CN115648269B - 一种汽车装饰件定位抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车零件抓取工具技术领域，公开一种汽车装饰件定位抓取装置，包括安装板；伸缩吸盘组件，包括呈阵列分布且可垂直于安装板移动的若干吸附管；同步锁止组件，包括于每个吸附管上沿其运动方向设置的齿条，于安装座上设置有可靠近或远离齿条的齿块，所有齿块同步伸缩运动且受控于第一控制部；压力平衡组件，包括固定板以及若干切换管，每个吸附管内插接有一切换管，切换管朝向吸附管的一端封闭且存在一个侧壁与吸附管间隙配合，在切换管侧壁伸缩设置有局部伸出后实现吸附管密封的密封块，所有密封块同步伸缩配合且受控于第二控制部；控制主件，用于控制固定板靠近或远离吸附管，该装置适用存在不同高度差的汽车装饰件的水平定位吸取。

Description

一种汽车装饰件定位抓取装置

技术领域

本发明涉及汽车零件抓取工具技术领域，尤其涉及一种汽车装饰件定位抓取装置。

背景技术

工业生产中产品的抓取方式包括有夹取和吸取方式。利用吸盘吸取工件的方式广泛应用于各行各业中，常见的吸盘夹具一般是在一块固定板上设置一个以上的真空吸盘，吸盘与真空发生器连接，但是，这种吸盘夹具只能夹取大于该夹具的工件，并不能适用存在高度差且呈不规则状的汽车装饰件。

公告号为CN111003505A的中国专利公开一种吸盘夹具，包括吸盘装置和把手，吸盘装置包括至少一个吸盘组件，把手分别与真空发生器和吸盘组件连接，吸盘组件包括吸盘和气管，所有的气管均与把手内部连通。

上述吸盘夹具存在以下缺点：1、汽车装饰件等工件的表面大多存在高度差，现有的吸盘夹具无法实现存在高度差的不规则汽车装饰件的水平定位吸取；2、一旦吸盘与汽车装饰件之间存在间隙，就会破坏所有吸盘的真空度，导致汽车装饰件吸取失败或吸力不足。

发明内容

针对现有技术吸盘装置无法实现存在明显高度差的不规则汽车装饰件的水平定位吸取的缺点，提供了一种适用于不同型号以及不同高度差的不规则汽车装饰件的水平定位吸取的汽车装饰件定位抓取装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种汽车装饰件定位抓取装置，包括安装板，还包括：

伸缩吸盘组件，包括呈阵列插接于安装板上的若干吸附管，吸附管沿垂直于安装板的方向往复运动；

同步锁止组件，包括于每个吸附管的侧壁上沿其运动方向设置的齿条，于安装座侧壁上设置有可靠近与齿条啮合或远离齿条的齿块，所有的齿块同步伸缩运动且受控于第一控制部；

压力平衡组件，包括固定板以及于固定板上朝吸附管方向固定的若干切换管，每个吸附管内插接有一切换管，该切换管朝向吸附管的一端封闭且存在一个侧壁与吸附管间隙配合，在切换管侧壁伸缩设置有局部伸出后实现吸附管密封的密封块，所有的密封块同步伸缩配合且受控于第二控制部；

控制主件，用于控制固定板靠近或远离吸附管。

采用上述方案，抓取装置可以与机械臂等设备连接，对于不同大小且存在明显的高度差的汽车装饰件的抓取时，将安装板向汽车装饰件方向按压，不同的吸附管与汽车装饰件上不同高度的面接触后，吸附管之间会出现不同程度的运动，同步锁组件同时将所有的吸附管锁住，在吸附管移动时，切换管与吸附管之间始终间隙配合，故，当吸附管锁在安装板上后，吸附管内部气压与外界一致，故，当切换管内部切换至与吸附管密封配合后，切换管移动时，吸附管与汽车装饰件配合面的负压就能够同步增加，确保每个吸附管与汽车装饰件之间保持相同的吸附力，对于存在不同高度差的不同型号的产品，均能利用本方案的抓取装置进行稳定抓取；此外，每根切换管和吸附管之间均是独立配合，即使存在一根切换管与吸附管之间密封性的损坏，也不会导致对其它吸附管吸附性能的影响，能够确保吸附的有效性；只需要一个能够实现固定板升降的控制主件就能够实现呈阵列分布的吸附管内部压力的独立调节并保持每个与汽车装饰件吸附的吸附管的吸力大小保持一致。

作为优选，吸附管远离固定板的一侧为吸附头，吸附头端部固定有一弹性圈。

采用上述方案，通过弹性圈能够增加吸附管与汽车装饰件接触面的密封性，确保在切换管与吸附管之间切换至密封状态后，切换管远离吸附头时，能够产生负压且负压逐渐增大。

作为优选，吸附管的两端设置有限位其相对安装板两侧最大行程的限位部件，限位部件包括于吸附管远离吸附头的一侧凸设的限位块，吸附头与吸附管连接的端面大于吸附管。

采用上述方案，限位部能够限位吸附管脱离安装板。

作为优选，在吸附管上套设有两端分别与吸附头和安装板弹性抵接的第一弹性件。

采用上述方案，第一弹性件的设置能够在吸附管与安装板解锁后且切换管与吸附管解除密封状态后，令吸附头自动远离安装板实现复位，以确保所有的吸附头均与安装板间距配合，以便后续对不同高度汽车装饰件吸取时能够再次相对安装板进行运动。

作为优选，第一控制部包括将所有齿块连成一体的连杆组件以及同步控制连杆组件以实现所有齿块同步伸缩的第一电磁控制机构。

采用上述方案，通过连杆组件将所有的齿块连在一起，这样，就能通过简单的电磁结构实现对所有齿块的同步控制。

作为优选，连杆组件包括在安装板上于相邻的两排或两列吸附管之间设置的移动杆，移动杆之间通过垂直于移动杆的连接杆连接，每根移动杆上间隔分布有若干与齿条一一对应的齿块，在任意的一根移动杆上于远离齿条的一端延伸有一受第一电磁控制机构驱动的驱动杆。

采用上述方案，无论设置的吸附管个数有多少个，均能够利用连杆组件实现所有齿块的连接，并通过一组以上的电磁结构实现驱动杆的伸缩，实现对所有齿块同步靠近或远离吸附管上的齿条，能够同时实现所有吸附管的限位。

作为优选，第一电磁控制机构包括固定于安装板上的安装套、固定于安装套内的第一电磁铁，驱动杆远离移动杆的一端与安装套插接配合，在安装套内于第一电磁铁和移动杆之间设置有两端与两者固定连接的第二弹性件。

采用上述方案，当电磁铁得电时，驱动杆在磁力作用下向电磁铁移动，就会驱使连杆组件远离吸附管，齿块就与齿条远离，此时，吸附管能够相对安装板进行移动；当电磁铁失电时，驱动杆在第二弹性件的复位作用下向吸附管方向移动，使齿块再次与齿条啮合，所有的齿块同步与所有的齿条啮合，能够实现所有吸附管同步在安装板上的限位；

若无上述结构，不同吸附管由于相对安装板运动行程不同，第一弹性件受压程度不同，吸附管之间想要保持与汽车装饰件不同高度面适配的状态，需要控制主件提供足够的力给固定板（需要比现在的方案多出克服所有第一弹性件弹力的力以驱使吸附管进行移动），一旦有一个切换管与吸附管之间密封性能失效，就会导致该吸附管在第一弹性件作用下施加汽车装饰件与吸附力相反的作用力，不利于汽车装饰件的稳定吸附。

作为优选，在安装板上设置有至少一个可供连接杆沿移动杆移动方向导向运动的导块。

采用上述方案，导块的设置给连杆组件的移动提供导向，确保齿块在靠近吸附管后能够与齿条实现啮合。

作为优选，第二控制部包括于切换管靠近固定板的一侧固定的第二电磁铁以及于切换管内沿切换管轴向密封移动的活塞块，在活塞块和第二电磁铁之间设置有两端与两者固定连接的第三弹性件。

采用上述方案，当第二电磁铁得电时，驱使活塞块向远离密封块的方向移动，密封块和活塞块之间的腔室负压增加，将密封块向切换管内部吸取，使切换管和吸附管之间实现间隙配合；当第二电磁铁失电时，第三弹性件驱使活塞块向密封块方向移动，密封块和活塞块之间的腔室压力增大，使密封块局部伸出实现与吸附管的密封配合。

作为优选，安装板固定于一安装盒内且作为安装盒的一侧侧板，在安装盒远离安装板的一侧固定所述的控制主件，控制主件为气缸或油缸，气缸或油缸的活塞杆端部与固定板远离切换管的一端固定连接。

采用上述方案，只需利用一个气缸或油缸就能实现所有的吸附管对汽车装饰件的独立吸附或解吸。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：抓取装置可以与机械臂等设备连接，对于不同大小且存在明显的高度差的汽车装饰件的抓取时，将安装板向汽车装饰件方向按压，不同的吸附管与汽车装饰件上不同高度的面接触后，吸附管之间会出现不同程度的运动，同步锁组件同时将所有的吸附管锁住，在吸附管移动时，切换管与吸附管之间始终间隙配合，故，当吸附管锁在安装板上后，吸附管内部气压与外界一致，故，当切换管内部切换至与吸附管密封配合后，切换管移动时，吸附管与汽车装饰件配合面的负压就能够同步增加，确保每个吸附管与汽车装饰件之间保持相同的吸附力，对于存在不同高度差的不同型号的产品，均能利用本方案的抓取装置进行稳定抓取；此外，每根切换管和吸附管之间均是独立配合，即使存在一根切换管与吸附管之间密封性的损坏，也不会导致对其它吸附管吸附性能的影响，能够确保吸附的有效性；只需要一个能够实现固定板升降的控制主件就能够实现呈阵列分布的吸附管内部压力的独立调节并保持每个与汽车装饰件吸附的吸附管的吸力大小保持一致。

附图说明

图1是本实施例的一种汽车装饰件定位抓取装置的轴测图；

图2是本实施例的一种汽车装饰件定位抓取装置的主视图；

图3是图2的A-A的剖视图；

图4是图3的A的放大图；

图5是图3的B-B的剖视图；

图6是图5的B的放大图；

图7是本实施例的吸附管的轴测图；

图8是本实施例的切换管的轴测图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、安装板；2、安装盒；3、油缸；4、安装座；5、吸附管；6、第一弹性件；7、吸附头；8、弹性圈；9、导条；10、限位块；11、切换管；12、第二电磁铁；13、活塞块；14、第三弹性件；15、固定板；16、齿块；17、密封凸块；18、齿条；19、连杆组件；191、移动杆；192、连接杆；20、驱动杆；21、导块；22、安装套；23、第一电磁铁；24、第二弹性件；25、密封块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例

一种汽车装饰件定位抓取装置，参照图1-图4所示，包括安装板1，安装板1固定安装在一安装盒2上且作为该安装盒2的一侧侧板，在安装板1上设置有伸缩吸盘组件，该伸缩吸盘组件包括呈阵列插接于安装板1上的若干吸附管5，吸附管5可沿垂直于安装板1的方向做往复运动，吸附管5位于安装盒2外部的一端为吸附头7，在吸附头7端部固定有一弹性圈8，用于增加吸附头7与汽车装饰件接触面的密封性，吸附管5的两端设置有限位其相对安装板1两侧最大行程的限位部件，用于避免吸附管5脱出安装板1，限位部件包括在安装盒2内于吸附管5远离吸附头7的一端凸设的限位块10，吸附头7与吸附管5连接的端面大于吸附管5，这样设置后，当吸附管5接触高度不平的汽车装饰件时，会进行不同程度的伸缩运动，在吸附管5上套设两端分别与吸附头7和安装板1弹性抵接的第一弹性件6，该第一弹性件6为一弹簧，该弹簧的作用为，当吸附管5失去外力后可同步复位至初始位置。

在吸附管5和安装板1之间设置有可同时控制所有吸附管5伸缩的同步锁止组件，结合图5-图7所示，该同步锁组件包括于每个吸附管5的侧壁上沿其运动方向设置的齿条18，于安装座4侧壁上设置有可靠近与齿条18啮合或远离齿条18的齿块16，所有的齿块16同步伸缩运动且受控于第一控制部，第一控制部包括将所有的齿块16连成一体的连杆组件19以及同步控制连杆组件19以实现所有齿块16同步伸缩的第一电磁控制机构，连杆组件19包括在安装板1上于相邻的两排或两列吸附管5之间设置的移动杆191，移动杆191之间通过垂直于移动杆191的连接杆192连接，每根移动杆191上间隔分布有若干与齿条18一一对应的齿块16，在任意的一根移动杆191上于远离齿条18的一端延伸有一受第一电磁控制机构驱动的驱动杆20，第一电磁控制机构包括固定在安装板1上的安装套22，在安装套22内固定有第一电磁铁23，驱动杆20远离移动杆191的一端与安装套22插接配合，在安装套22内于第一电磁铁23和移动杆191之间设置有两端与两者固定连接的第二弹性件24，第二弹性件24为一弹簧，驱动杆20的伸缩受控于第一电磁铁23的得电或失电，第一电磁铁23的得电或失电受控于第一控制电路，第一控制电路包括相互串联设置的第一电磁铁23和第一控制开关，当第一电磁铁23得电时，驱动杆20受第一电磁铁23吸附向第一电磁铁23移动，驱使齿块16脱离齿条18，吸附管5处于解锁状态；当第一电磁铁23失电时，在第二弹性件24的复位作用下，驱动杆20局部伸出，驱使齿块16靠近齿条18并与之啮合，吸附管5处于锁止状态，本实施例的驱动杆20由铁制成。

在安装盒2内设置有压力平衡组件，能够同步控制所有的吸附管5并使每个吸附管5内的负压大小相近，结合图3和图4所示，该压力平衡组件包括位于安装盒2内的固定板15，于固定板15上固定的若干朝向吸附管5的切换管11，每个吸附管5内均插接有一切换管11，该切换管11朝向吸附管5的一端封闭且存在一个侧壁与吸附管5间隙配合，结合图8所示，在切换管11靠近吸附管5的一侧开设有一开口，且开口两侧凸设有与吸附管5内壁密封插接配合的密封凸块17，在开口内伸缩设置有在伸出时使切换管11与吸附管5之间形成密封并在收缩时切换至间隙配合的密封块25，所有的密封块25同步伸缩配合且受控于第二控制部，第二控制部包括于切换管11靠近固定板15的一侧固定的第二电磁铁12以及于切换管11内沿切换管11轴向密封移动的活塞块13，在活塞块13和第二电磁铁12之间设置有两端与两者固定连接的第三弹性件14，第三弹性件14为弹簧，活塞块13外部包裹弹性层，内部为铁块，第二电磁铁12的得电或失电受控于第二控制电路，第二控制电路包括相互串联设置的第二电磁铁12和第二控制开关，当第二电磁铁12得电时，活塞块13向第二电磁铁方向移动，密封块25受负压回缩，切换管11与吸附管5之间间隙配合；当第二电磁铁12失电时，活塞块13在第三弹性件14作用下向远离第二电磁铁12的方向移动，活塞块13在正压作用下伸出，切换管11与吸附管5之间密封配合，当切换管11与吸附管5间隙配合时，吸附管5移动，切换管11保持静止，故，吸附管5与汽车装饰件的接触面始终保持在常压状态，此时，切换管11切换至密封状态后，随着切换管11的移动，所有的吸附管5与汽车装饰件接触面的压力状态同步改变，吸附管5与汽车装饰件接触面之间的吸附力大小一致，能够保证对汽车装饰件吸附的稳定性。

参照图5-图6所示，为了提高齿块16伸缩的同步性和精确性，在安装板1上设置有至少一个可供连接杆192沿移动杆191移动方向导向运动的导块21，在吸附管5的至少一侧沿其长度方向还设置有导条9，在安装板1上设置有可供导条9导向穿插的导槽。

参照图1-图3所示，在安装盒2上设置有驱使固定板15移动的控制主件，控制主件为气缸或油缸3，可根据汽车装饰件的重量选择，本实施例为油缸3，油缸3固定在安装盒2的内壁或外壁上，油缸3的活塞杆端部与固定板15远离切换管11的一端固定连接，随着油缸3活塞杆的伸缩，切换管11可靠近或远离吸附头7，从而改变吸附头7与汽车装饰件接触面的压力大小。

将本实施例的抓取装置安装在机械臂上后，第一控制开关、第二控制开关和油缸3的切换阀均与控制器连接，控制器为PLC控制器，当机械臂抓取不规则汽车装饰件时，其具体的抓取步骤如下：

1.初始状态：第一电磁铁23处于得电状态（齿块16与齿条18脱离），第二电磁铁12处于得电状态（切换管11与吸附管5间隙配合），油缸3处于伸出状态（切换管11靠近吸附头7）；

2.机械臂根据程序设定向下移动一定距离，确保与汽车装饰件对应的吸附管5均与汽车装饰件接触后，控制器控制第一控制开关断开，第一电磁铁23失电，齿块16伸出与齿条18啮合，所以的吸附管5同步锁止；

3.控制器控制第二控制开关断开，第二电磁铁12失电，密封块25局部伸出与密封凸块17实现吸附管5内部密封；

4.控制器控制油缸3的活塞杆回缩，切换管11向远离吸附头7的方向移动，吸附头7与汽车装饰件接触负压同步增加；

5.控制器控制机械臂移动将汽车装饰件进行转移；

释放汽车装饰件时，控制器控制第二控制开关闭合，吸附管5与切换管11之间切换至间隙配合，吸附管5内部迅速恢复至常压，当汽车装饰件释放后，控制器控制机械臂离开汽车装饰件后，可控制第一控制开关闭合，吸附管5恢复初始状态；接着，控制器控制油缸3的活塞杆伸出，切换管11移动至靠近吸附头7，以上步骤均采用现有的逻辑编程实现。

Claims (8)

1.一种汽车装饰件定位抓取装置，包括安装板(1)，其特征在于：还包括：

伸缩吸盘组件，包括呈阵列插接于安装板(1)上的若干吸附管(5)，吸附管(5)沿垂直于安装板(1)的方向往复运动，吸附管(5)的两端设置有限位其相对安装板(1)两侧最大行程的限位部件，限位部件包括于吸附管(5)远离吸附头(7)的一侧凸设的限位块(10)，吸附头(7)与吸附管(5)连接的端面大于吸附管(5)，在吸附管(5)上套设有两端分别与吸附头(7)和安装板(1)弹性抵接的第一弹性件(6)；

同步锁止组件，包括于每个吸附管(5)的侧壁上沿其运动方向设置的齿条(18)，于安装座(4)侧壁上设置有可靠近与齿条(18)啮合或远离齿条(18)的齿块(16)，所有的齿块(16)同步伸缩运动且受控于第一控制部；

压力平衡组件，包括固定板(15)以及于固定板(15)上朝吸附管(5)方向固定的若干切换管(11)，每个吸附管(5)内插接有一切换管(11)，该切换管(11)朝向吸附管(5)的一端封闭且存在一个侧壁与吸附管(5)间隙配合，在切换管(11)侧壁伸缩设置有局部伸出后实现吸附管(5)密封的密封块(25)，所有的密封块(25)同步伸缩配合且受控于第二控制部；

控制主件，用于控制固定板(15)靠近或远离吸附管(5)。

2.根据权利要求1所述的一种汽车装饰件定位抓取装置，其特征在于：吸附管(5)远离固定板(15)的一侧为吸附头(7)，吸附头(7)端部固定有一弹性圈(8)。

3.根据权利要求1所述的一种汽车装饰件定位抓取装置，其特征在于：第一控制部包括将所有齿块(16)连成一体的连杆组件(19)以及同步控制连杆组件(19)以实现所有齿块(16)同步伸缩的第一电磁控制机构。

4.根据权利要求3所述的一种汽车装饰件定位抓取装置，其特征在于：连杆组件(19)包括在安装板(1)上于相邻的两排或两列吸附管(5)之间设置的移动杆(191)，移动杆(191)之间通过垂直于移动杆(191)的连接杆(192)连接，每根移动杆(191)上间隔分布有若干与齿条(18)一一对应的齿块(16)，在任意的一根移动杆(191)上于远离齿条(18)的一端延伸有一受第一电磁控制机构驱动的驱动杆(20)。

5.根据权利要求4所述的一种汽车装饰件定位抓取装置，其特征在于：第一电磁控制机构包括固定于安装板(1)上的安装套(22)、固定于安装套(22)内的第一电磁铁(23)，驱动杆(20)远离移动杆(191)的一端与安装套(22)插接配合，在安装套(22)内于第一电磁铁(23)和移动杆(191)之间设置有两端与两者固定连接的第二弹性件(24)。

6.根据权利要求5所述的一种汽车装饰件定位抓取装置，其特征在于：在安装板(1)上设置有至少一个可供连接杆(192)沿移动杆(191)移动方向导向运动的导块(21)。

7.根据权利要求1所述的一种汽车装饰件定位抓取装置，其特征在于：第二控制部包括于切换管(11)靠近固定板(15)的一侧固定的第二电磁铁(12)以及于切换管(11)内沿切换管(11)轴向密封移动的活塞块(13)，在活塞块(13)和第二电磁铁(12)之间设置有两端与两者固定连接的第三弹性件(14)。

8.根据权利要求1所述的一种汽车装饰件定位抓取装置，其特征在于：安装板(1)固定于一安装盒(2)内且作为安装盒(2)的一侧侧板，在安装盒(2)远离安装板(1)的一侧固定所述的控制主件，控制主件为气缸或油缸(3)，气缸或油缸(3)的活塞杆端部与固定板(15)远离切换管(11)的一端固定连接。