CN113400332A - 一种多芯密集电缆的全自动抓取机构 - Google Patents

一种多芯密集电缆的全自动抓取机构 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，包括电缆插座制动模块和机械手爪抓取模块；细线线缆能够半插入所述电缆插座制动模块的插座孔中，且能够通过控制插座孔移动，使插孔与机械手爪抓取模块的线夹对齐；机械手爪抓取模块包括线夹和连杆机构，线夹能够夹取半插入插座孔中的细线线缆，并在连杆机构带动下实现从抓取到取走的工位转换。高自由度电缆插座配合机械手爪运动，可将线径较细的线缆与机械手爪末端的线夹对齐，进一步配合电动夹爪和机械手爪实现电缆的抓取与取走动作。本发明可在一定程度上代替装配工人，完成对线径较细且多芯密集线缆的自动抓取，减轻工人的工作负担，提高线缆装配效率，为实现全自动线束接插奠定基础。

Description

一种多芯密集电缆的全自动抓取机构
技术领域
本发明涉及多芯密集电缆的自动接插技术领域，具体为一种多芯密集电缆的全自动抓取机构。
背景技术
在当今电子化、信息化时代中，电缆发展非常迅速，在汽车、家电、通讯设备、计算机、航空航天装备等领域都涉及到电缆产品的使用。市场需求量的不断扩大，将有效地带动电缆加工设备产业的发展。但随着对产品质量及生产效率要求的不断提高，自动化、精密化、高速化、模块化、智能化生产己成为电缆制造业逐渐发展的方向。由于我国对电缆全自动装配设备的研究起步较晚，虽然有一定程度的发展，但与国外同类型的电缆装配设备相比，在相关核心技术上仍存在较大的差距，尤其是在一些精密技术领域。一些高端领域，如高速列车上的电缆，我国仍需大量进口，这也说明了国内的电缆生产加工企业，无法从根本上满足国内市场对高品质电缆的需求。
在电缆自动加工设备中，国内对电缆线束插植机的研究投入少，其发展速度远远不及送线和压接设备，虽有一些民营企业开发了电缆自动插植机，但是只能进行一种接插件送料和的一端插植，导线线色和所压接的端子形状单一，无法满足电缆加工企业多规格接插件插植的生产要求，因此大部分企业仍采用人工插植。国外像Komax公司生产的Zeta模块电缆加工设备，能够完成多线色、多类型接插件插植，但使用领域较窄，只能加工插植线径较粗的导线，针对线径较细且芯数密集的线缆插头，仍无法实现自动插植。
在现有专利中，发明专利CN107346857A提供了一种机器人自动插电缆端子的装置及其插电缆端子方法，装置能够全自动将电缆端子插进护套,可以对两端均有端子的电缆进行准确的插线工作，但对于线径较细且芯数密集的电缆接插并未给出实际解决方案，具有相当大的局限性。
发明内容
针对目前多芯小型密集电缆接插主要依赖于人工操作，装配过程对工人注意力要求高，装配效率低的问题，本发明提出了一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，设计高自由度的电缆插座以及电动夹爪的制动方案，保证细线电缆与线夹的精准对齐，配合设计的机械手爪准确快速地抓取相应细线电缆。
本发明的技术方案为：
所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，包括电缆插座制动模块和机械手爪抓取模块；
细线线缆能够半插入所述电缆插座制动模块的插座孔中，且能够通过控制插座孔移动，使插孔与所述机械手爪抓取模块的线夹对齐；
所述机械手爪抓取模块包括线夹和连杆机构，所述线夹能够夹取半插入插座孔中的细线线缆，并在连杆机构带动下实现从抓取到取走的工位转换。
进一步的，所述电缆插座制动模块包括X方向位移模组、Y方向位移模组、电缆放置件和电动夹爪；
所述X方向位移模组和Y方向位移模组配合实现所述电缆放置件的位置移动；
所述电缆放置件前端具有插座孔，细线线缆能够半插入所述插座孔中；
所述电动夹爪能够驱动所述机械手爪抓取模块的线夹打开。
进一步的，两组所述X方向位移模组平行布置，一组Y方向位移模组布置在两组平行布置的X方向位移模组上，X方向位移模组能够驱动Y方向位移模组在X方向移动；电缆放置件通过安装座连接在Y方向位移模组上，且电缆放置件在安装座上的安装高度可调；Y方向位移模组能够带动所述安装座在Y方向上移动。
进一步的，通过预先设置电缆放置件的安装高度，使得电缆放置件的插座孔高度与处于抓取工位下的线夹高度一致。
进一步的，所述电缆放置件上的插座孔轴向平行于X方向。
进一步的，所述机械手爪抓取模块包括线夹、连杆机构和手爪制动模组；
所述线夹固定在所述连杆机构的末端，常规状态为夹持状态，也能够在电动夹爪驱动下转换为打开状态；
所述手爪制动模组通过连杆机构带动所述线夹从抓取工位到取走工位的转换。
进一步的，所述线夹包括前端夹头交叉配合的上夹和下夹，在线夹中部及后部分别连接上夹和下夹的连接铆钉，套在连接铆钉上的复位弹簧；复位弹簧使线夹处于上夹和下夹的前端夹头夹持面紧贴的夹持状态；而电动夹爪能够压迫所述线夹，使上夹和下夹中后部克服复位弹簧的预紧力而相互靠近，使上夹和下夹的前端夹头夹持面相互分离。
进一步的，上夹和下夹的前端夹头的夹持面具有与细线线缆尺寸对应的凹槽。
进一步的，所述连杆机构包括抓杆、连接杆、驱动杆、驱动连接器、直线光轴；所述抓杆一端与线夹连接，另一端与连接杆一端铰接，所述抓杆中部伸出支臂，支臂末端与固定安装的固定连接块铰接；所述连接杆另一端与所述驱动杆一端铰接；所述驱动杆另一端与驱动连接器铰接；所述驱动连接器套装在直线光轴上，并能够在手爪制动模组驱动下沿直线光轴轴向移动；所述直线光轴固定安装，且直线光轴轴向平行于所述插座孔轴向。
进一步的，X方向位移模组、Y方向位移模组以及手爪制动模组均采用利用步进电机带动丝杠转动，进而带动安装在丝杠上的滑块，实现滑块轴向移动的运动方式；Y方向位移模组安装在X方向位移模组的滑块上，电缆放置件的安装座安装在Y方向位移模组的滑块上；手爪制动模组的滑块上安装连接件，所述连接件与驱动连接器连接。
有益效果
本发明提出的多芯密集电缆的全自动抓取机构，可在一定程度上代替装配工人，完成对线径较细且多芯密集线缆的自动抓取，减轻工人的工作负担，提高线缆装配效率，为实现全自动线束接插奠定基础。高自由度电缆插座配合机械手爪运动，可将线径较细的线缆与机械手爪末端的线夹对齐，进一步配合电动夹爪和机械手爪实现电缆的抓取与取走动作。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1：本发明整体结构示意图；
图2：本发明机械手爪示意图；
图3：线夹示意图；
图4：滑轨模组结构示意图；
图5：抓取位置局部示意图；
其中：1、电缆插座制动模块；2、机械手爪抓取模块；3、连杆机构；4、X方向位移模组；5、电缆放置件；6、Y方向位移模组；7、电动夹爪；8、线夹；9、手爪制动模组；10、抓杆；11、连接杆；12、驱动杆；13、驱动连接器；14、直线光轴；15、电磁继电器开关；16、固定连接块；17、下夹；18、上夹；19、连接铆钉；20、复位弹簧；21、线夹固定轴；22、步进电机；23、联轴器；24、丝杆；25、滑块；26、模组基座。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。
参照图1所示，本实施例中的多芯密集电缆的全自动抓取机构，包括电缆插座制动模块1和机械手爪抓取模块2。
所述电缆插座制动模块1包括X方向位移模组4、Y方向位移模组6、电缆放置件5和电动夹爪7。
两组所述X方向位移模组4平行布置，一组Y方向位移模组6布置在两组平行布置的X方向位移模组4上，X方向位移模组4能够驱动Y方向位移模组6在X方向移动；电缆放置件5通过安装座连接在Y方向位移模组6上，且电缆放置件5在安装座上的安装高度可调；Y方向位移模组6能够带动所述安装座在Y方向上移动。
所述电缆放置件5前端具有插座孔，插座孔轴向平行于X方向，细线线缆能够半插入所述插座孔中；通过所述X方向位移模组和Y方向位移模组配合实现所述电缆放置件的位置移动，以及预先设置电缆放置件的安装高度，能够使插座孔与所述机械手爪抓取模块中处于抓取工位下的线夹对齐。
所述电动夹爪7固定安装在一个X方向位移模组上，且朝向所述机械手爪抓取模块的线夹，并能够驱动所述线夹打开。
所述机械手爪抓取模块2包括线夹8、连杆机构3和手爪制动模组9。所述线夹能够夹取半插入插座孔中的细线线缆，并在连杆机构带动下实现从抓取到取走的工位转换。所述手爪制动模组通过连杆机构带动所述线夹从抓取工位到取走工位的转换。
如图2所示，所述线夹通过线夹固定轴21固定在所述连杆机构的末端，常规状态为夹持状态，也能够在电动夹爪驱动下转换为打开状态。
如图3所示，所述线夹包括前端夹头交叉配合的上夹18和下夹17，在线夹中部及后部分别连接上夹和下夹的连接铆钉19，以及套在连接铆钉上的复位弹簧20；复位弹簧20使线夹处于上夹和下夹的前端夹头夹持面紧贴的夹持状态；而电动夹爪能够压迫所述线夹，使上夹和下夹中后部克服复位弹簧的预紧力而相互靠近，使上夹和下夹的前端夹头夹持面相互分离。且上夹和下夹的前端夹头的夹持面具有与细线线缆尺寸对应的凹槽。
所述连杆机构包括抓杆10、连接杆11、驱动杆12、驱动连接器13、直线光轴14；所述抓杆10一端与线夹8通过线夹固定轴21连接，另一端与连接杆11一端铰接，所述抓杆10中部伸出支臂，支臂末端与固定安装的固定连接块16铰接；所述连接杆11另一端与所述驱动杆12一端铰接；所述驱动杆12另一端与驱动连接器13铰接；所述驱动连接器13套装在直线光轴14上，并能够在手爪制动模组驱动下沿直线光轴轴向移动；所述直线光轴固定安装，且直线光轴轴向平行于所述插座孔轴向。
如图4所示，X方向位移模组、Y方向位移模组以及手爪制动模组均采用利用步进电机带动丝杠转动，进而带动安装在丝杠上的滑块，实现滑块轴向移动的运动方式。Y方向位移模组安装在X方向位移模组的滑块上，电缆放置件的安装座安装在Y方向位移模组的滑块上；手爪制动模组的滑块上安装连接件，所述连接件与驱动连接器连接。
在工人将线缆半插入电缆放置件5的插座孔后，通过Y方向位移模组6实现电缆放置件5与线夹8在X方向的对齐，此时线夹8被电动夹爪7作用张开，然后通过X方向位移模组4控制电缆放置件5的向前移动，可使此刻电缆进入线夹8内，电动夹爪7松开，线夹由于弹簧20被复位夹紧电缆，再通过X方向位移模组4控制电缆放置件5的向后移动，使电缆从电缆放置件5拔出，完成对电缆的初步抓取；手爪制动模组9位移，通过连杆机构3动作，使线夹8实现抬起动作，将抓取的电缆拉起，完成电缆的完全抓取。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：包括电缆插座制动模块和机械手爪抓取模块；
细线线缆能够半插入所述电缆插座制动模块的插座孔中，且能够通过控制插座孔移动，使插孔与所述机械手爪抓取模块的线夹对齐；
所述机械手爪抓取模块包括线夹和连杆机构，所述线夹能够夹取半插入插座孔中的细线线缆，并在连杆机构带动下实现从抓取到取走的工位转换。
2.根据权利要求1所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：所述电缆插座制动模块包括X方向位移模组、Y方向位移模组、电缆放置件和电动夹爪；
所述X方向位移模组和Y方向位移模组配合实现所述电缆放置件的位置移动；
所述电缆放置件前端具有插座孔，细线线缆能够半插入所述插座孔中；
所述电动夹爪能够驱动所述机械手爪抓取模块的线夹打开。
3.根据权利要求2所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：两组所述X方向位移模组平行布置，一组Y方向位移模组布置在两组平行布置的X方向位移模组上，X方向位移模组能够驱动Y方向位移模组在X方向移动；电缆放置件通过安装座连接在Y方向位移模组上，且电缆放置件在安装座上的安装高度可调；Y方向位移模组能够带动所述安装座在Y方向上移动。
4.根据权利要求2所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：通过预先设置电缆放置件的安装高度，使得电缆放置件的插座孔高度与处于抓取工位下的线夹高度一致。
5.根据权利要求2所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：所述电缆放置件上的插座孔轴向平行于X方向。
6.根据权利要求1或2所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：所述机械手爪抓取模块包括线夹、连杆机构和手爪制动模组；
所述线夹固定在所述连杆机构的末端，常规状态为夹持状态，也能够在电动夹爪驱动下转换为打开状态；
所述手爪制动模组通过连杆机构带动所述线夹从抓取工位到取走工位的转换。
7.根据权利要求6所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：所述线夹包括前端夹头交叉配合的上夹和下夹，在线夹中部及后部分别连接上夹和下夹的连接铆钉，套在连接铆钉上的复位弹簧；复位弹簧使线夹处于上夹和下夹的前端夹头夹持面紧贴的夹持状态；而电动夹爪能够压迫所述线夹，使上夹和下夹中后部克服复位弹簧的预紧力而相互靠近，使上夹和下夹的前端夹头夹持面相互分离。
8.根据权利要求7所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：上夹和下夹的前端夹头的夹持面具有与细线线缆尺寸对应的凹槽。
9.根据权利要求6所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：所述连杆机构包括抓杆、连接杆、驱动杆、驱动连接器、直线光轴；所述抓杆一端与线夹连接，另一端与连接杆一端铰接，所述抓杆中部伸出支臂，支臂末端与固定安装的固定连接块铰接；所述连接杆另一端与所述驱动杆一端铰接；所述驱动杆另一端与驱动连接器铰接；所述驱动连接器套装在直线光轴上，并能够在手爪制动模组驱动下沿直线光轴轴向移动；所述直线光轴固定安装，且直线光轴轴向平行于所述插座孔轴向。
10.根据权利要求6所述一种多芯密集电缆的全自动抓取机构，其特征在于：X方向位移模组、Y方向位移模组以及手爪制动模组均采用利用步进电机带动丝杠转动，进而带动安装在丝杠上的滑块，实现滑块轴向移动的运动方式；Y方向位移模组安装在X方向位移模组的滑块上，电缆放置件的安装座安装在Y方向位移模组的滑块上；手爪制动模组的滑块上安装连接件，所述连接件与驱动连接器连接。
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