CN204868887U - 多功能电机装配夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能电机装配夹具，它包括一固定机构；一滑动机构，可滑动的安装于所述固定机构，所述固定机构与所述滑动机构之间组成至少一夹取装置；一锁紧机构；用以锁紧所述滑动机构与所述固定机构；一第一动力机构，用于为所述滑动机构提供滑动动力及为所述夹取装置提供夹取力；一第二动力机构，用于为所述锁紧机构进行锁紧及退出锁紧时提供动力。本实用新型它能够将多种功能的电机装配功能集于一体，通过锁紧机构，增大较重物品所需的夹取力，减小驱动机构所需要的驱动力，使得机器人在电机装配夹具上的负载降到最低限度。

Description

多功能电机装配夹具

技术领域

本实用新型涉及工业机器人自动化领域，特别是一种用于工业机器人部件装配的多功能电机装配夹具。

背景技术

目前，在工业机器人自动化领域，为了抓取不同装配对象，一般有两种方式：一种是不同的物品使用不同的夹具，通过手爪快换装置进行夹具的切换，缺点是不仅成本较高，而且效率也会受到影响；另一种是将不同的夹具安装在一个架子上，再将架子固定到机器人末端，通过机器人末端轴的旋转进行夹具切换，缺点是整体体积和重量较大，而且由于不同的物品重量不同和材料不同，需要不同的夹取力，一套夹具中会有各种规格的驱动装置（如气缸），较重的物品就需要更大负载的驱动装置。以气缸为例，较重物品的夹具所需要的气缸就会比较大，也会增大整套夹具的尺寸和重量。夹具重量的增加占用了工业机器人的负载，直接影响了工业机器人的使用性能。由于工业机器人负载的限制，有时为了实现复杂产品的装配往往需要多个工业机器人协同作业。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种多功能电机装配夹具，将多种功能的电机装配功能集于一体，通过锁紧机构，增大较重物品所需的夹取力，减小驱动机构所需要的驱动力，使得机器人在电机装配夹具上的的负载降到最低限度。

解决上述目的的技术方案是：一种多功能电机装配夹具，它包括

一固定机构；

一滑动机构，可滑动的安装于所述固定机构，所述固定机构与所述滑动机构之间组成至少一夹取装置；

一锁紧机构；用以锁紧所述滑动机构与所述固定机构；

一第一动力机构，用于为所述滑动机构提供滑动动力及为所述夹取装置提供夹取力；

一第二动力机构，用于为所述锁紧机构完成锁紧或退出锁紧的过程中提供动力。

上述技术方案达到的技术效果是：它能够将多种功能的电机装配功能集于一体，缩小了整套电机装配夹具的尺寸；同时在不更换夹具和动力机构（气缸）的同时，实现多种物品的抓取和多种夹取力的切换，减少了更换夹具的时间，一台工业机器人就可完成电机多个零部件的装配，减少了工业机器人的使用量，节约了成本；利用锁紧机构的楔角的设计和创新的结构设计，增大了较重物品所需的夹取力，减小了驱动机构所需要的驱动力，使小推力气缸可以达到大推力气缸的效果，使机器人消耗在夹具上的负载降到最低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型实施例的电机装配夹具整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的电机装配夹具局部放大示意图。

图3为本实用新型实施例的固定机构结构示意图。

图4为本实用新型实施例的滑动机构的示意图。

图5为本实用新型实施例的锁紧结构安装结构示意图。

图6为本实用新型实施例的锁紧卡板正面结构示意图。

其中：1固定机构；2滑动机构；5法兰；

6螺钉拧紧机构；7锁紧卡口；8滑动卡边；

9固定卡边；10固定件；11第一固定爪；

12第二固定爪；13滑轨；20滑动件；

21第一滑动爪；22第二滑动爪；23滑槽；

24第一动力机构；31第二动力机构；32锁紧块；

33导引件；321锁紧挡板；322锁紧卡板；

41第三动力机构；42夹取爪。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的两个优选实施例，用以举例证明本实用新型可以实施，这些实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本实用新型的技术内容，使得本实用新型的技术内容更加清楚和便于理解。然而本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。此外，为了便于理解和描述，附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了一些部件的厚度。

本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，本文所使用的方向用语是用来解释和说明本实用新型，而不是用来限定本实用新型的保护范围。

当某些组件被描述为“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接置于所述另一组件上；也可以存在一中间组件，所述组件置于所述中间组件上，且所述中间组件置于另一组件上。当一个组件被描述为“安装至”、“连接至”或“连通至”另一组件时，二者可以理解为直接“安装”、“连接”或“连通”，或者一个组件通过一中间组件“连接至”或“连通至”另一个组件。

实施例1：如图1、图2所示，一种多功能电机装配夹具，它包括一固定机构1、一滑动机构2；一锁紧机构、一螺钉拧紧机构6以及一第三夹取机构。

如图3所示，固定机构1包括以下组成部分。

一固定件10，作为固定机构1的主体部分。

一滑轨13，直线式的设置在固定件10的上表面，用于与滑动机构2的滑动连接。

一第一固定爪11，设置在固定件10的一侧边。

一第二固定爪12，设置在固定件10的另一侧边，且第二固定爪12与第一固定爪11位置相对设置。这种固定结构1结构的平面投影形状类于“T”字形。

如图4所示，滑动机构2包括以下组成部分。

一滑动件20，作为滑动机构2的主体部分。

一滑槽23，直线式的设置在滑动件20的下表面，用于与固定机构1滑动连接。其中，滑槽23位置对应滑轨13，滑槽23可滑动的装配于滑轨13。

一第一滑动爪21，设置于滑动件20的一侧边，第一滑动爪11与第一固定爪11的位置相适应。

一第二滑动爪22，设置于滑动件20的另一侧边，且第二滑动爪22与第二固定爪12的位置相适应。

其中，第一滑动爪21与第一固定爪11为对称结构，第一滑动爪21与第一固定爪11组成第一夹取装置。第二滑动爪22与第二固定爪12为对称结构，第二滑动爪22与第二固定爪12组成第二夹取装置。

其中第二夹取装置是为电机机壳抓取而设计的，第二夹取装置的的夹取面为为弧面扇形柱面中的凹侧面。弧面设计是为了更好的增大与抓取部件之间的接触面积，能够增大夹取力。

第一夹取装置设有一对内层夹取面，所述内层夹取面为扇形柱面中的凹侧面。

第一夹取装置设有还一对外层夹取面，所述外层夹取面为扇形柱面中的凹侧面；所述外层夹取面位于所述内层夹取面之上。所述内层夹取面的弧度与所述外层夹取面的弧度一致。

其中，内层夹取面是为电机转子抓取而设计的，外层夹取面是为电机端盖抓取而设计的。这样的设计，能够在同一个夹取装置内实现两个或以上不同的电机部件的装配抓取，节省了电机装配夹具的空间以及省略了为不同部件抓取而需要切换夹具的步骤。

一第一动力机构24，为滑动机构2提供滑动动力及为第一或第二夹取装置提供夹取力。

第一动力机构24为一滑动汽缸，包括以下组成部分。

一缸体，固定安装在所述固定机构1上。

一活塞，设置于所述缸体内。

一活塞杆，其一端固定在所述活塞上，其另一端通过一连接框架固定安装至滑动机构2。

第一动力机构24能使滑动机构2在固定机构1上滑动。第一动力机构26为滑动气缸。滑动气缸为滑动机构2提供动力，能够使滑动机构2沿滑轨13在固定机构1上滑动，在滑动机构2滑动的同时，第一夹取装置与第二夹取装置进行开合，实现夹取功能。在此处设计中，对滑动气缸的性能要求不高，对其驱动力的要求较低。

第三夹取机构，包括以下组成部分。

一第三夹取装置，包括两个夹取爪42。

一第三动力机构41，一端固定于固定机构1，一端连接于夹取爪42；第三动力机构41为第三夹取装置提供动力及夹取力。

电机装配夹具还设置有以下部件。

一螺钉拧紧机构6，用以给装配后的部件固定螺丝。

一法兰5，用于连接外部部件。

固定机构1上设有一安装孔，安装孔中设置有一转动件，转动件套于螺钉拧紧机构6外，螺钉拧紧机构6穿过孔安装于固定机构1上。其中螺钉拧紧机构可在所述转动件内转动。

实施例2，如图1、图5、图6所示，本实施例2与实施例1的区别在于，它还设置了一锁紧机构。

锁紧机构是为了可使滑动机构2锁紧。因为不同的部件夹取装配时所需的夹取力不同，因此，而滑动气缸的性能是固定唯一的，因此无需装配过高性能或过高驱动力的滑动气缸。此处的锁紧机构正是为了满足在抓取装配不同部件时，对不同部件所需的不同的夹取力而设计的。

其中，锁紧机构用以将滑动机构2与固定机构1锁紧。其中，锁紧机构包括以下组成部分。

一锁紧卡口7，固定机构1的一端边设置有一固定卡边9，滑动机构2对应于固定机构的相同的一端的边缘处设置有一滑动卡边8，锁紧卡口7由固定卡边9与滑动卡边8组成。

一锁紧块32，包括彼此垂直相连的一锁紧卡板322及一锁紧挡板321，锁紧卡板322可卡合在锁紧卡口7内。

当滑动机构2沿滑轨13推进时，滑动机构2与固定机构1之间形成一可容锁紧卡板322卡入的锁紧卡口7。当第一或第二夹取装置夹取超重物时，锁紧卡板322卡入锁紧卡口7内，以锁紧滑动机构2。当锁紧滑动机构2时，滑动机构2因锁紧而增加了夹取力，锁紧的程度不同，夹取力的大小也不一样，这样解决了不同超重部件对夹取力要求不同的问题。因此这样的设计，在无需更换夹取工具的情况下，能够满足不同部件的抓取装配的要求。

锁紧卡板322的形状为直角梯形，其下底边连接至锁紧挡板321。锁紧卡板的斜腰相对于底边法线的的倾斜度为1:1.5~1:100。优选为1:10。这样的设计，为了在锁紧卡板322上形成楔角，利用锁紧卡板322的楔角将手爪锁紧，锁紧卡板322的楔角的倾斜度为1:10，通过杠杆效应，可以将气缸的推力增大10倍效果作用于抓紧电机外壳的手爪。文中的手爪为第一抓取爪或第二抓取爪。等腰梯形的锁紧卡板322的角可设置成圆形倒角，这样使得锁紧卡板322更容易进入锁紧卡口7。

一第二动力机构31，连接至锁紧挡板321，带动锁紧卡板322在锁紧卡口7内滑动。第二动力机构31，用于为锁紧机构完成锁紧或退出锁紧的过程中提供动力。

第二动力机构31为一锁紧汽缸，包括以下组成部分。

一第二缸体，固定安装在所述固定机构1上；

至少一第二活塞，设置于所述第二缸体内；

至少一第二活塞杆，其一端固定在所述第二活塞上，其另一端连接至锁紧块32。

两个的导引件，相对设置于锁紧卡口7入口处的两侧，分别安装在固定机构1、滑动机构2上，用以引导锁紧卡板322在锁紧卡口321内滑动。导引件可为轴承、滑动块，但不限于此。总之，能够减小锁紧卡板322进入锁紧卡口7摩擦力的结构部件都可适用。

本实施例的电机装配夹具通过巧妙的锁紧机构实现不同物品所需夹取力的转换。同时，通过创新的结构设计在不更换工业机器人手爪的情况下实现电动机壳体、端盖、控制器电子元件的自动化抓取和装配。

在抓取电机机壳（较重）的时候，首先第一动力机构24（即滑动气缸）带动第二滑动爪22移动，使第二滑动爪22和第二固定爪12将电机机壳在电机机壳抓紧位抓紧，然后锁紧机构的第二动力机构31（即锁紧气缸）带动锁紧机构的锁紧头32向内滑动，利用锁紧头32的锁紧卡板322的楔角将滑动机构2锁紧，锁紧卡板322的楔角的斜度为1:10，通过杠杆效应，可以将气缸的推力增大10倍效果作用于抓紧电机外壳的手爪。

在抓取电机定子（较重）时，与机壳抓取的操作步骤相同。

在抓取电机端盖时，不驱动锁紧机构就可以进行夹取力的切换完成抓取。

在抓取电子元件时，使用独立的第三动力机构41（夹取力小）直接抓取。

本实施例的电机装配夹具上集成了螺钉拧紧机构6，可以完成电机端盖和机壳螺钉的固定。这样，无需使用大推力的气缸就可完成较重和较轻多种物品的抓取，而且结构简单可靠，不需要更换手爪的情况下一台工业机器人就可以连续完成电机的装配工作。

应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (10)

1.一种多功能电机装配夹具，其特征在于：它包括

一固定机构；

一滑动机构，可滑动的安装于所述固定机构，所述固定机构与所述滑动机构之间组成至少一夹取装置；

一锁紧机构；用以锁紧所述滑动机构与所述固定机构；

一第一动力机构，用于为所述滑动机构提供滑动动力及为所述夹取装置提供夹取力；

一第二动力机构，用于为所述锁紧机构完成锁紧或退出锁紧的过程中提供动力。

2.根据权利要求1所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述锁紧机构包括

一锁紧卡口，所述固定机构的一端边设置有一固定卡边，所述滑动机构对应于所述固定机构的相同的一端的边缘处设置有一滑动卡边，所述锁紧卡口由所述固定卡边与滑动卡边组成；

一锁紧块，包括彼此垂直相连的一锁紧卡板及一锁紧挡板，所述锁紧卡板可卡合在所述锁紧卡口内；

所述第二动力机构连接至所述锁紧挡板，带动所述锁紧卡板在所述锁紧卡口内滑动。

3.根据权利要求2所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述锁紧机构还包括

两个导引件，相对设置于所述锁紧卡口入口处的两侧，分别安装在所述固定机构、所述滑动机构上，用以引导所述锁紧卡板在所述锁紧卡口内滑动。

4.根据权利要求2所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述锁紧卡板的形状为直角梯形，所述锁紧卡板的下底边连接至所述锁紧挡板。

5.根据权利要求4所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述锁紧卡板的斜腰相对于底边法线的倾斜度1:1.5~1:100。

6.根据权利要求1所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述固定机构包括，

一固定件；

一滑轨，所述滑轨直线设置于所述固定件上；

一第一固定爪，设置于所述固定件的一侧边；

一第二固定爪，连接于所述固定件的另一侧边，且所述第二固定爪与所述第一固定爪位置相对设置；

所述滑动机构包括

一滑动件；

一滑槽，设置于所述滑动件下表面，且对应所述滑轨，所述滑槽可滑动的装配于所述滑轨；

一第一滑动爪，设置于所述滑动件的一侧边，所述第一滑动爪与所述第一固定爪的位置相适应；

一第二滑动爪，设置于所述滑动件的另一侧边，且所述第二滑动爪与所述第二固定爪的位置相适应;

其中，所述第一滑动爪与所述第一固定爪为对称结构，所述第一滑动爪与所述第一固定爪组成第一夹取装置；所述第二滑动爪与所述第二固定爪为对称结构，所述第二滑动爪与所述第二固定爪组成第二夹取装置。

7.根据权利要求6所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述第一夹取装置设有

一对内层夹取面，所述内层夹取面为扇形柱面中的凹侧面；

一对外层夹取面，所述外层夹取面为扇形柱面中的凹侧面；

其中，所述外层夹取面位于所述内层夹取面之上。

8.根据权利要求1所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述电机装配夹具还设置有一第三夹取机构，包括

一第三夹取装置，包括两个夹取爪；

一第三动力机构，一端固定于所述固定机构，一端连接于所述夹取爪；所述第三动力机构为所述第三夹取装置提供动力及夹取力。

9.根据权利要求1所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述电机装配夹具还设置有

一螺钉拧紧机构，用以给装配后的部件固定螺丝；

一法兰，用于连接外部部件。

10.根据权利要求9所述的多功能电机装配夹具，其特征在于：所述固定机构上设有

一安装孔，所述螺钉拧紧机构穿过所述安装孔安装于所述固定机构上。