CN115008379A - 简易旋转定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配夹具领域，具体涉及简易旋转定位装置，其包括固定座和治具，治具通过转轴可旋转地连接在固定座上，还包括驱动治具旋转的第一驱动器；其中，治具包括，定位结构，定位结构通过转轴与固定座转动连接，定位结构用于放置工件；夹持组件，夹持组件连接在定位结构上，夹持组件用于夹持固定工件；吸附组件，吸附组件连接在定位结构上，吸附组件用于吸附固定工件。本申请适用于狭小的工作环境，制造成本低，其能够驱动治具保持2个不同的角度，并且可以在治具倾斜的状态下进行安全的上料和下料。

Description

简易旋转定位装置

技术领域

本发明涉及装配夹具领域，具体涉及一种简易旋转定位装置。

背景技术

在装配生产环节，通常需要旋转或者翻转用于夹持部件的治具，现有技术通常使用以下两种技术方案：

一、在工作台上设置旋转中心，将电机或者摆动气缸安装在旋转中心，将治具安装在电机或者摆动气缸的执行部，旋转中心与治具本体中心不一致，这样会导致旋转时所需转动惯量会很大，从而需要增大电机或者旋转摆动气缸，或者电机需要增加减速机等实现，从而增加设备成本；

二、在工作台上设置旋转中心，将治具安装在旋转中心，并且通过转轴使其可以旋转，然后将电机或者摆动气缸安装在旋转中心的侧面，这种设计占用的空间比较大，不适用于狭小的工作环境。

为了解决上述技术问题，本领域技术人员在机械手领域中设计了一种使用推力气缸驱使机械夹爪旋转的装置，其原理是将机械夹爪与机械臂转动连接，然后使用两端分别与机械夹爪、机械臂铰接的推力气缸以偏心的方向驱动机械夹爪旋转，从而实现驱使其转动或者翻转的目的。

看似将机械夹爪替换为治具即可解决现有技术存在的问题，但是治具与机械夹爪不同，尽管治具与机械夹爪均用于夹持固定，但是两者的工作环境不同，机械夹爪安装在工业机器人上，其可以自行移动或者转动以实现上料、下料的目的，而治具需要人工辅助上料、下料，当治具的上料、下料角度不是水平时，还需要其他的机构辅助治具，以实现治具在倾斜角度下的上料和下料。

发明内容

本发明的一个目的在于提供简易旋转定位装置，以解决现有的旋转定位装置无法兼具体积小、成本低这两个优点的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

简易旋转定位装置，包括固定座和治具，所述治具通过转轴可旋转地连接在所述固定座上，还包括第一驱动器，所述第一驱动器的一端通过第一铰链与机架连接，所述第一驱动器的另一端通过第二铰链与所述治具连接，所述第一驱动器用于推动所述第二铰链相对于所述第一铰链直线移动并且使得所述治具环绕所述转轴的轴线旋转；其中，所述治具包括，定位结构，所述定位结构通过所述转轴与所述固定座转动连接，所述定位结构用于放置工件；夹持组件，所述夹持组件连接在所述定位结构上，所述夹持组件用于夹持固定工件；吸附组件，所述吸附组件连接在所述定位结构上，所述吸附组件用于吸附固定工件。

优选地，所述定位结构上形成有向上凸起的基板，所述基板具有平滑的顶面，所述吸附组件包括吸盘和真空源，所述吸盘与所述真空源连接，所述吸盘设置在所述基板的内部及其四周，无外力作用下，所述吸盘的吸附面高于所述基板的顶面，受到下压力的作用时，所述吸盘的吸附面与所述基板的顶面在同一个面上。

优选地，所述夹持组件包括，第一定位柱，所述第一定位柱连接于所述定位结构长度方向上的一侧；第一夹板，所述第一夹板通过第二驱动器可移动地连接于所述定位结构长度方向上的另一侧，所述第二驱动器用于驱动所述第一夹板靠近或者远离所述第一定位柱；第二定位柱，所述第二定位柱连接于所述定位结构宽度方向上的一侧；第二夹板，所述第二夹板通过第三驱动器可移动地连接于所述定位结构宽度方向上的另一侧，所述第三驱动器用于驱动所述第二夹板靠近或者远离所述第二定位柱。

优选地，所述第一夹板朝向所述第一定位柱的一面以及所述第二夹板朝向所述第二定位柱的一面均连接有弹性件，所述弹性件包括滑动柱，所述滑动柱用于滑动连接所述第一夹板或者所述第二夹板，所述滑动柱朝向工件的一端连接有定位块，所述滑动柱远离工件的一端连接有止动件，所述定位块和所述止动件的直径均大于所述滑动柱的直径，所述滑动柱上套装有弹簧，所述弹簧用于使得所述定位块始终具有朝向工件方向移动的趋势。

优选地，所述定位块朝向工件的一面形成有向内凹陷的台阶孔，所述台阶孔内同轴连接有定位杆。

优选地，所述夹持组件还包括下压块，所述下压块通过第四驱动器与所述定位结构连接，所述第四驱动器用于驱动所述下压块以垂直于所述基板的方向靠近或者远离所述基板。

优选地，所述治具还包括用于卸料的顶料装置，所述顶料装置包括设置于所述定位结构远离所述基板一面的推杆，所述推杆垂直于所述定位结构，所述推杆通过第五驱动器与所述定位结构连接，所述第五驱动器用于驱动所述推杆朝向所述基板移动。

优选地，所述转轴与所述定位结构的边缘连接。

优选地，所述第二铰链与所述定位结构上远离所述转轴的部位连接。

优选地，所述固定座包括水平设置的底板，所述底板是矩形形状，所述底板的两边竖直连接有两个竖板，所述竖板的顶部水平连接有顶板，两个所述竖板上分别连接有两个同轴的轴承，所述转轴通过所述轴承与所述竖板转动连接。

本申请与现有技术相比较具有如下有益效果：

本申请适用于狭小的工作环境，制造成本低，其能够驱动所述治具保持2个不同的角度，并且可以在所述治具倾斜的状态下进行安全的上料和下料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本公开一个实施例的简易旋转定位装置的主视图；

图2为图1的A-A方向的剖视图；

图3为图1的B-B方向的剖视图；

图4为简易旋转定位装置的立体图；

图5为治具的俯视图；

图6为图5的C-C方向的剖视图；

图7为治具的仰视图；

图8为治具的立体图一；

图9为治具的立体图二；

图中的标号分别表示如下：

1-固定座；1a-底板；1b-竖板；1c-顶板；1d-轴承；1e-油压减震器；1f-金属接近开关；

2-转轴；2a-柱形转动件；

3-治具；3a-定位结构；3a1-基板；3b-夹持组件；3b1-第一定位柱；3b2-第一夹板；3b3-第二驱动器；3b4-第二定位柱；3b5-第二夹板；3b6-第三驱动器；3b7-下压块；3b8-第四驱动器；3c-吸附组件；3c1-吸盘；3d-弹性件；3d1-滑动柱；3d2-定位块；3d3-止动件；3d4-弹簧；3d5-台阶孔；3d6-定位杆；3e-顶料装置；3e1-推杆；3e2-第五驱动器；

4-第一驱动器；

5-第一铰链；5a-长孔；

6-第二铰链。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-9所示，本申请一个实施例提供一种简易旋转定位装置，包括固定座1和治具3，治具3通过转轴2可旋转地连接在固定座1上，还包括第一驱动器4(推力气缸)，第一驱动器4的一端通过第一铰链5与机架连接，第一驱动器4的另一端通过第二铰链6与治具3连接，第一驱动器4用于推动第二铰链6相对于第一铰链5直线移动并且使得治具3环绕转轴2的轴线旋转；其中，治具3包括，定位结构3a，定位结构3a通过转轴2与固定座1转动连接，定位结构3a用于放置工件；夹持组件3b，夹持组件3b连接在定位结构3a上，夹持组件3b用于夹持固定工件；吸附组件3c，吸附组件3c连接在定位结构3a上，吸附组件3c用于吸附固定工件。

在本实施例中与现有的旋转定位装置的区别在于：

驱动治具3旋转的结构不同，本实施例的结构适用于更加狭小的工作环境，并且成本低，其能够驱动治具3保持2个不同的角度。

在定位结构3a和夹持组件3b的基础上，增加了吸附组件3c，吸附组件3c的用途是：

当工作人员需要在倾斜的治具3上装拆工件时，工作人员可以先将工件与定位结构3a对齐，然后吸附组件3c将工件吸附固定，接着工作人员远离治具3，夹持组件3b再将工件夹持固定，使得工件不会在加工、装配过程中振动或者掉落，同时也避免了夹持组件3b对工件夹持固定时可能会夹伤工作人员的安全隐患。

进一步的，为了使得治具3的旋转角度可以调节，如图2和3所示：

在本实施例中，第一驱动器4的行程可以调节，同时，第一铰链5通过长孔5a与机架连接，使得第一铰链5的位置可以调节，并且，固定座1上连接有用于阻挡治具3旋转的油压减震器1e，油压减震器1e的位置也可调节。

通过上述三种方法均能够调节治具3停止时的转动角度，并且油压减震器1e的旁侧还连接有金属接近开关1f，金属接近开关1f用于检测治具3是否接近，从而使得控制器能够判断是否需要启闭夹持组件3b和吸附组件3c。

参照图5和6。

进一步的，为了使得定位结构3a能够与吸附组件3c紧密配合，在定位工件底板的基础上能够紧密的吸附住工件的底板：

定位结构3a上形成有向上凸起的基板3a1，基板3a1具有平滑的顶面，吸附组件3c包括吸盘3c1和真空源(图中未出示)，吸盘3c1与真空源连接，吸盘3c1设置在基板3a1的内部及其四周，无外力作用下，吸盘3c1的吸附面高于基板3a1的顶面约5mm，受到下压力的作用时，吸盘3c1的吸附面与基板3a1的顶面在同一个面上。

在本实施例中，真空源优选为气泵，工件的底面是平面，因此基板3a1的顶面也是平面，若工件的底面是曲面，则基板3a1的顶面也是曲面。

不论工件的底面是什么形状，工件放置到定位结构3a上的过程中，工件先接触吸盘3c1，使得吸盘3c1产生弹性形变之后才接触基板3a1。

所述下压力是工件在重力的作用下或者在工人的推力作用下形成于吸盘3c1的吸附面上的力，下压力的作用是使得吸盘3c1产生弹性形变，使其吸附面与基板3a1的顶面在一个平面上，进而使得在基板3a1定位工件的底面时，吸盘3c1能够吸附工件的底面。

进一步的，本实施例提供夹持组件3b的一种优选结构：

夹持组件3b包括，第一定位柱3b1(垂直于定位结构3a的圆柱形状)，第一定位柱3b1连接于定位结构3a长度方向上的一侧；第一夹板3b2(垂直于定位结构3a的竖板形状)，第一夹板3b2通过第二驱动器3b3(推力气缸)可移动地连接于定位结构3a长度方向上的另一侧，第二驱动器3b3用于驱动第一夹板3b2靠近或者远离第一定位柱3b1；第二定位柱3b4(垂直于定位结构3a的半圆柱形状)，第二定位柱3b4连接于定位结构3a宽度方向上的一侧；第二夹板3b5(垂直于定位结构3a的竖板形状)，第二夹板3b5通过第三驱动器3b6(推力气缸)可移动地连接于定位结构3a宽度方向上的另一侧，第三驱动器3b6用于驱动第二夹板3b5靠近或者远离第二定位柱3b4。

第一定位柱3b1和第一夹板3b2用于夹持工件的长边，第二定位柱3b4和第二夹板3b5用于夹持工件的短边，该结构适用于夹持固定矩形平板形状的工件。

进一步的，为了减少夹持过程中对工件的损害：

第一夹板3b2朝向第一定位柱3b1的一面以及第二夹板3b5朝向第二定位柱3b4的一面均连接有弹性件3d，弹性件3d包括滑动柱3d1，滑动柱3d1用于滑动连接第一夹板3b2或者第二夹板3b5，滑动柱3d1朝向工件的一端连接有定位块3d2，滑动柱3d1远离工件的一端连接有止动件3d3，定位块3d2和止动件3d3的直径均大于滑动柱3d1的直径，定位块3d2用于阻止滑动柱3d1与第一夹板3b2或者第二夹板3b5分离，滑动柱3d1上套装有弹簧3d4，弹簧3d4用于使得定位块3d2始终具有朝向工件方向移动的趋势。

弹性件3d将夹持组件3b改进为柔性夹持机构，当夹持组件3b夹持工件时，定位块3d2与工件接触，定位块3d2的接触力由弹簧3d4提供，弹簧3d4的弹力远远小于气缸的推力，使得夹持组件3b可以夹持PCB板等刚度较小的工件。

进一步的，本实施例提供定位块3d2的一种优选结构：

定位块3d2朝向工件的一面形成有向内凹陷的台阶孔3d5，台阶孔3d5内同轴连接有定位杆3d6。

台阶孔3d5用于套装工件侧壁上的柱形定位结构，定位杆3d6用于插入所述柱形定位结构上的插孔。

进一步的：

夹持组件3b还包括下压块3b7，下压块3b7通过第四驱动器3b8与定位结构3a连接，第四驱动器3b8用于驱动下压块3b7以垂直于基板3a1的方向靠近或者远离基板3a1。

第四驱动器3b8可以是推力气缸，也可以是转角下压气缸，其最终的目的都是自上而下地压住工件，使其与基板3a1紧密贴合，为了便于工件的装拆，本实施例中，第四驱动器3b8是转角下压气缸。

下压块3b7和第四驱动器3b8的数量按实际需求决定。

进一步的：

治具3还包括顶料装置3e，顶料装置3e包括设置于定位结构3a远离基板3a1一面的推杆3e1，推杆3e1垂直于定位结构3a，推杆3e1通过第五驱动器3e2(电动推杆)与定位结构3a连接，第五驱动器3e2用于驱动推杆3e1朝向基板3a1移动从而将紧密吸附在吸盘3c1上的工件顶出。

定位结构3a上设置有用于避让推杆3e1的避让开口，优选地，推杆3e1设置在基板3a1内部的边缘，从而使得工件脱离吸盘3c1时，其一边先上抬，使得工件与吸盘3c1之间产生一丝可供空气进入的缝隙，降低了工件与吸盘3c1脱离时受损的可能性。

进一步的：

若转轴2与治具3的中心连接，则第一驱动器4仅需要较短的行程即可驱动治具3旋转较大的角度，这就使得治具3的旋转角度难以精准控制，因此，为了提高治具3的转动精度，转轴2与定位结构3a的边缘连接。

进一步的，基于相同的理由，为了增加第一驱动器4的行程，从而提高治具3的转动精度：

第二铰链6与定位结构3a上远离转轴2的部位连接。

进一步的，本实施例提供固定座1的一种优选结构：

固定座1包括水平设置的底板1a，底板1a是矩形形状，底板1a的两边竖直连接有两个竖板1b，竖板1b的顶部水平连接有顶板1c，两个竖板1b上分别连接有两个同轴的轴承1d，转轴2通过轴承1d与竖板1b转动连接。

进一步的，本实施例提供转轴2的一种优选结构：

转轴2包括与每个轴承1d连接的柱形转动件2a，两个柱形转动件2a的端部分别与定位结构3a的两个侧壁连接，不使用整根长轴制造转轴2可以节省材料。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种简易旋转定位装置，包括固定座(1)和治具(3)，所述治具(3)通过转轴(2)可旋转地连接在所述固定座(1)上，其特征在于，

还包括第一驱动器(4)，所述第一驱动器(4)的一端通过第一铰链(5)与机架连接，所述第一驱动器(4)的另一端通过第二铰链(6)与所述治具(3)连接，所述第一驱动器(4)用于推动所述第二铰链(6)相对于所述第一铰链(5)直线移动并且使得所述治具(3)环绕所述转轴(2)的轴线旋转；

其中，所述治具(3)包括，

定位结构(3a)，所述定位结构(3a)通过所述转轴(2)与所述固定座(1)转动连接，所述定位结构(3a)用于放置工件；

夹持组件(3b)，所述夹持组件(3b)连接在所述定位结构(3a)上，所述夹持组件(3b)用于夹持固定工件；

吸附组件(3c)，所述吸附组件(3c)连接在所述定位结构(3a)上，所述吸附组件(3c)用于吸附固定工件。

2.根据权利要求1所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述定位结构(3a)上形成有向上凸起的基板(3a1)，所述基板(3a1)具有平滑的顶面，所述吸附组件(3c)包括吸盘(3c1)和真空源，所述吸盘(3c1)与所述真空源连接，所述吸盘(3c1)设置在所述基板(3a1)的内部及其四周，无外力作用下，所述吸盘(3c1)的吸附面高于所述基板(3a1)的顶面，受到下压力的作用时，所述吸盘(3c1)的吸附面与所述基板(3a1)的顶面在同一个面上。

3.根据权利要求2所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述夹持组件(3b)包括，

第一定位柱(3b1)，所述第一定位柱(3b1)连接于所述定位结构(3a)长度方向上的一侧；

第一夹板(3b2)，所述第一夹板(3b2)通过第二驱动器(3b3)可移动地连接于所述定位结构(3a)长度方向上的另一侧，所述第二驱动器(3b3)用于驱动所述第一夹板(3b2)靠近或者远离所述第一定位柱(3b1)；

第二定位柱(3b4)，所述第二定位柱(3b4)连接于所述定位结构(3a)宽度方向上的一侧；

第二夹板(3b5)，所述第二夹板(3b5)通过第三驱动器(3b6)可移动地连接于所述定位结构(3a)宽度方向上的另一侧，所述第三驱动器(3b6)用于驱动所述第二夹板(3b5)靠近或者远离所述第二定位柱(3b4)。

4.根据权利要求3所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述第一夹板(3b2)朝向所述第一定位柱(3b1)的一面以及所述第二夹板(3b5)朝向所述第二定位柱(3b4)的一面均连接有弹性件(3d)，所述弹性件(3d)包括滑动柱(3d1)，所述滑动柱(3d1)用于滑动连接所述第一夹板(3b2)或者所述第二夹板(3b5)，所述滑动柱(3d1)朝向工件的一端连接有定位块(3d2)，所述滑动柱(3d1)远离工件的一端连接有止动件(3d3)，所述定位块(3d2)和所述止动件(3d3)的直径均大于所述滑动柱(3d1)的直径，所述滑动柱(3d1)上套装有弹簧(3d4)，所述弹簧(3d4)用于使得所述定位块(3d2)始终具有朝向工件方向移动的趋势。

5.根据权利要求4所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述定位块(3d2)朝向工件的一面形成有向内凹陷的台阶孔(3d5)，所述台阶孔(3d5)内同轴连接有定位杆(3d6)。

6.根据权利要求3所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述夹持组件(3b)还包括下压块(3b7)，所述下压块(3b7)通过第四驱动器(3b8)与所述定位结构(3a)连接，所述第四驱动器(3b8)用于驱动所述下压块(3b7)以垂直于所述基板(3a1)的方向靠近或者远离所述基板(3a1)。

7.根据权利要求3所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述治具(3)还包括用于卸料的顶料装置(3e)，所述顶料装置(3e)包括设置于所述定位结构(3a)远离所述基板(3a1)一面的推杆(3e1)，所述推杆(3e1)垂直于所述定位结构(3a)，所述推杆(3e1)通过第五驱动器(3e2)与所述定位结构(3a)连接，所述第五驱动器(3e2)用于驱动所述推杆(3e1)朝向所述基板(3a1)移动。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述转轴(2)与所述定位结构(3a)的边缘连接。

9.根据权利要求8所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述第二铰链(6)与所述定位结构(3a)上远离所述转轴(2)的部位连接。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的简易旋转定位装置，其特征在于，

所述固定座(1)包括水平设置的底板(1a)，所述底板(1a)是矩形形状，所述底板(1a)的两边竖直连接有两个竖板(1b)，所述竖板(1b)的顶部水平连接有顶板(1c)，两个所述竖板(1b)上分别连接有两个同轴的轴承(1d)，所述转轴(2)通过所述轴承(1d)与所述竖板(1b)转动连接。

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