CN116586975A - 一种用于防水透气阀的o型圈自动组装机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，包括：转盘、阀体转移机械手、直震轨道、取料机械手及组装平台。组装平台设置有扩展气爪及抬升板，抬升板的中心处开设有避位孔，扩展气爪穿设避位孔；取料机械手往复位移于直震轨道和组装平台之间，并由直震轨道处拾取O型圈置于扩展气爪上，扩展气爪用于撑开O型圈，抬升板用于推动被撑开的O型圈朝扩展气爪的末端位移；阀体转移机械手用于带动阀体于转盘和组装平台之间往复位移。扩展气爪与抬升板配合将O型圈扩张后套在阀体上，保证O型圈的组装成功率，进而提高防水透气阀组装效率。

Description

一种用于防水透气阀的O型圈自动组装机构

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，特别是涉及一种用于防水透气阀的O型圈自动组装机构。

背景技术

如图1所示的一种防水透气阀20，其包括阀体21及O型圈22，O型圈22设于阀体21与外部设备的连接处，通过O型圈22保证阀体21与设备连接位置的密封性。

采用设备将其组装到阀体21上时，需要对其进行上料，校准位置，使阀体21轴心线与O型圈22中心重合，再施加轴向推力使阀体21穿设O型圈22，并使O型圈22卡在阀体21外侧的凹槽23中。上述O型圈22套设过程中，对O型圈22与阀芯21相对位置精度要求高，由于O型圈22具备弹性，质量轻且易变形，容易在套设到阀芯21过程中偏移，现有设备组装失败率较高。

因此，如何对现有设备优化，提高O型圈22的组装成功率，是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种可自动将O型圈22与阀芯21组装在一起，且组装成功率高的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，包括：转盘、阀体转移机械手、直震轨道、取料机械手及组装平台；

所述组装平台设置有扩展气爪及抬升板，所述抬升板的中心处开设有避位孔，所述扩展气爪穿设所述避位孔；

所述取料机械手往复位移于所述直震轨道和所述组装平台之间，并由所述直震轨道处拾取O型圈置于所述扩展气爪上，所述扩展气爪用于撑开O型圈，所述抬升板用于推动被撑开的O型圈朝所述扩展气爪的末端位移；

所述阀体转移机械手用于带动阀体于所述转盘和所述组装平台之间往复位移。

在其中一个实施例中，所述扩展气爪包括驱动器及四个活动爪，四个所述活动爪以所述驱动器位中心呈圆周阵列分布，所述驱动器用于驱使各所述活动爪靠近或者远离所述驱动器的中心。

在其中一个实施例中，所述活动爪设置有止动部及引导部，所述止动部位于所述引导部的末端，所述引导部与所述驱动器连接，且所述引导部的厚度由与所述驱动器连接的一端朝所述止动部所在侧递减。

在其中一个实施例中，所述避位孔包括中心腔及多个分支。

在其中一个实施例中，所述组装平台设置有承载支架、升降气缸、转接板及导向杆，所述升降气缸及所述扩展气爪均设置于所述承载支架上，所述转接板安装于所述升降气缸的输出端，所述导向杆的两端分别与所述转接板和所述抬升板连接。

在其中一个实施例中，所述取料机械手设置有取料杆，所述取料杆的直径大于所述O型圈，且所述取料杆上开设有与所述活动爪匹配的避位槽，所述避位槽用于容纳所述活动爪。

在其中一个实施例中，所述取料机械手设置有横向气缸及纵向气缸，所述横向气缸用于带动所述取料杆于所述组装平台和所述直震轨道之间往复位移，所述纵向气缸用于驱使所述取料杆上升或者下降。

在其中一个实施例中，所述直震轨道包括震盘、导轨、直震器及定位台，所述震盘及所述定位台分别位于所述导轨的两端，所述导轨设置于所述直震器上，所述直震器驱使所述导轨震动用于带动O型圈朝所述定位台移动。

在其中一个实施例中，所述定位台包括调整架及挡块，所述挡块设置于所述调整架上，所述挡块上靠近所述导轨的一侧开设有限位槽，所述限位槽用于容置O型圈所述限位槽的延伸长度与O型圈的外径一致。

在其中一个实施例中，所述定位台还包括两个防跳动挡片，两个所述防跳动挡片可转动的设置于所述挡块上，且两个所述防跳动挡片以所述限位槽为中心呈镜像分布；

所述挡块上设置有限位台阶及阻挡斜面，所述限位台阶用于阻止所述防跳动挡片朝靠近所述限位槽的方向转动，所述阻挡斜面用于阻止所述防跳动挡片朝远离所述限位槽的方向转动；

所述防跳动挡片上嵌置有磁铁，所述限位台阶内设置有与所述磁铁匹配的铁质垫片。

综上，扩展气爪与抬升板配合将O型圈扩张后套在阀体上，保证O型圈的组装成功率，进而提高防水透气阀组装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为防水透气阀的结构示意图；

图2为用于防水透气阀的O型圈自动组装机构的俯视图；

图3为图2所示用于防水透气阀的O型圈自动组装机构的结构示意图；

图4为直震轨道与取料机械手的配合示意图；

图5为取料杆与防跳动挡片的配合状态图(一)；

图6为取料杆与防跳动挡片的配合状态图(二)；

图7为取料杆与防跳动挡片的配合状态图(三)；

图8为取料杆下压拾取O型圈的示意图；

图9为取料杆上升取走O型圈的示意图；

图10为图4在A处的放大视图。

附图标记

用于防水透气阀的O型圈自动组装机构10、防水透气阀20、阀芯21、O型圈22、转盘100、治具110、静置台120、回转台130、阀体转移机械手200、直震轨道300、震盘310、导轨320、直震器330、定位台340、调整架341、挡块342、限位槽342a、限位台阶342b、阻挡斜面342c、防跳动挡片343、磁铁344、铁质垫片345、取料机械手400、取料杆410、避位槽411、横向气缸420、纵向气缸430、组装平台500、扩展气爪510、避位孔511、中心腔511a、分支511b、驱动器512、活动爪513、止动部513a、引导部513b、抬升板520、承载支架530、升降气缸540、转接板550、导向杆560

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图2及图3，本发明提供一种用于防水透气阀的O型圈自动组装机构10，包括：转盘100、阀体转移机械手200、直震轨道300、取料机械手400及组装平台500。

请参阅图3及图4，组装平台500设置有扩展气爪510及抬升板520，抬升板520的中心处开设有避位孔511，扩展气爪510穿设避位孔511；取料机械手400往复位移于直震轨道300和组装平台500之间，并由直震轨道300处拾取O型圈22置于扩展气爪510上，扩展气爪510用于撑开O型圈22，抬升板520用于推动被撑开的O型圈22朝扩展气爪510的末端位移；

扩展气爪510上为套设O型圈22时处于收缩状态，避位孔511为扩展气爪510提供可活动空间，扩展气爪510展开时可将O型圈22撑开，使O型圈22口径大于阀体21的直径，如此阀体21穿设O型圈22时，不会对O型圈22产生轴向力，其中，O型圈22不在避位孔511的避让区域内，即抬升板520上升时，会与O型圈22接触，并且推动O型圈22脱离扩展气爪510，使O型圈22套在阀体21的凹槽23中。

请参阅图2，转盘100上设置有多个治具110，治具110用于存放阀体21，转盘100带动存放在治具110中的多个阀体21间歇式旋转，使阀体21依次移动到阀体转移机械手200的拾取范围内。其中，转盘100包括静置台120和回转台130，治具110位于回转台130上，转盘100启动时，静置台120不动，回转台130转动。

阀体转移机械手200用于带动阀体22于转盘100和组装平台500之间往复位移。阀体转移机械手200设于静置台120上，阀体转移机械手200启动时可将转盘100上的阀体21转移到组装平台500处，并且在O型圈22组装到阀体21上后，将阀体21重新放回转盘100内。

下面对上述用于防水透气阀的O型圈自动组装机构10的工作原理进行介绍：

取料机械手400移动至直震轨道300处，拾取O型圈22，将该O型圈22搬运到组装平台500处，取料机械手400下降，扩展气爪510穿设O型圈22；

扩展气爪510展开，将O型圈22撑大，此时O型圈22与取料机械手400分离，取料机械手400复位，O型圈22被转移到扩展气爪510上，且被扩展气爪510撑开，O型圈22被撑开后取料机械手400返回直震轨道300处准备拾取下一O型圈22；

阀体转移机械手200启动，将转盘100的其中一阀体21搬运到组装平台500处，此时阀体21位于被撑开的O型圈22的正上方，阀体转移机械手200下降，使阀体21穿过O型圈22，此过程扩展气爪510保持展开状态，阀体转移机械手200下降到位后，阀体21上的凹槽23位于扩展气爪510的末端；

接着，抬升板520上升，并推动被展开的O型圈22朝扩展气爪510的末端移动，直至O型圈22脱离扩展气爪510。O型圈22脱离扩展气爪510后，在其自身弹性作用下变形收缩，进而套设在凹槽23所在位置，O型圈22组装完成；

阀体转移机械手200带动阀体21上升，并将套好O型圈22的阀体21重新放回转盘100中；且当阀体转移机械手200带动阀体21上升后，扩展气爪510由展开状态切换回收缩状态，为下一O型圈22的组装流程做准备。

上述O型圈22组装流程中，利用O型圈22自身弹性，采用扩展气爪510将O型圈22撑大，使O型圈22口径大于阀体21的直径，给与阀体21足够的避让空间，阀体21穿入O型圈22时，不与O型圈22接触，即不产生轴向力推动O型圈22，可避免O型圈22偏移，其与抬升板520配合，将O型圈22套在阀体21上，保证了O型圈22组装成功率，O型圈22的自动组装，调高O型圈22的组装效率。

请参阅图4及图10，本实施例中，扩展气爪510包括驱动器512及四个活动爪513，四个活动爪513以驱动器512位中心呈圆周阵列分布，驱动器512用于驱使各活动爪513靠近或者远离驱动器512的中心。扩展气爪510处于收缩状态时，四个活动爪513均向离驱动器512的中心靠拢，此状态下四个活动爪513之间的间距最小；扩展气爪510切换至展开状态时，活动爪513朝远离驱动器512的中心的方向移动，四个活动爪513相互分离，此状态下四个活动爪513之间的间距最大。

请参阅图10，优选的，活动爪513设置有止动部513a及引导部513b，止动部513a用于与O型圈22接触，止动部513a位于引导部513b的末端，引导部513b与驱动器512连接，且引导部513b的厚度由与驱动器512连接的一端朝止动部513a所在侧递减，即引导部513b的截面呈梯形状，可引导O型圈22进入止动部513a，避免O型圈22在引导部513b停留，即便取料机械手400将O型圈22转移到扩展气爪510上时，将O型圈22带到引导部513b处，当扩展气爪510切换成展开状态时，活动爪513对O型圈22施加径向力的过程中，会产生轴向分力，使O型圈22划入止动部513a中，以保证扩展气爪510展开后O型圈22处于预定位置。

请参阅图4及图10，其中，避位孔511包括中心腔511a及多个分支511b。扩展气爪510处于收缩状态时，各活动爪513位于中心腔511a内；扩展气爪510切换至展开状态后，活动爪513由中心腔511a位移至与之对应的分支511b内。

请参阅图4，具体的，组装平台500设置有承载支架530、升降气缸540、转接板550及导向杆560，升降气缸540及扩展气爪510均设置于承载支架530上，转接板550安装于升降气缸540的输出端上，导向杆560的两端分别与转接板550和抬升板520连接。承载支架530位于转盘100的边缘处，升降气缸540启动时，推动转接板550升降，通过导向杆560驱使抬升板520一同移动，进而实现长距离传动。

请参阅图3，一实施例中，取料机械手400设置有取料杆410，取料杆410的直径大于O型圈22，如此，取料杆410穿设O型圈22后，O型圈22可抱住取料杆410的外壁，以此拾取O型圈22。

请参阅图4及图5，进一步的，取料杆410上开设有与活动爪513匹配的避位槽411，避位槽411用于容纳活动爪513。如此取料机械手400将O型圈22转移到扩展气爪510的过程中，取料机械手400驱动取料杆410下降，并使扩展气爪510上的活动爪513伸入避位槽411内，使活动爪513的止动部513a越过O型圈22，扩展气爪510展开后止动部513a从避位槽411内伸出，并将O型圈22撑开，O型圈22变形而产生的弹性力作用在活动爪513，以此转移O型圈22，减少O型圈22组装过程的轴向滑动距离，可避免O型圈22脱离扩展气爪510，也能够避免O型圈22磨损。

请参阅图4，具体的，取料机械手400设置有横向气缸420及纵向气缸430，纵向气缸430设于横向气缸420的输出端，横向气缸420用于带动取料杆410于组装平台500和直震轨道300之间往复位移，纵向气缸430用于驱使取料杆410上升或者下降。取料机械手400移动至直震轨道300处取料过程中，由横向气缸420驱动取料杆410在组装平台500和直震轨道300之间平移，使得取料杆410移动到扩展气爪510和直震轨道300的上方；纵向气缸430用于驱动取料杆410上升或者下降，例如：横向气缸420将取料杆410移动到直震轨道300的上方时，纵向气缸430启动，取料杆410下降并穿设直震轨道300中的一个O型圈22，纵向气缸430复位时驱使取料杆410上升，将O型圈22取出。

请参阅图3及图4，一实施例中，直震轨道300包括震盘310、导轨320、直震器330及定位台340，震盘310及定位台340分别位于导轨320的两端，导轨320设置于直震器330上，O型圈22存放于震盘310内，通过震盘310上料，将O型圈22送入导轨320内，直震器330驱使导轨320震动用于带动O型圈22朝定位台340移动，定位台340位于导轨320末端，O型圈22到达定位台340后停止前进动作，且定位台340内仅容纳1个O型圈22，定位台340作为位置基准，取料机械手400取料时拾取位于定位台340内的O型圈22。

请参阅图4及图5，进一步的，定位台340包括调整架341及挡块342，挡块342设置于调整架341上，挡块342上靠近导轨320的一侧开设有限位槽342a，限位槽342a用于容置O型圈22限位槽342a的延伸长度与O型圈22的外径一致。限位槽342a与导轨320连通，沿导轨320传输的O型圈22直接进入到限位槽342a内，首个O型圈22被限位槽342a的槽壁阻挡，该被阻挡的O型圈22即为待上料目标。

需要说明的是，取料机械手400拾取限位槽342a内的O型圈22时，需要取料杆410穿设O型圈22，其中取料杆410的直径大于O型圈22的内径，取料杆410穿入O型圈22时对O型圈22施加轴向冲力，会导致O型圈22形变，O型圈22形变时产生弹力使其从限位槽342a内跳起，并脱离限位槽342a导致取料失败，即取料杆410存在取料不稳定的问题。

请参阅图5及图9，为解决上述问题，定位台340还包括两个防跳动挡片343；防跳动挡片343的宽度小于取料杆410上的避位槽411的槽宽，即防跳动挡片343可穿透避位槽411。

两个防跳动挡片343可转动的设置于挡块342上，且两个防跳动挡片343以限位槽342a为中心呈镜像分布；

挡块342上设置有限位台阶342b及阻挡斜面342c，限位台阶342b用于阻止防跳动挡片343朝靠近限位槽342a的方向转动，初始状态下防跳动挡片343平铺于限位槽342a上方，且与限位台阶342b抵持，限位台阶342b保持2个防跳动挡片343平齐(如图8所示)。

阻挡斜面342c用于阻止防跳动挡片343朝远离限位槽342a的方向转动，即防跳动挡片343朝远离限位槽342a的方向转动后，会与阻挡斜面342c抵接，通过阻挡斜面342c限制防跳动挡片343的转动角度(如图9所示)；

取料机械手400拾取O型圈22过程中，防跳动挡片343的工作状态如下：

请参阅图5，取料机械手400位移到挡块342上方后，取料杆410上其中2个避位槽411对准挡块342上的2个防跳动挡片343，取料杆410开始下降；

请参阅图6，取料杆410与O型圈22接触时，产生轴向冲力作用于O型圈22上，此时平铺在限位槽342a上的2个防跳动挡片343形成阻挡，阻止O型圈22从限位槽342a内跳起，以此确保取料杆410能够顺利穿透O型圈22；

由于取料杆410直径大于O型圈22，故取料杆410穿过时，O型圈22发生变形，并产生弹性力将其自身套在取料杆410的外壁上；

请参阅图7，取料杆410上升时，O型圈22随之上升，并且推动2个防跳动挡片343朝远离限位槽342a的方向转动，2个防跳动挡片343末端的间距随之增大，直至O型圈22脱离防跳动挡片343的阻挡范围，O型圈22随取料杆410移动到扩展气爪510处进行组装操作，2个防跳动挡片343失去O型圈22支撑后反转，并重新铺设到限位槽342a上方。

如此取料机械手400实施取料操作过程中2个防跳动挡片343覆盖在O型圈22上方以阻止其脱离限位槽342a，使得O型圈22取料过程稳定可靠。

请参阅图9，优选的，防跳动挡片343上嵌置有磁铁344，限位台阶342b内设置有与磁铁344匹配的铁质垫片345，如此止防跳动挡片343与限位台阶342b抵持时，磁铁344与铁质垫片345贴合，磁铁344与铁质垫片345吸附在一起，防跳动挡片343与限位台阶342b直接通过磁铁344与铁质垫片345之间的磁吸力配合在一起。磁铁344为弱磁铁，仅提供磁吸力保证防跳动挡片343不会被O型圈22跳动时撑开，磁铁344提供的磁吸力小于O型圈22与取料杆410之间摩擦力，即取料杆410上升时O型圈22不会被防跳动挡片343刮落，进一步提高O型圈22上料过程的稳定性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，包括：转盘、阀体转移机械手、直震轨道、取料机械手及组装平台；

所述组装平台设置有扩展气爪及抬升板，所述抬升板的中心处开设有避位孔，所述扩展气爪穿设所述避位孔；

所述取料机械手往复位移于所述直震轨道和所述组装平台之间，并由所述直震轨道处拾取O型圈置于所述扩展气爪上，所述扩展气爪用于撑开O型圈，所述抬升板用于推动被撑开的O型圈朝所述扩展气爪的末端位移；

所述阀体转移机械手用于带动阀体于所述转盘和所述组装平台之间往复位移。

2.根据权利要求1所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述扩展气爪包括驱动器及四个活动爪，四个所述活动爪以所述驱动器位中心呈圆周阵列分布，所述驱动器用于驱使各所述活动爪靠近或者远离所述驱动器的中心。

3.根据权利要求1所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述活动爪设置有止动部及引导部，所述止动部位于所述引导部的末端，所述引导部与所述驱动器连接，且所述引导部的厚度由与所述驱动器连接的一端朝所述止动部所在侧递减。

4.根据权利要求1所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述避位孔包括中心腔及多个分支。

5.根据权利要求1所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述组装平台设置有承载支架、升降气缸、转接板及导向杆，所述升降气缸及所述扩展气爪均设置于所述承载支架上，所述转接板安装于所述升降气缸的输出端，所述导向杆的两端分别与所述转接板和所述抬升板连接。

6.根据权利要求2所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述取料机械手设置有取料杆，所述取料杆的直径大于所述O型圈，且所述取料杆上开设有与所述活动爪匹配的避位槽，所述避位槽用于容纳所述活动爪。

7.根据权利要求6所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述取料机械手设置有横向气缸及纵向气缸，所述横向气缸用于带动所述取料杆于所述组装平台和所述直震轨道之间往复位移，所述纵向气缸用于驱使所述取料杆上升或者下降。

8.根据权利要求1所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述直震轨道包括震盘、导轨、直震器及定位台，所述震盘及所述定位台分别位于所述导轨的两端，所述导轨设置于所述直震器上，所述直震器驱使所述导轨震动用于带动O型圈朝所述定位台移动。

9.根据权利要求8所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述定位台包括调整架及挡块，所述挡块设置于所述调整架上，所述挡块上靠近所述导轨的一侧开设有限位槽，所述限位槽用于容置O型圈所述限位槽的延伸长度与O型圈的外径一致。

10.根据权利要求9所述的用于防水透气阀的O型圈自动组装机构，其特征在于，所述定位台还包括两个防跳动挡片，两个所述防跳动挡片可转动的设置于所述挡块上，且两个所述防跳动挡片以所述限位槽为中心呈镜像分布；

所述挡块上设置有限位台阶及阻挡斜面，所述限位台阶用于阻止所述防跳动挡片朝靠近所述限位槽的方向转动，所述阻挡斜面用于阻止所述防跳动挡片朝远离所述限位槽的方向转动；

所述防跳动挡片上嵌置有磁铁，所述限位台阶内设置有与所述磁铁匹配的铁质垫片。