申请/专利权人：四川成焊宝玛焊接装备工程有限公司

申请日：2019-06-06

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN110103244B

主分类号：B25J15/00

分类号：B25J15/00;B08B13/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2019.09.03#实质审查的生效;2019.08.09#公开

摘要：本发明公开了一种内孔胀紧抓取机构，包括拉杆、胀套、收紧套和动力部，胀套套设于拉杆外侧，收紧套套设于胀套外侧，孔系工件套设于胀套外侧，拉杆、胀套和收紧套同轴设置，拉杆和胀套分别固定可产生相对移动，收紧套与拉杆固定，动力部与拉杆连接，拉杆沿其中轴线方向移动，在拉杆上下移动的过程中胀套实现外扩和内收，胀套内收时收紧套挤压胀套。本发明设置“内芯，中胀，外收”的3层同轴套结构，空间小巧紧凑，机构刚性强，承载力强，胀紧力强，尤其是具备“外收”功能的收紧套，使机构的收缩状态和尺寸稳定，有利于机器人快速精准的插入工件内孔，抓取工件。

主权项：1.内孔胀紧抓取机构，用于孔系工件的抓取，其特征在于：包括：执行部；执行部包括拉杆和胀套，胀套套设于拉杆外侧，孔系工件套设于胀套外侧，拉杆和胀套分别固定可产生相对移动；执行部还包括收紧套，收紧套套设于胀套外侧，拉杆、胀套和收紧套同轴设置，收紧套与拉杆固定，胀套内收时收紧套挤压胀套；动力部；动力部与拉杆连接，拉杆沿其中轴线方向移动，在拉杆上下移动的过程中胀套实现外扩和内收；气缸法兰；动力部固定在气缸法兰上部，拉杆、胀套和收紧套套设后从气缸法兰下部穿设，胀套与气缸法兰固定；压紧弹簧；压紧弹簧套装于收紧套外侧，压紧弹簧上端与气缸法兰固定，抓取机构抓住孔系工件时，压紧弹簧对孔系工件施加向下的压紧弹力；拉杆下端设置有挤压头，挤压头形成为圆台结构；胀套下段形成为三瓣式结构，胀套下段包括胀紧段，胀紧段靠近胀套下端设置，胀紧段处的胀套外壁竖直，胀紧段处的胀套内壁向上且向内倾斜；挤压头与胀紧段处的胀套内壁配合，挤压头上移时，挤压头挤压胀紧段外扩，胀套撑紧孔系工件的孔壁；收紧套上段和下段均形成为三瓣式结构，收紧套外壁竖直设置，收紧套靠近其下端处的内壁向上且向内倾斜；胀套下段还包括收紧段，收紧段与胀紧段衔接，且收紧段位于胀紧段上部，收紧段处的胀套外壁向上且向内倾斜设置；胀套的收紧段与收紧套倾斜设置的内壁配合，挤压头下移时，收紧套挤压收紧段，胀套内收。

全文数据：内孔胀紧抓取机构技术领域本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种内孔胀紧抓取机构。背景技术应用于工件清洗机器人自动岛的抓取机构作为该机器人抓手重要的一部分，用于抓取汽车发动机小型工件，但汽车发动机小型工件包括的多种工件，其工件外形不一致，内孔大小不等，厚度不等，堆叠数量不等。由于抓取的工件外形差异较大，故采用内孔抓取的方式。目前已有的抓取机构，主要有两类：一类为气动或电动双爪，另一类为气动或电动三爪。工件清洗机器人自动岛的操作环境较为复杂，要求抓取机构能够在不同形式的定位工装之间将工件进行转移，这两类夹爪都能通过内孔抓取单个工件，但要适应工件清洗机器人自动岛复杂的操作环境，还很困难；同时现有的双爪或三爪机构，对于内孔较大的工件，由于其机构胀紧力量不够大，只能有效抓取单层工件，若抓取两层及以上的工件，则不能有效保证上层工件的持续压紧状态，导致上层工件自由转动，不能完成机器人定向搬运，且无法适应自动岛的多种定位工装。发明内容本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种内孔胀紧抓取机构。为了实现上述目的，本公开提供一种内孔胀紧抓取机构，用于孔系工件的抓取，包括：执行部；执行部包括拉杆和胀套，胀套套设于拉杆外侧，孔系工件套设于胀套外侧，拉杆和胀套分别固定可产生相对移动；动力部；动力部与拉杆连接，拉杆沿其中轴线方向移动，在拉杆上下移动的过程中胀套实现外扩和内收。可选地，执行部还包括收紧套，收紧套套设于胀套外侧，拉杆、胀套和收紧套同轴设置，收紧套与拉杆固定，胀套内收时收紧套挤压胀套。可选地，内孔胀紧抓取机构还包括气缸法兰，动力部固定在气缸法兰上部，拉杆、胀套和收紧套套设后从气缸法兰下部穿设，胀套与气缸法兰固定。可选地，内孔胀紧抓取机构还包括压紧弹簧，压紧弹簧套装于收紧套外侧，压紧弹簧上端与气缸法兰固定，抓取机构抓住孔系工件时，压紧弹簧对孔系工件施加向下的压紧弹力。可选地，拉杆下端设置有挤压头，挤压头形成为圆台结构；胀套下段形成为三瓣式结构，胀套下段包括胀紧段，胀紧段靠近胀套下端设置，胀紧段处的胀套外壁竖直，胀紧段处的胀套内壁向上且向内倾斜；挤压头与胀紧段处的胀套内壁配合，挤压头上移时，挤压头挤压胀紧段外扩，胀套撑紧孔系工件的孔壁。可选地，收紧套上段和下段均形成为三瓣式结构，收紧套外壁竖直设置，收紧套靠近其下端处的内壁向上且向内倾斜；胀套下段还包括收紧段，收紧段与胀紧段衔接，且收紧段位于胀紧段上部，收紧段处的胀套外壁向上且向内倾斜设置；胀套的收紧段与收紧套倾斜设置的内壁配合，挤压头下移时，收紧套挤压收紧段，胀套内收。可选地，胀套的胀紧段与收紧段相接处设置有用于防止拉杆进程过大的限位台阶，拉杆位于下限位时，收紧套下端抵触限位台阶。可选地，动力部采用气缸为执行部提供动力，拉杆与气缸活塞杆的活塞头连接，气缸外壳与活塞头之间设置有用于防止拉杆回程过大的限位块，拉杆位于上限位时，活塞头抵触限位块。可选地，气缸行程大于需求的拉杆行程。可选地，拉杆外壁靠近其上端处设置有环形凹槽，活塞头卡合于环形凹槽内。本发明的有益效果在于：1、本发明设置“内芯，中胀，外收”的三层同轴套结构，空间小巧紧凑，机构刚性强，承载力强，胀紧力强，尤其是具备“外收”功能的收紧套，使机构的收缩状态和尺寸稳定，有利于机器人快速精准的插入工件内孔，抓取工件。2、本发明设置压紧稳定弹簧，使被抓取的多个工件均有一个额外的轴向压紧力，由此压紧产生的额外摩擦力，使工件在移动过程中，始终保持在一个稳定的位置上，不发生错位，尤其是针对上层不能被胀紧的工件，使转移后的工件能够顺利进入新工位。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本发明所述的内孔胀紧抓取机构的结构示意图；图2是本发明所述的执行部的结构示意图；图3是本发明所述的执行部的部件拆分图；图4是本发明所述的内孔胀紧抓取机构拉杆上移时的剖视图；图5是本发明所述的内孔胀紧抓取机构拉杆下移时的剖视图。附图标记说明1-气缸，2-活塞头，3-执行部，4-压紧弹簧，5-环形凹槽，6-拉杆，7-挤压头，8-气缸法兰，9-收紧套，10-胀套，11-活塞杆，12-限位块，13-收紧段，14-胀紧段，15-挤压台阶，16-限位台阶。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是基于附图所示的方位或位置关系进行定义的，具体地可参考图1所示的图面方向并结合相应零部件在其他附图中的位置关系。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。如图1所示，本发明涉及一种内孔胀紧抓取机构，用于孔系工件的抓取，包括执行部3、动力部和压紧弹簧4。如图2、图3所示，执行部3包括拉杆6、胀套10、收紧套9和气缸法兰8。拉杆6下段向下且向内倾斜。拉杆6外壁靠近其上端处设置有环形凹槽5，环形凹槽5水平设置。拉杆6下端设置有挤压头7，挤压头7形成为圆台结构。胀套10下段形成为三瓣式结构。胀套10下段包括胀紧段14和收紧段13，胀紧段14靠近胀套10下端设置，胀紧段14处的胀套10外壁竖直，胀紧段14处的胀套10内壁向上且向内倾斜，收紧段13与胀紧段14衔接，且收紧段13位于胀紧段14上部，收紧段13处的胀套10外壁向上且向内倾斜设置。收紧段13与胀套10上段之间的三瓣式结构向下且向内倾斜，此处的倾斜角度小于拉杆6下段的倾斜角度。胀套10的胀紧段14与收紧段13相接处设置有用于防止拉杆6进程过大的限位台阶16。收紧套9上段和下段均形成为三瓣式结构，收紧套9外壁竖直设置，收紧套9靠近其下端处的内壁向上且向内倾斜。气缸法兰8上端形成为半圆环形状，气缸法兰8下端形成为圆环形状，气缸法兰8上端与下端直接通过竖向设置的连接杆刚性连接。动力部采用气缸1为执行部3提供动力。气缸1固定在气缸法兰8上端的半圆环上，气缸1活塞的活塞杆11竖直朝下穿过半圆环设置。气缸1活塞杆11下端设置有活塞头2。气缸1外壳与活塞头2之间设置有用于防止拉杆6回程过大的限位块12。胀套10套设于拉杆6外侧，拉杆6的挤压头7位于胀套10胀紧段14的内部，挤压头7与胀紧段14处的胀套10内壁配合压紧。收紧套9套设于胀套10外侧，胀套10的收紧段13与收紧套9倾斜设置的内壁配合且相互挤压。拉杆6、胀套10和收紧套9同轴设置，收紧套9上端与拉杆6外壁焊接。拉杆6、胀套10和收紧套9层叠套装之后竖直朝上穿过气缸法兰8下端的圆环，销钉穿过收紧套9上段瓣与瓣之间的间隙，将胀套10与气缸法兰8下端的圆环销接，活塞头2卡合入拉杆6的环形凹槽5内，拉杆6与活塞头2形成工字形连接。压紧弹簧4套装于收紧套9外部，压紧弹簧4上端与气缸法兰8下端的圆环固定。压紧弹簧4的下端与胀套10的下端位于同一水平面上。发动机制造过程中，用于零件清洗的机器人自动岛会涉及到很多外形不一致、内孔大小不等、厚度不等、堆叠数量不等的孔系工件。本发明提供一种内孔胀紧抓取机构，用于抓取堆叠的孔系工件，使孔系工件能够在多个加工工位之间进行转移。机器人将内孔胀紧抓取机构移动到待抓取工件的上方，且执行部3对准待抓取工件的孔，使抓取机构下移至胀套10深入至全部待抓取工件的孔中，此时压紧弹簧4接触最上部工件的上侧面，且对工件产生向下的压紧力。如图4所示，待气缸1启动，气缸1的活塞杆11在气缸1内上移，从而带动拉杆6上移，由于拉杆6和收紧套9焊接、胀套10与气缸法兰8固定，收紧套9相对胀套10上移，胀套10不动，拉杆6的挤压头7在胀套10的胀紧段14内部上移，拉杆6在胀套10内位于上限位时，活塞头2抵触限位块12，防止拉杆6回程过大，起到保护胀套10的作用。同时收紧套9的下端在胀套10的收紧段13外壁上上移，由于挤压头7对胀套10内壁的挤压，胀套10的胀紧段14外扩，胀套10胀紧工件孔壁。然后机器人控制内孔胀紧抓取机构上移，被胀套10胀紧的工件及其上侧工件均随抓取机构移动，压紧弹簧4压紧抓取的工件，使工件位置稳定。如图5所示，抓取机构达到工件转移工位后，气缸1启动，气缸1的活塞杆11在气缸1内下移，收紧套9相对胀套10下移，胀套10不动，拉杆6的挤压头7在胀套10的胀紧段14内部下移，收紧套9下端在胀套10的收紧段13外壁上下移，收紧套9下端抵触限位台阶16后，活塞杆11下移停止。由于收紧套9挤压胀套10的收紧段13，胀套10内收，胀套10放松工件孔壁，工件转移到转移工位完成。为使抓取机构具备公差补偿能力，在气缸1行程用量上，使气缸1行程大于需求的拉杆6行程。在胀套10胀紧工件孔壁时，限位台阶16和挤压台阶15均对工件孔壁产生挤压胀紧力，两个台阶的设置用以充分平衡力与力矩。胀紧段14处的胀套10内壁向上且向内倾斜，故此处的厚度较大，保证胀套10胀紧段14的强度。所以厚度比较大。同时胀套10收紧段13以上部分的壁厚较薄，保证胀套10柔韧性，使胀套10能够膨胀。本发明设置“内芯，中胀，外收”的三层同轴套结构，空间小巧紧凑，机构刚性强，承载力强，胀紧力强，尤其是具备“外收”功能的收紧套9，使机构的收缩状态和尺寸稳定，有利于机器人快速精准的插入工件内孔，抓取工件。本发明设置压紧稳定弹簧，使被抓取的多个工件均有一个额外的轴向压紧力，由此压紧产生的额外摩擦力，使工件在移动过程中，始终保持在一个稳定的位置上，不发生错位，尤其是针对上层不能被胀紧的工件，使转移后的工件能够顺利进入新工位。以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

权利要求：1.内孔胀紧抓取机构，用于孔系工件的抓取，其特征在于：包括：执行部；执行部包括拉杆和胀套，胀套套设于拉杆外侧，孔系工件套设于胀套外侧，拉杆和胀套分别固定可产生相对移动；动力部；动力部与拉杆连接，拉杆沿其中轴线方向移动，在拉杆上下移动的过程中胀套实现外扩和内收。2.根据权利要求1所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：执行部还包括收紧套，收紧套套设于胀套外侧，拉杆、胀套和收紧套同轴设置，收紧套与拉杆固定，胀套内收时收紧套挤压胀套。3.根据权利要求2所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：内孔胀紧抓取机构还包括气缸法兰，动力部固定在气缸法兰上部，拉杆、胀套和收紧套套设后从气缸法兰下部穿设，胀套与气缸法兰固定。4.根据权利要求3所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：内孔胀紧抓取机构还包括压紧弹簧，压紧弹簧套装于收紧套外侧，压紧弹簧上端与气缸法兰固定，抓取机构抓住孔系工件时，压紧弹簧对孔系工件施加向下的压紧弹力。5.根据权利要求1所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：拉杆下端设置有挤压头，挤压头形成为圆台结构；胀套下段形成为三瓣式结构，胀套下段包括胀紧段，胀紧段靠近胀套下端设置，胀紧段处的胀套外壁竖直，胀紧段处的胀套内壁向上且向内倾斜；挤压头与胀紧段处的胀套内壁配合，挤压头上移时，挤压头挤压胀紧段外扩，胀套撑紧孔系工件的孔壁。6.根据权利要求2或5所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：收紧套上段和下段均形成为三瓣式结构，收紧套外壁竖直设置，收紧套靠近其下端处的内壁向上且向内倾斜；胀套下段还包括收紧段，收紧段与胀紧段衔接，且收紧段位于胀紧段上部，收紧段处的胀套外壁向上且向内倾斜设置；胀套的收紧段与收紧套倾斜设置的内壁配合，挤压头下移时，收紧套挤压收紧段，胀套内收。7.根据权利要求6所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：胀套的胀紧段与收紧段相接处设置有用于防止拉杆进程过大的限位台阶，拉杆位于下限位时，收紧套下端抵触限位台阶。8.根据权利要求7所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：动力部采用气缸为执行部提供动力，拉杆与气缸活塞杆的活塞头连接，气缸外壳与活塞头之间设置有用于防止拉杆回程过大的限位块，拉杆位于上限位时，活塞头抵触限位块。9.根据权利要求8所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：气缸行程大于需求的拉杆行程。10.根据权利要求8所述的内孔胀紧抓取机构，其特征在于：拉杆外壁靠近其上端处设置有环形凹槽，活塞头卡合于环形凹槽内。

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