CN114603332A - 一种横移顶升翻转机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种横移顶升翻转机构，包括顶升模组、横移模组、翻转模组和夹持模组；顶升模组包括底座固定板、顶升板、顶升气缸、导向柱和直线轴承；横移模组包括滑台气缸、接近传感器和滑台位置感应块，滑台气缸固定在顶升板上端面，接近传感器安装于顶升板上；翻转模组包括翻转电机、减速机、转轴和翻转底座，翻转底座固定在滑台气缸的滑台部上，减速机通过联轴器与转轴一端相连，转轴另一端设有圆盘部；夹持模组包括夹持气缸、夹持气缸固定板和夹板，夹持气缸固定板与转轴的圆盘部固接，夹持气缸与夹板相连，两个夹板相对设置构成用于夹持工件的夹爪。本发明结构简单巧妙，避免在顶升、翻转过程中容易出现干涉、稳定性差等问题，提高了工作效率。

Description

一种横移顶升翻转机构

技术领域

本发明属于机械自动化技术领域，特别涉及一种适用于生产线/装配线上的横移顶升翻转机构。

背景技术

在装配体在装配过程中，难免出现反复将工件旋转180度的情况。在传统的手工装配过程中耗费了大量的人力、财力，并且效率很低。随着自动化生产线/装配线的普及和发展，生产线/装配线正在代替传统的手工装配。但传统的顶升翻转机构结构复杂，体积庞大，并且在顶升、翻转过程中容易出现干涉、稳定性差等问题。本发明设计出了一种机构简单、体积小、稳定性好且效率高的顶升横移翻转机构，能有效地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、体积小、稳定性好且效率高的横移顶升翻转机构，解决传统手工装配和传统顶升翻转现存的问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种横移顶升翻转机构，包括：顶升模组、横移模组、翻转模组以及夹持模组；

顶升模组包括底座固定板、顶升板、顶升气缸、导向柱和直线轴承，顶升气缸通过顶升气缸固定座固定装配在底座固定板的底面，顶升板平行设置于底座固定板的上方，顶升气缸的输出杆穿过底座固定板后与顶升板相连；导向柱固定在顶升板下端，直线轴承设置在底座固定板上，导向柱活动穿装于对应的直线轴承中并能相对于底座固定板作轴向运动；

横移模组包括滑台气缸、接近传感器和滑台位置感应块，滑台气缸固定在顶升板上端面，接近传感器设有两个且安装于顶升板上，两个接近传感器分别处于在滑台气缸的两端处；

翻转模组包括翻转电机、减速机、转轴和翻转底座，翻转底座固定在滑台气缸的滑台部上，翻转电机与减速机相连，减速机安装在翻转底座一端，减速机的输出端通过联轴器与转轴的一端相连，转轴通过轴承座装配在翻转底座另一端，转轴另一端设有圆盘部，滑台位置感应块安装在翻转底座上，且滑台位置感应块的感应端延伸至两个接近传感器的检测端所在平面；

夹持模组包括夹持气缸、夹持气缸固定板和夹板，夹持气缸相对设有两个，夹持气缸固定在夹持气缸固定板上，夹持气缸固定板与转轴的圆盘部固接，每个夹持气缸的输出端与一个夹板相连，两个夹板相对设置从而构成一用于夹持工件的夹爪。

进一步的，顶升气缸的输出杆通过浮动接头与顶升板连接。

进一步的，底座固定板的上端面设有尼龙缓冲块。

进一步的，两个夹板分别为第一夹板和第二夹板，两个夹板7均呈Z字型；第一夹板包括相连的第一固定端、第一竖端和第一夹持板，第二夹板包括相连的第二固定端、第二竖端和第二夹持板，第一固定端、第二固定端分别与相应的夹持气缸相连，第一夹持板、第二夹持板相对平行间隔设置，用于夹持工件；第一竖端的长度大于第二竖端。

进一步的，两个夹板相对的一面上均设有优力胶板。

进一步的，夹持气缸固定板面向横移模组的一侧设置有两个感应螺栓，翻转底座上设有两个和感应螺栓一一对应的位置传感器，两个位置传感器并列设置在翻转底座上，且位置传感器的检测端朝向夹持模组；两个感应螺栓以转轴为中心同处于一个圆周上，且两个感应螺栓在周向上相差160度；

未翻转状态下，其中一个感应螺栓与其中一个位置传感器正对，翻转模组驱动夹持模组翻转180度后，另一感应螺栓旋转至正对另一个位置传感器。

进一步的，夹持气缸固定板上还开设有通孔，通孔用于供两个夹持气缸的供气管穿过。

进一步的，转轴的圆盘部通过螺栓和销同夹持气缸固定板进行固定装配，圆盘部的右端凸设有键，夹持气缸固定板上开设与键配合的键槽。

进一步的，夹持气缸固定板上设有防撞定位板，防撞定位板位于两个夹持气缸之间。

进一步的，导向柱的下端设有限位固定环，限位固定环用于与直线轴承在向上方向上挡止配合从而限制顶升距离。

借由上述技术方案，本发明对传统的手工装配和顶升翻转机构结构复杂、体积庞大并且在顶升、翻转过程中容易出现干涉、稳定性差等问题进行改良，降低了传统装配过程中所需的人力、财力，并且大大提高了工作效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1至图2为本发明一种横移顶升翻转机构的立体结构示意图。

图3为本发明一种横移顶升翻转机构处于横移至左端状态的示意图。

图4为本发明一种横移顶升翻转机构处于顶升状态的示意图。

图5为本发明中卡簧的安装位置示意图。

图中标记：1、滑台气缸，2、接近传感器，3、滑台位置感应块4、夹持气缸，5、夹持气缸固定板，6、防撞定位板，7、夹板，8、优力胶板，9、位置传感器，10、感应螺栓，11、底座固定板，12、尼龙缓冲块，13、顶升板，14、顶升气缸，15、浮动接头，16、顶升气缸固定座，17、导向柱，18、固定环，19、直线轴承，20、翻转电机、21、减速机，22、联轴器，23、转轴，24、卡簧，25、轴承座，26、翻转底座。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

请参阅图1至图5，一种横移顶升翻转机构，包括顶升模组、横移模组、翻转模组以及夹持模组。

顶升模组包括底座固定板11、顶升板13、顶升气缸14、浮动接头15、顶升气缸固定座16、导向柱17、固定环18和直线轴承19，其中，底座固定板11为整个横移顶升翻转机构的固定部，使横移顶升翻转机构安装定位在相应的工作台面上。顶升气缸14通过顶升气缸固定座16固定装配在底座固定板11的底面，顶升板13平行设置于底座固定板11的上方，顶升气缸的输出杆穿过底座固定板后与顶升板13相连，用于驱动顶升板上下移动；优选的，顶升气缸14的输出杆通过浮动接头15与顶升板13连接，实现柔性连接，即使存在尺寸误差也不影响顶升过程，利于提高顶升气缸使用寿命。导向柱17固定在顶升板13下端，本实施例中，导向柱设有四个且分布在顶升板的四个角处，以实现稳定的导向升降功能；对应的，直线轴承19设置在底座固定板上，且直线轴承的位置与导向柱一一对应，每个导向柱穿装于对应的直线轴承19并能相对于底座固定板轴向上下运动，在导向柱与直线轴承的导向作用下，可以提高顶升板上下平移运动时的稳定性。每个导向柱的下端设有一个限位固定环18，限位固定环18上端和直线轴承19下端预留出需要顶升的距离，顶升气缸的输出杆顶出直到限位固定环和直线轴承接触时，顶升过程结束，限位固定环起到控制顶升距离和防止整个机构脱落的作用。底座固定板的上端面设有尼龙缓冲块12，优选的，在底座固定板上靠近四个角落处分别设置一个尼龙缓冲块，尼龙缓冲块的设置高度应略高于直线轴承，当顶升气缸完成顶升工作后需回到初始位置，此时顶升板和直线轴承之间属于刚性接触，下落过程中容易把直线轴承的轴承座损坏，因此尼龙缓冲块能起到较佳的缓冲作用，有效的保护机构并减少噪音。

横移模组包括滑台气缸1、接近传感器2以及滑台位置感应块3，滑台气缸1固定在顶升板13上端面，滑台气缸1的滑台部101可以在满足的行程内在远离或靠近生产线/装配线的方向(即左右方向)来回滑动，并带动上方的翻转模块一起左右平移运动。接近传感器2设于顶升板13上，且设有两个，两个接近传感器2分别处于在滑台气缸的滑台部的左、右需要达到的行程位置处，从而在滑台部到达指定位置时停止滑台部的移动。在左右横移过程中如果单纯依靠滑台气缸的行程定位，装配精密零件时难免出现定位不精确的情况；本发明在两个接近传感器的辅助下，向左或向右移动过程中，当滑台位置感应块3达到位置，接近传感器收到信号就能准确无误停止滑台气缸的滑动；而所述滑台位置感应块3设置在翻转底座26上，滑台位置感应块3的感应端延伸至所述接近传感器的检测端所在平面内。

翻转模组包括翻转电机20、减速机21、联轴器22、转轴23和所述翻转底座26，翻转底座固定在滑台气缸的滑台部101上，并能随滑台部一同左右运动。翻转电机20与减速机21相连，用于为翻转模组提供翻转动力，翻转角度为在正反180度处停止翻转，减速机21安装在翻转底座26一端，减速机21的输出端通过联轴器22与转轴23的一端相连，转轴23通过轴承座25装配在翻转底座另一端(右端)，转轴23另一端加工成圆盘部231，以便于和夹持模组中的夹持气缸固定板5固定在一起。

夹持模组位于整个横移顶升翻转机构的最右端，其包括夹持气缸4、夹持气缸固定板5、防撞定位板6以及夹板7，夹持气缸4相对设有两个，夹持气缸固定在夹持气缸固定板5上，夹持气缸固定板则与上述转轴的圆盘部固接。夹板7设有两个，分别为第一夹板71和第二夹板72，其中一个夹持气缸的输出端与第一夹板相连，另一个夹持气缸的输出端与第二夹板相连，第一夹板和第二夹板相对平行设置以使两夹板形成一个夹爪70。本实施例中，两个夹板7呈大小不同的Z字型；具体而言，第一夹板71包括相连的第一固定端711、第一竖端712和第一夹持板713，第二夹板72包括相连的第二固定端721、第二竖端722和第二夹持板723，第一固定端711、第二固定端712分别与相应的夹持气缸相连，第一夹持板713、第二夹持板723则相对平行间隔设置，用于夹持工件；夹板大小不同指的是第一竖端和第二竖端的长度不同，例如本实施例中第一竖端712的长度大于第二竖端722，在不改变夹持力的情况下，还能减小夹持模组所需空间，并且第二竖端较短还能使得夹爪在夹取工件或完全打开的状态下还能向左滑动，并且不和滑台气缸发生位置干涉。Z字型夹板可以根据工件的大小和形状的不同做出适应性调整，保证市面上大部分工件都能适用，根据不同尺寸的工件可以拆卸更换至适配的夹板。进一步的，在第一夹持板、第二夹持板相对的一面上均设有8mm厚度优力胶板8，优力胶板可以保护工件表面不被剐蹭，且增大摩擦力，在翻转过程中工件不易脱落。

本实施例中，防撞定位板6固定在夹持气缸固定板5上，且位于两个夹持气缸之间。当处于夹持工件状态时，两侧的夹板正好撞在防撞定位板上，从而有效地防止夹持力过大导致的工件损坏。

进一步的，夹持气缸固定板5面向横移模组的一侧设置有两个感应螺栓10，对应的，翻转底座上设有两个和感应螺栓一一对应配套的位置传感器9，位置传感器也为常规接近传感器，其检测端面向夹持气缸固定板，两个位置传感器并列设置在翻转底座的右端，位置传感器9的检测端朝向圆盘部。两个感应螺栓10以转轴23为中心同处于一个圆周上，且二者在周向上相差160度，如此设置恰好与并列的两个位置传感器在夹持模组翻转180度前后进行一一正对，从而分别判断翻转前初始状态及和翻转后状态；即初始状态下，其中一个感应螺栓与其中一个位置传感器正对，夹持模组翻转180度后，另一感应螺栓恰好旋转至正对另一个位置传感器，从能明确判定或识别出夹持模组是处于初始状态还是翻转180度后的姿态。在翻转过程中如果单纯依靠翻转电机的启停定位，装配精密零件时难免出现定位不精确的情况；本发明在两个位置传感器的辅助下，在旋转过程中，当感应螺栓达到位置时，位置传感器收到信号就准确无误停止翻转电机转动，此时转轴右端圆盘部上的刻度线和底座固定板上的刻度线重合，完成180度翻转工作。

此外，夹持气缸固定板5上还开设有通孔51，通孔用于供两个夹持气缸的供气管穿过，通过合理布设供气管，可防止在夹持模组的右端领域中出现较为杂乱的供气管，从而避免对生产线/装配线造成干涉。

作为优选，转轴23的圆盘部231采用四个螺栓和两个销同夹持气缸固定板进行固定装配，圆盘部的右端再向右沿伸出10mm长度的键，键与夹持气缸固定板上开设的对应键槽实现键配合，使得翻转模组与夹持模组之间的固定更加牢靠，提供更大的扭矩还能适用于较大质量的工件翻转。

在长时间循环进行横移、顶升、翻转工作时，转轴有可能会与轴承座之间形成晃动间隙，导致转轴转动过程中不再稳定，则本发明的转轴通过套装一卡簧24与轴承座25进行同轴卡接定位，从而提高了转轴的耐疲劳性。

本发明的工作过程如下：

当工件从输送线到达指定位置后，横移模组的滑台气缸开始工作，从最左端向右端滑动，当滑台位置感应块达到右侧接近传感器时，滑台气缸滑动结束，此时翻转模组和夹爪就位。夹持模组的两个夹持气缸同时工作，推动夹爪把工件夹紧。当夹持气缸处于夹持工件状态时，两夹板正好撞在防撞定位板上，有效地防止加持力过大把工件损坏。

当夹持模组把工件夹紧之后，顶升模组中的顶升气缸向上顶起，沿着导向柱把所有模组顶升；顶升气缸顶出直到限位固定环和直线轴承接触，顶升过程结束，此时，工件已经完全脱离输送线，不会与输送线发生干涉，如图4所示。

翻转模组中的翻转电机开始顺时针转动，在旋转过程中，当感应螺栓达到位置时，接近传感器收到信号，翻转电机立刻停止转动，完成180度翻转工作。顶升气缸下降到初始位置，夹持气缸随之也打开到初始位置，把工件放回到输送线上，滑台气缸的滑台部向左移动，当滑台位置感应块达到左侧接近传感器时停止滑动，此时整个横移顶升翻转过程完成，如图3所示。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种横移顶升翻转机构，其特征在于，包括：顶升模组、横移模组、翻转模组以及夹持模组；

顶升模组包括底座固定板、顶升板、顶升气缸、导向柱和直线轴承，顶升气缸通过顶升气缸固定座固定装配在底座固定板的底面，顶升板平行设置于底座固定板的上方，顶升气缸的输出杆穿过底座固定板后与顶升板相连；导向柱固定在顶升板下端，直线轴承设置在底座固定板上，导向柱活动穿装于对应的直线轴承中并能相对于底座固定板作轴向运动；

横移模组包括滑台气缸、接近传感器和滑台位置感应块，滑台气缸固定在顶升板上端面，接近传感器设有两个且安装于顶升板上，两个接近传感器分别处于在滑台气缸的两端处；

翻转模组包括翻转电机、减速机、转轴和翻转底座，翻转底座固定在滑台气缸的滑台部上，翻转电机与减速机相连，减速机安装在翻转底座一端，减速机的输出端通过联轴器与转轴的一端相连，转轴通过轴承座装配在翻转底座另一端，转轴另一端设有圆盘部，滑台位置感应块安装在翻转底座上，且滑台位置感应块的感应端延伸至两个接近传感器的检测端所在平面；

夹持模组包括夹持气缸、夹持气缸固定板和夹板，夹持气缸相对设有两个，夹持气缸固定在夹持气缸固定板上，夹持气缸固定板与转轴的圆盘部固接，每个夹持气缸的输出端与一个夹板相连，两个夹板相对设置从而构成一用于夹持工件的夹爪。

2.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：顶升气缸的输出杆通过浮动接头与顶升板连接。

3.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：底座固定板的上端面设有尼龙缓冲块。

4.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：两个夹板分别为第一夹板和第二夹板，两个夹板7均呈Z字型；第一夹板包括相连的第一固定端、第一竖端和第一夹持板，第二夹板包括相连的第二固定端、第二竖端和第二夹持板，第一固定端、第二固定端分别与相应的夹持气缸相连，第一夹持板、第二夹持板相对平行间隔设置，用于夹持工件；第一竖端的长度大于第二竖端。

5.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：两个夹板相对的一面上均设有优力胶板。

6.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：夹持气缸固定板面向横移模组的一侧设置有两个感应螺栓，翻转底座上设有两个和感应螺栓一一对应的位置传感器，两个位置传感器并列设置在翻转底座上，且位置传感器的检测端朝向夹持模组；两个感应螺栓以转轴为中心同处于一个圆周上，且两个感应螺栓在周向上相差160度；

未翻转状态下，其中一个感应螺栓与其中一个位置传感器正对，翻转模组驱动夹持模组翻转180度后，另一感应螺栓旋转至正对另一个位置传感器。

7.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：夹持气缸固定板上还开设有通孔，通孔用于供两个夹持气缸的供气管穿过。

8.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：转轴的圆盘部通过螺栓和销同夹持气缸固定板进行固定装配，圆盘部的右端凸设有键，夹持气缸固定板上开设与键配合的键槽。

9.根据权利要求1所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：夹持气缸固定板上设有防撞定位板，防撞定位板位于两个夹持气缸之间。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种横移顶升翻转机构，其特征在于：导向柱的下端设有限位固定环，限位固定环用于与直线轴承在向上方向上挡止配合从而限制顶升距离。

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