圆柱齿轮自适应保护夹具机械人系统的制作方法

本发明涉及圆柱齿轮装配技术领域，特别是涉及一种圆柱齿轮自适应保护夹具机械人系统。

背景技术：

圆柱齿轮作为机械工业的象征，其在机械传动领域的地位无可替代，随着工业化进程的加快，高精密的圆柱齿轮的使用也越来越频繁，而高精密的圆柱齿轮的齿面光洁度及表面质量要求很高，甚至对于某些齿面有涂层的圆柱齿轮在生产过程中还需要加以保护，但是目前的圆柱齿轮装配夹具，在装夹过程中，极易对齿面造成不可逆损伤，这严重制约着高精密齿轮的装配及影响高精密齿轮的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种圆柱齿轮自适应保护夹具机械人系统。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种圆柱齿轮自适应保护夹具机械人系统，包括有跑道形的传输线，传输线上设有多个圆柱齿轮定位单元。

圆柱齿轮定位单元包括底座、导向盘、驱动组件、电磁吸盘和三个弹性夹紧机构，所述底座与导向盘之间连接有至少两个支撑杆，所述电磁吸盘固定在导向盘上，所述导向盘的轴线与电磁吸盘的轴线重合，三个所述弹性夹紧机构等间隔分布且滑动连接在导向盘上，所述驱动组件用于带动三个弹性夹紧机构同时沿径向移动；

所述弹性夹紧机构包括夹紧固定座、夹紧移动块、柔性基带片和若干弹性卡紧组件，所述夹紧固定座与导向盘连接，所述夹紧移动块的一端滑动嵌套在夹紧固定座内，所述夹紧移动块的一端端部与夹紧固定座之间连接有第一复位弹簧，所述夹紧固定座内嵌设有用于控制电磁吸盘和驱动组件通断电的接近开关，所述夹紧移动块的另一端铰接有两个对称的摆块，所述柔性基带片的两端分别固定连接在摆块的另一端，两个所述摆块之间连接有第二复位弹簧，若干所述弹性卡紧组件固定在柔性基带片上，并呈矩阵排列。

其中，所述弹性卡紧组件包括卡紧套筒、第三复位弹簧和浮动卡柱，所述卡紧套筒固定在柔性基带片上，所述浮动卡柱的一端伸入卡紧套筒内，所述第三复位弹簧设于卡紧套筒内，且其两端分别与卡紧套筒和浮动卡柱连接。

其中，所述浮动卡柱的自由端端部呈球形状。

其中，所述导向盘上间隔沿径向方向设有三个滑槽，所述导向盘通过三个滑槽分别滑动连接有滑块，所述夹紧固定座固定在滑块上，每个所述滑块的底部均设有连接耳，三个所述滑槽内分别设有用于为连接耳提供移动空间的条形孔，所述滑块通过连接耳与驱动组件的输出端传动连接。

其中，所述驱动组件包括驱动电机、电机支架、螺杆和螺母，所述电机支架固定在底座上，所述驱动电机固定在电机支架上，所述螺杆的两端分别转动连接在底座和导向盘上，所述螺母螺纹连接在螺杆上，所述驱动电机的输出端通过传动齿轮组与螺杆的一端传动连接，所述螺母上铰接有三个连杆，三个所述连杆的另一端分别与连接耳铰接。

其中，所述传动齿轮组包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与驱动电机的输出端连接，所述第二传动齿轮套设在螺杆上，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮相互啮合，所述第二传动齿轮的半径大于第一传动齿轮的半径。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明在导向盘上滑动连接三个弹性夹紧机构，且三个弹性夹紧机构等间隔设置，通过三个弹性夹紧机构沿径向移动进而实现将齿轮预定位和柔性夹紧，再配合电磁吸盘吸附齿轮，进而完成齿轮装夹；而弹性夹紧机构上设置的柔性基带片与矩阵排列在柔性基带片的弹性卡紧组件配合，从而防止齿轮转动，无需很大的夹紧力，对齿轮齿面的压强很小，不会损伤齿轮齿面，在装夹齿轮的同时更好地保护齿轮齿面，不影响齿轮的使用寿命；另外，呈矩阵排列的弹性卡紧组件，可以适应不同齿型以及不同模数的圆柱齿轮，通用性更强。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是圆柱齿轮定位单元实施例提供的圆柱齿轮自适应保护夹具机械手的结构示意图；

图3是应用圆柱齿轮定位单元实施例提供的圆柱齿轮自适应保护夹具机械手装夹圆柱齿轮的使用状态图；

图4是圆柱齿轮定位单元实施例提供的弹性夹紧机构的结构示意图；

图5是圆柱齿轮定位单元实施例提供的弹性夹紧机构的另一视角的结构示意图；

图6是圆柱齿轮定位单元实施例提供的弹性卡紧组件的结构示意图；

图7是圆柱齿轮定位单元实施例提供的圆柱齿轮自适应保护夹具机械手的部分结构示意图；

图8是圆柱齿轮定位单元实施例提供的导向盘的结构示意图；

图9是圆柱齿轮定位单元实施例提供的导向盘的另一视角的结构示意图；

附图标记说明：

a2-传输线；a1-圆柱齿轮定位单元；

1-底座；2-导向盘；21-滑槽；22-滑块；221-连接耳；23-条形孔；3-驱动组件；31-驱动电机；32-电机支架；33-螺杆；34-螺母；35-传动齿轮组；36-连杆；4-电磁吸盘；5-弹性夹紧机构；51-夹紧固定座；52-夹紧移动块；53-柔性基带片；54-弹性卡紧组件；541-卡紧套筒；542-第三复位弹簧；543-浮动卡柱；55-第一复位弹簧；56-接近开关；57-摆块；58-第二复位弹簧；6-支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图9所示，本实施例所述的一种圆柱齿轮自适应保护夹具机械人系统，包括有跑道形的传输线a2，传输线上设有多个圆柱齿轮定位单元a1。

多个圆柱齿轮定位单元可以供多个工位进行工作，提升效率。

圆柱齿轮定位单元包括底座1、导向盘2、驱动组件3、电磁吸盘4和三个弹性夹紧机构5，所述底座1与导向盘2之间连接有至少两个支撑杆6，所述电磁吸盘4固定在导向盘2上，具体地，可在导向盘2上开设一个圆形凹槽，然后将电磁吸盘4嵌入在圆形凹槽内，结构更牢固，所述导向盘2的轴线与电磁吸盘4的轴线重合，三个所述弹性夹紧机构5等间隔分布且滑动连接在导向盘2上，所述驱动组件3用于带动三个弹性夹紧机构5同时沿径向移动；

所述弹性夹紧机构5包括夹紧固定座51、夹紧移动块52、柔性基带片53和若干弹性卡紧组件54，所述夹紧固定座51与导向盘2滑动连接，所述夹紧移动块52的一端滑动嵌套在夹紧固定座51内，所述夹紧移动块52的一端端部与夹紧固定座51之间连接有第一复位弹簧55，所述夹紧固定座51内嵌设有用于控制电磁吸盘4和驱动组件3通断电的接近开关56，所述夹紧移动块52的另一端铰接有两个对称的摆块57，所述柔性基带片53的两端分别固定连接在摆块57的另一端，两个所述摆块57之间连接有第二复位弹簧58，若干所述弹性卡紧组件54固定在柔性基带片53上，并呈矩阵排列，优选地，如图3所示，弹性卡紧组件54的排列为4×7阵列式。

本实施例的工作方式：工作时，将齿轮放置在电磁吸盘4上，然后驱动组件3带动三个弹性夹紧机构5同时沿径向向内移动，此时夹紧固定座51带动夹紧移动块52、柔性基带片53和弹性卡紧组件54靠近齿轮运动，使弹性卡紧组件54与齿轮接触，而柔性基带片53从直线状态变形为包覆齿轮外齿面的弧面状态，并带动两个摆块57相向移动，即两个摆块57之间的夹角减小，同时第二复位弹簧58由直线状态变形为弯曲状态，然后在夹紧固定座51继续运动下，部分弹性卡紧组件54与齿轮的齿槽配合，进而卡紧齿轮，防止齿轮转动，同时夹紧移动块52在挤压作用下，不断伸入夹紧固定座51内，并压缩第一复位弹簧55，这里，可设置夹紧移动块52的另一端宽度大于夹紧固定座51的宽度，这样可以实现对夹紧移动块52进行限位，当夹紧固定座51上的接近开关56检测到夹紧移动块52的信号时，接近开关56反馈信号使电磁吸盘4通电和切断驱动组件3的电源，电磁吸盘4通电后吸住齿轮，从而实现齿轮的装夹。

本实施例在导向盘2上滑动连接三个弹性夹紧机构5，且三个弹性夹紧机构5等间隔设置，通过三个弹性夹紧机构5沿径向移动进而实现将齿轮预定位和柔性夹紧，再配合电磁吸盘4吸附齿轮，进而完成齿轮装夹；而弹性夹紧机构5上设置的柔性基带片53与矩阵排列在柔性基带片53的弹性卡紧组件54配合，从而防止齿轮转动，无需很大的夹紧力，对齿轮齿面的压强很小，不会损伤齿轮齿面，在装夹齿轮的同时更好地保护齿轮齿面，不影响齿轮的使用寿命；另外，呈矩阵排列的弹性卡紧组件54，可以适应不同齿型以及不同模数的圆柱齿轮，通用性更强。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图6所示，所述弹性卡紧组件54包括卡紧套筒541、第三复位弹簧542和浮动卡柱543，所述卡紧套筒541固定在柔性基带片53上，所述浮动卡柱543的一端伸入卡紧套筒541内，所述第三复位弹簧542设于卡紧套筒541内，且其两端分别与卡紧套筒541和浮动卡柱543连接；具体地，当浮动卡柱543与齿轮齿面接触时，与齿轮的齿顶接触的浮动卡柱543被顶压而伸入卡紧套筒541内，使第三复位弹簧542压缩，而与齿轮的齿底接触的浮动卡柱543在径向压力下，浮动卡柱543的一部分伸入卡紧套筒541内，浮动卡柱543的另一部分则嵌入在两个齿牙之间，进而可以防止齿轮旋转；优选地，所述浮动卡柱543的自由端端部呈球形状，当浮动卡柱543与齿轮齿面接触时，能够有效避免浮动卡柱543对齿轮齿面造成损伤，更利于保护齿轮齿面。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图8和图9所示，所述导向盘2上间隔沿径向方向设有三个滑槽21，所述导向盘2通过三个滑槽21分别滑动连接有滑块22，所述夹紧固定座51固定在滑块22上，每个所述滑块22的底部均设有连接耳221，三个所述滑槽21内分别设有用于为连接耳221提供移动空间的条形孔23，所述滑块22通过连接耳221与驱动组件3的输出端传动连接；具体地，驱动组件3通过连接耳221同时带动三个滑块22沿滑槽21向内移动，进而同时带动三个弹性夹紧机构5沿滑槽21移动，从而将齿轮定位并柔性夹紧，定位精确。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图7所示，所述驱动组件3包括驱动电机31、电机支架32、螺杆33和螺母34，所述电机支架32固定在底座1上，所述驱动电机31固定在电机支架32上，所述螺杆33的两端分别转动连接在底座1和导向盘2上，所述螺母34螺纹连接在螺杆33上，所述驱动电机31的输出端通过传动齿轮组35与螺杆33的一端传动连接，所述螺母34上铰接有三个连杆36，三个所述连杆36的另一端分别与连接耳221铰接；具体地，螺杆33的两端分别通过轴承与底座1和导向盘2连接，驱动电机31带动传动齿轮组35转动，传动齿轮组35带动螺杆33转动，使螺母34沿着螺杆33上下移动，螺母34通过三个连杆36同时带动三个滑块22移动，从而实现三个弹性夹紧机构5同时夹紧或松开齿轮，结构简单，易于控制。

本实施例中，进一步地，所述传动齿轮组35包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与驱动电机31的输出端连接，所述第二传动齿轮套设在螺杆33上，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮相互啮合，所述第二传动齿轮的半径大于第一传动齿轮的半径，驱动电机31带动第一传动齿轮旋转，第一传动齿轮带动第二传动齿轮转动，进而带动螺杆33转动，且第二传动齿轮的半径大于第一传动齿轮的半径，能够减小螺杆33的转动速度，进而使三个弹性夹紧机构5沿径向缓缓移动，避免对齿轮造成冲击，利于保护齿轮齿面。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。