模拟缸盖拆除手爪和机器人的制作方法

本实用新型实施例涉及机械部件装配领域，具体涉及一种模拟缸盖拆除手爪和机器人。

背景技术：

通常，在发动机装配流程中，选择在缸体精加工之前先装配一个硬化的工艺缸盖辅助件称为模拟缸盖，然后再对缸体的缸孔进行精加工、超精加工，这样可以有效地减小整机装配后缸孔的变形，提升产品的质量，但在加工之后需要拆除该模拟缸盖。

现有技术中的模拟缸盖拆除工艺中，缸体加工线上多都采用人工手持拧紧枪的方式或采用一台专机的方式进行拆除。随着发动机个性化需求的不断增加，各生产厂商在一条加工线上加工多个品种的缸体成为必然，传统的专用设备兼容性差，人工拆除的效率低下，难以适应高效及柔性化需求。

因此，如何设计出拆除效率高且能够适应多品种缸体的模拟缸盖拆除设备是本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种模拟缸盖拆除手爪和机器人，可以适应多品种发动机模拟缸盖的拆除，并提高拆除效率。

本实用新型实施例提供一种模拟缸盖拆除手爪，应用于机器人，具体用于拆除缸体上的模拟缸盖，模拟缸盖通过螺栓与缸体连接，模拟缸盖拆除手爪包括：手爪主体、变距装置、拧动轴和缸盖抓取机构；

变距装置和缸盖抓取机构设置在手爪主体上；

缸盖抓取机构用于抓取缸盖，以限制缸盖的移动；

变距装置与拧动轴连接，用于调整拧动轴的位置；

拧动轴用于拧动模拟缸盖上的螺栓。

在一种可行的方案中，变距装置包括：电机、丝杆、丝杆螺母、铰链机构和多个滑块；

多个滑块通过铰链机构并排连接；

丝杆与电机连接，电机用于带动丝杆转动；

丝杆螺母设置在丝杆上，丝杆用于在转动时带动丝杆螺母沿丝杆轴向移动；

丝杆螺母与其中至少一个滑块连接，使丝杆螺母在移动时带动多个滑块沿丝杆轴向相互靠近或远离。

在一种可行的方案中，缸盖抓取机构包括：相对设置的两个气动伸缩装置以及分别设置在气动伸缩装置上的手爪本体；

两个气动伸缩装置设置在手爪主体上，两个气动伸缩装置用于带动手爪本体相互靠近或远离。

在一种可行的方案中，该模拟缸盖拆除手爪还包括：缸垫抓取机构；

缸垫抓取机构设置在手爪主体上，用于抓取缸垫。

在一种可行的方案中，缸垫抓取机构包括：真空吸盘和安装板；

安装板设置在手爪主体上；

真空吸盘设置在安装板上，用于吸抓缸垫。

本实用新型实施例还提供一种机器人，包括：机器人手臂以及上述任一方案中的模拟缸盖拆除手爪；

模拟缸盖拆除手爪设置在机器人手臂上，机器人手臂用于带动模拟缸盖拆除手爪在三维空间内移动。

在一种可行的方案中，该机器人还包括：缸体传送装置；

缸体传送装置用于传送缸体；

缸体传送装置与模拟缸盖拆除手爪配合，并设有供模拟缸盖拆除手爪从缸体拆除模拟缸盖的工位。省去人工传送缸体的工序，以提高加工效率。

在一种可行的方案中，缸体传送装置包括：设置在工位处的气动挡料器；

气动挡料器用于阻止缸体传送装置上的缸体的移动；

气动挡料器包括：挡料气缸和挡料头；

挡料头设置在挡料气缸上，挡料气缸用于带动挡料头凸出或隐藏于缸体传送装置。

在一种可行的方案中，缸体传送装置包括：设置在工位处的气动举升装置：

气动举升装置包括：举升板、定位销和举升气缸；

举升气缸与举升板连接，举升气缸用于带动举升板上升和下降；

定位销的两端分别与缸体和举升板连接，定位销用于定位缸体相对于举升板的位置；

举升板用于从缸体传送装置上举起和放下缸体。

在一种可行的方案中，该机器人还包括：模拟缸盖传送装置；

模拟缸盖传送装置与模拟缸盖拆除手爪配合，并设有供模拟缸盖拆除手爪从缸体拆除的模拟缸盖的盛放工位，用于将拆除的模拟缸盖传送至预设位置。省去人工传送已被拆除缸盖的工序，以提高加工效率。

基于上述方案可知，本实用新型实施例提供的模拟缸盖拆除手爪，可以设置在模拟缸盖拆除机器人中，利用手爪主体、变距装置、拧动轴和缸盖抓取机构实现对模拟缸盖的拆除。具体来说，通过设置在手爪主体上的变距装置和缸盖抓取机构，利用缸盖抓取机构抓取缸盖，从而限制缸盖的移动，再利用变距装置调整拧动轴的间距，从而调整拧动轴相对模拟缸盖上的螺栓的位置，再开启拧动轴后，由拧动轴带动模拟缸盖上的螺栓旋转，实现螺栓的拧松，再拧松后，便可拆除模拟缸盖，提高了拆除效率。并且，由于变距装置的可调节性，使得本实用新型实施例提供的模拟缸盖拆除手爪可以适应多品种发动机模拟缸盖的拆除。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪工作状态的左视图；

图2为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪的主视图；

图3为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪工作状态的主视图；

图4为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪的左视图；

图5为本实用新型实施例一中的变距装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二中的模拟缸盖拆除手爪的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二中的缸垫抓取机构的结构示意图；

图8为本实用新型实施例三中的机器人的俯视图；

图9为本实用新型实施例三中的缸体输送装置的结构示意图；

图10为本实用新型实施例三中的气动挡料器的结构示意图。

图中标记：

手爪主体1；

变矩装置2；

电机21；

丝杆22；

丝杆螺母23；

铰链机构24；

滑块25；

拧动轴3；

缸盖螺栓31；

模拟缸盖抓取机构4；

气动伸缩装置41；

手爪本体42；

模拟缸盖43；

缸垫抓取机构5；

真空吸盘51；

安装板52；

缸垫53；

缸垫收集台54；

机器人手臂6；

缸体传送装置7；

气动挡料器71；

气动举升装置72；

挡料气缸711；

挡料头712；

举升板721；

定位销722；

举升气缸723；

机器人控制器8；

模拟缸盖传送装置9；

模拟缸盖输送线91；

缸体输送线92；

缸体921；

模拟缸盖拆卸工位10。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪工作状态的左视图，图2为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪的主视图，图3为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪工作状态的主视图，图4为本实用新型实施例一中的模拟缸盖拆除手爪的左视图。

如图1至图4所示，本实施例中的模拟缸盖拆除手爪，应用于机器人，具体用于拆除缸体921上的模拟缸盖43，模拟缸盖43通过缸盖螺栓31与缸体921连接。模拟缸盖拆除手爪包括：手爪主体1、变距装置2、拧动轴3和模拟缸盖抓取机构4。变距装置2和模拟缸盖抓取机构4设置在手爪主体1上，模拟缸盖抓取机构4用于抓取模拟缸盖43，以限制模拟缸盖43的移动，变距装置2与拧动轴3连接，用于调整拧动轴3的位置，拧动轴3用于拧动模拟缸盖43上的缸盖螺栓31。

其中，机器人是执行工作的机器装置的总称。机器人设有控制器以及机器人手臂6，操作人员利用该控制器可对机器人手臂6执行不同的动作。本实施例中的模拟缸盖拆除手爪安装在机器人手臂6的端部，具体用于拆除缸体921上的模拟缸盖43。其中，模拟缸盖43、缸体921和缸垫53组成待加工件整体，模拟缸盖43和缸垫通过缸盖螺栓31设置在缸体921的上表面，并且，缸盖螺栓31的数量为10个，呈平行的两排布置。缸垫53设置在模拟缸盖43和缸体921之间。

本实施例中的手爪主体1是模拟缸盖拆除手爪的基础，用于支持安装在手爪主体1上的各个部件。手爪主体1可为金属框架或金属支架等，本实施例对此不作限定。

本实施例中的拧动轴3包括：驱动电机以及由该驱动电机带动选择的旋转轴。该旋转轴的顶端与缸盖螺栓31相适配，可以为十字纹、一字纹、六边形纹、矩形纹等，当驱动电机启动后，若旋转轴的顶端与缸盖螺栓31相抵持，旋转轴带动缸盖螺栓31旋转，实现拧松螺栓的过程。本领域技术人员应当理解，拧动轴仅用于拧动螺栓，本实施例中的拧动轴3还可由其他形式实现，对此本实施例不做任何限定。值得指出的是，在拆除过程中，拧紧轴3一直按照拧松缸盖螺栓31的方式在拧动，拧紧轴3一直不脱离缸盖螺栓31，避免了因在输送过程中的振动等因素而导致的缸盖螺栓31可能会有回旋而挂住螺纹孔的情形发生。

本实施例中的变距装置2可以包括：变距驱动装置以及联动机构。拧动轴3可以安装在联动机构上，并随该联动机构调整位置，变距驱动装置用于触发该联动机构的运行。举例来说，当变距驱动装置触发联动机构时，联动机构带动拧动轴3移动，多个拧动轴3的相互距离改变，以适配于模拟缸盖43上的缸盖螺栓31布置。

本实施例中的模拟缸盖抓取机构4由机器人控制器控制，用以抓取模拟缸盖43。并通过抓取的方式，限制模拟缸盖43的移动。

通过上述内容不难发现，本实施例提供的模拟缸盖拆除手爪通过手爪主体1、变距装置2、拧动轴3和模拟缸盖抓取机构4的相互配合，具体来说，当该模拟缸盖拆除手爪被安装到机器人后，操作人员可对机器人进行控制，将模拟缸盖拆除手爪通过机器人手臂6移动至模拟缸盖43的上方，控制变距装置2以调节拧动轴3的位置，使拧动轴3与模拟缸盖43上的缸盖螺栓31位置相适配，满足不同品种发动机模拟缸盖43的拆除，再控制机器人手臂6向下移动，直至拧动轴3与模拟缸盖43上的缸盖螺栓31相互抵持，开启拧动轴3使其带动缸盖螺栓31旋转，待缸盖螺栓31被拧松后，启动模拟缸盖抓取机构4，由模拟缸盖抓取机构4抓取模拟缸盖43，控制机器人手臂6向上移动，此时，模拟缸盖43被拆卸下来并固定在模拟缸盖抓取机构4上，再可通过机器人运送至所需位置。因此，本实施例提供的模拟缸盖拆除手爪可以适应多品种发动机模拟缸盖43拆除，并提高拆除效率。

图5为本实用新型实施例一中的变距装置的主视图，如图5所示，本实施例中的变距装置2包括：电机21、丝杆22、丝杆螺母23、铰链机构和10个滑块25，10个滑块25通过铰链机构24分为两排平行的滑块组，每排5个滑块25连接，电机21与丝杆22连接，丝杆螺母23将丝杆22套在里面，且与至少一个滑块25连接，本实施例选用最右侧的一滑块与丝杆螺母连接，铰链机构24由多根头尾铰接的摆动杆组成，可将其铰接点固定在在手爪主体1上，以作为支点，当电机21带动丝杆22转动时，丝杆螺母23会带动与其连接的滑块25沿丝杆22轴向移动，与丝杆螺母23连接的滑块25通过铰链机构24带动其余滑块25沿丝杆22轴向移动，则滑块25相互之间分离或者拉近，即实现了变距装置2的伸展和收缩。

本领域技术人员应当理解，滑块的数量是为了与拧动轴3或者缸盖螺栓31的数量一致，因此，本实施例对滑块25的数量不做任何限定。举例来说，对于有八根模拟缸盖螺栓31的待加工工件，应有八个滑块25的变距装置2，以配合八个拧动轴来加工该工件。变距装置2带动拧紧轴3按照该工件的螺栓31布置情况移动，以适应不同种类工件。

可选地，如图1、图2和图4所示，本实施例的模拟缸盖抓取机构4包括：相对设置的两个气动伸缩装置41以及分别设置在气动伸缩装置上的手爪本体42。两个气动伸缩装置41设置在手爪主体1上，两个气动伸缩装置41用于带动手爪本体42相互靠近或远离。具体的，拧紧轴3将模拟缸盖螺栓31完全拧松之后，气动伸缩装置41开始启动，进行伸长运动，将两个手爪本体42推近，从而手爪本体42将模拟缸盖43夹紧，从而达到抓取以及松开模拟缸盖43的目的。

图6为本实用新型实施例二中的模拟缸盖拆除手爪的结构示意图，图7为本实用新型实施例二中的缸垫抓取机构的结构示意图。实施例二是基于实施例一的改进方案，如图6和图7所示，其改进之处在于：该模拟缸盖拆除手爪还包括：缸垫抓取机构5。缸垫抓取机构5设置在手爪主体1上，用于抓取缸垫53。

在缸盖抓取机构4将模拟缸盖43抓取并随机器人手爪主体1脱离缸体后，缸垫抓取机构5同样设置在手爪主体1上，随手爪主体1移动到缸垫53上方，进行抓取缸垫53的工序。如此一来，实现了在拆除缸盖的同时也能将缸垫同步出拆除，简化了工序流程，节省了物力。

图7为本实用新型实施例二中的缸垫抓取机构的结构示意图，如图7所示，缸垫抓取机构5包括：真空吸盘51和安装板52。安装板52设置在手爪主体1上，真空吸盘51设置在安装板52上，用于吸抓缸垫53。具体的，缸垫抓取机构5移到缸垫53上，缸垫抓取机构5上的真空吸盘51下压，真空吸盘51与缸垫53贴紧，排出真空吸盘51中的空气，则缸垫抓取机构5吸抓住缸垫53，缸垫抓取机构5上移带动缸垫53脱离缸体，将其送到缸垫收集台54上方，真空吸盘51充入空气，缸垫53脱离真空吸盘51，因本身重力落在预设位置上，从而达到实现缸垫53的拆除目的。

图8为本实用新型实施例三中的机器人的俯视图。如图8所示，该机器人包括：缸体传送装置7、缸垫收集台54、缸盖传送装置9、模拟缸盖拆除工位10、机器人控制器8、机器人手臂6’以及实施例二所提供的模拟缸盖拆除手爪。模拟缸盖拆除手爪设置机器人手臂6’上，机器人控制器8用来控制机器人手臂6’带动模拟缸盖拆除手爪在三维空间内移动。

其中，控制器控制机器人手臂6’在水平面内做圆周摆动以及在垂直平面内上升下降动作，从而带动模拟缸盖拆除手爪的水平或者垂直平面内移动。模拟缸盖拆除手爪抓取模拟缸盖43之后，当该模拟缸盖拆除手爪被安装到机器人后，操作人员将模拟缸盖拆除手爪通过机器人手臂6’移动至模拟缸盖43的上方，使拧动轴3与模拟缸盖43上的缸盖螺栓31位置相适配，再控制机器人手臂6’向下移动，直至拧动轴3与模拟缸盖43上的缸盖螺栓31相互抵持，开启拧动轴3使其带动缸盖螺栓31旋转，然后启动模拟缸盖抓取机构5，由模拟缸盖抓取机构5抓取模拟缸盖43，控制机器人手臂6’向上移动，此时，模拟缸盖43被拆卸下来并固定在模拟缸盖抓取机构5上，再可通过机器人运送至模拟缸盖传送装置9上。

图9为本实用新型实施例三中的缸体输送装置的结构示意图，图10为本实用新型实施例三中的气动挡料器的结构示意图。

可选地，机器人包括：缸体传送装置7。如图9所示，缸体传送装置7用于传送缸体921，缸体传送装置7可以是由多根并排平行的辊轮形成的滚道来运送缸体921，缸体传送装置7与模拟缸盖拆除手爪配合，并设有供模拟缸盖拆除手爪从缸体921拆除模拟缸盖43的工位。可用多条滚筒线及其它输送设备或专机组成复杂的物流输送系统以及分流合流系统，完成多方面的工艺需要。滚道结构简单，可靠性高，使用维护方便，可以使得缸体921在运送过程中避免损坏。

可选地，本实施例中的缸体传送装置7包括：设置在工位处的气动挡料器71。如图8至图10所示，气动挡料器71用于阻止缸体传送装置7上的缸体移动。气动挡料器71包括：挡料气缸711和挡料头712。挡料头712设置在挡料气缸711上，挡料气缸711用于带动挡料头712凸出或隐藏于缸体传送装置7。具体的，当滚道把一个待加工缸体传送到模拟缸盖拆卸工位10上时，气动挡料器71上的挡料气缸711收缩，则挡料头712凸出。气动挡料器71阻挡了下一件缸体921的运送，以提供给模拟缸盖拆除手爪足够的空间和时间进行拆除模拟缸盖43。

可选地如图8和图9所示，本实施例中的缸体传送装置7还包括：设置在工位处的气动举升装置72。气动举升装置72包括：举升板721、定位销722和举升气缸723。举升气缸723与举升板721连接，举升气缸723用于带动举升板721上升和下降，定位销722的两端分别与缸体和举升板721连接，定位销722用于定位缸体921相对于举升板721的位置，举升板721用于从缸体传送装置7上举起和放下缸体。具体的，举升气缸723与举升板721连接，举升气缸723带动举升板721将缸体抬起方便拆除手爪工作，定位销722将缸体进行精确定位。当模拟缸盖拆除手爪工作完成，举升气缸723带动举升板721将缸体重新降低到滚道上。挡料气缸711伸长，挡料头712隐藏在滚道下，下一件缸体开始移动到模拟缸盖拆卸工位10。气动举升装置72使缸体凸出，使模拟缸盖拆除手爪上的拧动轴缸盖螺栓抵持更为容易，从而使模拟缸盖的拆卸更加方便。

可选地，如图8所示，机器人还包括：模拟缸盖传送装置9。模拟缸盖传送装置9与模拟缸盖拆除手爪配合，将拆除的模拟缸盖传送至预设位置。具体的，当模拟缸盖抓取机构移动到模拟缸盖传送装置9上方时，模拟缸盖抓取机构施放已抓取的模拟缸盖，模拟缸盖由于自身重力落在传送滚道上，模拟缸盖传送装置9将模拟缸盖传送出机器人机构，从而实现完整的模拟缸盖拆除过程。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。

而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。