一种夹爪机构和用于电机定转子合装的设备的制作方法

1.本实用新型涉及电机生产设备技术领域，特别涉及一种夹爪机构和用于电机定转子的设备。


背景技术：

2.永磁电机因功率因素高、效率高，在许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电机，但由于电机定转子在合装前转子带有磁性，在合装过程中由于磁性吸力通常出现定转子吸合导致安装失败，无法实现自动化或连续生产。传统的合装方式是通过工装来人为控制，操作难度大，合装效率低。
3.例如专利号cn209030059u，公开日为2019年06月25日，公开了一种永磁电机定转子合装机，包括主架，所述主架上表面右端设置右夹紧装置，主架上表面左端设置左夹紧装置，左夹紧装置与右夹紧装置相互配合作用；主架上表面沿长度方向设置有直线导轨，可调整垫块滑动设置于直线导轨上，主架上设置有用于推动可调整垫块沿直线导轨滑动的下液压缸；主架上对应于左夹紧装置、右夹紧装置之间设置升降装置，升降装置顶面设置v型块。
4.上述专利通过机械方式进行定转子合装，但是由于该合装机为水平方向进行定转子合装的，不能保证精确对中定位，特别是对于转子单侧偏重的电机，对设备和零部件的精度要求高，产品一致性无法保证；不能精确导向及调节，从而影响连续化生产。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术中存在电机定转子合装质量及精度不可靠的不足，本实用新型提供一种夹爪机构，包括固定架、设置在固定架上且可沿竖直方向运动的驱动组件、与驱动组件连接的顶杆以及至少两组夹爪组件；所述顶杆开设有至少两组与竖直方向呈一定倾斜角度的顶杆槽；每组所述夹爪组件包括连接杆与夹爪，所述连接杆一端与顶杆槽滑动连接，另一端与夹爪可拆卸连接；还包括套设在所述顶杆外侧且与固定架固定连接的导向套，所述导向套开设有使连接杆仅能沿水平方向位移的导向孔。
6.在一实施例中，所述导向套包括圆筒状的导向套本体和固定盖，所述固定盖可拆卸地固定于导向套本体的下方；所述导向套本体的底部分布有若干个门型槽，所述门型槽与固定盖之间的空间构成导向孔。
7.在一实施例中，所述固定盖底部设置有供顶杆穿过的通槽。
8.在一实施例中，所述夹爪的侧壁上设置有若干位置不同的安装孔，通过螺钉将连接杆锁紧在不同所述安装孔。
9.在一实施例中，所述夹爪的夹持部设置有与电机前端盖的径向阶梯面相适配的阶梯台。
10.本实用新型还提供一种用于电机定转子合装的设备，采用如上所述的夹爪机构。
11.在一实施例中，所述夹爪机构用于夹持带有电机前端盖的电机转子，还包括机架以及由上至下依次设置在机架上的下压机构、微调机构、顶升机构；所述下压机构可带动微
调机构在竖直方向上往复运动；所述微调机构与夹爪机构连接，所述微调机构包括相互垂直的x轴调节单元与y轴调节单元以及连接x轴调节单元和y轴调节单元的连接座，用于调节夹爪机构上电机转子的水平位置，以实现电机转子轴线与定子轴线的对中；所述顶升机构在竖直方向上往复运动，用于支撑固定有定子的机壳。
12.在一实施例中，所述顶升机构包括驱动电机、丝杠螺母结构、固定板以及设置在固定板上的定子定位座；驱动电机驱动丝杠螺母结构往复运动，进而带动固定板上定子定位座运动；
13.所述定子定位座中部竖直设置有一导杆，所述导杆中心开设有定位孔；所述机壳置于定子定位座时，电机转子端部嵌入定位孔内。
14.在一实施例中，所述x轴调节单元包括第一光轴和第一直线轴承，所述第一光轴安装于连接座，所述下压机构与第一光轴通过第一直线轴承滑动连接；所述y轴调节单元包括第二光轴和第二直线轴承，所述第二光轴安装于夹爪机构，所述连接座与第二光轴通过第二直线轴承滑动连接。
15.在一实施例中，还包括至少两组用于对定子机壳进行定位的侧面定位机构，所述侧面定位机构包括气缸模组以及与气缸模组连接的夹持件；所述气缸模组驱动夹持件对定子机壳进行定位。
16.基于上述，与现有技术相比，本实用新型提供的用于电机定转子合装的夹爪机构通过驱动顶杆来带动夹爪组件水平位移以对工件进行夹持，其结构简单，操作方便，只需通过更换夹爪及连接杆来实现对不同规格的电机定转子合装，适用性强。
17.另外，为了提高电机定转子的合装稳定连续，本实用新型还提供一种用于电机定转子合装的设备，包括下压机构、微调机构、顶升机构以及夹爪机构，其中夹爪机构用于夹持带有电机前端盖的电机转子，顶升机构用于放置定子机壳，下压机构通过调节结构带动夹爪机构与顶升机构进行配合合装电机的定转子，从而解决定位问题，其中微调机构能够有效解决定转子在合装时的对中问题，进一步保证了合装的高精度对中，实现电机定转子合装中稳定连续自动化生产。
18.本实用新型的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
20.图1为本实用新型提供的夹爪机构的立体图；
21.图2为本实用新型提供的夹爪机构的局部剖视图；
22.图3为顶杆的结构立体图；
23.图4为导向套的结构立体图；
24.图5为无导向套的夹爪机构的立体图；
25.图6为无导向套的夹爪机构的立体图；
26.图7为用于电机定转子合装的设备的立体图；
27.图8为用于电机定转子合装的设备的主视图；
28.图9为用于电机定转子合装的设备中局部结构的立体图；
29.图10为微调机构的分解图；
30.图11为顶升机构的立体图；
31.图12为侧面定位机构的立体图。
32.附图标记：
33.400夹爪机构
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410驱动组件
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420顶杆
34.430夹爪组件
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421顶杆槽
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431连接杆
35.440导向套
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441a导向孔
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450固定架
36.432夹爪
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431a销轴
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432a安装孔
37.432b阶梯台
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442a通槽
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100机架
38.200下压机构
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300微调机构
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500顶升机构
39.310x轴调节单元
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320y轴调节单元
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510驱动电机
40.520丝杠螺母结构
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530固定板
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540定子定位座
41.541导杆
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541a定位孔
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600侧面定位机构
42.610气缸模组
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620夹持件
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210第一气缸
43.220连接板
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230导柱
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630导轨滑块件
44.330连接座
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311第一光轴
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312第一滑动座
45.313第一直线轴承
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314第一支座
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322第二滑动座
46.323第二直线轴承
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321第二光轴
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324第二支座
47.441导向套本体
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442固定盖
具体实施方式
48.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本实用新型不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，本实用新型所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本实用新型的限制；应进一步理解，本实用新型所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本实用新型中明确如此定义之外。
50.本实用新型提供一种夹爪机构，包括固定架450、设置在固定架450上且可沿竖直方向运动的驱动组件410、与驱动组件410依次连接的顶杆420以及至少两组夹爪组件430；
所述顶杆420开设有至少两组与竖直运动方向呈一定倾斜角度的顶杆槽421；每组所述夹爪组件430包括连接杆431与夹爪432，所述连接杆431一端与顶杆槽421滑动连接，另一端与夹爪432可拆卸连接；还包括套设在所述顶杆420外侧且与固定架450固定连接的导向套440，所述导向套440开设有使连接杆431沿水平方向位移的导向孔441a。
51.具体实施时，如图1、2所示，所述夹爪机构400包括固定架450、驱动组件410、顶杆420和至少两组夹爪组件430；所述固定架450并不局限于如图1所示的结构，也根据实际驱动组件410的形状需求来设置相应的结构，以用于支撑驱动组件410。较佳地，驱动组件410可采用气缸组件，但不限于通过导轨滑块组件、同步带组件、链轮链条组件、齿轮齿条组件、丝杠螺母组件等方式来替代气缸组件来驱动沿竖直方向往复运动，所述驱动组件410连接有顶杆420，用于驱动顶杆420沿竖直方向往复运动。
52.如图3所示，所述顶杆420上开设有至少两组与竖直运动方向呈一定倾斜角度的顶杆槽421，所述顶杆槽421可起到引导作用，能够在驱动组件410及顶杆420沿竖直方向运动时带动夹爪组件430沿水平方向运动。因此，顶杆槽421的行程及具体倾斜角度可根据实际夹持的工件结构需求设置，较佳地，所述顶杆槽421的倾斜角度为30
°
或45
°
。
53.每组所述夹爪组件430包括连接杆431与夹爪432，所述连接杆431沿水平方向设置，其一端与顶杆槽421滑动连接，另一端与夹爪432可拆卸连接。另外，如图5所示，还包括有导向套440，所述导向套440设置在顶杆420外侧且与固定架450固定连接；其导向套440的侧壁上开设有使连接杆431仅能沿水平方向位移的导向孔441a，以将连接杆431限制在导向套440的导向孔441a内，从而保证连接杆431仅能沿导向孔441a的水平方向运动。
54.其工作原理为，当驱动组件410驱动顶杆420沿竖直方向运动时，连接杆431在顶杆槽421内滑动，由于导向套440的导向孔441a的限制作用，使得连接杆431仅能沿导向孔441a水平方向运动。即实现了由顶杆420的竖直运动转化为连接杆431的相对水平运动，从而带动多组夹爪组件430相对靠拢或远离，实现了夹爪机构400对工件的夹紧和放松。
55.作为另一种优选方案，如图2、5所示，所述连接杆431与顶杆槽421的滑动连接方式为连接杆431端部开设有径向延伸的凹槽，凹槽内架设有销轴431a，所述销轴431a的中部穿过顶杆槽421并于顶杆槽421内移动。
56.较佳地，本实施例中提供了四组均布在顶杆420上的夹爪组件430，且顶杆420开设了四个顶杆槽421，四组夹爪组件430各自连接到相应的顶杆槽421上。应当说明的是，本领域技术人员也可根据实际工作需求，采用两组或三组均布在顶杆420四周上的夹爪组件430；也可根据实际工件的形状来设置不均布的多组夹爪组件430。
57.本实用新型提供的夹爪机构通过驱动顶杆来带动夹爪组件对工件的夹持，其结构简单，操作方便，只需通过更换夹爪及连接杆来实现对不同规格的电机定转子合装，适用性强。
58.优选地，如图4所示，所述导向套440包括圆筒状的导向套本体441和固定盖442，所述固定盖442通过螺钉或其他方式可拆卸地固定于导向套本体441的下方。所述导向套本体441的底部分布有若干个门型槽，所述门型槽与固定盖442之间的空间构成导向孔441a。通过该设计，只需拆除固定盖442，就可以实现快速拆装连接杆431。较佳地，所述固定盖442的中部开设有供顶杆420伸出的通槽442a，以使顶杆420在导向套440内自由地沿竖直方向运动，减小对导向套本体441高度的要求，尽可能缩小夹爪机构的体积。
59.优选地，所述夹爪432侧壁上设置有若干位置不同的安装孔432a，通过螺钉将连接杆431锁紧于所述安装孔432a。
60.具体实施时，如图2、5所示，所述夹爪432侧壁上设置有若干安装孔432a，安装孔432a用于安装连接夹爪432和连接杆431的螺钉，为了能够适应不同工件的夹持深度，将连接杆431锁定于不同位置的安装孔432a以适应不同夹持深度的工件，进一步提高夹爪机构400的实用性。当然，本领域技术人员也可通过在夹爪432侧壁设置若干卡扣部来替代安装孔432a，以达到夹爪432与连接杆431可多位置卡合连接的目的。
61.优选地，所述夹爪432的夹持部向内延伸设置有与电机前端盖的径向阶梯面相适配的阶梯台432b。
62.具体实施时，如图2、5、6所示，所述夹爪432的夹持部设置有阶梯台432b，其中阶梯台432b的尺寸大小应与工件的尺寸相匹配，使得夹爪432在夹持工件时，夹持部与电机的前端盖相匹配，夹持更牢靠。
63.本实用新型还提供一种用于电机定转子合装的设备，采用如上所述夹爪机构。
64.具体实施时，可将如上所述的夹爪机构400应用于电机定转子合装设备中，用于准确夹持转子上的电机部件或定子上的电机部件以完成相应的作业。当用于夹持转子上的电机部件时，由于转子连接在电机前端盖上，因此，夹爪机构400需要对电机前端盖进行夹持。而对于不同的电机端部大小可以通过改变驱动组件410的行程来实现夹紧，或者通过更换不同长度的连接杆431来实现电机前端盖夹紧，又或者只需更换相匹配的夹爪432即可实现不同尺寸电机的定转子合装，适应性强，满足电机定转子合装的多样性。
65.优选地，所述夹爪机构400用于夹持电机转子，还包括机架100以及由上至下依次设置在机架100上的下压机构200、微调机构300、顶升机构500；所述下压机构200可带动微调机构300在竖直方向上往复运动；所述微调机构300与夹爪机构400连接，用于调节夹爪机构400上电机转子的水平位置，以实现电机转子轴线与定子轴线对中；所述顶升机构500在竖直方向上往复运动，用于支撑固定有定子的机壳使其随之位移。
66.具体实施时，如图7、8、9所示，所述电机定转子合装设备包括机架100以及由上而下分布在机架100上的下压机构200、微调机构300、夹爪机构400、顶升机构500。其中，下压机构200包括第一气缸210以及与第一气缸210连接的连接板220，还包括与连接板220固定连接且与机架100活动连接的若干导柱230，所述导柱230竖直分布在第一气缸210周围。当第一气缸210驱动连接板220进行升降时，导柱230也将平稳地跟随连接板220升降运动，起到导向的作用。应当说明的是，本领域技术人员也可采用丝杠螺母组件、齿轮齿条组件、导轨滑块组件来替代第一气缸210驱动连接板220升降运动。另外，下压机构200的连接板220连接有微调机构300，所述微调机构300连接有夹爪机构400；所述微调机构300具有多自由度，可在x、y方向上移动和转动，用于调节夹爪机构400上电机转子的水平位置，以实现转子轴线与定子轴线的对中；所述顶升机构500用于带动电机定子机壳沿竖直方向上往复运动。
67.其工作原理为当转子送至一定位置后，夹爪机构400夹持住转子上的电机前端盖；接着，下压机构200向下运动、顶升机构500向上运动，待下压机构200与顶升机构500上下夹持转子，同时微调机构300调节至转子与定子在同一垂直中轴线上后，再共同带动转子慢慢进入定子机壳内部，从而完成定转子合装。
68.优选地，如图11所示，所述顶升机构500包括驱动电机510、丝杠螺母结构520、固定
板530以及设置在固定板530上的定子定位座540；驱动电机510驱动丝杠螺母结构520往复运动，进而带动固定板530上定子定位座540运动；所述定子定位座540中部竖直设置有一导杆541，所述导杆541中心开设有定位孔541a；所述机壳置于定子定位座540时，电机转子端部嵌入定位孔541a内。
69.优选地，所述微调机构300包括相互垂直的x轴调节单元310与y轴调节单元320以及连接x轴调节单元310和y轴调节单元320的连接座330。
70.具体实施时，如图9、10所示，所述微调机构300包括相互垂直的x轴调节单元310与y轴调节单元320以及连接x轴调节单元310和y轴调节单元320的连接座330，其中，x轴调节单元310包括第一光轴311、两个第一滑动座312和第一直线轴承313，所述连接座330固定有若干第一支座314，所述第一光轴311的两端沿x轴方向架设于两个第一支座314之间，所述第一滑动座312和所述第一直线轴承313滑动套装于第一光轴311且所述第一滑动座312与连接板220固定连接；y轴调节单元320包括第二光轴321、两个第二滑动座322和第二直线轴承323，所述固定架450固定若干第二支座324，所述第二光轴321的两端沿y轴方向架设于两个第二支座324之间，所述第二滑动座322和所述第二直线轴承323滑动套装于第二光轴321且所述第二滑动座322与连接座330固定连接。通过上述结构，使得x轴调节单元310与y轴调节单元320能够分别沿x轴和y轴方向移动。
71.较佳地，两所述第一支座314和两第二支座324的中部设置有波球，所述波球用于与第一光轴311、第二光轴321的两端面相抵靠，防止第一光轴311、第二光轴321沿轴向发生位移，起到轴向定位且不影响光轴转动的作用。
72.应当说明的是，所述x轴调节单元310与y轴调节单元320并不局限于各一组，可分别设置为多组单元，例如各两组x轴调节单元和y轴调节单元沿着x轴和y轴平行设置。
73.通过x轴调节单元310与y轴调节单元320的堆叠布置，使得夹爪机构400在带动转子下行并受到转子中心轴和导杆541的定位孔541a相嵌套过程中，因为定位孔541a的限定作用，微调机构300在水平面上沿x轴和y轴微调移动且利用直线轴承的自身特性实现细微转动，令电机转子与导杆541保持同心，而由于导杆541已预先设置为与定子对中，最终实现了电机转子轴线与定子轴线对中，消除因电机零件精度和设备精度不足造成的误差。
74.优选地，还包括至少两组用于对定子机壳进行定位的侧面定位机构600，所述侧面定位机构600包括气缸模组610以及与气缸模组610连接的夹持件620；所述气缸模组610驱动夹持件620对定子机壳进行定位。
75.具体实施时，如图12所示，所述机架100上还设置有至少两组侧面定位机构600，侧面定位机构600包括气缸模组610以及与气缸模组610连接的夹持件620，其中，夹持件620的夹持部应与机壳相匹配，使得二者能够更好贴合定位。较佳地，由于机壳体积较大，为了能够平稳地利用气缸模组610驱动夹持件620夹持住定子机壳，所述夹持件620底部还设置有导轨滑块件630，其导轨设置方向与气缸模组610运动方向平行，用于辅助夹持件620对定子机壳进行侧面定位。较佳地，所述侧面定位机构600可为两组或三组均布设置在定子机壳四周。
76.综上所述，本实用新型提供的电机定转子合装设备的工作原理为转子及设置在转子上的相关电机部件送至一定位置后，夹爪机构400的驱动组件410带动顶杆420向下运动，同时连接杆431在导向孔441a的限制下带动夹爪432相对靠拢以将电机前端盖固定住；接
着，下压机构200带动转子及相关电机部件下行，顶升机构500上行，直至电机转子的端部插入导杆541的定位孔541a；最后，下压机构200与顶升机构500同步下行，机壳由侧面定位机构600固定，在微调机构300对电机转子及相关电机部件进行对中调节至导杆541与转子中心轴保持同心后，电机转子慢慢进入定子机壳内部完成定转子合装。应当了解的是，顶升机构500与侧面定位机构600夹持的定子在设备使用前已通过精密调节保持同心。
77.较佳地，所述电机定转子合装设备在机架100上还设置有机柜且设备底部设置有可微调高度的脚杯和/或固定脚架。
78.应当说明的是，所述电机定转子合装设备还设置有控制系统、若干传感器等，以用于控制各机构的配合，其具体的设置方式均属于本领域技术人员可以理解的现有技术范畴，在此不多加赘述。
79.本实用新型还提供一种电机合装生产线，采用如上所述的电机定转子合装设备。
80.具体实施时，为了提高设备的自动化程度，所述电机定转子合装设备可应用于电机合装生产线上，具体可为在转子组装工位的末端设置有输送线，该输送线将组装后的转子及相关电机部件运送至电机定转子合装设备处，再由电机定转子合装设备的夹爪机构对其进行夹持；同样，在定子机壳组装工位的末端同样设置有输送线，该输送线将组装后的定子机壳运送至电机定转子合装设备旁，再由机械手等机构将定子机壳放置在电机定转子合装设备的定子定位座处；二者上料完成后，进行后续的电机定转子合装作业。待合装完成后，再由机械手和/或输送线将合装后的电机定转子移送至下一工序。
81.另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本实用新型的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
82.尽管本文中较多的使用了诸如夹爪机构、驱动组件、顶杆、夹爪组件、顶杆槽、连接杆、夹爪、销轴、安装孔、阶梯台、通槽、机架、下压机构、微调机构、顶升机构、x轴调节单元、y轴调节单元、电机、丝杠螺母结构、固定板、定子定位座、导杆、定位孔、侧面定位机构、气缸模组、夹持件等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的；本实用新型实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
83.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。