提供转矩，以使得压头组件获得将弧形料道206中铆钉4向输料管203处挤压的动力。

可以理解的是，为了实现输料管与料盘的固定连接，并使得输料管的内腔能够正对于料盘中弧形料道的出口，本实施例中，输料管的侧面固定有连接板215，连接板料盘可以通过螺栓实现固定连接。同时，在输料管上端开设一槽口，槽口的上端贯穿输料管靠近料盘的端面，料盘的部分结构能够卡入槽口中。

可以理解的是，在本实施例中，弧形料道为环形料道的一部分，这种设置方式使得料道能够区分出两端，其中一端作为出料口，另外一端可以作为压头组件远离出料口的极限位置。在本实施例中，为了便于实现料盘下端与推料机构的固定，将料盘的下端设置成平面，即在圆盘形结构料盘的基础上，去除一部分。

在其他实施方式中，料盘也可以不采用圆盘形的结构，其下端也就不必要去除一部分来适配并连接推料机构。例如料盘可以采用长方体，正六棱柱、正五棱柱等其他结构形式，只要其能够满足承载弧形料道的目的即可。

但也需要指出，在本实施例中采用圆盘形结构为基体，在圆盘形结构处切除一部分后形成料盘的结构形式，使得料盘的形状拟合于弧形料道的形状，节省材料的同时，其便于连接推料机构。

可以理解的是，在本实施例中，为了提供压头组件压紧弧形料道中铆钉的驱动力，在转轴处设置涡旋弹簧，具体的，涡旋弹簧可以套接在转轴的外部，涡旋弹簧的内圈连接端与转轴的外圆侧面固定连接，其外圈连接端与料盘直接固定或者间接固定。在本实施例中提供了一种涡旋弹簧外圈连接端与料盘间接固定的方式，此处在料盘中开设安装孔，安装孔中通过轴承转动安装有转轴，在料盘的一侧固定有端盖216，端盖中设置有环形内腔，环形内腔中安装有所述的涡旋弹簧，涡旋弹簧的外圈连接端与环形内腔的内壁处固定连接。即当转轴与料盘以及端盖216之间发生相对转动时，因为涡旋弹簧的内圈连接端与转轴固定，外圈连接端与端盖固定，涡旋弹簧被压缩积蓄弹性势能或者放松以释放弹性势能。

在另外一些实施例中，可以将涡旋弹簧设置在料盘的安装孔中，但是料盘的厚度需要足以容纳涡旋弹簧，使得料盘的厚度会增加，占用的空间变大。

在本实施例中，为了便于旋转转轴，在转轴外伸出料盘的一端固定安装一个把手，利用把手的转动向涡旋弹簧提供转矩，使得涡旋弹簧能够在初始时处于被压缩的状态。把手可以设置在料盘的任意一个侧面处，可以由本领域技术人员自行设置，此处不再赘述。

可以理解的是，在本实施中，输料管作为连接弧形料道与推料机构的部件，其内腔中最靠近推料机构的一个铆钉，被推料机构推出前的初始状态应该是与自冲铆枪中冲头的中心轴线平行，为了配合压头组件的压紧力，使得铆钉在被推出前能够保持确定的位置姿态。在本实施例中，输料管203中具有贯穿自身的台阶孔214，台阶孔214与输料管203同轴设置，台阶孔214中较大端的直径不小于铆钉4中端帽的直径，较小端的直径不小于铆钉4中柱体结构的直径，但是较小端直径小于端帽的直径，即柱体结构伸入台阶孔较小端之后，端帽留在较大端。输料管203在台阶孔214较小端位置设有通槽205，以使得推料机构能够将台阶孔214较小端处的铆钉4从通槽205中推出。

如附图7中所示，多个铆钉依次沿输料管的轴线方向排列在台阶孔中，最下方的一个铆钉靠近通槽，其能够被推料机构从通槽中推出输料管；该最下端的铆钉在受到向槽口方向挤压力的情况下，其端帽会压紧在台阶孔处较大端与较小端直径变化的端面处，利用端面实现定位，进而抱着该铆钉与输料管同轴，使得其未被推出前的初始姿态确定。

本实施例中的通槽为沿垂直输料管轴线方向的依次贯穿台阶孔两侧侧壁的槽体，通槽的形状被设置为：最靠近通槽的一个铆钉能够从通槽处被推出输料管。从附图9中可以看出，本实施例中的通槽具有上槽段和下槽段，上槽段用于通过铆钉的端帽，下槽段用于通过铆钉的柱体，这种设置方式，使得铆钉在被推出的过程中，端帽的与上槽段的端面配合，使得铆钉在被推出时，一直保持自身中心轴线与输料管中心轴线平行的状态。

可以理解的是，在本实施例中，利用压头组件能够将转盘的驱动力传递到弧形料道中，利用压头组件在弧形料道中的滑动来时刻挤压铆钉。但可以理解的是，因为弧形料道为弧形，而输料管的内腔为直筒形，因此具有确定形状(利如弧形滑块)的压头组件无法同时在弧形料道和输料管中应用。因此，在本实施例中，所述压头组件包括多个首尾依次铰接的压头210，压头组件一端的压头210用于挤压弧形料道206中的铆钉4，另一端的压头210用于铰接转盘209外圆面处的连接杆，压头组件能够伸入输料管203的内腔中。具体的，转盘209的外圆面处固定有连接杆208，连接杆208用于铰接压头组件，此处连接杆208的轴线方向通过转盘的旋转中心。

同时，可以理解的是，本实施例中转盘的一种结构形式为圆盘形，在其他实施方式中，也可以采用方形盘、五边形盘以至于利用一个转杆来作为转盘，只要转盘的一端能够与连接杆固定，另一端固定在转轴外部即可。

在另外一些实施例中，压头组件也可以直接采用弧形滑块，但在采用这种结构形式时，当弧形滑道中的铆钉完全被推入输料管中之后，受限于形状结构，压头组件无法再继续伸入到输料管中，此时仅依靠重力来调整输料管中铆钉的位置姿态，有可能出现最靠近通槽处铆钉，其中心轴线与输料管不平行的情况。或者，此时停止推出铆钉，在弧形料道中装填另外一批铆钉才能继续工作；降低了铆钉一次装填后利用铆枪完成自冲铆接的次数。

可以理解的是，料盘用来承载弧形料道，在本实施例中，弧形料道开设在料道的侧面，即弧形料道的一部分暴露在料盘的外部，为了形成一个相对封闭的内腔，避免铆钉在弧形料道中滑动的过程中脱落，在本实施例中，所述料盘207的侧面固定有外盖板202，外盖板202与料盘207之间围合形成内腔，以容纳所述转盘209、铆钉4及压头组件。

可以理解的是，在本实施例中，所述外盖板202的侧面具有多个进料孔201，进料孔201用于连通外部环境与内腔中的弧形料道206料道。如图3所述，在本实施例中提供的结构形式总共，进料孔的数量为三个，三个进料孔处输入的铆钉分别沿当前位置向着输料管处或者压头组件处滑动，直至弧形料道以及输料管中基本填充满铆钉之后，进料孔处停止填充铆钉。

可以理解的是，当转轴带动转盘转动，压头组件运动到弧形滑道远离输料管的极限位置时，此时可以通过进料孔201向弧形料道装填铆钉，为了保证在装填铆钉时，不必利用手一直握紧把手，在本实施例中，外盖板202中具有定位销211，定位销211能够穿过销孔并伸入外盖板与料盘之间的内腔，实现连接杆208随转盘209远离弧形料带出料口极限位置后的限位。

可以理解的是，为了便于实现铆钉料仓与自冲铆枪本体之间的可拆卸连接，在输料管的外表面和自冲铆枪中推料机构的插孔处分别设置定位销孔，利用固定销204实现输料管下端插入推料机构之后的固定；拔出固定销后便可以实现铆钉料仓与铆枪本体及推料机构的分离，便于实现铆钉的离线装填，或者预备多个装填有铆钉的铆钉料仓，减少因铆钉装填造成的自冲铆枪停机的时间。

工作原理：当使用本装置时，在弧形料道中需要装填铆钉的情况下，转动把手，使得压头组件到达弧形料道中远离输料管的一端，此时涡旋弹簧一直处于被压缩的状态，积蓄弹性势能；然后插入定位销口定位转盘。从多个进料孔处分别向弧形料道中装填铆钉，当铆钉基本充满弧形料道以及输料管后，拔出定位销，使得压头组件接收来自涡旋弹簧的弹力，并向着输料管中通槽的方向挤压铆钉。输料管中最靠近通槽位置的铆钉受到挤压力的作用，与台阶孔之间通过端面实现定位；以待后续推料机构将铆钉从通槽处推出。

当弧形料道中铆钉完全排空后，输料管中的铆钉数量开始逐渐减少，此时压头组件在涡旋弹簧的弹力作用下，伸入输料管中，直接挤压输料管中的铆钉，以实现待排出铆钉的轴线与冲头的轴线平行。

实施例2

如图10所示，本实施例提供一种铆钉料仓，需要指出的是，本实施例中提及的铆钉料仓的具体结构形式可以参照实施例1；区别点在于，本实施例中间弧形料道替换成了涡旋料道。利用涡旋料道具有内圈和外圈，并且具有两端的概念，将外圈端口作为出料口，用于连通输料管。可以理解的是，当料道由弧形料道修改为涡旋料道后，原有的连接杆需要替换成伸缩杆，以适应铆钉逐渐排出通槽时，压头组件与转盘中心的距离需要组件增大的特点。

具体的，本实施例中的铆钉料仓需要包括料盘207和输料管203，料盘207中具有涡旋料道，涡旋料道外圈处的出口与输料管203的进口连通，料盘207的侧面通过转轴转动安装有转盘209，涡旋料道中具有压头组件，转盘209的外圆侧固定连接有伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端与压头组件的一端铰接，转轴处套接有涡旋弹簧213，涡旋弹簧213能够向转盘209提供转矩，以使得压头组件获得将涡旋料道中铆钉4向输料管203处挤压的动力。

所述输料管203中具有贯穿自身的台阶孔214，台阶孔214与输料管203同轴设置，台阶孔214中较大端的直径不小于铆钉4中端帽的直径，较小端的直径不小于铆钉4中柱体结构的直径，输料管203在台阶孔214较小端位置设有通槽205，以使得推料机构能够将台阶孔214较小端处的铆钉4从通槽205中推出。

对于本实施例中铆钉料仓的其他结构特征不再赘述，参照实施例1中的结构设置即可。

实施例3

如图1-图2所示，本实施例提供一种自冲铆枪，包括实施例1中或实施例2中所述的铆钉料仓2，还包括铆枪本体1和推料机构3，铆钉料仓2与推料机构3分别通过铆枪本体1固定。

可以理解的是，在本实施例中，推料机构可以采用一个直筒型的滑筒与直线运动部件(利用气缸、电动伸缩杆的配合)。将滑筒与直线驱动部件分别设置在输料管两侧。在滑筒的端部设置插接孔，以插接固定输料管的下端。直线驱动部件将铆钉从通槽处推入滑筒的滑道中，然后使其运动至冲头处即可。推料机构以及自冲铆枪本体都属于现有结构，此处不再赘述，但是不应认为是不清楚的。

实施例4

本实施例提供一种自冲铆接机器人，包括实施例3中所述的自冲铆枪。可以理解的是自冲铆接机器人应具有多自由度的机械臂，机械臂的末端自行部件采用实施例3中的自冲铆枪，当自冲铆枪随机械臂运动至不同位置姿态后，输料管不一定处于竖直状态，但是涡旋弹簧的弹力能够时刻为输料管中的铆钉提供挤压力，使得最靠近通槽的一个铆钉被挤压定位，其初始状态时的轴线与冲头的中心轴线平行。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种铆钉料仓，其特征在于，包括料盘和输料管，料盘中具有弧形料道，弧形料道的出口与输料管的进口连通，料盘的侧面通过转轴转动安装有转盘，弧形料道中具有压头组件，转盘与压头组件的一端铰接，转轴处套接有涡旋弹簧，涡旋弹簧能够向转盘提供转矩，以使得压头组件获得将弧形料道中铆钉向输料管处挤压的动力；所述输料管中具有贯穿自身的台阶孔，台阶孔与输料管同轴设置，台阶孔中较大端的直径不小于铆钉中端帽的直径，较小端的直径不小于铆钉中柱体结构的直径，输料管在台阶孔较小端位置设有通槽，以使得推料机构能够将台阶孔较小端处的铆钉从通槽中推出；所述压头组件包括多个首尾依次铰接的压头，压头组件一端的压头用于挤压弧形料道中的铆钉，另一端的压头用于铰接转盘外圆面处的连接杆，压头组件能够伸入输料管的内腔中。

2.根据权利要求1所述的铆钉料仓，其特征在于，所述料盘的侧面固定有外盖板，外盖板与料盘之间围合形成内腔，以容纳所述转盘、铆钉及压头组件。

3.根据权利要求2所述的铆钉料仓，其特征在于，所述外盖板的侧面具有多个进料孔，进料孔用于连通外部环境与内腔中的弧形料道。

4.根据权利要求2所述的铆钉料仓，其特征在于，转盘的外圆面处固定有连接杆，连接杆用于铰接压头组件，外盖板中具有定位销，定位销能够穿过销孔并伸入外盖板与料盘之间的内腔，实现连接杆随转盘远离弧形料带出料口极限位置后的限位。

5.一种铆钉料仓，其特征在于，包括料盘和输料管，料盘中具有涡旋料道，涡旋料道外圈处的出口与输料管的进口连通，料盘的侧面通过转轴转动安装有转盘，涡旋料道中具有压头组件，转盘的外圆侧固定连接有伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端与压头组件的一端铰接，转轴处套接有涡旋弹簧，涡旋弹簧能够向转盘提供转矩，以使得压头组件获得将涡旋料道中铆钉向输料管处挤压的动力；所述输料管中具有贯穿自身的台阶孔，台阶孔与输料管同轴设置，台阶孔中较大端的直径不小于铆钉中端帽的直径，较小端的直径不小于铆钉中柱体结构的直径，输料管在台阶孔较小端位置设有通槽，以使得推料机构能够将台阶孔较小端处的铆钉从通槽中推出；所述压头组件包括多个首尾依次铰接的压头，压头组件一端的压头用于挤压弧形料道中的铆钉，另一端的压头用于铰接转盘外圆面处的连接杆，压头组件能够伸入输料管的内腔中。

6.一种自冲铆枪，包括权利要求1-5中任意一项所述的铆钉料仓，其特征在于，还包括铆枪本体和推料机构，铆钉料仓与推料机构分别通过铆枪本体固定。

7.一种自冲铆接机器人，其特征在于，包括权利要求6中所述的自冲铆枪。

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