CN208034551U - 弹性件装配工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种弹性件装配工具，用于将弹性件插入工件的开口槽中，包括：输入机构，用于接收输入扭矩；夹钳装置，包括两个夹爪部，其适于围绕一共同旋转轴线旋转而夹紧或松开弹性件；凸轮机构，包括两个凸轮，两个凸轮分别抵靠两个夹爪部设置；第一传动机构，用于将输入扭矩转换为夹钳装置朝向工件的开口槽的运动；第二传动机构，用于将夹钳装置沿直线方向的运动转换为凸轮机构的旋转运动，两个凸轮同时旋转，驱动夹钳装置夹紧和松开弹性件；当输入机构处接收输入扭矩时，夹钳在夹紧弹性件的同时将其插入工件的开口槽中，最后松开弹性件。

Description

弹性件装配工具

技术领域

本实用新型涉及一种弹性件装配工具，用于将弹性件插入到工件的开口槽中。特别地，本实用新型涉及一种带有齿轮齿条和凸轮机构的弹性件装配工具。

背景技术

以往将弹性件安装到工件开口槽中的方法包括将橡胶套套在气缸的推动杆上，借助推动杆的直线运动将弹性橡胶套推入开口槽中。由于开口槽的开口尺寸设置为小于弹性件的外直径，因而在此过程中，当弹性件经过开口槽开口时将受到开口突出部分的挤压而弹性变形，从而在向前直线运动的同时被挤入开口槽中，最后，弹性件恢复其原有的形状，被容纳且锁定在与其形状互补的开口槽中。

然而，当弹性件的硬度较高或开口槽的开口更小时，无法用这种方法实现弹性件的安装。通常地，在这种情况下，只能手动借用尖嘴钳工具来完成这一工序。这种方法的缺点是：

1、动作慢，周期长。需要操作者使用尖嘴钳先将弹性件夹扁后塞到工件开口槽处，再用手将弹性件顶入，整个动作约15秒。

2、劳动强度大。需要操作者一手持握工件，一手用力将弹性件塞入，大约20N的力才能将弹性件塞入。

实用新型内容

根据本实用新型，提出了一种弹性件装配工具，用于将弹性件插入工件的开口槽中，其中，所述弹性件装配工具包括：

输入机构，用于接收输入扭矩；

固定机构，所述工件固定在所述固定机构上；

夹钳装置，包括夹钳，所述夹钳包括两个夹爪部，所述两个夹爪部适于围绕一共同旋转轴线旋转且它们的端部能够朝向或远离彼此运动而夹紧或松开所述弹性件；

凸轮机构，包括两个凸轮，所述两个凸轮分别抵靠所述两个夹爪部设置；

第一传动机构，用于将所述输入扭矩转换为所述夹钳装置朝向所述工件的开口槽沿直线方向的运动；

第二传动机构，用于将所述夹钳装置沿直线方向的运动转换为凸轮机构的旋转运动，所述两个凸轮同时旋转，驱动所述夹钳夹紧和松开所述弹性件；

当输入机构处接收输入扭矩时，所述夹钳在夹紧弹性件的同时将其插入工件的开口槽中，最后松开所述弹性件。

根据本实用新型的一个方面，所述第一传动机构包括第一齿轮和第一齿条，所述第一齿轮设置在所述输入机构上，所述第一齿条固定连接到所述夹钳装置，所述第一齿轮通过所述第一齿条驱动所述夹钳装置沿直线方向的进给运动。

根据本实用新型的一个方面，所述第二传动机构包括两个对称齿轮，所述两个对称齿轮分别固连到所述两个凸轮，并驱动两个凸轮同时且沿相反方向旋转。

根据本实用新型的另一个方面，所述第二传动机构还包括第二齿轮和第二齿条，所述第二齿条固定于所述固定机构上，所述第二齿轮安装在所述夹钳装置上，在所述夹钳装置经由所述第一传动装置驱动而相对于所述固定机构沿直线方向运动的同时，所述第二齿轮由所述第二齿条驱动并带动所述两个对称齿轮旋转。

第一传动机构和第二传动机构的设置使得夹钳装置200沿纵向方向的进给运动和夹钳的夹紧并松开的运动能够同时发生，因而定位在夹钳内的弹性件完成被推动同时夹紧，最后松开的整个过程，从而弹性件被插入到工件的开口槽内。

与手动装配相比，一方面，使用本实用新型的弹性件装配工具完成整个装配过程仅需大约7秒，周期短，大大提高了劳动生产率；另一方面，操作手柄杆件的力大约为5N，装配动作简单易学，劳动强度低，可重复性好。

优选地，弹性件装配工具还包括安装底座，所述固定机构成角度地安装在所述安装底座上。

优选地，所述弹性件装配工具还包括角度调节机构，用于调节所述固定机构和所述安装底座之间的角度。通过这种设置，操作者可以调节固定机构的角度至视线舒适的位置，以适应不同高度的操作者。

优选地，所述弹性件装配工具还包括弹簧安装块和弹簧，所述弹簧安装块设置在所述输入机构上，所述弹簧的一端附接到所述弹簧安装块，另一端附接到所述安装底座，所述弹簧在所述输入机构转动时被拉伸，当来自输入扭矩被去除后，所述弹簧的回复力驱动所述夹钳装置返回原位。

附加地，所述两个夹爪部还分别设置有滚轮，所述滚轮与所述凸轮协作。由此减少凸轮与夹爪部之间的摩擦，从而夹钳夹紧和松开的动作得以平滑地进行。

根据本实用新型的一个方面，所述固定机构两侧还分别设置有导向块，所述夹钳装置沿着所述导向块直线运动。

根据本实用新型的另一个方面，所述输入机构还包括手柄杆件，通过所述手柄杆件接收来自操作者的输入扭矩。

根据本实用新型的另一个方面，所述弹性件由橡胶制成。

附图说明

下文将通过参考附图并借助作为非限制性示例给出的具体实施方式进一步说明本实用新型的特征和优势，在附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的弹性件装配工具10的透视图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的待装配的工件30和弹性件 20；

图3是根据本实用新型的一个实施例的主支架100的透视图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的主支架100的后视图；

图5a、5b是根据本实用新型的一个实施例的夹钳装置200的透视图；

图6a是根据本实用新型的一个实施例的夹钳装置200的后视图；

图6b是图6a中的夹钳装置200沿D-D线的剖视图。

图7a、7b是根据本实用新型的另一个实施例的主支架100的后视图和侧视图。

具体实施方式

应注意到，附图以详细方式显示本实用新型，以便实施本实用新型，所述附图显然能够用于在适当的时候更好地限定本实用新型。

在以下说明书中，术语纵向方向对应于弹性件装配过程中沿直线的进给运动所沿的轴线。术语横向或侧向方向对应于装配过程中弹性件底面所在的平面内与所述纵向方向垂直的方向。术语垂直方向对应于装配过程中弹性件底面的法线方向。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的弹性件装配工具10，其包含主支架100和安装在主支架100上的夹钳装置200。借由弹性件装配工具10，弹性件20被沿图示箭头方向插入到工件30中。图1中示出了弹性件20在装配过程中的开始位置和完成位置。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的待装配的弹性件20和工件 30。弹性件20由橡胶制成，并具有中空的圆柱形形状。工件30的一端具有适于接收弹性件20的开口槽32。开口槽32被形成为圆形的镂空部，其内直径略微小于弹性件20的外径D。开口槽32具有开口33，以允许弹性件20 沿工件30的纵向方向进入的开口槽32。开口33的尺寸W小于橡胶圈的直径D，从而将弹性件20被有效地锁定在开口槽32中。

图3和图4示出了根据本实用新型的一个实施例的主支架100。主支架 100包括主安装板110和输入机构120。输入机构120接收输入扭矩，以驱动弹性件装配工具10。输入机构120包括沿横向方向延伸的主轴122，主轴 122支承在两个轴承座124上，所述轴承座124固定在主安装板110的后侧，由此主轴122可旋转地设置在主支架100上。输入机构120优选地还包括手柄杆件126，其固定地连接到主轴122的一端，从而操作者可以较大的力臂驱动主轴122。

如图3所示，主支架100上设置有工件固持装置140，用于在装配过程中将工件30固定在位，并使得开口槽32面对待装配的弹性件20。工件固持装置140由垫块142和压紧装置144组成。垫块142和压紧装置144固定在主安装板110的下部。压紧装置144优选地包括基部145和按压构件。按压构件通过铰链与基部145连接。按压构件进一步包括压紧手柄146和按压部 147。通过扳动压紧手柄146，可使按压部147与工件接触并向工件30施加压力，从而将工件压紧在垫块142上。

在另一个实施例中，如图1所示，工件固持装置仅包括垫块142，垫块 142中形成有接收工件30的凹槽，所述凹槽具有与工件30互补的形状。垫块142的中心位置还设置有沿垂直方向延伸的孔，用于容纳磁铁轴。在工件30由铁磁性材料制成的情况下，所述磁铁调节轴可在弹性件装配过程中将工件30保持在位。通过这种设置，免除了操作压紧装置144而将工件压紧在垫块140上的工序，从而提高了弹性件的装配效率。

参照图5描述根据本实用新型的一个实施例的夹钳装置200，其用于夹持弹性件20。如图5a所示，夹钳装置200包括夹钳安装板210和夹钳220。夹钳220在转轴214处安装在夹钳安装板210上，并包括两个夹爪部222。两个夹爪部222关于一通过转轴214处沿垂直方向延伸的平面P1呈X形地对称设置。两个夹爪部222能够共同围绕转轴214旋转。每个夹爪部222包括上端部223和下端部224。在装配过程中，将弹性件20定位在两个夹爪部 222的两个下端部224之间。通过两个夹爪部222的旋转运动，两个下端部 224可在横向方向上朝向或远离彼此运动，从而夹紧或松开弹性件20。优选地，每个夹爪部222在下端部224还包括纵向延伸的凹槽225，凹槽225设置为沿横向方向贯穿下端部224，从而避免了弹性件20沿纵向方向插入开口槽32期间下端部224和工件30之间的运动干涉。

夹钳安装板210上还安装有两个凸轮230。两个凸轮230关于平面P1 对称设置。夹钳安装板210和齿轮安装板240中设置有沿垂直方向对齐的两对通孔，用于容纳两个凸轮230的凸轮轴。两个凸轮230分别抵靠两个夹爪部222的上端部223。两个上端部223在横向方向上位于两个凸轮230之间。凸轮230的轮廓设置为使得当两个凸轮230沿相反方向同时旋转时，两个上端部223执行朝向彼此之后远离彼此的运动，相应地，两个下端部224也执行朝向彼此之后远离彼此的运动，从而夹钳220完成夹紧弹性件20后松开的动作。

在一个实施例中，夹爪部222在各自的上端部223还设置有滚轮227，滚轮227可围绕一沿垂直方向的轴线旋转。滚轮227与凸轮230相互协作，由此减少凸轮230与夹爪部222之间的摩擦，从而夹钳220夹紧和松开的动作得以平滑地进行。

在一个实施例中，两个夹爪部222之间在上端部223和转轴214的中间位置还设置有复位弹簧(未示出)。当两个上端部223靠近彼此运动时，复位弹簧被压缩，为两个上端部223之后远离彼此的运动提供回复力，帮助夹钳220从夹紧状态复位到松开状态。

夹钳装置200进一步包括齿轮安装板240，齿轮安装板240固定连接到夹钳安装板210的后侧，与夹钳安装板210平行且沿垂直方向间隔一定距离。齿轮安装板240构造为，其后表面能够搁置在主安装板110的前表面上(见图1)，从而夹钳装置200整体地架设在主支架100上。

以下参考图4至7详细地阐述输入机构120到夹钳220的传动路径。

根据本实用新型的一个实施例，第一传动机构将输入机构120处的输入扭矩转换为夹钳装置200朝向所述工件30的开口槽32沿纵向方向的直线运动。第二传动机构将所述夹钳装置200沿纵向方向的直线运动转换为两个凸轮230的旋转运动，所述两个凸轮同时且沿相反方向旋转，驱动夹钳220夹紧和松开所述弹性件30。

第一传动机构

参照图4，第一传动机构包括固定在主轴122一侧的第一齿轮121，在主轴122接收来自输入扭矩时，第一齿轮121与主轴122同步旋转。第一传动机构还包括固定在齿轮安装板240的第一齿条242(图5b)。通过第一齿条安装块241，第一齿条242固定地安装到齿轮安装板240的后表面上。第一齿条242沿纵向方向布置。由于主安装板110具有镂空部112，第一齿条 242能够沿垂直方向穿过所述镂空部112伸到主安装板110的后侧并且与第一齿轮121啮合(图7b)。

当输入机构接收一输入扭矩时，主轴122和第一齿轮121围绕沿横向方向的轴线同步旋转，第一齿轮121进而驱动第一齿条242沿纵向方向直线运动，从而带动夹钳装置200整体沿着纵向方向朝向工件30的开口槽32运动。

返回到图3，在横向方向上，主安装板110的两侧优选地还设置有两个导向块115。两个导向块115的两个第一侧表面116分别与齿轮安装板240 的两个第二侧表面245(图5a)接合，从而引导齿轮安装板240在主安装板 110上的沿纵向方向的进给运动。

第二传动机构

参照图4，第二传动机构包括固定在主安装板110上的第二齿条114。第二齿条114通过第二齿条安装块113安装在主安装板上与第一齿轮121相对的一侧，并且第二齿条114的齿部沿横向方向朝向第一齿轮121取向。

如图5b所示，第二传动机构还包括位于齿轮安装板240后表面上的第二齿轮244。第二齿轮244通过压紧块243压紧在齿轮安装板上。第二齿轮 244的旋转轴线沿垂直方向延伸，并且第二齿轮244被安装为与第二齿条114 啮合(图7b)。

图6a和图6b进一步示出了夹钳装置220中的齿轮机构。第二传动机构还包括两个对称齿轮248。两个对称齿轮248位于夹钳安装板210和齿轮安装板240之间且关于平面P1对称。两个对称齿轮248分别安装在两个凸轮 230的凸轮轴上。第二传动机构还包括两个过渡齿轮246、247。两个过渡齿轮246、247同样位于夹钳安装板210和齿轮安装板240之间。其中，第一过渡齿轮246与第二齿轮244位于同一旋转轴线上，二者能够同步旋转。第二过渡齿轮247与第一过渡齿轮246关于平面P1呈对称设置。两个过渡齿轮246、247分别与两个对称齿轮248啮合。

参考图6a当输入扭矩经由第一传动机构驱动夹钳装置200整体沿着纵向方向直线运动时，齿轮安装板240相对于主安装板110也沿着纵向方向直线运动，由此齿轮安装板240后侧的第二齿轮244被主安装板110上固定的第二齿条114驱动而旋转。第二齿轮244的旋转带动同轴的第一过渡齿轮246 旋转，第一过渡齿轮246则驱动第二过渡齿轮247沿相反方向旋转。两个过渡齿轮246、247进而驱动凸轮轴上的两个对称齿轮248沿相反方向同时旋转，两个凸轮230也沿相反方向同时旋转，从而驱动夹钳220夹紧和松开弹性件20。

第一传动机构和第二传动机构的设置使得夹钳装置200沿纵向方向的进给运动和夹钳220的夹紧并松开的运动能够同时发生，因而定位在夹钳220 内的弹性件20完成被推动同时夹紧，最后松开的整个过程，从而弹性件20 被插入到工件30的开口槽32内。

在装配弹性件时，仅需将工件30和弹性件20放置到弹性件装配工具10 的对应位置处，转动手柄杆件126即可将弹性件插入工件30的开口槽32内与手动装配相比，一方面，使用本实用新型的弹性件装配工具完成整个装配过程仅需大约7秒，周期短，大大提高了劳动生产率；另一方面，操作手柄杆件的力大约为5N，装配动作简单易学，劳动强度低，可重复性好。

参照图7a和图7b，根据本实用新型的一个实施例，主支架100优选地包括水平布置的安装底座130。主安装板110的一端通过铰链机构可转动地连接到安装底座130上。主安装板110可与安装底座130成角度设置。

主安装板110和安装底座130之间设置有两对角度调节块152、154。两个第一角度调节块152固定在主安装板110的后表面，两个第二角度调节块154固定在安装底座130的上表面。其中第一角度调节块152的一部分具有沿圆弧方向延伸的剖面形状。第一角度调节块152的侧表面上设置有螺钉孔。第二角度调节块154中设置有长槽孔155。所述长槽孔155具有沿圆弧方向延伸的形状，所述圆弧的曲率中心位于主安装板110和安装底座130之间的铰链机构处。将螺钉穿过长槽孔155并拧入第一角度调节块152的螺钉孔中，以将第二角度调节块154固定到第一角度调节块152，从而实现主安装板110 和安装底座130之间的夹角的调整与固定。

根据一个实施例，主轴122上还设置有弹簧安装块128。弹簧129的一端附接到安装底座上，另一端附接在弹簧安装块128上，并且弹簧129在弹簧安装块128上的附接点与主轴122相距一定距离。弹簧安装块128的取向设置为，当转动手柄杆件126时，主轴122沿第一方向d1旋转，弹簧129 被拉伸。因此，当去除手柄杆件126上的输入扭矩时，弹簧129的回复力使得主轴122沿与第一方向d1相反的第二方向d2旋转。经由第一传动机构和第二传动机构，夹钳装置200复位到初始位置。

根据一个实施例，主安装板110的后表面上还设置有两个限位块118，其用作第一齿条242在最高位置和最低位置处的止挡件，从而提供夹钳装置 220运动过程中的上死点和下死点。

以上所述和附图所示的实施例不是限制性的，而仅用于更清楚地阐述本实用新型的构思。本实用新型的保护范围由所附权利要求限定。在本实用新型的教导之下，本领域技术人员可对实施例中的布置进行增加、替换、省略、组合、分离等各种变型，这些变型均落入本实用新型的保护范围中。

Claims (10)

1.一种弹性件装配工具(10)，用于将弹性件(20)插入工件(30)的开口槽(32)中，其特征在于，所述弹性件装配工具(10)包括：

输入机构(120)，用于接收输入扭矩；

固定机构(110、142)，所述工件(30)固定在所述固定机构(110、142)上；

夹钳装置(200)，包括夹钳(220)，所述夹钳包括两个夹爪部(222)，所述两个夹爪部(222)适于围绕一共同旋转轴线(214)旋转且它们的端部(223、224)能够朝向或远离彼此运动而夹紧或松开所述弹性件(20)；

凸轮机构，包括两个凸轮(230)，所述两个凸轮(230)分别抵靠所述两个夹爪部(222)设置；

第一传动机构，用于将所述输入扭矩转换为所述夹钳装置(200)朝向所述工件(30)的开口槽(32)沿直线方向的运动；

第二传动机构，用于将所述夹钳装置(200)沿直线方向的运动转换为凸轮机构的旋转运动，所述两个凸轮(230)同时旋转，驱动所述夹钳(220)夹紧和松开所述弹性件(20)；

当输入机构(120)处接收输入扭矩时，所述夹钳(220)在夹紧弹性件(20)的同时将其插入工件(30)的开口槽(32)中，最后松开所述弹性件(20)。

2.如权利要求1所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，

所述第一传动机构包括第一齿轮(121)和第一齿条(242)，所述第一齿轮(121)设置在所述输入机构(120)上，所述第一齿条(242)固定连接到所述夹钳装置(200)，所述第一齿轮(121)通过所述第一齿条(242)驱动所述夹钳装置(200)沿直线方向的进给运动。

3.如权利要求1所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，所述第二传动机构包括两个对称齿轮(248)，所述两个对称齿轮(248)分别固连到所述两个凸轮(230)，并驱动两个凸轮(230)同时且沿相反方向旋转。

4.如权利要求3所述的弹性件装配工具，其特征在于，所述第二传动机构还包括第二齿轮(244)和第二齿条(114)，所述第二齿条(114)固定于所述固定机构(110、142)上，所述第二齿轮(244)安装在所述夹钳装置(200)上，在所述夹钳装置(200)经由所述第一传动装置驱动而相对于所述固定机构(110、142)沿直线方向运动的同时，所述第二齿轮(244)由所述第二齿条(114)驱动并带动所述两个对称齿轮(248)旋转。

5.如权利要求1所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，所述弹性件装配工具(10)还包括安装底座(130)，所述固定机构(110、142)成角度地安装在所述安装底座(130)上。

6.如权利要求5所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，所述弹性件装配工具(10)还包括角度调节机构(152、154)，用于调节所述固定机构(110、142)和所述安装底座(130)之间的角度。

7.如权利要求1所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，所述弹性件装配工具(10)还包括弹簧安装块(128)和弹簧(129)，所述弹簧安装块(128)设置在所述输入机构(120)上，所述弹簧(129)的一端附接到所述弹簧安装块(128)，另一端附接到所述安装底座(130)，所述弹簧(129)在所述输入机构转动时被拉伸，当来自输入扭矩被去除后，所述弹簧(129)的回复力驱动所述夹钳装置(200)返回原位。

8.如权利要求1所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，所述两个夹爪部(222)还分别设置有滚轮(227)，所述滚轮(227)与所述凸轮(230)协作。

9.如权利要求1所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，所述固定机构(110、142)两侧还分别设置有导向块(115)，所述夹钳装置(200)沿着所述导向块(115)直线运动。

10.如权利要求1所述的弹性件装配工具(10)，其特征在于，所述输入机构(120)还包括手柄杆件(126)，通过所述手柄杆件(126)接收来自操作者的输入扭矩。