一种工位快速装配旋转升降夹持机构的制作方法

1.本发明涉及夹持工装技术领域，特别是涉及一种工位快速装配旋转升降夹持机构。


背景技术：

2.在激烈的市场竞争环境下，市场、客户对个性化定制需求增加，产品生产从批量化生产向多品种、小批量模式转换；尤其在新品研制过程中，均是较小数量的产品试产，在多品种产品同时试产时，由于现场装配工位准备不充分，常需要浪费大量人力投入产品装配试制、改制过程。
3.现有旋转升降机构通常为自动化程度较高的用于物流周转的装置，价格成本较高，对于个性化较强的定置产品及产品研制过程的装配工位适用性不高。
4.针对个性化较强的定置产品及产品研制过程的装配工位效率提升问题，目前市面上没有适用性较高的机构装置。因此，在该类产品装调过程中，主要存在以下两点问题：
5.1、操作人员常常需要在产品周围来回走动进行装配、效率不高，且容易碰撞产品，存在产品倾倒等风险：
6.2、产品装配高度不便于调整，不能适应于不同装配人员的身高特征，在长期弯腰操作过程中，容易引起操作人员疲劳，降低装配效率。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种工位快速装配旋转升降夹持机构。
8.本发明提供了如下方案：
9.一种工位快速装配旋转升降夹持机构，包括：
10.底座单元，所述底座单元包括底座支架、轴承固定座、轴承、第一支撑轴以及第一顶板；所述轴承固定座与所述底座支架固定相连，所述轴承分别与所述轴承固定座以及所述第一支撑轴配合连接，所述第一顶板与所述第一支撑轴的上端固定相连；
11.升降单元，所述升降单元与所述第一顶板固定相连；
12.旋转架单元，所述旋转架单元与所述升降单元固定相连；
13.夹持单元，所述夹持单元包括若干支撑臂，若干所述支撑臂各自的一端均与所述旋转架单元相连，若干所述支撑臂各自的另一端设置有钳夹组件，所述钳夹组件用于与待夹持产品相连。
14.优选地：所述底座支架的底部设置有若干转轮。
15.优选地：所述升降单元包括螺旋丝杆升降机，所述螺旋丝杆升降机的蜗轮减速机与所述第一顶板固定相连；所述旋转架单元与所述螺旋丝杆升降机的丝杆的顶端固定相连。
16.优选地：所述旋转架单元包括底板、第二顶板以及第二支撑轴；所述第二支撑轴分别与所述底板以及所述第二顶板相连；所述底板与所述升降单元固定相连；若干所述支撑
臂各自的一端均与所述第二顶板相连。
17.优选地：所述第二顶板上设置有若干转台，若干所述支撑臂各自的一端分别一一对应的与若干所述转台通过第一转轴相连，以使所述支撑臂可相对与其连接的所述转台实现360
°
旋转。
18.优选地：所述第二顶板与所述第二支撑轴固定相连，所述底板与所述第二支撑轴可相对旋转相连，所述底板设置有锁止机构，所述锁止机构用于所述第二顶板与所述底板经相对旋转彼此之间的夹角调节完毕后将所述底板与所述第二支撑轴锁紧。
19.优选地：所述钳夹组件包括转接块以及钳夹，所述钳夹与所述转接块相连，所述转接块与所述支撑臂远离所述第二顶板一端通过第二转轴相连，以使所述转接块携带所述钳夹可相对与其连接的所述支撑臂实现180
°
旋转。
20.优选地：所述钳夹为蟹钳夹。
21.优选地：所述支撑臂具有可锁定的伸缩结构。
22.优选地：所述支撑臂为可锁定气弹簧。
23.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
24.本技术实施例提供的一种工位快速装配旋转升降夹持机构，该机构将旋转、升降以及夹持进行有机结合，以适应多品种、小批量产品以及新品研制过程对装配效率的需求，同时大大降低操作者的劳动强度，具有较高的社会经济效益。通过该夹持机构的设计与应用，可以使得单工位操作效率提升50％，同时适用于多种产品单工位装配需求，减少现场工作操作装夹工具品类，通过变换夹持机构，可节约多类工装的设计制作费用，降低现场管理成本。
25.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明实施例提供的一种工位快速装配旋转升降夹持机构的结构示意图；
28.图2是本发明实施例提供的底座单元的结构示意图；
29.图3是本发明实施例提供的旋转架单元的结构示意图。
30.图中：底座单元1、底座支架11、轴承固定座12、轴承13、第一支撑轴14、第一顶板15、升降单元2、旋转架单元3、底板31、第二顶板32、第二支撑轴33、夹持单元4、支撑臂41、转接块42、钳夹43、转轮5、转台6、无人机7。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.参见图1、图2、图3，为本发明实施例提供的一种工位快速装配旋转升降夹持机构，如图1、图2、图3所示，该机构可以包括：
33.底座单元1，所述底座单元1包括底座支架11、轴承固定座12、轴承13、第一支撑轴14以及第一顶板15；所述轴承固定座12与所述底座支架11固定相连，所述轴承13分别与所述轴承固定座12以及所述第一支撑轴14配合连接，所述第一顶板15与所述第一支撑轴14的上端固定相连；
34.升降单元2，所述升降单元2与所述第一顶板15固定相连；
35.旋转架单元3，所述旋转架单元3与所述升降单元2固定相连；
36.夹持单元4，所述夹持单元4包括若干支撑臂41，若干所述支撑臂41各自的一端均与所述旋转架单元3相连，若干所述支撑臂41各自的另一端设置有钳夹组件，所述钳夹组件用于与待夹持产品相连。
37.本技术实施例提供的夹持机构，可以用于夹持待夹持产品，使得待夹持产品被夹持后可以在生产过程中，通过该夹持架构使产品进行旋转或升降，使得操作人员无需在产品周围来回走动进行装配，提高了工作效率，且不易碰撞产品，避免了产品倾倒等风险。可以根据产品装配高度进行相应的高度调整，可以适应于不同装配人员的身高特征，避免了长期弯腰操作，减少了引起操作人员疲劳的可能性，进一步达到提高装配效率的目的。
38.本技术实施例提供的底座单元1作为整个机构的受力支撑使用，在待夹持产品需要旋转时，用户可以手动转动产品，此时产品、升降单元2、旋转架单元3、第一顶板15连同第一支撑轴14会在轴承13作用下相对底座支架11以及轴承固定座12转动。
39.为了可以在需要将产品由一个工位转移到另一个工位时，转移更加方便，本技术实施例还可以提供所述底座支架11的底部设置有若干转轮5。通过设置的若干转轮5，可以使该机构具有类似运输车的功能，产品在不同工位之间转移时，直接推动底座单元1即可将产品连同该夹持机构一起转移，无需将该机构与产品分离，减少产品的夹持与搬运工作时间，极大的提高了产品转移时的工作效率，提升经济效益。该转轮5可以是包括刹车功能的万向轮。
40.本技术实施例提供的升降单元2的作用是，在产品装配高度需要调整时，可以通过该升降单元2驱动产品进行升降。该升降单元2可以采用多种形式的升降设备。例如，在一种实现方式下，本技术实施例可以提供所述升降单元2包括螺旋丝杆升降机，所述螺旋丝杆升降机的蜗轮减速机与所述第一顶板15固定相连；所述旋转架单元3与所述螺旋丝杆升降机的丝杆的顶端固定相连。选型专业螺旋丝杠升降机，与底座固定，同时上部法兰与产品联接，可根据具体工况，在不旋转产品的情况下，实现产品z轴纵向提升，以适应操作人员装配所需高度。
41.螺旋丝杆升降机又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；也有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等。丝杆升降机有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，不能自锁，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高，精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长。丝杆升降机是由蜗轮减速机和丝杆组成，其减速部件是蜗杆传动，利用蜗杆带动蜗轮实现减速。蜗轮相当于升
降丝杆的螺母，和升降丝杆相匹配。
42.本技术实施例提供的旋转架单元3可以作为升降单元2与夹持单元4的中转件使用，其作用是用于固定安装夹持单元4同时可以将旋转以及升降的力在两者之间进行传递。
43.本技术实施例提供的旋转架单元3可以采用多种形式，例如，在一种实现方式下，本技术实施例可以提供所述旋转架单元3包括底板31、第二顶板32以及第二支撑轴33；所述第二支撑轴33分别与所述底板31以及所述第二顶板32相连；所述底板31与所述升降单元2固定相连；若干所述支撑臂41各自的一端均与所述第二顶板32相连。其中的底板31用于与升降单元2相连，第二顶板32用于为夹持单元4安装提供安装平台。
44.考虑到该机构在实际使用时，待夹持的产品的结构可以包含多种，为了保障可以适用于对多种不同产品进行夹持，本技术实施例可以提供所述第二顶板32上设置有若干转台6，若干所述支撑臂41各自的一端分别一一对应的与若干所述转台6通过第一转轴相连，以使所述支撑臂41可相对与其连接的所述转台6实现360
°
旋转。通过设置的转台6可以保证该支撑臂41的一端可以沿着第一转轴转动，实现一种角度的调节。
45.进一步的，所述第二顶板32与所述第二支撑轴33固定相连，所述底板31与所述第二支撑轴33可相对旋转相连，所述底板31设置有锁止机构，所述锁止机构用于所述第二顶板32与所述底板31经相对旋转彼此之间的夹角调节完毕后将所述底板31与所述第二支撑轴33锁紧。该第二顶板32与底板31之间的夹角可以进行手动调节，同时在调节完毕后可以通过锁止机构将底板31与第二支撑轴33锁紧，使得第二顶板32与底板31以及第二支撑轴33形成整体结构。通过上述结构的设置使得用户可以根据被加持部位装夹时通过对第二顶板32与底板31之间夹角调节，保证获得夹持后的稳定性。
46.为了进一步的实现夹持角度的调节，本技术实施例可以提供所述钳夹组件包括转接块42以及钳夹43，所述钳夹43与所述转接块42相连，所述转接块42与所述支撑臂41远离所述第二顶板32一端通过第二转轴相连，以使所述转接块42携带所述钳夹43可相对与其连接的所述支撑臂41实现180
°
旋转。
47.本技术实施例提供的钳夹43用于夹持待夹持产品，因此该钳夹43可以采用多种形式，以适用与产品确定的夹持部位进行连接。例如，在一种实现方式下，本技术实施例可以提供所述钳夹43为蟹钳夹。该蟹钳夹尤其适用于对杆状部件进行快速稳定夹持，因此在确定产品夹持部位时，可以尽量选择产品包含的杆状部件的部位进行夹持。
48.在实际应用中，可能出现不同的产品需要的支撑臂41的长度不同的情况，这种情况下，可以采用更换不同长度的支撑臂41来实现。为了进一步简化操作，实现支撑臂41长度的快速调节，本技术实施例还可以提供所述支撑臂41具有可锁定的伸缩结构。该支撑臂41可以采用具有锁定功能的任意伸缩结构，在长度调节完成只要能够将长度进行锁定即可。
49.进一步的，本技术实施例可以提供所述支撑臂41为可锁定气弹簧。可锁定气弹簧的活塞杆是空心的，中间有一条细杆，可以通过活塞杆头部的扳手装置控制细杆的推拉动作，然后由细杆带动活塞上的可控阀门开闭。
50.本技术提供的夹持单元4采用关节型夹持结构，通过调节关节角度，实现3自由度夹持，以适应不同产品的夹持需求，保障产品装配旋转过程中的稳定性。
51.该机构在使用时，以无人机7装配过程为例，在飞机主体内部装配布线及机臂安装过程中均需要旋转或升降产品。如图1所示，通过底座单元1与升降单元2联接，可实现被夹
持产品360
°
旋转功能；升降单元2本身可实现升降功能；通过调节工装旋转架以及夹持臂的位置角度，适配被夹持产品，可适应不同产品夹持支撑点的需要。
52.总之，本技术提供的工位快速装配旋转升降夹持机构，将旋转、升降以及夹持进行有机结合，以适应多品种、小批量产品以及新品研制过程对装配效率的需求，同时大大降低操作者的劳动强度，具有较高的社会经济效益。通过该夹持机构的设计与应用，可以使得单工位操作效率提升50％，同时适用于多种产品单工位装配需求，减少现场工作操作装夹工具品类，通过变换夹持机构，可节约多类工装的设计制作费用，降低现场管理成本。
53.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加上必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
55.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
56.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。