CN202910648U - 一种套管自动分头装置 - Google Patents

Abstract

一种套管自动分头装置，属五金机械领域。本装置由机座、套管顶出机构、擒纵机构、倾斜式料道、落料斗、挡杆调头机构、红外线发射接收系统和套管回位机构组成；所述套管顶出机构可将位于倾斜式料道最下端的套管向外顶出，通过红外线发射接收系统判断是否需要挡杆调头机构动作；所述套管回位机构用于配合套管顶出机构实现套管的顶出以及回位；所述擒纵机构可在套管开槽特征识别后逐一释放套管，并使后续套管及时补充到位；套管落入落料斗后，由挡杆调头机构实现套管姿态的改变，从而保证套管出料方向的一致。该装置可实现膨胀螺栓套管的自动分头，具有效率高、成本低、使用可靠的特点。

Description

一种套管自动分头装置

技术领域

本实用新型涉及五金机械领域，尤其涉及一种套管自动分头装置。

背景技术

膨胀螺栓是一种常见的紧固件，在建筑构件连接、设备安装等方面有着广泛的应用。膨胀螺栓的种类较多，而带有金属膨胀套管的膨胀螺栓是最为常用的一种。对于这种膨胀螺栓的组装传统方法是采用纯手工的方式；随着膨胀螺栓的需求量不断增加，近年来出现了自动组装机，例如专利201210143745.4和201110217756.8所述的膨胀螺栓自动组装机等。要实现膨胀螺栓的自动组装，套管必须能够快速可靠的分头，以便套管上带有四条窄槽的一头一律朝向一个方向排列并进入组装工位。现有技术中有采用激光传感器对套管方向进行识别，并借助相应的机构实现分头的，这种方法结构简单、分头可靠，但成本较高；也有依靠套管开槽的机械结构特征，通过多个气缸来完成分头要求的，这种方法结构较复杂，可靠性不高。

随着膨胀螺栓自动组装技术的快速发展，对套管分头的效率、可靠性以及成本等都提出了更高的要求，而现有技术尚不能有效地解决这些问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可用于膨胀套管自动分头的装置，该装置具有分头效率高、工作可靠、成本低廉的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：套管自动分头装置包括机座、套管顶出机构、擒纵机构、倾斜式料道、落料斗、挡杆调头机构、红外线发射接收系统和套管回位机构。

所述套管顶出机构由凸轮I、减速电机、顶杆、导向座I、滚子I、拉簧组成，导向座I设置在机座上，顶杆外表面为圆柱形，与导向座I上的圆柱孔构成移动副；导向座I的侧面开有一道通槽，顶杆侧面有一凸台，当顶杆沿导向座I移动时，顶杆上的凸台可在导向座I的槽里滑移，并限制顶杆的转动；滚子I装在顶杆的一端，在拉簧的作用下，与凸轮I保持高副接触；凸轮I装在减速电机的轴上。

所述擒纵机构由凸轮II、杠杆、滚子II、擒纵架、导向座II、导向杆、上擒纵板、下擒纵杆和弹簧I组成；凸轮II装在减速电机轴上；两个滚子II装在杠杆的两头，并分别与凸轮II和擒纵架的下表面高副接触；两个导向杆装在导向座II的对应孔中构成移动副，导向杆上下两端固定在擒纵架的右半部分；上擒纵板设置在擒纵架左半部分的上部，下擒纵杆设置在擒纵架左半部分的下部，上擒纵板的下部内侧面与套管顶出机构中的顶杆中心线之间的距离等于套管外径的一半。

所述倾斜式料道安装在机座上，料道表面与水平面呈一定倾角；所述落料斗安装在倾斜式料道的端部，与机座固定，落料斗的外侧设有观察窗。

所述挡杆调头机构由挡杆I、挡杆II、弹簧II、弹簧III、挡杆座、摆动压板、固定轴和推拉式电磁铁组成；挡杆I和挡杆II装在挡杆座的对应孔中构成移动副；摆动压板与固定轴之间为铰接；摆动压板的两头凸出部分为半圆形结构，与挡杆I和挡杆II的端面保持高副接触；推拉式电磁铁固定在机座上，其活动推杆的顶部作用在摆动压板的侧面；弹簧II和弹簧III分别装在挡杆I和挡杆II上，弹簧III比弹簧II的弹簧刚度大，在推拉式电磁铁不作用的情况下，挡杆I的小头端伸进落料斗内部一定长度，而挡杆II的小头端则处在落料斗的外部。

所述红外线发射接收系统由红外线发射管、空心棒、红外线接收模块、信号放大器以及控制器组成；红外线发射管固定在空心棒的端部，空心棒则固定在套管回位机构中的法兰盘上；红外线接收模块由一组并联的红外线接收管组成，呈扇形结构布置，扇形的圆心即红外线发射管的位置。

所述套管回位机构由回位套筒、套筒座、弹簧IV、法兰盘组成；套筒座固定在机座上，套筒座的圆柱孔与回位套筒的外表面构成移动副，且套筒座圆柱孔与套管顶出机构中的顶杆同轴；法兰盘固定在套筒座的一侧，且留有一段距离以安装弹簧IV；回位套筒的内孔直径较空心棒的外径大，在回位套筒移动时不与空心棒接触。

本实用新型套管自动分头装置工作时，套管零件在倾斜式料道中依次平行排列，启动减速电机后凸轮I和凸轮II同步转动；首先凸轮II处在近休止角，故擒纵架、杠杆等暂时不动；凸轮I则通过滚子I和顶杆将位于倾斜式料道最下端的套管向左顶出，同时套管左端紧顶在回位套筒的端面，将回位套筒也向左推移，直至凸轮I进入远休止角后，套管和回位套筒停止移动；这时套管的左边一部分已套在了红外线发射管外部，与此同时控制器收到了位置传感器的信号，接通红外线发射管，并向外发射红外线；如果套管的左端是开槽端，则红外线可穿过缝隙，并使得红外线接收模块产生信号，信号经放大后控制推拉式电磁铁动作，驱动摆动压板将挡杆II的小头顶入落料斗内；接着凸轮I进入回程运动角，顶杆在拉簧的作用下复位，而套管和回位套筒则在弹簧IV的作用下回到原位；这时候凸轮I进入了近休止角，而凸轮II进入推程阶段，通过杠杆驱动擒纵架、上擒纵板、下擒纵杆一起向上抬起，位于倾斜式料道最下端的套管在重力作用下落入落料斗内，并在挡杆II的阻挡下改变姿态，从而使套管开槽端向下掉落。如果前述被顶出的套管的左端不是开槽端，则红外线会在红外线发射管与红外线接收模块之间被阻断，没有控制信号产生，因而挡杆调头机构不动作；落入落料斗的套管会被挡杆I阻挡，同样使套管开槽端向下掉落。

与现有技术相比，本实用新型套管自动分头装置的优点在于：套管开槽特征是通过红外线进行检测的，原理简单可靠，成本低廉；套管的顶出以及擒纵装置均由凸轮机构驱动，效率高且工作可靠。

附图说明

图1为本实用新型套管自动分头装置整体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1A-A剖视图；

图4为图1去掉落料斗5且顶杆23处在顶出状态下的局部视图；

图5为挡杆调头机构示意图；

图6为红外线发射接收系统局部放大示意图；

图中，机座1、套管顶出机构2、擒纵机构3、倾斜式料道4、落料斗5、挡杆调头机构6、红外线发射接收系统7和套管回位机构8、凸轮I21、减速电机22、顶杆23、导向座I24、滚子I 25、拉簧26、凸轮II 31、杠杆32、滚子II 33、擒纵架34、导向座II35、导向杆36、上擒纵板37、下擒纵杆38、弹簧I 39、挡杆I 61、挡杆II62、弹簧II63、弹簧III64、挡杆座65、摆动压板66、固定轴67、推拉式电磁铁68、红外线发射管71、空心棒72、红外线接收模块73、回位套筒81、套筒座82、弹簧IV83、法兰盘84。

具体实施方式

以下通过一个较佳实施例并结合附图对本实用新型进一步详细说明：

本实施例套管自动分头装置的作业对象是M8*120膨胀螺栓的金属膨胀套管，套管外径12mm、壁厚1mm、长度93mm，套管的一头沿周向均匀分布有四条0.8mm宽18mm长的窄槽；套管自动分头装置由机座1、套管顶出机构2、擒纵机构3、倾斜式料道4、落料斗5、挡杆调头机构6、红外线发射接收系统7和套管回位机构8组成(如图1所示)。

套管顶出机构2由凸轮I 21、减速电机22、顶杆23、导向座I 24、滚子I 25、拉簧26组成(如图2、图4所示)；导向座I 24固定在机座1上，顶杆23与导向座I 24上的圆柱孔构成移动副；导向座I 24的侧面开有一道通槽，顶杆23侧面设有一个凸台，当顶杆23在导向座I 24中移动时，顶杆23上的凸台可在导向座I 24的槽里滑移，并限制顶杆23的转动；滚子I 25装在顶杆23的一端，在拉簧26的作用下，与凸轮I 21保持高副接触；凸轮I 21装在减速电机22的轴上，减速电机22固定在机座1上。

擒纵机构3由凸轮II31、杠杆32、滚子II33、擒纵架34、导向座II35、导向杆36、上擒纵板37、下擒纵杆38和弹簧I 39组成(如图2、图3、图4所示)；凸轮II 31装在减速电机22轴上；两个滚子II 33装在杠杆32的两头，并分别与凸轮II 31和擒纵架34的下表面高副接触；两个导向杆36装在导向座II 35的对应孔中构成移动副，导向杆36上下两端与擒纵架34的右半部分固定在一起；上擒纵板37设置在擒纵架34左半部分的上部，下擒纵杆38设置在擒纵架34左半部分的下部，上擒纵板37的下部内侧面与套管顶出机构2中的顶杆23的中心线之间的距离为6mm；上擒纵板37和下擒纵杆38可随擒纵架34、导向杆36一同上下移动，以实现套管的逐一释放。

本实施例中倾斜式料道4(如图2所示)的料道表面与水平面之间的夹角设定为15°，以利于套管在重力作用下快速下移；本实施例中落料斗5(如图1所示)呈漏斗形，上端入口为长方形，下端出口为正方形；落料斗5安装在倾斜式料道的端部，与机座1固定，落料斗5的外侧设有观察窗。

挡杆调头机构6由挡杆I 61、挡杆II62、弹簧II63、弹簧III64、挡杆座65、摆动压板66、固定轴67和推拉式电磁铁68组成(如图3、图5所示)；挡杆I 61和挡杆II 62装在挡杆座65的对应孔中构成移动副；摆动压板66与固定轴67之间为铰接；摆动压板66的两头凸出部分为半圆形结构，与挡杆I 61和挡杆II62的端面保持高副接触；推拉式电磁铁68固定在机座1上，其活动推杆的顶部作用在摆动压板66的侧面；弹簧II 63和弹簧III63分别装在挡杆I 61和挡杆II 62上，弹簧III64比弹簧II 63的弹簧刚度大；本实施例当推拉式电磁铁68不作用的情况下，挡杆I 61的小头端伸进落料斗5内部的长度为10mm，而挡杆II 62的小头端则处在落料斗的外部；当推拉式电磁铁68通电后，推动摆动压板66转动，使挡杆II 62的小头端进入落料斗，同时挡杆I 61完全退出落料斗。

红外线发射接收系统7(如图4、图6所示)由红外线发射管71、空心棒72、红外线接收模块73、信号放大器(图中未画出)和控制器(图中未画出)组成；红外线发射管71固定在空心棒72的端部，其电源线从空心棒72的另一端引出；空心棒72则固定在套管回位机构8中的法兰盘84上；本实施例红外线接收模块73由五只并联的红外线接收管组成，呈扇形结构布置，圆心角110°，扇形的圆心即红外线发射管71的位置；当套管开槽部位罩在红外线发射管71的外部时，不论其周向位置如何，总会有红外线通过窄槽并至少有一个红外线接收管能接收到信号。

套管回位机构8由回位套筒81、套筒座82、弹簧IV83、法兰盘84组成(如图4所示)；套筒座82固定在机座1上，套筒座82的圆柱孔与回位套筒81的外表面构成移动副，且套筒座82的圆柱孔与套管顶出机构2中的顶杆23同轴；法兰盘84固定在套筒座82的一侧，且留有一段距离以安装弹簧IV83；回位套筒81的内孔直径较空心棒72的外径大2mm，且两者同轴，以保证回位套筒81移动时不与空心棒72接触。

本实施例套管自动分头装置工作时，套管零件在倾斜式料道4中依次平行排列(如图3所示)，启动减速电机22后凸轮I 21和凸轮II 31同步顺时针转动；首先凸轮II 31处在近休止角，故擒纵架34、杠杆32等暂时不动；凸轮I 21则通过滚子I 25和顶杆23将位于倾斜式料道4最下端的套管向左顶出，同时套管左端紧顶在回位套筒81的端面，将回位套筒81也向左推移，直至凸轮I 21进入远休止角后，套管和回位套筒81停止移动(如图4所示)；这时套管的左边一部分已套在了红外线发射管71的外部，与此同时控制器收到了位置传感器(图中未画出)的信号，接通红外线发射管71，并向外发射红外线；如果这只套管的左端是开槽端，则红外线可穿过缝隙，并使得红外线接收模块73产生信号，信号经放大后控制推拉式电磁铁68动作，驱动摆动压板66将挡杆II62的小头顶入落料斗5内；接着凸轮I 21进入回程运动角，顶杆23在拉簧26的作用下复位，而套管和回位套筒81则在弹簧IV83的作用下回到原位；这时候凸轮I 21进入了近休止角，而凸轮II 31进入推程阶段，通过杠杆32驱动擒纵架34、上擒纵板37和下擒纵杆38一起向上抬起，位于倾斜式料道4最下端的套管在重力作用下落入落料斗5内，在挡杆II 62的阻挡下改变姿态，从而使套管开槽端垂直向下掉落。

如果前述被顶出的套管的左端不是开槽端，则红外线会在红外线发射管71与红外线接收模块73之间被阻断，没有控制信号产生，因而挡杆调头机构6不动作，则落入落料斗5的套管会被挡杆I 61阻挡，同样使套管开槽端垂直向下掉落。

在上擒纵板37和下擒纵杆38一起向上抬起的同时，位于倾斜式料道4上的与最下端套管紧挨着的第二只套管被下擒纵杆38阻挡；当最下端套管落入落料斗5后，凸轮II 31相继进入回程和近休止阶段，随着上擒纵板37和下擒纵杆38一起向下回落，第二只套管连同上边所有套管一同沿料道向下运动，直至被上擒纵板37挡住；至此完成了一个完整的工作循环。

以上是本实用新型的一个实施例，但本实用新型并不限于该实施例。本领域技术人员在本实用新型技术实质内做出的其它变化，都包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种套管自动分头装置，包括机座(1)、套管顶出机构(2)、擒纵机构(3)、倾斜式料道(4)、落料斗(5)、挡杆调头机构(6)、红外线发射接收系统(7)和套管回位机构(8)，其特征在于：所述套管顶出机构(2)由凸轮I(21)、减速电机(22)、顶杆(23)、导向座I(24)、滚子I(25)、拉簧(26)组成；导向座I （24）设置在机座(1)上，顶杆(23)与导向座I(24)上的圆柱孔构成移动副；导向座I(24)的侧面开有一道通槽，顶杆(23)侧面设有一个凸台，该凸台可在导向座I(24)的槽里滑移，并限制顶杆(23)的转动；凸轮I(21)装在减速电机(22)的轴上。 

2.根据权利要求1所述的套管自动分头装置，其特征在于：所述擒纵机构(3)包括凸轮II(31)、杠杆(32)、滚子II(33)、擒纵架(34)、导向座II(35)、导向杆(36)、上擒纵板(37)、下擒纵杆(38)和弹簧I(39)；凸轮II（31）装在减速电机(22)轴上；两个滚子II(33)设置在杠杆(32)的两头；两个导向杆(36)上下两端与擒纵架(34)固定在一起；上擒纵板（37）和下擒纵杆（38）也分别设置在擒纵架(34)上；上擒纵板(37)的下部内侧面与套管顶出机构(2)中的顶杆(23)的中心线之间的距离等于套管外径的一半。 

3.根据权利要求1所述的套管自动分头装置，其特征在于：所述挡杆调头机构(6)由挡杆I(61)、挡杆II(62)、弹簧II(63)、弹簧III(64)、挡杆座(65)、摆动压板(66)、固定轴(67)和推拉式电磁铁(68)组成；挡杆I(61)和挡杆II(2)分别装在挡杆座（65）的孔中构成移动副；摆动压板(66)与固定轴(67)之间为铰接；摆动压板(66)的两头凸出部分为半圆形结构；推拉式电磁铁(68)固定在机座(1)上，其活动推杆的顶部作用在摆动压板(66)的侧面。 

4.根据权利要求1所述的套管自动分头装置，其特征在于：红外线发射接收系统(7)由红外线发射管(71)、空心棒(72)、红外线接收模块(73)、信号放大器和控制器组成；红外线发射管(71)固定在空心棒(72)的端部，其电源线从空心棒(72)的另一端引出；空心棒(72)固定在套管回位机构(8)中的法兰盘(84)上；红外线接收模块(73)由一组并联的红外线接收管组成，呈扇形结构布置。 

5.根据权利要求1所述的套管自动分头装置，其特征在于：套管回位机构(8)由回位套筒(81)、套筒座(82)、弹簧IV(83)、法兰盘(84)组成；套筒座(82)固定在机座(1)上，套筒座(82)的圆柱孔与回位套筒(81)的外表面构成移动副，且套筒座(82)的圆柱孔与套管顶出机构(2)中的顶杆(23)同轴；法兰盘(84)固定在套筒座(82)的一侧。 

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