CN113334058B - 用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，包括弹簧接料装置、弹簧旋紧装置和碳刷架定位座；弹簧接料装置包括旋转台，旋转台通过弹性件和浮动立柱相连接，浮动立柱上连接有定位杆，弹簧旋紧装置包括旋紧取料组件、压板和升降座，旋紧取料组件穿过压板后与升降座相连接，压板可相对旋紧取料组件进行升降运动，压板可滑移地连接在升降座上，旋紧取料组件包括下压立柱、旋转杆和阻挡杆，每个旋转杆和阻挡杆构成一个旋紧机构，旋转杆通过第一旋转驱动装置和升降座相连接。本发明大大提升了涡卷弹簧与碳刷架的装配效率，节约了大量劳动力。

Description

用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置

技术领域

本发明涉及碳刷加工技术领域，尤其是指一种用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置。

背景技术

碳刷也叫电刷，它是电动机、发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置。碳刷一般包括碳刷本体、弹簧和碳刷架，碳刷本体和弹簧安装在碳刷架上，碳刷使用的时候，利用弹簧把碳刷本体压在转轴上，从而在电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈。传统碳刷中的弹簧一般采用拉伸式/压缩式弹簧，这种弹簧的弹簧特性不稳定，易造成碳刷本体受力不足或受力不稳定，为改善该问题，卷簧式碳刷得以设计和应用，卷簧式碳刷中弹簧改用为涡卷式弹簧，能够更好地保证碳刷本体的受力强度和稳定性。但是，涡卷式弹簧不便于安装，现有的卷簧式碳刷多采用人工装配方式，装配时，作业人员使用螺丝刀插住涡卷弹簧中心孔，将涡卷弹簧的一侧抵住碳刷架，通过手动旋紧螺丝刀的方式将涡卷弹簧旋紧至需要的角度，再人工将涡卷弹簧压入碳刷架，整个人工装配过程需耗费大量人力且装配效率较低，无法满足生产需求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中涡卷弹簧与碳刷架装配过程需耗费大量人力、装配效率低的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，包括弹簧接料装置、弹簧旋紧装置和碳刷架定位座，所述弹簧接料装置用于接收涡卷弹簧，所述弹簧旋紧装置用于从弹簧接料装置上取出涡卷弹簧并对所述涡卷弹簧进行旋紧，以及将旋紧后的涡卷弹簧安装在所述碳刷架定位座上；所述弹簧接料装置包括旋转台和位于所述旋转台上的浮动立柱，所述旋转台通过弹性件和浮动立柱相连接，所述浮动立柱上连接有用于套设涡卷弹簧的定位杆，所述弹簧旋紧装置包括旋紧取料组件、压板和升降座，所述旋紧取料组件穿过所述压板后与所述升降座相连接，所述压板可相对所述旋紧取料组件进行升降运动，所述压板可滑移地连接在升降座上，所述旋紧取料组件包括用于下压浮动立柱的下压立柱、旋转杆和阻挡杆，每个所述旋转杆和阻挡杆构成一个旋紧机构，所述旋转杆通过第一旋转驱动装置和所述升降座相连接。

在本发明的一个实施例中，所述第一旋转驱动装置包括旋转主轴和传动轴，所述旋转主轴通过齿轮传动机构驱动所述传动轴转动，所述旋转杆和所述传动轴相连接。

在本发明的一个实施例中，所述浮动立柱上连接有多个所述定位杆，所述旋紧取料组件包括多个所述旋紧机构，每个所述旋紧机构中的旋转杆对应一个所述定位杆，所述旋紧取料组件中多个所述旋紧机构围绕所述下压立柱呈周向布置，所述浮动立柱上多个所述定位杆围绕所述浮动立柱呈周向布置，每两个所述定位杆之间连接有穿销轴，所述穿销轴穿设在所述浮动立柱上。

在本发明的一个实施例中，所述旋转台上还连接有定位罩，所述定位罩的侧面设置限位滑槽，所述穿销轴从所述限位滑槽中穿出并可沿所述限位滑槽移动，所述浮动立柱和定位杆均从所述定位罩的顶部穿出。

在本发明的一个实施例中，还包括弹簧下料装置，所述弹簧下料装置用于向所述弹簧接料装置输送涡卷弹簧；所述弹簧下料装置包括振动盘和分料装置，所述分料装置包括分料主体，所述分料主体上设置有落料滑道，所述落料滑道和所述振动盘的出料口相连通，所述分料主体上还连接有推移装置，所述推移装置上连接有推杆，所述推移装置用于驱动所述推杆伸入所述落料滑道中。

在本发明的一个实施例中，所述碳刷架包括安装板体，所述安装板体上连接有碳刷座体，所述碳刷座体包括容置框和定位插板，所述定位插板位于所述容置框的一侧。

在本发明的一个实施例中，所述碳刷架定位座包括座体，所述座体上连接有定位销，所述定位销插接在所述安装板体上。

在本发明的一个实施例中，所述碳刷架定位座还包括底板，所述座体连接在所述底板上，所述底板上还连接有推移气缸，所述推移气缸和顶针相连接，所述推移气缸用于驱动所述顶针朝所述容置框方向运动。

在本发明的一个实施例中，所述碳刷架定位座和所述弹簧接料装置均可滑移地连接在水平滑轨上。

在本发明的一个实施例中，所述升降座通过第一升降气缸和支撑架相连接，所述支撑架上部还连接有检测相机。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，能够实现涡卷弹簧的自动取料和旋紧，并可将涡卷弹簧快速准确地压装在碳刷架上，实现了涡卷弹簧和碳刷架的自动装配，有效避免了人工装配时的错装和漏装，大大提升了涡卷弹簧与碳刷架的装配效率，节约了大量劳动力。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置的结构示意图；

图2是图1所示装置的侧视图；

图3是图1中弹簧旋紧装置的结构示意图；

图4是图3中弹簧旋紧装置的仰视图；

图5是图4中M处的局部放大示意图；

图6是涡卷弹簧的结构示意图；

图7是图1中弹簧接料装置的结构示意图；

图8是图7中弹簧接料装置的爆炸分解示意图；

图9是图1中弹簧下料装置的结构示意图；

图10是图9中分料装置的结构示意图（去除盖板）；

图11是图1中碳刷架定位座的结构示意图；

图12是图11中碳刷架、碳刷本体和涡卷弹簧的安装示意图；

说明书附图标记说明：

1、机架；

2、弹簧接料装置；21、旋转台；22、浮动立柱；23、定位杆；24、第一伺服电机；25、穿销轴；26、定位罩；261、限位滑槽；

3、弹簧旋紧装置；31、旋紧取料组件；311、下压立柱；312、旋紧机构；3121、旋转杆；3122、阻挡杆；32、压板；33、升降座；34、第一旋转驱动装置；341、旋转主轴；342、传动轴；35、第一升降气缸；36、第二升降气缸；37、第二伺服电机；38、支撑架；39、检测相机；

4、弹簧下料装置；41、振动盘；42、分料装置；421、分料主体；4211、落料滑道；4212、盖板；422、推移装置；423、推杆；

5、碳刷架定位座；51、座体；52、定位销；53、底板；54、推移气缸；55、顶针；

6、碳刷架；61、安装板体；62、碳刷座体；621、容置框；622、定位插板；

7、碳刷本体；

8、涡卷弹簧；

9、水平滑轨；

10、机器人；

11、耐压检测装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1、图2、图6和图11所示，本发明公开了一种用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，包括连接在机架1上的弹簧接料装置2、弹簧旋紧装置3和碳刷架定位座5，碳刷架定位座5用于安装碳刷架6，弹簧接料装置2用于接收涡卷弹簧8，弹簧旋紧装置3用于从弹簧接料装置2上取出涡卷弹簧8并对涡卷弹簧8进行旋紧，以及将旋紧后的涡卷弹簧8安装在碳刷架定位座5上的碳刷架6上；

参阅图7-图8，弹簧接料装置2包括旋转台21和位于旋转台21上的浮动立柱22，旋转台21和浮动立柱22之间设置有弹性件，以使得浮动立柱22能够进行上下浮动，浮动立柱22上连接有用于套设涡卷弹簧8的定位杆23；

参阅3-图5，弹簧旋紧装置3包括旋紧取料组件31、压板32和升降座33，升降座33可做升降运动，旋紧取料组件31穿过压板32后与升降座33相连接，压板32可相对旋紧取料组件31进行升降运动，压板32可滑移地连接在升降座33上，旋紧取料组件31包括下压立柱311、旋转杆3121和阻挡杆3122，每个旋转杆3121和阻挡杆3122构成一个旋紧机构312，以用于涡卷弹簧8的旋紧，旋紧时，涡卷弹簧8套设在旋转杆3121上，旋转杆3121通过第一旋转驱动装置34和升降座33相连接，以通过第一旋转驱动装置34驱动旋转杆3121旋转。

上述装置在使用时，利用弹簧接料装置2接收涡卷弹簧8，使得每个涡卷弹簧8分别套设在相应的定位杆23上，然后使得弹簧接料装置2位于弹簧旋紧装置3的正下方，接着转动旋转台21，使得每个定位杆23和旋转杆3121上下对齐，并使得定位杆23和旋转杆3121一一对应，并使得下压立柱311和浮动立柱22上下对齐，接着，驱动升降座33下降，从而使得下压立柱311把浮动立柱22压下去，浮动立柱22会带动各定位杆23一起下降，进而使得旋转杆3121插入相应定位杆23上的涡卷弹簧8的中部半圆孔中，同时，随着定位杆23继续下降，定位杆23和涡卷弹簧8相脱离，涡卷弹簧8完全套设在旋转杆3121上，此时，通过第一旋转驱动装置34驱动旋转杆3121旋转，从而带动涡卷弹簧8旋转，而涡卷弹簧8引出端的半圆A处（参阅图6）则在接触到阻挡杆3122后被挡停，涡卷弹簧8的其余部分则继续在旋转杆3121的带动下继续旋紧，直至旋紧到规定的压入角度停止，此时涡卷弹簧8被旋紧后固定在旋转杆3121和阻挡杆3122上，停止后，驱动升降座33上升以带动旋紧取料组件31和压板32整体上升至设定距离，然后，移走弹簧接料装置2退回原位，并将已放置碳刷架6的碳刷架定位座5移动至弹簧旋紧装置3的正下方，再驱动升降座33下降以带动旋紧取料组件31和压板32整体下降至一定距离，然后，驱动压板32相对旋紧取料组件31下降，从而使得压板将涡卷弹簧8从旋转杆3121上刮落并压入碳刷架定位座5上的碳刷架6上，压入完毕后，再驱动升降座33带动旋紧取料组件31和压板32整体上升至原始位置即可。

在其中一个实施方式中，升降座33由第一升降气缸35驱动升降，压板32由第二升降气缸36驱动升降，旋转台21由第一伺服电机24驱动旋转。

在其中一个实施方式中，第一旋转驱动装置34包括旋转主轴341和传动轴342，旋转主轴341通过齿轮传动机构驱动传动轴342转动，旋转杆3121和传动轴342相连接，以通过传动轴342的转动带动旋转杆3121转动。其中，旋转主轴341可由第二伺服电机37驱动旋转。

在其中一个实施方式中，参阅图8，浮动立柱22上连接有多个定位杆23，旋紧取料组件31包括多个旋紧机构312，每个旋紧机构312中的旋转杆3121对应一个定位杆23，旋紧取料组件31中多个旋紧机构312围绕下压立柱311呈周向布置，浮动立柱22上多个定位杆23围绕浮动立柱22呈周向布置，每两个定位杆23之间连接有穿销轴25，穿销轴25穿设在浮动立柱22上。例如，浮动立柱22周向设置有四个定位杆23，则使得两个定位杆为一组，每组中的两个定位杆分别位于浮动立柱22的两侧，每组中的两个定位杆23之间连接穿销轴25，穿销轴25穿设在浮动立柱22上。

通过上述结构，可以实现浮动立柱22和多个定位杆23的同步浮动，从而可以使得旋紧取料组件31可以同时实现多个涡卷弹簧8的同时取料，提高工作效率。

进一步地，如图3所示，旋紧取料组件31包括多个旋紧机构312时，第一旋转驱动装置34可以设置一个旋转主轴341和多个传动轴342，每个传动轴342均通过相应的齿轮传动机构和旋转主轴341相连接，且每个传动轴342对应一个旋紧机构，从而使得旋转主轴341转动时，可以同时驱动所有旋紧机构312中的旋转杆3121同时转动，以使得多个涡卷弹簧8同时旋紧。

在其中一个实施方式中，如图7-图8所示，旋转台21上还连接有定位罩26，定位罩26的侧面设置限位滑槽261，穿销轴25从限位滑槽261中穿出并可沿限位滑槽261移动，以限制穿销轴25的滑移行程，浮动立柱22和定位杆23均从定位罩26的顶部穿出。

在其中一个实施方式中，如图9-图10所示，上述装配装置还包括弹簧下料装置4，弹簧下料装置4用于向弹簧接料装置2输送涡卷弹簧8；弹簧下料装置4包括振动盘41和分料装置42，分料装置42包括分料主体421，分料主体421上设置有落料滑道4211，落料滑道4211和振动盘41的出料口相连通，分料主体421上还连接有推移装置422，推移装置422上连接有推杆423，推移装置422用于驱动推杆423伸入落料滑道4211中，以挡住涡卷弹簧8，使其暂时停止下落。

使用时，先使得弹簧接料装置2位于分料主体421下方，并旋转旋转台21，使得定位杆23对准落料滑道4211的出口，接着，涡卷弹簧8经由振动盘41输送至分料主体421的落料滑道4211中，涡卷弹簧8由于自重作用在落料滑道4211中自然下落，在涡卷弹簧8从落料滑道4211中滑出之前，由推移装置422推动推杆423推出，使得推杆423伸入落料滑道4211中顶住涡卷弹簧8，使得涡卷弹簧8暂时停止下落，此时检测落料滑道4211的出口下方是否无涡卷弹簧8，若检测到落料滑道4211的出口下方无涡卷弹簧8，则驱动推杆423退回，使得涡卷弹簧8顺利从落料滑道4211的出口滑出而套设在下方的定位杆23上，若检测到落料滑道4211的出口下方有涡卷弹簧8，则保持推杆423不动而继续顶住落料滑道4211出口处的涡卷弹簧8，使其暂时停止下落。 依照上述方式完成一个涡卷弹簧8的接料后，再转动旋转台21，使得另一个定位杆23转动至落料滑道4211的出口处并对准落料滑道4211的出口，然后重复上述过程即可完成下一个涡卷弹簧8的接料。

上述结构，通过推杆423和落料滑道4211的配合，可以有效保证涡卷弹簧8有序下落至相应的定位杆23上，保证落料成功率。

进一步地，落料滑道4211的出口下方设置有对射光电开关，以检测落料滑道4211下方是否已有涡卷弹簧。

在其中一个实施方式中，如图9所示，落料滑道4211上还可拆卸地连接有盖板4212。

在其中一个实施方式中，如图12所示，碳刷架6包括安装板体61，安装板体61上连接有碳刷座体62，碳刷座体62包括容置框621和定位插板622，定位插板622位于容置框621的一侧。卷簧式碳刷一般包括碳刷本体7、涡卷弹簧8和碳刷架6，碳刷本体7和涡卷弹簧8需要安装在碳刷架6上，上述容置框621用于容置碳刷本体7，涡卷弹簧8套在定位插板622上。

在其中一个实施方式中，如图11所示，碳刷架定位座5包括座体51，座体51上连接有定位销52，定位销52插接在安装板体61上，以便于碳刷架6的定位和拆装。

在其中一个实施方式中，碳刷架定位座5还包括底板53，座体51连接在底板53上，底板53上还连接有推移气缸54，推移气缸54和顶针55相连接，推移气缸54用于驱动顶针55朝容置框621方向运动，以使得顶针55能够将碳刷本体7顶入容置框621中。

为避免涡卷弹簧8压入碳刷架6时会对碳刷本体7造成损伤，在涡卷弹簧8被压入碳刷架6之前，利用顶针55将碳刷本体7推至容置框621中。具体地，涡卷弹簧8压入碳刷架6的过程为：将碳刷架定位座5置于弹簧旋紧装置3下方，利用推移气缸54驱动顶针55将碳刷本体7推入容置框621中，再驱动弹簧旋紧装置3的升降座33下降，并使得旋转杆3121和碳刷架6上的定位插板622上下对齐，当旋转杆3121和碳刷架6的顶面相距1mm左右时，使得升降座33停止下降，并驱动推移气缸54驱动顶针55缩回，此时，驱动压板32相对旋紧取料组件31下降，从而使得压板32将全部涡卷弹簧8同时从旋转杆3121上刮落并压入相应的定位插板622上，压入完毕后，再驱动升降座33带动旋紧取料组件31和压板32整体上升至原始位置即可。

在其中一个实施方式中，碳刷架定位座5和弹簧接料装置2均可滑移地连接在水平滑轨9上，以对碳刷架定位座5和弹簧接料装置2的移动起到导向作用。

进一步地，碳刷架定位座5和弹簧接料装置2均由气缸驱动沿水平滑轨9移动。

在其中一个实施方式中，升降座33通过第一升降气缸35和支撑架38相连接，支撑架38上部还连接有检测相机39，以通过拍照进行涡卷弹簧8的漏装检测和碳刷架6的尺寸检测。

在其中一个实施方式中，上述装配装置还包括机器人10和耐压检测装置11。当涡卷弹簧8和碳刷架6组装完毕后，由机器人10将组装品（涡卷弹簧8+碳刷架6）移动至耐压检测装置11处进行耐压检测。检测合格后可进行激光打标和码垛工序。

本实施例的用于涡卷弹簧8与碳刷架6装配的装置，能够实现涡卷弹簧8的自动取料和旋紧，并可将涡卷弹簧8快速准确地压装在碳刷架6上，实现了涡卷弹簧8和碳刷架6的自动装配，有效避免了人工装配时的错装和漏装，大大提升了涡卷弹簧8与碳刷架6的装配效率，节约了大量劳动力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：包括弹簧接料装置、弹簧旋紧装置和碳刷架定位座，所述弹簧接料装置用于接收涡卷弹簧，所述弹簧旋紧装置用于从弹簧接料装置上取出涡卷弹簧并对所述涡卷弹簧进行旋紧，以及将旋紧后的涡卷弹簧安装在所述碳刷架定位座上；所述弹簧接料装置包括旋转台和位于所述旋转台上的浮动立柱，所述旋转台通过弹性件和所述浮动立柱相连接，所述浮动立柱上连接有用于套设涡卷弹簧的定位杆，所述弹簧旋紧装置包括旋紧取料组件、压板和升降座，所述旋紧取料组件穿过所述压板后与所述升降座相连接，所述压板可相对所述旋紧取料组件进行升降运动，所述压板可滑移地连接在升降座上，所述旋紧取料组件包括用于下压浮动立柱的下压立柱、旋转杆和阻挡杆，每个所述旋转杆和阻挡杆构成一个旋紧机构，所述旋转杆通过第一旋转驱动装置和所述升降座相连接；

所述浮动立柱上连接有多个所述定位杆，所述旋紧取料组件包括多个所述旋紧机构，每个所述旋紧机构中的旋转杆对应一个所述定位杆，所述旋紧取料组件中多个所述旋紧机构围绕所述下压立柱呈周向布置，所述浮动立柱上多个所述定位杆围绕所述浮动立柱呈周向布置，每两个所述定位杆之间连接有穿销轴，所述穿销轴穿设在所述浮动立柱上；

所述旋转台上还连接有定位罩，所述定位罩的侧面设置限位滑槽，所述穿销轴从所述限位滑槽中穿出并可沿所述限位滑槽移动，所述浮动立柱和定位杆均从所述定位罩的顶部穿出。

2.根据权利要求1所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：所述第一旋转驱动装置包括旋转主轴和传动轴，所述旋转主轴通过齿轮传动机构驱动所述传动轴转动，所述旋转杆和所述传动轴相连接。

3.根据权利要求1所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：还包括弹簧下料装置，所述弹簧下料装置用于向所述弹簧接料装置输送涡卷弹簧；所述弹簧下料装置包括振动盘和分料装置，所述分料装置包括分料主体，所述分料主体上设置有落料滑道，所述落料滑道和所述振动盘的出料口相连通，所述分料主体上还连接有推移装置，所述推移装置上连接有推杆，所述推移装置用于驱动所述推杆伸入所述落料滑道中。

4.根据权利要求1所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：所述碳刷架包括安装板体，所述安装板体上连接有碳刷座体，所述碳刷座体包括容置框和定位插板，所述定位插板位于所述容置框的一侧。

5.根据权利要求4所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：所述碳刷架定位座包括座体，所述座体上连接有定位销，所述定位销插接在所述安装板体上。

6.根据权利要求5所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：所述碳刷架定位座还包括底板，所述座体连接在所述底板上，所述底板上还连接有推移气缸，所述推移气缸和顶针相连接，所述推移气缸用于驱动所述顶针朝所述容置框方向运动。

7.根据权利要求1所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：所述碳刷架定位座和所述弹簧接料装置均可滑移地连接在水平滑轨上。

8.根据权利要求1所述的用于涡卷弹簧与碳刷架装配的装置，其特征在于：所述升降座通过第一升降气缸和支撑架相连接，所述支撑架上部还连接有检测相机。

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