弹簧自锁式定位销机构的制作方法

本实用新型涉及一种弹簧自锁式定位销机构，用于车身焊装生产线上车身的定位和夹紧，属于汽车制造技术领域。

背景技术：

汽车在焊装生产线上的传输需要特定的托盘工具定位和夹紧，这种托盘工具通常由一个焊接的框架结构1和安装在此框架上的定位销机构2组成，如图1所示。

该定位销机构2用于对车身的定位和夹紧，目前，在汽车生产线上用到的机械式定位销如图2所示，由空心支座3、定位销本体4、销轴5、旋转手柄6、偏心轴7、连杆8、定位销钩9、连杆接头10、连杆接头11组成。

图2中A处内部结构如图3所示，定位销钩9与接头10铰接，连杆8一端与接头10螺接，固定于定位销本体4上的两个销轴5卡在定位销钩9所开的凹槽中，即定位销钩在外力作用下是沿着自身所开凹槽的形状所确定的轨迹运动的。图2中B处内部结构如图4A及图4B所示，连杆8与连杆接头11螺接，偏心轴7一端与连杆接头11铰接，另外一端与手柄6固连。

如图5A所示，设旋转手柄6与连杆8垂直为初始状态，此时定位销钩9为夹紧状态。当外力逆时针旋转手柄6一百八十度，带动偏心轴7，连杆8到达图5B所示位置，此时，定位销钩9在连杆推动下在定位销本体4的空腔中沿着自身凹槽形状所确定的轨迹缩回到定位销本体4内部，到达打开状态。

每个旋转驱动式定位销机构对车身的夹紧和打开都需要额外设置机器人或者电机去驱动旋转机构，一套托盘工具至少含有4个定位销机构，因此这种机构对机器人或者电机的依赖和需求增加了生产线成本，降低了汽车生产效率，延长了汽车制造周期。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：无需借助机器人或者电机即可实现定位销机构对车身的夹紧和打开。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种弹簧自锁式定位销机构，其特征在于，包括内部空心的定位销本体、支座及底座，底座、支座及定位销本体由下至上依次设置，在定位销本体内设有定位销钩，定位销钩的顶端为钩状端部，定位销钩的末端经由设于支座内的传动组件与设于底座内的弹簧自锁组件相连，定位销钩的钩状端部位于定位销本体顶部的滑动间隙内，由弹簧自锁组件经传动组件驱动定位销钩上下移动，从而使得钩状端部在滑动间隙内上下移动，钩状端部在滑动间隙内下移到位后与定位销本体相配合将车身板件夹紧；

弹簧自锁组件包括开有凹槽一的导向块，轴承卡在凹槽一内，轴承与传动组件相联结，轴承从凹槽的一端滑动至另一端时通过传动组件带动定位销钩向上运动，轴承从凹槽的另一端滑动至一端时通过传动组件带动定位销钩向下运动，在导向块的左右两侧分别设有弹簧施力组件及外力传递组件，外力通过外力传递组件推动导向块向一个方向运动，使得轴承从凹槽一的一端滑动至另一端，同时，使得弹簧施力组件的回复力增大，弹簧施力组件通过回复力推动导向块向另一个方向运动，使得轴承从凹槽一的另一端滑动至一端。

优选地，所述定位销钩开有一定形状的凹槽二，固定于所述定位销本体的销子卡在凹槽二，使得所述定位销钩沿凹槽二设定的路径上升、下降。

优选地，所述传动组件包括与所述定位销钩相连的接头一，接头一依次连接连杆一、接头二、接头三、连杆二及接头四，其中：接头二与接头三铰接；连杆二穿过固定于所述支座的无油衬套一构成滑动副一；接头四与套于所述轴承内的销轴相连。

优选地，所述外力传递组件包括导向杆，导向杆的一端位于所述底座外，为用于承受外力的受力端，导向杆的另一端穿过设于所述底座上的无油衬套二后用于推动所述导向块，导向杆与无油衬套二构成滑动副二。

优选地，在所述导向杆的受力端上设有接头五，受力销轴与接头五相连，受力销轴外套后受力轴承。

优选地，所述弹簧施力组件包括设于弹簧安装盒内的弹簧，弹簧的一端与弹簧安装盒相抵，另一端与弹簧导向杆的一端相抵，弹簧导向杆的另一端穿过设于所述底座上的无油衬套三后用于推动所述导向块，弹簧导向杆与无油衬套三构成滑动副三。

本实用新型相对于现有技术具有以下几个优点：

1、本实用新型靠弹簧的自锁使定位销钩保持夹紧板件的状态，无需外力维持，稳定可靠；

2、本实用新型在实际应用中不需要额外设置电机或者机器人，无需额外辅助设备和能源，环保型和经济性好；

3、本实用新型在滚床上升或下降的同时实现定位销钩的闭合和打开，无需额外辅助动作和程序，节省了生产线节拍，提高了生产效率。

附图说明

图1为现有托盘工具示意图；

图2为定位销机构示意图；

图3为图2中A部分的局部放大图；

图4A及图4B为图2中B部分的内部结构示意图；

图5A为定位销机构处于夹紧状态的示意图；

图5B为定位销机构处于打开状态的示意图；

图6A为本实用新型提供的定位销机构的结构示意图；

图6B为图6A的A-A向剖视图；

图7为图6B的B-B向剖视图；

图8为本实用新型提供的定位销机构的局部放大图；

图9为本实用新型提供的定位销机构处于打开状态的局部放大示意图；

图10A为本实用新型处于自由状态的示意图；

图10B为本实用新型处于外力作用状态的示意图；

图11为本实用新型的应用示意图；

图12为本实用新型在应用中的使用过程图；

图13为受力分析图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

结合图6A、图6B及图7，本实用新型提供的一种弹簧自锁式定位销机构主要由空心的定位销本体12、支座13、底座14，定位销钩20，传动组件，弹簧自锁组件组成。

定位销本体12内部为空心结构，定位销钩20开有一定形状的凹槽，固定于定位销本体的12的两个销子21卡在定位销钩20的凹槽中，定位销钩20一端与接头一22铰接，在外力作用下将在定位销本体12的空心空间内，沿着凹槽形状所确定的轨迹运动。

传动组件部分由接头一22、连杆一24、接头二25、接头三26、无油衬套一27、连杆二28、接头四29组成。连杆一24一端与接头一22螺接，另一端与接头二25螺接。接头二25与接头三26铰接。连杆二28一端与接头三26螺接，另一端与接头四29螺接，连杆二28与固定于空心支座13的无油衬套一27构成滑动副一，即在外力作用下，连杆二28只能沿着无油衬套一27轴线的方向做直线运动。

弹簧自锁组件由受力轴承15、受力销轴16、接头五17、导向杆18、无油衬套二30、导向块31、轴承32、销轴33、导向杆34、无油衬套三35、弹簧36及弹簧安装盒19组成。受力轴承15通过受力销轴16固定在接头五17上。导向杆18一端与接头五17螺接，另一端插入导向块31内，并用紧定螺钉连接。导向杆18与固定于底座14上的无油衬套二30构成滑动副二。导向块31内部开有梯式凹槽，轴承32卡在梯式凹槽内，可沿着梯式凹槽确定的轨迹运动。同时导向块31另一端与弹簧导向杆34过盈配合连接。弹簧导向杆34与固定于底座14的无油衬套三35构成滑动副三，可使得弹簧36在弹簧安装盒19内被压缩和回弹。其中，无油衬套二30和无油衬套三35轴线方向平行。

弹簧自锁组件通过销轴33将轴承32固定于传动组件的接头四29上传递运动，传动组件通过接头一22与定位销钩20铰接实现将运动最终传递给定位销钩20，达到定位销钩20的伸出和缩回运动。

如图6A、图6B及图7所示状态，此时无外力作用于弹簧自锁组件上，弹簧36预压状态，定位销钩20伸出定位销本体12，压紧车身板件37，如局部放大图8所示。定位销本体12和定位销钩20可根据客户车身板件孔的大小和板件厚度需求进行选型。

当一个平行于无油衬套二30且大于弹簧36被压缩产生的弹力的外力作用于受力轴承15上，这个外力通过接头五17、导向杆18的传递使得导向块31沿着无油衬套二30轴线方向做直线运动，弹簧36被进一步压缩。此时，轴承32沿着导向块31所开梯形凹槽运动到位置二如图9所示处，相对于其初始位置在高度方向上上升了一定高度H，通过传动组件的传递，使定位销钩20在固定的销子21的限制下沿着自身所开凹槽的轨迹缩回到定位销本体12内部空腔内，如图10A所示。

此外，该机构设置有观察碟23，滚床上在相应位置设置漫反射光电传感器，通过支座13上开设的两个小孔检查定位销钩20随着传动组件运动，可通过支座13上开设的两个小孔观察到碟片23的位置，从而可判断本实用新型是否打开或者夹紧到位。

本实用新型只需要给一个平行于无油衬套二30轴线方向的能够克服所设置弹簧36被压缩所产生的弹力的力即可使勾销缩回。当这个外力撤除时，弹簧36回复到预压状态，使勾销自动压紧车身板件。在实际实用过程中，如图11中所设置，本实用新型设置在托盘框架38上，组成车身焊装线上用于工位之间传输的托盘夹具，运输或工作过程中托盘夹具上的定位销机构对车身板件进行定位和夹紧，定位销钩20一直处于伸出夹紧板件的状态。

当车身板件需要下线时，如图12所示，升降滚床39上设有对应的固定支架40，该支架上装有固定托块41，托盘夹具随着升降滚床下降，本实用新型的驱动组件的轴承15与固定托块41接触，如图13所示，托块固定，将给轴承一个正压力F_N，F_N可分解为水平力F_H和竖直方向的力F_V，这个水平力即可以驱动整个定位销机构，使定位销钩20缩回，此时车身板件可以从托盘夹具上脱离。