一种强力夹头机构的制作方法

本发明涉及汽车线束夹紧装置技术领域，尤其涉及一种强力夹头机构。

背景技术：

在汽车电子产品线束的成型过程中，需要通过机构将线束夹紧，现有技术中，常用夹紧方式为双气缸两侧同时向中心夹紧，也可以采用夹爪气缸实现，同时集成力和位移监控，确保每次成型过程的力和位移在设定范围内，以确保成型质量稳定。

然而，实际线束成型过程中，压紧力一般要达到3000n以上才能实现成型。如果采用双气缸两侧同时夹紧的方式，需要采用两个缸径100以上的气缸才能3000n的输出力，所以机构会很大，成本较高，同时很难保证对中夹紧，不好实现两侧成型夹爪速度同步。如果采用夹爪气缸，虽然对中效果好，但只能满足2000n以内的夹紧力要求，且夹爪气缸的精度不会很高，长时间使用后，会有磨损情况，无法监控每次的力和位移值稳定，受控，难以保证成型质量。

因此，需要开发一种适用于汽车线束成型、输出力3000n以上、对中效果好、占地面积小、夹紧力和位移值稳定的夹紧装置。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，提供一种强力夹头机构，目的是缩小机构体积，确保气缸的输出力，保证对中夹紧，确保每次的力和位移数值可监控，确保产品质量稳定。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种强力夹头机构，包括：

机架，用于支撑强力夹头机构整体；

一个气缸，其缸体固定于机架的底部，其缸杆竖直向上连接传动部件的底部中心；

两组成型夹爪，其对称地活动于机架的顶部，通过传动部件实现两组成型夹爪的彼此靠近或远离，每组成型夹爪包括两个位置错开的第一分爪和第二分爪，第一分爪和第二分爪的一侧均形成半圆形的线束放置槽，两组第一分爪闭合后形成圆形的第一线束放置孔，同时，两组第二分爪闭合后形成圆形的第二线束放置孔，第一线束放置孔和第二线束放置孔位置错开；

以及传动部件，位于气缸和成型夹爪之间，其底部中心安装有压力传感器，其侧部安装有位移传感器，其通过气缸的驱动能够将缸杆沿竖直方向的直线运动转化为两组成型夹爪沿水平方向的直线运动。

进一步地，上述的强力夹头机构中，所述传动部件包括一个滑块、两个压块和四个铰链板，缸杆连接于滑块底部的中心处，两个压块对称地固定于滑块上部的两侧，每个压块的上方分布两个互相铰接的铰链板，压块位于两个铰链板的铰接轴的正下方，其中一个铰链板铰接在机架上，另一个铰链板铰接在成型夹爪上，气缸的缸杆伸出带动滑块向上移动，滑块上的两个压块分别压住两侧的铰链板的铰接轴，通过压块顶住铰链板移动，两个铰链板的夹角变大，带动两组成型夹爪向闭合方向移动，从而实现夹紧功能。

进一步地，上述的强力夹头机构中，所述机架两侧对称地固定有两条竖直方向设置的直线滑轨，所述滑块内部对称地分布有供直线滑轨穿过的两条滑道。

进一步地，上述的强力夹头机构中，两个铰链板的角度变化由125度到155度，即两个铰链板的原位角度为125度，到位角度为155度。

进一步地，上述的强力夹头机构中，所述机架上部固定有供两组成型夹爪水平滑动的滑槽，两组成型夹爪滑块安装在同一个滑槽内。

进一步地，上述的强力夹头机构中，所述机架包括底座和护板，所述气缸固定于底座的下方，所述传动部件和两组成型夹爪活动于底座的上方，所述护板设置为两块，分别位于传动部件的两侧。

进一步地，上述的强力夹头机构中，所述气缸选用100mm缸径的气缸。

进一步地，上述的强力夹头机构中，所述机架侧部固定有连接块，所述位移传感器竖直设置，其躯干部固定于连接块的定位孔中，其正上方设有到位块，所述到位块固定在传动部件的侧部。

与现有技术相比，本发明的技术效果：

本发明提供的强力夹头机构，采用一个气缸驱动两侧成型夹爪同步动作，通过传动部件实现两组成型夹爪的彼此靠近或远离，缩小气缸缸径，体积小、节省安装空间，保证对中夹紧，将一个气缸的输出力放大2～2.5倍，减小夹爪磨损，使用寿命长，易于维护保养。同时增加位移传感器及压力传感器，确保每次的力和位移数值可监控，确保产品质量稳定。本发明已应用于hts产线v-pin压接成型设备中，取得了非常好的使用效果，成型的线束得到了广大客户的认可度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的强力夹头机构的立体图；

图2为本发明提供的强力夹头机构的主视图；

图3为本发明提供的成型夹爪的局部放大立体图；

图4为本发明提供的成型夹爪的局部放大主视图。

附图标记说明：

1、气缸；2、第一分爪；3、第二分爪；4、第一线束放置孔；5、第二线束放置孔；6、压力传感器；7、位移传感器；8、滑块；9、压块；10、铰链板；11、铰接处；12、直线滑轨；13、滑槽；14、底座；15、护板；16、连接块；17、到位块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1～4所示，本发明提供的一种强力夹头机构，包括：

机架，用于支撑强力夹头机构整体；

一个气缸1，其缸体固定于机架的底部，其缸杆竖直向上连接传动部件的底部中心；

两组成型夹爪，其对称地活动于机架的顶部，通过传动部件实现两组成型夹爪的彼此靠近或远离，每组成型夹爪包括两个位置错开的第一分爪2和第二分爪3，第一分爪2和第二分爪3的一侧均形成半圆形的线束放置槽，两组第一分爪2闭合后形成圆形的第一线束放置孔4，同时，两组第二分爪3闭合后形成圆形的第二线束放置孔5，第一线束放置孔4和第二线束放置孔5位置错开；

以及传动部件，位于气缸1和成型夹爪之间，其底部中心安装有压力传感器6，其侧部安装有位移传感器7，其通过气缸1的驱动能够将缸杆沿竖直方向的直线运动转化为两组成型夹爪沿水平方向的直线运动。

作为优选的实施方式，上述的强力夹头机构中，所述传动部件包括一个滑块8、两个压块9和四个铰链板10，缸杆连接于滑块8底部的中心处，两个压块9对称地固定于滑块8上部的两侧，每个压块9的上方分布两个互相铰接的铰链板10，压块9位于两个铰链板10的铰接轴11的正下方，其中一个铰链板铰接在机架上，另一个铰链板铰接在成型夹爪上，气缸1的缸杆伸出带动滑块8向上移动，滑块8上的两个压块9分别压住两侧的铰链板的铰接轴11，通过压块9顶住铰链板10移动，两个铰链板10的夹角变大，带动两组成型夹爪向闭合方向移动，从而实现夹紧功能。具体地，上述的强力夹头机构中，两个铰链板10的角度变化由125度到155度，即两个铰链板10的原位角度为125度，到位角度为155度。

如图4所述，关于极限成型力的计算：

例如，气缸1选用100mm缸径，气压6bar的情况下，气缸稳定输出力为3700n。

铰链板最小角度125°，最大角度155°。

f1min＝tan62.5°×f/2＝1.92×(3700n/2)＝3552n；

f1max＝tan77.5°×f/2＝4.51×(3700n/2)＝8343.5n。

所以此结构采用100mm气缸的情况下，最小夹紧输出力为3552n，最大闭合夹紧力为8343.5n。采用本发明的铰链板组成结构，打开和压紧状态的角度为125°到155°，可放大气缸力2～2.5倍。

为了保证滑块8上下滑动时的稳定性，作为优选的实施方式，上述的强力夹头机构中，所述机架两侧对称地固定有两条竖直方向设置的直线滑轨12，所述滑块8内部对称地分布有供两条直线滑轨12穿过的两条滑道。

为了保证两组成型夹爪水平滑动的稳定性和保证对中夹紧，作为优选的实施方式，上述的强力夹头机构中，所述机架上部固定有供两组成型夹爪水平滑动的滑槽13，同时，为了结构紧凑，节约空间，两组成型夹爪滑块安装在同一个滑槽13内。

具体地，上述的强力夹头机构中，所述机架包括底座14和护板15，所述气缸1固定于底座14的下方，所述传动部件和两组成型夹爪活动于底座14的上方，所述护板15设置为两块，分别位于传动部件的两侧，起到保护作用的同时提高了机构运行时的稳定性。

作为优选的实施方式，上述的强力夹头机构中，所述气缸1选用100mm缸径的气缸。具体地，气缸通过一个减压阀控制，气压锁定后，气缸输出力相对稳定，同时在气缸杆终端增加压力传感器，读取每次气缸的输出力，一旦超过设定值，气缸阀片马上断气，确保气缸每次的输出力不会超过上限。

作为优选的实施方式，上述的强力夹头机构中，所述机架侧部固定有连接块16，所述位移传感器7竖直设置，其躯干部固定于连接块16的定位孔中，其正上方设有到位块17，所述到位块17固定在传动部件的侧部。

上述的成型夹爪、滑槽、铰链板、压块等材料均采用市场上常见的模具钢cr12mov，通过真空淬火制作而成，表面坚硬且耐磨性好。

上述压力传感器和位移传感器采用国际品牌，通过本身的模拟量接口，可以与plc进行通讯，实时读取当前的压力和位移值，用于监控实时状态，一旦超出设定值，会启动报警程序，保护产品和夹爪不会因为超过上限而损坏。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。