一种用于环形产品的变距撑嘴机构的制作方法

1.本发明涉及机械装置设计加工技术领域，更具体的，涉及一种用于环形产品的变距撑嘴机构。


背景技术：

2.目前，在机械加工行业内，需要对一些小型产品进行抓取，通常是采用吸取或者根据其外形做出仿形夹爪进行夹取。对于产品外观要求较低的产品当前的方式可以满足使用需求，而对于外观要求较高的产品，夹具的方式往往会对产品造成刮伤或其他机械损伤，导致产品变形，因此通常会采用吸取的方式，而当产品的可吸取面积有限时，例如常见的环形产品，此时吸取稳定性较差，在搬运过程中较大概率会出现甩料和抛料；而对于环形产品做仿形吸嘴，兼容性较差，需要针对不同孔径的产品更换不同的仿形吸嘴，成本高，且仿形吸嘴在使用过程中属于易损件，需要经常更换，经济效益低。
3.同时，在对产品进行抓取时，为了提高工作效率，往往需要一次性抓取多个产品，但是在不同应用场景下，产品之间的摆放间距可能不同，能够对抓取机构之间的间距进行调节，以适应不同的应用场景，也是非常重要的技术指标。
4.中国发明专利申请cn113666116a（间距可调的吸嘴装置、吸嘴机构及吸嘴位置的调节方法）中公开了一种可对吸嘴装置进行间距可调的方法，通过引入拨叉机构，通过拨叉对吸嘴装置之间的距离进行调整，以实现吸嘴之间间距可调的效果，但是拨叉机构操作复杂、造价成本高，且一次只能够调节一个吸嘴装置的位置，调节效率低，并且该装置中采用的吸嘴机构是普通的吸嘴，无法用于对外观要求较高且吸取面积有限的环形产品的吸取。
5.本发明主要针对精度和外观要求较高的环形产品的抓取，同时解决不同尺寸的环形产品的尺寸兼容性问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于环形产品的变距撑嘴机构，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
7.为了实现上述发明目的，本发明公开了一种用于环形产品的变距撑嘴机构，安装框架、设于所述安装框架内部的导向杆和设于所述安装框架外部的变距气缸，所述导向杆与所述变距气缸平行设置；在所述导向杆上并排滑动套接有n个安装座，其中n≧2，n个安装座之间通过铰接链条相连；n个并排设置的安装座中，其中一侧的端部为起始端，相对的另一侧端部为结束端，其中，所述起始端的安装座与安装框架相连，所述结束端的安装座与所述变距气缸的活塞杆之间通过连接板相连；n个安装座中，每个安装座上均设有滑轨，所述滑轨与所述导向杆垂直设置，在每个安装座上滑轨的一侧端部均设有升降气缸，所述升降气缸与滑轨平行设置，所述升降气
缸的活塞杆端部通过撑嘴安装块连接有撑嘴机构，所述撑嘴安装块滑动连接于滑轨上，所述撑嘴机构的一端为气管接头，另一端为柔性撑嘴，所述气管接头连接外部气源。
8.在抓取过程中，通过增大柔性撑嘴的体积，柔性撑嘴位于环形产品的环形孔内，柔性撑嘴即可对环形产品进行撑取，从而实现对环形产品的抓取。柔性撑嘴的材质可选择橡胶。
9.其中，在安装框架上连接有固定座，固定座上预留有安装孔，可将用于环形产品的变距撑嘴机构安装于设备上进行使用。
10.进一步的，柔性撑嘴为多瓣形的花瓣状结构。进一步的，柔性撑嘴为2-10瓣形的花瓣状结构。优选的，柔性撑嘴为3-4瓣形的花瓣状结构；更优选的，柔性撑嘴为3瓣形的花瓣状结构。
11.多瓣形的花瓣状结构可使柔性撑嘴在通入气体后会向不同的方向同时发生体积膨胀，柔性撑嘴的各个位置处体积膨胀更加均匀，撑取产品时稳定性更高；此外，在撑取孔径较小的环形产品时，体积膨胀后的多个花瓣状结构之间彼此不接触，在撑取产品时，柔性撑嘴与产品的环形孔内壁之间是多点接触的状态，柔性撑嘴与产品之间的接触面积小，可进一步减少柔性撑嘴对产品的损伤或污染。
12.进一步的，升降气缸的活塞杆端部设有第一浮动接头，撑嘴安装块的一端通过第一浮动接头与升降气缸的活塞杆相连，另一端安装有撑嘴机构。
13.进一步的，变距气缸的活塞杆端部设有第二浮动接头，连接板的一端通过第二浮动接头与变距气缸的活塞杆相连，另一端与结束端的安装座相连。
14.进一步的，每个安装座上均开设有通孔，通孔的内径大于导向杆的外径，安装座通过通孔穿设于导向杆的外部而滑动套接在导向杆上。
15.进一步的，安装框架包括顶板和与顶板垂直且依次设置的第一侧板、第二侧板和第三侧板，第一侧板和第三侧板分别位于顶板的两个端部，变距气缸安装于第二侧板的外部，导向杆的两端分别于第一侧板和第三侧板相连。
16.进一步的，导向杆包括依次设置的第一导向杆和第二导向杆。导向杆的数量设置为两个，可以使安装座在导向杆上的移动稳定性更好，防止安装座在移动时发生径向的位置偏移。
17.进一步的，在所述第一导向杆和第二导向杆上并排滑动套接有n个安装座，所述结束端的安装座的中部且位于所述第一导向杆和第二导向杆之间的区域与连接板相连；所述起始端的安装座与第一侧板相连。
18.进一步的，安装框架的内部在第三侧板上设有油压缓冲器，油压缓冲器位于连接板在第三侧板上的投影范围内。油压缓冲器的位置可确保当变距气缸带动连接板向第三侧板移动时，第三侧板能够与油压缓冲器接触，起到缓冲作用。
19.本发明的用于环形产品的变距撑嘴机构在使用时，首先根据应用场景调节柔性撑嘴之间的间距，调节过程为：启动变距气缸，变距气缸的活塞杆推出或拉回，带动第二浮动接头和连接板进行推出或拉回运动，当推出时，连接板带动结束端的安装座进而通过铰接链条的作用将安装座之间的距离拉大，柔性撑嘴之间的间距变大；当拉回时，连接板带动结束端的安装座进而通过铰接链条的作用将安装座之间的距离缩小，柔性撑嘴之间的间距变小。调节变距气缸的气量，使柔性撑嘴之间调节至最恰当的距离。
20.然后，即可对环形产品进行撑取，撑取过程为：启动升降气缸，升降气缸的活塞杆推出，带动柔性撑嘴向环形产品移动，柔性撑嘴位于环形产品的环形孔内，打开外部气源，气体自气管接头通入柔性撑嘴内部，柔性撑嘴体积膨胀，与环形孔内侧壁紧密贴合，即可对环形产品进行撑取；随后升降气缸的活塞杆拉回，带动柔性撑嘴发生位置移动，将环形产品移动至下一工序的工作台面上，然后松开气源，柔性撑嘴体积收缩，环形产品脱离柔性撑嘴，随后升降气缸带动柔性撑嘴离开产品，即完成环形产品的撑取和位置转移。重复上述步骤，即可实现对环形产品的循环连续撑取。
21.与现有技术相比，本发明的用于环形产品的变距撑嘴机构具有如下优点：（1）本发明通过在安装框架外部设置变距气缸、在n个安装座之间通过铰接链条相连，变距气缸可带动安装座进行位置移动，对安装座之间的距离进行调整，进而实现撑嘴机构之间的距离可调，变距稳定、可靠性强，且经济方便。
22.（2）本发明的用于环形产品的变距撑嘴机构可同时在变距气缸和升降气缸的作用下实现横向和纵向的位置变化，且两种位置变化互相不干扰，因此既可实现对整排产品的撑取，也可实现单一产品的撑取，便于进行模块化设计，可移植性好。
23.（3）本发明的用于环形产品的变距撑嘴机构通过调节气管接头连接的外部气源的气压大小，可调节柔性撑嘴的撑开体积大小，适用于孔径尺寸不同的环形产品的撑取，兼容性高。
24.（4）本发明的用于环形产品的变距撑嘴机构使用柔性撑嘴，可避免对产品造成划伤，以及撑取不稳定导致的抛料问题。
25.（5）本发明的用于环形产品的变距撑嘴机构中柔性撑嘴为多瓣形的花瓣状结构，多瓣形的花瓣状结构在撑取环状产品时，可与环形产品的环形孔内壁之间形成多点接触，撑取更加稳定，同时还可减少撑嘴对产品的损伤或污染。
26.（6）本发明的用于环形产品的变距撑嘴机构中柔性撑嘴损坏时，可单独对柔性撑嘴进行快速更换，维护方便，便于后期维修和养护。
附图说明
27.图1：实施例1中用于环形产品的变距撑嘴机构的其中一个立体结构示意图。
28.图2：实施例1中用于环形产品的变距撑嘴机构的另一个立体结构示意图。
29.图3：实施例1中用于环形产品的变距撑嘴机构的正视图。
30.图4：实施例1中用于环形产品的变距撑嘴机构的左视图。
31.图5：实施例1中用于环形产品的变距撑嘴机构的安装框架内隐藏了其中一个撑嘴安装块和撑嘴机构后的立体结构示意图。
32.图6：实施例1中用于环形产品的变距撑嘴机构的安装框架内部的立体结构示意图。
33.图7：实施例1中撑嘴机构的立体结构示意图。
34.图8：实施例1中撑嘴机构的装配结构示意图。
35.图9：实施例1中柔性撑嘴通气后体积膨胀而张开的平面结构示意图。
36.图10：实施例1中柔性撑嘴通气后体积膨胀而张开的局部剖视结构示意图。
37.图11：实施例1中柔性撑嘴通气后体积膨胀而张开的立体结构示意图。
38.图12：实施例1中柔性撑嘴的控制气路原理图。
39.其中，1、固定座；2、顶板；3、第一侧板；4、第二侧板；5、第三侧板；6、变距气缸；7、第一导向杆；8、第二导向杆；9、安装座；10、升降气缸；11、滑轨；12、滑块；13、撑嘴安装块；14、第一浮动接头；15、气管接头；16、柔性撑嘴；17、连接板；18、第二浮动接头；19、铰接链条；20、油压缓冲器；21、连接模组；22、连接片；23、空心圆柱筒；24、包胶层；241、圆柱部分；242、花瓣部分；25、电磁阀；26、调压阀。
具体实施方式
40.下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
41.实施例1如图1-11所示，给出了用于环形产品的变距撑嘴机构的整体及局部结构示意图。
42.用于环形产品的变距撑嘴机构包括安装框架，安装框架上连接有固定座1，固定座1上预留有安装孔，可将用于环形产品的变距撑嘴机构安装于机械设备上进行使用。
43.安装框架包括顶板2和与顶板2垂直且依次设置的第一侧板3、第二侧板4和第三侧板5，第一侧板3和第三侧板5分别位于顶板2的两个端部，在第二侧板4的外部安装有变距气缸6。
44.在安装框架的内部，与第一侧板3和第三侧板5相连接设有导向杆，导向杆包括依次设置的第一导向杆7和第二导向杆8，在第一导向杆7和第二导向杆8上套设有安装座9，具体地：在安装座9上开设有通孔，通孔的直径大于第一导向杆7和第二导向杆8的外径，安装座9可沿第一导向杆7和第二导向杆8做轴向运动。
45.在安装座9上沿着垂直于导向杆的方向设有滑轨11，安装座9的上方滑轨11的端部固定设有升降气缸10，在滑轨11上滑动连接设有滑块12，滑块12上固定连接设有撑嘴安装块13，升降气缸10的活塞杆端部设有第一浮动接头14，撑嘴安装块13的一端通过第一浮动接头14与升降气缸10的活塞杆相连，另一端固定安装有撑嘴机构，撑嘴机构的一端为气管接头15，另一端为柔性撑嘴16，气管接头15连接外部气源，可向柔性撑嘴16内通入气体，使柔性撑嘴16撑开进而体积膨胀变大，从而可撑取环形产品。
46.气管接头15通过连接模组21与柔性撑嘴16连接。如图8-11所示，柔性撑嘴16包括连接片22、空心圆柱筒23和包胶层24，包胶层24密封套接于空心圆柱筒23的外侧。连接片22与空心圆柱筒23密封连接，在连接片22的中心位置处设有螺纹通孔，螺纹通孔与空心圆柱筒23内的空心区域位置对应且互相连通，连接片22的外径大于空心圆柱筒23的外径。包胶层24包括圆柱部分241和花瓣部分242，圆柱部分241和花瓣部分242为一体成型的中空结构，包胶层24的圆柱部分241密封套接于空心圆柱筒23的外部，花瓣部分242位于空心圆柱筒23的下方，包胶层24的材质为橡胶，因此具有柔性。
47.连接片22的螺纹通孔、空心圆柱筒23的空心区域，以及包胶层24中圆柱部分241和花瓣部分242的一体成型的中空结构之间互相连通。
48.连接片22与空心圆柱筒23之间通过胶黏剂粘接实现密封粘接，包胶层24的圆柱部分241也通过胶黏剂粘接以实现空心圆柱筒23与圆柱部分241之间的密封套接。为了实现更好地密封粘接，可对胶黏剂进行加热固化处理。
49.在其他应用情形下，连接片22和空心圆柱筒23为一体成型的结构，具体的，对一个
中心位置处设有螺纹通孔的塑料柱体进行外缘切削或外缘磨削加工，形成一个具有两段外径不同的塑料柱体，其中外径大的一段为连接片22，外径小的一段为空心圆柱筒23，包胶层24密封套接于空心圆柱筒23的外侧。
50.连接模组21包括中空螺杆和螺纹连接在中空螺杆外侧的螺帽，气管接头15与连接模组21上的中空螺杆螺纹连接，气管接头15、连接模组21和柔性撑嘴16的内部互相连通，气管接头15连接外部气源。
51.如图12所示，为柔性撑嘴16的控制气路原理图，在柔性撑嘴16的控制气路中，依次设有电磁阀25和调压阀26，电磁阀25连接外部气源，电磁阀25通电，控制气路导通，气体通过电磁阀25和调压阀26进入柔性撑嘴16内，花瓣部分242通气后体积膨胀而张开，如图9-11所示，此时可用于撑取环状产品。
52.在一个特定的应用情形下，气源的气压为0.4-0.6mpa，经过调压阀26调节后，气压调至0.1-0.2mpa。
53.撑取完毕后，电磁阀25断电，控制气路内的气体自电磁阀25排出，花瓣部分242泄气后体积收缩恢复至初始状态，具体可见图8中给出的柔性撑嘴16的状态。柔性撑嘴16中花瓣部分242的材质为橡胶，材料自身弹性好，在撑取产品时可避免划伤产品，也可避免撑取后产生抛料问题。
54.柔性撑嘴16中花瓣部分242为3瓣形的花瓣状结构，柔性撑嘴16中花瓣部分242内通入气体后会发生体积膨胀，调节通入气体的气压大小，可改变体积膨胀的大小，进而改变柔性撑嘴16中花瓣部分242撑开的幅度，可实现对不同尺寸的环形产品的撑取；变距气缸6与安装座9之间通过连接板17固定连接，在第二侧板4上沿着第二侧板4的厚度方向开设有通孔，连接板17穿过该通孔分别与变距气缸6和安装座9相连，具体为：在变距气缸6的活塞杆端部设有第二浮动接头18，连接板17的一端通过第二浮动接头18与变距气缸6的活塞杆相连，另一端与安装座9之间通过螺栓或紧固螺钉相连。连接板17与安装座9上位于第一导向杆7和第二导向杆8之间的区域固定连接。
55.安装座9的数量为多个，在该实施例1中，安装座9的数量n=6，即有6个并排设置的安装座9，相应地，升降气缸10和柔性撑嘴16的数量也为6个，可实现一次同时撑取6个产品的功能。
56.6个安装座9中，靠近第一侧板3的安装座9（即起始端的安装座9）与第一侧板3之间固定连接；变距气缸6的缸体位于第二侧板4上靠近第一侧板3的位置处，连接板17与距离第一侧板3位置最远的安装座9（即结束端的安装座9）固定连接，变距气缸6和6个安装座9均位于连接板17的同一侧。
57.6个安装座9之间通过铰接链条19固定连接，铰接链条19可沿导向杆的轴向做伸缩运动，通过铰接链条19，可对6个安装座9之间的间距进行调整，使其互相靠近或远离，以实现变距的功能。
58.在该实施例1中，铰接链条19为双排链条，铰接更稳定，铰接传动效果更好。
59.在第三侧板5上，固定设有油压缓冲器20，油压缓冲器20位于连接板17在第三侧板5上的投影范围内，当变距气缸6的活塞杆推出，带动连接板17向第三侧板5靠近时，连接板17会首先与油压缓冲器20相接触，油压缓冲器20可起到缓冲作用，降低连接板17向第三侧板5的运动速度，提高运动精度，还可吸收运动过程的震动和噪音，同时还能够防止连接板
17直接撞击到第三侧板5上，从而损坏安装框架，因此可以提高机构的牢固性和稳定性。
60.该实施例1中的用于环形产品的变距撑嘴机构的工作流程如下所述：（一）调节柔性撑嘴16之间的间距：在不同场合下，待撑取的环形产品之间的间距不同，就需要对柔性撑嘴16之间的间距进行调整：（1）当需要增大柔性撑嘴16之间的间距时，启动变距气缸6，使变距气缸6的活塞杆向外推出，变距气缸6的活塞杆带动第二浮动接头18和连接板17向外推出，连接板17带动结束端的安装座9远离相邻的安装座9，由于多个安装座9之间通过铰接链条19固定连接，多个安装座9之间的距离被拉开，柔性撑嘴16之间的距离由此也变大；（2）当需要减小柔性撑嘴16之间的间距时，启动变距气缸6，使变距气缸6的活塞杆拉回，通过第二浮动接头18、连接板17和铰接链条19的作用，结束端的安装座9带动其余安装座9靠近第二侧板4移动，多个安装座9之间的距离变小，柔性撑嘴16之间的距离变小；根据所需要的柔性撑嘴16之间的距离，调节变距气缸6的气量，控制变距气缸6的活塞杆推出或拉回的距离，即可得到所需的柔性撑嘴16之间的距离。
61.（二）撑取产品：调整好柔性撑嘴16之间的间距后，即可对产品进行撑取：（1）启动升降气缸10，升降气缸10的活塞杆推出，带动撑嘴安装块13和柔性撑嘴16向放置有产品的工作台面运动，柔性撑嘴16落入产品的环形孔内；（2）打开外部气源，气体自气管接头15通入柔性撑嘴16内部，柔性撑嘴16中花瓣部分242体积膨胀，与产品的环形孔内侧壁紧密贴合，对产品进行撑取；（3）启动升降气缸10，升降气缸10的活塞杆拉回，带动撑嘴安装块13和柔性撑嘴16离开工作台面，将撑取的产品移动至下一工序的工作台面上，然后松开外部气源，柔性撑嘴16中花瓣部分242体积收缩，产品从柔性撑嘴16中花瓣部分242的外部脱离，然后升降气缸10带动柔性撑嘴16离开产品，即完成产品的撑取和位置转移。
62.再次重复上述步骤（1）-（3），即可实现对产品的循环连续撑取。
63.柔性撑嘴16撑取产品移动至下一工序的工作台面上时，需要借助于机械设备的其他位置转移机构，属于本发明之外的技术手段，此处不做描述。
64.实施例2实施例2与实施例1的产品结构基本相同，不同之处仅在于，在实施例2中，柔性撑嘴中花瓣部分为两瓣形的花瓣状结构。
65.采用两瓣形花瓣状结构的柔性撑嘴撑取环形产品时，柔性撑嘴与环形产品的环形孔内壁之间具有两个接触点，当环形孔的尺寸较大时，会出现撑取过程撑不稳定，导致出现抛料问题。
66.实施例3实施例3与实施例1的产品结构基本相同，不同之处仅在于，在实施例3中，柔性撑嘴中花瓣部分为4瓣形的花瓣状结构。
67.本实施例与实施例1相比，环形产品受柔性撑嘴污染的程度增加5%，且：4瓣形的柔性撑嘴的加工难度较大，成本提升了约5%。
68.实施例4实施例4与实施例1的产品结构基本相同，不同之处仅在于，在实施例4中，柔性撑嘴中花瓣部分为5瓣形的花瓣状结构。
69.本实施例与实施例1相比，环形产品受柔性撑嘴污染的程度增加15%，且：5瓣形的柔性撑嘴的加工难度较大，成本提升了约20%。
70.实施例5实施例5与实施例1的产品结构基本相同，不同之处仅在于，在实施例5中，柔性撑嘴中花瓣部分为6瓣形的花瓣状结构。
71.本实施例与实施例1相比，环形产品受柔性撑嘴污染的程度增加25%，且：6瓣形的柔性撑嘴的加工难度较大，成本提升了约40%。
72.由此可见：柔性撑嘴中花瓣部分的瓣数越多，环形产品受柔性撑嘴污染的程度增加，并且瓣数越多，柔性撑嘴的加工难度越大，成本呈跳跃式提高。因此，柔性撑嘴中花瓣部分优选为3-4瓣形的花瓣状结构。
73.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。