CN113102965A - 一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，属于装配机器人领域。它包括设有半圆形凹槽的转轴平台和用于安装活塞缸的轴承平台；半圆形凹槽沿圆周方向均匀设置有用于压紧转轴的定位板A、定位板B和定位板C，半圆形凹槽的内壁与定位板A、定位板B和定位板C之间分别采用金属螺旋弹簧A、金属螺旋弹簧B和金属螺旋弹簧C连接；轴承平台上滑动装设滑块，滑块上同点铰接有连杆A、连杆B和连杆C；连杆A、连杆B和连杆C的另一端分别固定装设有轴承爪A、轴承爪B和轴承爪C。本发明是一种结构简单合理、能够柔性固定转轴、无偏心抓取偏心滚动轴承、快速装配滚动轴承与转轴的装配机器人。

Description

一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人
技术领域
本发明主要涉及装配机器人领域，特指一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人。
背景技术
转轴在工程应用中非常广泛，通常需要人工参与将滚动轴承装配到转轴上，然后在安装与相应的轴承座上。现有技术中，人工装配滚动轴承和转轴不仅劳动强度大，装配效率低，甚至容易出现对滚动轴承施加斜交于转轴轴线的作用力而导致轴承破坏。因此，需要设计一种快速装配滚动轴承和转轴的装配机器人。
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，本发明提供一种结构简单合理、能够柔性固定转轴、无偏心抓取偏心滚动轴承、快速装配滚动轴承与转轴的装配机器人。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，包括设有半圆形凹槽的转轴平台和用于安装活塞缸的轴承平台。
所述半圆形凹槽沿圆周方向均匀设置有用于压紧转轴的定位板A、定位板B和定位板C，所述半圆形凹槽的内壁与所述定位板A、所述定位板B和所述定位板C之间分别采用金属螺旋弹簧A、金属螺旋弹簧B和金属螺旋弹簧C连接，所述半圆形凹槽的内壁上还设有防止转轴轴向后退的挡板A、挡板B和挡板C，所述挡板A、挡板B和挡板C沿所述半圆形凹槽的圆周方向均布。
所述轴承平台上装设有沿转轴轴线伸缩运动的活塞缸，所述活塞缸的活塞杆向外伸出，外伸端固定装设有可沿所述转轴轴线移动的滑动圆盘，所述滑动圆盘设有空间轴对称分布的通孔A、通孔B和通孔C，所述轴承平台上还滑动装设有可沿所述转轴轴线运动的滑块，所述滑块与所述轴承平台之间采用金属螺旋弹簧D连接；所述滑块上同点铰接装设有空间轴对称分布的连杆A、连杆B和连杆C；所述连杆A、连杆B和连杆C的另一端分别穿过所述通孔A、通孔B和通孔C，端部固定装设有轴承爪A、轴承爪B和轴承爪C；所述轴承爪A、轴承爪B和轴承爪C结构完全相同，均包括用于对所述滚动轴承径向施压的弧形板和用于对所述滚动轴承轴线施压的推力板。
所述通孔A、通孔B和通孔C的内径相等且大于所述连杆A、连杆B和连杆C的直径，所述连杆A、连杆B和连杆C的直径相等。
进一步地，所述定位板A、定位板B和定位板C结构完全相同，均为平板。
进一步地，所述滑动圆盘滑动时，所述弧形板的圆心始终位于所述活塞杆的轴线上。
进一步地，所述活塞杆与所述滑动圆盘共轴线运动。
进一步地，金属螺旋弹簧D为抗压弹簧时，安装于滑块与活塞缸之间；金属螺旋弹簧D为抗拉压弹簧时，安装于滑块远离活塞缸的一端；金属螺旋弹簧D为拉压弹簧时，可斜交于滑块运动方向装设。
进一步地，三个推力板的内边缘形成的同心圆位于滚动轴承的内、外圈之间。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人设有沿转轴的轴线方向移动的滑动圆盘及滑块，且滑动圆盘上还设有空间轴对称分布的三个通孔，从而使得滑动圆盘前后滑动时穿过三个通孔的三个连杆的端部的轴承爪始终保持同圆心，使得滚动轴承抓取后具有恒定的轴线位置，定位精度高；此外，本发明的转轴平台上还设有可发生压缩变形的三组金属螺旋弹簧，从而使得转轴在半圆形凹槽内可以发生一定程度的径向位移，降低了滚动轴承与转轴置于初始位置时的精度要求，增加了转轴的柔性定位。由此可知，本发明是一种结构简单合理、能够柔性固定转轴、无偏心抓取偏心滚动轴承、快速装配滚动轴承与转轴的装配机器人。
附图说明
图1是本发明的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人的结构原理示意图。
图中，1—转轴平台；10—半圆形凹槽；11—定位板A；12—定位板B；13—定位板C；14—金属螺旋弹簧A；15—金属螺旋弹簧B；16—金属螺旋弹簧C；17—挡板A；18—挡板B；19—挡板C；2—轴承平台；21—活塞缸；211—活塞杆；22—滑动圆盘；221—通孔A；222—通孔B；223—通孔C；23—连杆A；24—连杆B；25—连杆C；26—轴承爪A；27—轴承爪B；28—轴承爪C；3—转轴；30—滚动轴承；41—弧形板；42—推力板。
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所示，本发明的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，它包括设有半圆形凹槽10的转轴平台1和用于安装活塞缸21的轴承平台2。
参见图1所示，半圆形凹槽10沿圆周方向均匀设置有用于压紧转轴3的定位板A11、定位板B12和定位板C13，半圆形凹槽10的内壁与定位板A11、定位板B12和定位板C13之间分别采用金属螺旋弹簧A14、金属螺旋弹簧B15和金属螺旋弹簧C16连接，半圆形凹槽10的内壁上还设有防止转轴3轴向后退的挡板A17、挡板B18和挡板C19，挡板A17、挡板B18和挡板C19沿半圆形凹槽10的圆周方向均布分布；待装配滚动轴承30的转轴3放置于定位板A11、定位板B12和定位板C13之间，挡板A17、挡板B18和挡板C19与转轴3上的一组轴肩相接触；金属螺旋弹簧A14、金属螺旋弹簧B15和金属螺旋弹簧C16的刚度相等，初始长度相同，且均不少于2根。将转轴3放置到三个定位板之间后，金属螺旋弹簧A14、金属螺旋弹簧B15和金属螺旋弹簧C16均发生显著的压缩变形。
参见图1所示，轴承平台2上滑动装设有可沿转轴3轴线运动的滑块(图1中未画出)，滑块与轴承平台2之间采用金属螺旋弹簧D(图1中未画出)连接；滑块上同点铰接装设有空间轴对称分布的连杆A23、连杆B24和连杆C25；连杆A23、连杆B24和连杆C25的另一端分别固定装设有轴承爪A26、轴承爪B27和轴承爪C28；轴承爪A26、轴承爪B27和轴承爪C28结构完全相同，均包括用于对滚动轴承30径向施压的弧形板41和用于对滚动轴承30轴线施压的推力板42；连杆A23、连杆B24和连杆C25构成一个圆锥的三条母线，圆锥的轴线与转轴3共线。三个推力板42的内边缘形成的同心圆位于滚动轴承30的内、外圈之间，推力板42采用非金属弹性材料，以免滚动轴承30装配到转轴3的过程中破坏滚动轴承30的外圈。
参见图1所示，轴承平台2上装设有沿转轴3轴线伸缩运动的活塞缸21，活塞缸21的活塞杆211向外伸出，外伸端固定装设有可沿转轴3轴线移动的滑动圆盘22，滑动圆盘22设有轴对称分布的通孔A221、通孔B222和通孔C223，连杆A23穿过通孔A221，连杆B24穿过通孔B222，连杆C25穿过通孔C223；通孔A221、通孔B222和通孔C223的内径相等，连杆A23、连杆B24和连杆C25的直径相等，通孔A221的直径大于连杆A23的直径。
滑动圆盘22向前滑动，即向转轴3滑动，的第一阶段时，连杆A23、连杆B24和连杆C25的分离端相互靠近，从而使得三个轴承爪握紧滚动轴承30；滑动圆盘22向前滑动的第二阶段时，三个轴承爪可相对于滚动轴承30发生一定的轴线滑动，直至推力板42顶住滚动轴承30的外圈；滑动圆盘22向前滑动的第三阶段时，金属螺旋弹簧D发生显著的变形，从而使得滑块(图1中未画出)与三根连杆以及滚动轴承30同步向左运动，直至安装到转轴3的需要位置；金属螺旋弹簧D的刚度较大，使得滑动圆盘22向前滑动的第一和第二阶段基本不发生显著的变形量。金属螺旋弹簧D为抗压弹簧时，安装于滑块的前端；金属螺旋弹簧D为抗拉压弹簧时，安装于滑块的后端；金属螺旋弹簧D为拉压弹簧时，可斜交于滑块运动方向装设。
作为优选地，定位板A11、定位板B12和定位板C13结构完全相同，均为平板。
作为优选地，滑动圆盘22滑动时，弧形板41的圆心始终位于活塞杆211的轴线上。初始放置滚动轴承30时，虽然其轴线明显偏离转轴3的轴线，但随着滑动圆盘22的向左滑动，其轴线将与转轴3的轴线共线，且在装配过程中，不会发生倾斜受力。
作为优选地，活塞杆211与滑动圆盘22共轴线运动。
本发明的工作过程如下：
首先，将转轴3放置于定位板A11、定位板B12和定位板C13之间，此时金属螺旋弹簧A14、金属螺旋弹簧B15和金属螺旋弹簧C16发生显著的压缩变形，使得转轴3的轴肩后侧同时顶住或靠近挡板A17、挡板B18和挡板C19；
将滚动轴承30放置于轴承爪A26、轴承爪B27和轴承爪C28之间。
然后，启动活塞缸21，活塞杆211向前伸出，带动滑动圆盘22向转轴3运动。滑动圆盘22向前滑动的第一阶段，金属螺旋弹簧D不发生显著的变形，因此三个轴承爪相互靠近直至握紧滚动轴承30；滑动圆盘22向前滑动的第二阶段，金属螺旋弹簧D不发生显著的变形，由于滚动轴承30向前运动接触到转轴3，因此滚动轴承30和转轴3将保持一定时间内的相对静止，此时三个轴承爪可相对于滚动轴承30发生一定的轴线滑动，直至推力板42顶住滚动轴承30的外圈；滑动圆盘22向前滑动的第三阶段时，金属螺旋弹簧D发生显著的变形，滚动轴承30相对于转轴3向前滑动，直至安装到转轴3的需要位置。
最后，活塞杆211反向运动，带动滑动圆盘22向后运动，直至回到初始位置。准备下一次装配过程。
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 (6)

1.一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，包括设有半圆形凹槽(10)的转轴平台(1)和用于安装活塞缸(21)的轴承平台(2)，其特征在于：
所述半圆形凹槽(10)沿圆周方向均匀设置有用于压紧转轴(3)的定位板A(11)、定位板B(12)和定位板C(13)，所述半圆形凹槽(10)的内壁与所述定位板A(11)、所述定位板B(12)和所述定位板C(13)之间分别采用金属螺旋弹簧A(14)、金属螺旋弹簧B(15)和金属螺旋弹簧C(16)连接，所述半圆形凹槽(10)的内壁上还设有防止转轴(3)轴向后退的挡板A(17)、挡板B(18)和挡板C(19)，所述挡板A(17)、挡板B(18)和挡板C(19)沿所述半圆形凹槽(10)的圆周方向均布；
所述轴承平台(2)上装设有沿转轴(3)轴线伸缩运动的活塞缸(21)，所述活塞缸(21)的活塞杆(211)向外伸出，外伸端固定装设有可沿所述转轴(3)轴线移动的滑动圆盘(22)，所述滑动圆盘(22)设有空间轴对称分布的通孔A(221)、通孔B(222)和通孔C(223)，所述轴承平台(2)上还滑动装设有可沿所述转轴(3)轴线运动的滑块，所述滑块与所述轴承平台(2)之间采用金属螺旋弹簧D连接；所述滑块上同点铰接装设有空间轴对称分布的连杆A(23)、连杆B(24)和连杆C(25)；所述连杆A(23)、连杆B(24)和连杆C(25)的另一端分别穿过所述通孔A(221)、通孔B(222)和通孔C(223)，端部固定装设有轴承爪A(26)、轴承爪B(27)和轴承爪C(28)；所述轴承爪A(26)、轴承爪B(27)和轴承爪C(28)结构完全相同，均包括用于对所述滚动轴承(30)径向施压的弧形板(41)和用于对所述滚动轴承(30)轴线施压的推力板(42)；
所述通孔A(221)、通孔B(222)和通孔C(223)的内径相等，且大于所述连杆A(23)、连杆B(24)和连杆C(25)的直径，所述连杆A(23)、连杆B(24)和连杆C(25)的直径相等。
2.根据权利要求1所述的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，其特征在于：所述定位板A(11)、定位板B(12)和定位板C(13)结构完全相同，且均为平板。
3.根据权利要求1所述的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，其特征在于：所述滑动圆盘(22)滑动时，所述弧形板(41)的圆心始终位于所述活塞杆(211)的轴线上。
4.根据权利要求1所述的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，其特征在于：所述活塞杆(211)与所述滑动圆盘(22)共轴线运动。
5.根据权利要求1所述的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，其特征在于：金属螺旋弹簧D为抗压弹簧时，安装于滑块与活塞缸(21)之间；金属螺旋弹簧D为抗拉压弹簧时，安装于滑块远离活塞缸(21)的一端；金属螺旋弹簧D为拉压弹簧时，斜交于滑块运动方向装设。
6.根据权利要求1所述的一种可用于装配滚动轴承与转轴的装配机器人，其特征在于：三个推力板(42)的内边缘形成的同心圆位于滚动轴承(30)的内、外圈之间。
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