CN115070798A - 多品种保险杠机械手夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种多品种保险杠机械手夹具包括主梁结构、副梁结构、旋转机构、吸盘机构、托抓机构、限位机构和操作控制器。通过旋转机构调节副梁结构角度，满足工位器具上不同放置姿态保险杠的抓取；通过吸盘机构满足不同品种保险杠外表面的吸附和抓取；通过调节旋转托抓和伸缩托抓，满足不同品种保险杠下端面的托举和承载；通过限位机构，满足在抓取保险杠过程中保险杠外表面的限位和支撑。采用上述手段，使得不同材料、外形、尺寸的保险杠实现柔性化、通用化使用，提高保险杠的装配效率，节约装配时间，提升经济效益。

Description

多品种保险杠机械手夹具

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种多品种保险杠机械手夹具。

背景技术

近些年，商用车企业处于高速发展阶段，通过细分市场，实现车型产品的精准设计，个性化和定制化的多配置拓展等，最大程度的满足不同客户的多样化需求选择；保险杠，作为商用车的重要组成部分，其因车型用途、配置的不同而种类繁多，既有造型的不同，也有材料的差异。

国内汽车制造企业通常采用助力机械手辅助抓取保险杠，然而随着保险杠品种的增多，现有助力机械手无法适配于各种保险杠，影响装配作业的实施。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明提供一种多品种保险杠的通用机械手夹具，以提高装配线的装配效率，节约装配时间，提升经济效益。

本发明采用的技术方案在于：

提供一种多品种保险杠机械手夹具，包括主梁结构、副梁结构、旋转机构、吸盘机构、托抓机构、限位机构和操作控制器；

所述副梁结构通过所述旋转机构与所述主梁结构可转动连接，所述吸盘机构、所述托抓机构、所述限位机构安装在所述副梁结构上，所述操作控制器安装在所述主梁结构上；

所述吸盘机构包括一组固定吸盘和一组移动吸盘，所述移动吸盘能够在高度方向进行调整；

所述托抓机构包括一组旋转托抓和伸缩托抓，所述伸缩托抓能够在水平方向进行调整；

所述限位机构包括尼龙块，所述尼龙块能够在水平方向移动；

所述操作控制器分别与所述旋转机构、所述吸盘机构、所述托抓机构、所述限位机构电连接。

进一步地，所述旋转机构，包括第一顶杆气缸、第一气缸安装板和连接板，所述第一顶杆气缸水平布置固定在所述第一气缸安装板上，所述第一气缸安装板固定在所述主梁结构上，所述连接板与所述副梁结构固定连接，所述第一顶杆气缸的顶杆与所述连接板相铰接，所述连接板与所述主梁结构相铰接。

进一步地，所述的一组固定吸盘包括至少两个对称设置于所述旋转机构两侧的固定吸盘，所述的一组移动吸盘包括至少两个对称设置于所述旋转机构两侧的移动吸盘；

所述固定吸盘包括固定支架及第一吸盘，所述固定支架固定在所述副梁结构上，所述第一吸盘连接在所述固定支架上；

所述移动吸盘包括第二顶杆气缸、第二气缸安装板及第二吸盘，所述第二气缸安装板固定在所述副梁结构上，所述第二顶杆气缸竖直布置固定在所述第二气缸安装板上，所述第二吸盘连接在所述第二顶杆气缸的顶杆上。

进一步地，所述第一吸盘通过第一阻尼弹簧连接在所述固定支架上；所述第二吸盘通过第二阻尼弹簧连接在所述第二顶杆气缸的顶杆上。

进一步地，所述的一组旋转托抓包括至少两个对称设置于所述旋转机构两侧的旋转托抓，所述旋转托抓包括支架部、第一托抓和插拔销，所述支架部固定在所述副梁结构上，所述第一托抓铰接在所述支架部上，所述插拔销可拆装的与所述支架部、所述第一托抓相连接，通过所述插拔销调节所述第一托抓与所述支架部之间的角度位置。

进一步地，所述伸缩托抓位于两个旋转托抓之间，包括第三顶杆气缸、第三气缸安装板和第二托抓，所述第三气缸安装板固定在所述副梁结构上，所述第三顶杆气缸水平布置固定在所述第三气缸安装板上，所述第二托抓连接在所述第三顶杆气缸的顶杆上。

进一步地，所述限位机构还包括第四顶杆气缸、气缸安装支架，所述气缸安装支架固定在所述副梁结构上，所述第四顶杆气缸水平布置固定在所述气缸安装支架上，所述尼龙块连接在所述第四顶杆气缸的顶杆上。

进一步地，所述限位机构为两个，对称设置于所述旋转机构的两侧，相较于所述吸盘机构位于更远离所述旋转机构的位置。

进一步地，所述操作控制器包括按钮控制器，所述按钮控制器与各顶杆气缸相连接，所述按钮控制器上的按钮用于控制各顶杆气缸的顶杆伸缩状态。

进一步地，所述操作控制器还包括操作把手，所述操作把手固定在所述主梁结构上，所述按钮控制器与所述操作把手相连接。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

本发明的机械手夹具通过旋转机构调节副梁结构角度，满足工位器具上不同放置姿态保险杠的抓取；通过吸盘机构满足不同品种保险杠外表面的吸附和抓取；通过调节旋转托抓和伸缩托抓，满足不同品种保险杠下端面的托举和承载；通过限位机构，满足在抓取保险杠过程中保险杠外表面的限位和支撑。采用上述手段，使得不同材料、外形、尺寸的保险杠实现柔性化、通用化使用，提高保险杠的装配效率，节约装配时间，提升经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的实施方式的机械手夹具的正向轴视图；

图2示出了本发明的实施方式的机械手夹具的反向轴视图。

附图号说明：

主梁结构1

副梁结构2旋转机构3

第一顶杆气缸31

第一气缸安装板32

气缸顶杆连接销轴33

第一衬套34

旋转连接销轴35

第二衬套36

左连接板37

右连接板38吸盘机构4

左固定吸盘41

左固定支架411

左第一吸盘412

左第一阻尼弹簧413右固定吸盘42

右固定支架421

右第一吸盘422

右第一阻尼弹簧423左移动吸盘43

左第二顶杆气缸431

左第二气缸安装板432左第二吸盘433

左第二阻尼弹簧434右移动吸盘44

右第二顶杆气缸441

右第二气缸安装板442右第二吸盘443

右第二阻尼弹簧444托抓机构5

左旋转托抓51

左支架部511

左第一托抓512

左插拔销513

右旋转托抓52

右支架部521

右第一托抓522

右插拔销523

伸缩托抓53

左第三顶杆气缸531

右第三顶杆气缸532

左第三气缸安装板533

右第三气缸安装板534

托抓连接支架535

第二托抓536

限位机构6

左第四顶杆气缸61

右第四顶杆气缸62

左气缸安装支架63

右气缸安装支架64

左尼龙块65

右尼龙块66

操作控制器7

操作把手71

按钮控制器72

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1、图2所示，在本实施例中，多品种保险杠机械手夹具主要由主梁结构1、副梁结构2、旋转机构3、吸盘机构4、托抓机构5、限位机构6和操作控制器7组成。

主梁结构1采用Q345的70×50×4mm矩形钢和钢板焊接而成，其主要作用是：承载保险杠和整个夹具的重量和安装旋转机构3和操作控制器7。

副梁结构2采用Q345的50×30×3mm矩形钢和钢板焊接而成，其主要作用是：安装吸盘机构4、托抓机构5、限位机构6，并通过主梁结构安装的旋转机构3实现一定角度的向前倾斜，满足不同放置状态保险杠的抓取。

旋转机构3包括一个第一顶杆气缸31、一个第一气缸安装板32、一组气缸顶杆连接销轴33和衬套34、一组旋转连接销轴35和衬套36、一组连接板37、38等。第一气缸安装板32焊接在主梁结构1上，第一顶杆气缸31水平布置，通过螺栓固定连接在第一气缸安装板32上。连接板37、38与副梁结构2固定连接，第一顶杆气缸31的顶杆通过气缸顶杆连接销轴33和衬套34与连接板37、38相铰接。旋转连接销轴35与所述主梁结构1固定连接，优选的，旋转连接销轴35固定在第一气缸安装板32上，连接板37、38与旋转连接销轴35和衬套36相铰接。第一顶杆气缸31的顶杆伸缩，推动气缸连接销轴33和衬套34前后移动，带动连接板37和38以及焊接在连接板37和38上的副梁结构2绕着旋转连接销轴35和衬套36实现前后一定角度的倾斜旋转。

吸盘机构4包括一组对称的固定吸盘41、42和一组对称的移动吸盘43、44。固定吸盘41、42主要由固定支架411、421，第一吸盘412、422和第一阻尼弹簧413、423组成；其中固定支架411、421焊接在副梁结构2上，第一吸盘412、422通过第一阻尼弹簧413、423连接和固定在固定支架411、421上，其中第一阻尼弹簧413、423的主要作用是第一吸盘412、422在吸附不同曲面造型的保险杠外表面时提供拉力，防止吸盘吸附失效。移动吸盘43、44主要有一组对称的竖直布置的第二顶杆气缸431、441，一组对称的第二气缸安装板432、442，第二吸盘433、443和第二阻尼弹簧434、444组成；第二吸盘433、443通过第二阻尼弹簧434、444连接和固定在顶杆气缸431、441的顶杆上，通过第二顶杆气缸的顶杆伸缩，实现第二吸盘433、443的上下移动，第二阻尼弹簧434、444的主要作用是第二吸盘433、443在吸附不同曲面造型的保险杠外表面时提供拉力，防止吸盘吸附失效。

托抓机构5包括一组对称的旋转托抓51、52和一个伸缩托抓53，旋转托抓主要由支架部511、521、第一托抓512、522和插拔销513、523组成；支架部511、521焊接在副梁结构2上，第一托抓512、522通过插拔销513、523的插拔实现在支架部511、521上的90°旋转，从而实现伸出、收缩两种安装状态，对于不同的保险杠该托抓组可通过旋转提供托举、承载和避让的功能。伸缩托抓53主要由一组第三顶杆气缸531、532、两个第三气缸安装板533、534，一个托抓连接支架535和一个第二托抓536组成。其中，第三气缸安装板533、534焊接在副梁结构2上，通过螺栓固定和连接水平布置的第三顶杆气缸531、532，第三顶杆气缸531、532的顶杆通过螺栓固定和连接托抓连接支架535和第二托抓536，通过顶杆的伸缩，带动托抓连接支架535的水平前后移动，从而实现第二托抓536的伸缩功能，对于不同的保险杠该托抓可通过伸缩提供托举、承载和避让的功能。

限位机构6包括一组对称的第四顶杆气缸61、62，一组气缸安装支架63、64和一组尼龙块65、66。其中，气缸安装支架63、64焊接在副梁结构2上，通过螺栓固定和连接水平布置的第四顶杆气缸61、62，第四顶杆气缸61、62的顶杆通过螺栓固定和连接尼龙块65、66，通过顶杆的伸缩，实现尼龙块65、66在水平方向的移动；当机械手的托抓机构5托举保险杠的下端面、吸盘机构3吸附保险杠的外造型面时，尼龙块65、66通过顶杆气缸顶杆的伸出向前移动，从而贴服和支撑在保险杠的外造型面上；

按钮操作控制器7，包括一个横向的按钮控制器72和一个操作把手71。其中，按钮控制器72通过卡箍固定在操作把手71上，其主要作用是通过操作人员操作相应的按钮来控制和实现机械手水平、前后、上下方向移动，夹具的副梁结构向前倾斜和回位，移动吸盘的上下移动和吸附、脱卸，伸缩托抓的伸缩，限位机构的伸缩等功能；操作把手71采用无缝钢管，通过焊接固定在主梁结构1上，其主要作用是操作人员握着操作把手控制和辅助调整机械手的移动方向。

本发明的多品种保险杠机械手夹具的使用过程如下：

1.通过操作控制器7控制移动保险杠机械手夹具移动至放置保险杠的工位器具前。

2.通过操作控制器7控制旋转机构3的第一顶杆气缸31顶杆向前顶出，推动气缸连接销轴33和衬套34前后移动，带动连接板37和38以及焊接在连接板37和38上的副梁结构2绕着旋转连接销轴35和衬套36，实现副梁结构2向前倾斜，将副梁结构2上焊接托抓机构5的旋转托抓组51、52伸入保险杠的下端面。

3.通过操作控制器7控制吸盘机构4的移动吸盘43、44的第二顶杆气缸431、432的上下伸缩，实现移动第二吸盘上下方向移动调整至保险杠外造型面的最佳吸附位置；通过操作控制器7控制吸盘机构4的固定吸盘41、42，吸盘机构4的吸盘412、422、433、443吸附保险杠外造型面。

4.通过操作控制器7控制限位机构6的第四顶杆气缸61、62的顶杆向前顶出直至尼龙块65、66紧紧贴靠在保险杠外造型面上。

上述所有操作完成，即夹具完成对保险杠的抓取，可以从工位器具中将保险杠取出。

需要说明的是，采用托抓和吸盘相结合的方式；通过托抓托举保险杠的下端面，起到承载保险杠重量的作用；通过吸盘吸附保险杠外造型面，使保险杠保持装配时的直立状态，便于装配。采用固定吸盘和移动吸盘结合的方式，且通过顶杆气缸控制移动吸盘组的上下移动，可快速地实现不同外造型面保险杠的通用化吸附。采用阻尼弹簧连接在吸盘的后端，通过阻尼弹簧的阻尼力可以在吸盘吸附不同外造型曲面的保险杠时提供一定的拉力，防止吸盘吸附失效。限位机构采用顶杆气缸+尼龙块的方式，可以再吸盘机构吸附保险杠外造型面时贴附在保险杠上并提供支撑力，防止保险杠的倾斜。托抓机构采用旋转托抓+伸缩托抓的方式，两种托抓的自由切换可以实现不同种类保险杠抓取位置的切换，以满足更多保险杠的托举。

本发明的多品种保险杠机械手夹具采用上述手段，使得不同材料、外形、尺寸的保险杠实现柔性化、通用化使用，提高保险杠的装配效率，节约装配时间，提升经济效益。

以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，包括主梁结构、副梁结构、旋转机构、吸盘机构、托抓机构、限位机构和操作控制器；

所述副梁结构通过所述旋转机构与所述主梁结构可转动连接，所述吸盘机构、所述托抓机构、所述限位机构安装在所述副梁结构上，所述操作控制器安装在所述主梁结构上；

所述吸盘机构包括一组固定吸盘和一组移动吸盘，所述移动吸盘能够在高度方向进行调整；

所述托抓机构包括一组旋转托抓和伸缩托抓，所述伸缩托抓能够在水平方向进行调整；

所述限位机构包括尼龙块，所述尼龙块能够在水平方向移动；

所述操作控制器分别与所述旋转机构、所述吸盘机构、所述托抓机构、所述限位机构电连接。

2.如权利要求1所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述旋转机构，包括第一顶杆气缸、第一气缸安装板和连接板，所述第一顶杆气缸水平布置固定在所述第一气缸安装板上，所述第一气缸安装板固定在所述主梁结构上，所述连接板与所述副梁结构固定连接，所述第一顶杆气缸的顶杆与所述连接板相铰接，所述连接板与所述主梁结构相铰接。

3.如权利要求1所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述的一组固定吸盘包括至少两个对称设置于所述旋转机构两侧的固定吸盘，所述的一组移动吸盘包括至少两个对称设置于所述旋转机构两侧的移动吸盘；

所述固定吸盘包括固定支架及第一吸盘，所述固定支架固定在所述副梁结构上，所述第一吸盘连接在所述固定支架上；

所述移动吸盘包括第二顶杆气缸、第二气缸安装板及第二吸盘，所述第二气缸安装板固定在所述副梁结构上，所述第二顶杆气缸竖直布置固定在所述第二气缸安装板上，所述第二吸盘连接在所述第二顶杆气缸的顶杆上。

4.如权利要求3所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述第一吸盘通过第一阻尼弹簧连接在所述固定支架上；所述第二吸盘通过第二阻尼弹簧连接在所述第二顶杆气缸的顶杆上。

5.如权利要求1所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述的一组旋转托抓包括至少两个对称设置于所述旋转机构两侧的旋转托抓，所述旋转托抓包括支架部、第一托抓和插拔销，所述支架部固定在所述副梁结构上，所述第一托抓铰接在所述支架部上，所述插拔销可拆装的与所述支架部、所述第一托抓相连接，通过所述插拔销调节所述第一托抓与所述支架部之间的角度位置。

6.如权利要求5所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述伸缩托抓位于两个旋转托抓之间，包括第三顶杆气缸、第三气缸安装板和第二托抓，所述第三气缸安装板固定在所述副梁结构上，所述第三顶杆气缸水平布置固定在所述第三气缸安装板上，所述第二托抓连接在所述第三顶杆气缸的顶杆上。

7.如权利要求1所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述限位机构还包括第四顶杆气缸、气缸安装支架，所述气缸安装支架固定在所述副梁结构上，所述第四顶杆气缸水平布置固定在所述气缸安装支架上，所述尼龙块连接在所述第四顶杆气缸的顶杆上。

8.如权利要求7所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述限位机构为两个，对称设置于所述旋转机构的两侧，相较于所述吸盘机构位于更远离所述旋转机构的位置。

9.如权利要求2-8任一所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述操作控制器包括按钮控制器，所述按钮控制器与各顶杆气缸相连接，所述按钮控制器上的按钮用于控制各顶杆气缸的顶杆伸缩状态。

10.如权利要求9所述的一种多品种保险杠机械手夹具，其特征在于，所述操作控制器还包括操作把手，所述操作把手固定在所述主梁结构上，所述按钮控制器与所述操作把手相连接。

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