一种发动机缸体搬运桁架机械手爪的制作方法

1.本发明涉及机械设备技术领域，具体而言，涉及一种发动机缸体搬运桁架机械手爪。


背景技术：

2.相关技术中，机械手爪主要通过对缸孔进行定位来实现对发动机缸体毛坯或者半成品类工件，存在以下技术缺陷：
3.(1)以发动机缸体的缸孔进行定位时容易划伤缸孔，难以适用于成品搬运。
4.(2)机械手爪只有一种抓取姿态，容易受到空间限制，在某些空间狭小的位置不能使用。
5.(3)在对发动机缸体工件的搬运过程中容易出现发动机缸体工件脱落、手爪误开闭等意外现象。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
7.为此，本发明的一个目的在于提供一种发动机缸体搬运桁架机械手爪，能够使发动机缸体工件处于垂直状态与水平状态，以两种姿态进行搬运，方便于在各个空间内进行移动，而且安全可靠，发动机缸体工件在搬运过程中不易脱落。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种发动机缸体搬运桁架机械手爪，包括：主框架，所述主框架上设置连接轴，以与外部设备相连接；旋转气缸，安装在所述主框架上；旋转支架，设置在所述主框架内，所述旋转支架的一侧面与所述旋转气缸相连接，所述旋转支架的另一侧面通过第一直线轴承和轴承支座安装在所述主框架上，所述旋转气缸带动所述旋转支架翻转；缸孔抓手，安装在所述旋转支架的底部，且与发动机缸体工件的缸孔相对应；工件到位检测装置，安装在所述旋转支架的底部，且与所述缸孔抓手并排设置；缸体顶面定位板，安装在所述旋转支架的底部，所述缸体顶面定位板与所述缸孔抓手错开设置，且与发动机缸体工件的顶面相对应。
9.本方案中，通过主框架以及其设置的连接轴与外部设备相连接，实现发动机缸体搬运桁架机械手爪的安装和固定，可以适用于多种设备。旋转气缸与旋转支架配合带动缸孔抓手实现90
°
翻转，从而实现两种姿态的转变，能够使得发动机缸体工件处于垂直状态或者水平状态，方便于在各个空间内进行移动。通过缸孔抓手卡住发动机缸体工件的缸孔底侧，配合缸体顶面定位板压紧发动机缸体工件的顶面，从而实现对发动机缸体工件的抓取，而且牢靠性较强。通过在旋转支架的底部安装的工件到位检测装置，能够检测缸孔抓手对发动机缸体工件是否抓紧到位，使得发动机缸体工件在搬运过程中不易脱落，发动机缸体工件的搬运更加安全可靠，本发明提出的发动机缸体搬运桁架机械手爪能够抓取20kg左右的发动机缸体工件。
10.优选地，所述工件到位检测装置包括：第二直线轴承，通过轴承支座安装在所述旋
转支架的底部内侧；连接杆，套设在所述第二直线轴承内，所述连接杆的一端从所述第二直线轴承的顶端伸出且连接检测头，所述连接杆的另一端从所述第二直线轴承的底端伸出且穿过所述旋转支架连接工件接触块；复位弹簧，套设在所述连接杆上，所述复位弹簧的两端分别卡接在第一弹簧止动座和第二弹簧止动座上，所述第一弹簧止动座安装在所述旋转支架上，所述连接杆穿过所述第一弹簧止动座，所述工件接触块套设在所述第二弹簧止动座内；第一检测开关支架，安装在所述旋转支架的底部内侧；第一检测开关，安装在所述第一检测开关支架上，所述第一检测开关与所述检测头配合设置。
11.本方案中，在缸孔手爪下降时，工件接触块首先接触到发动机缸体工件顶面，随着缸孔手爪继续下降，工件接触块带动连接杆向上运动，同时带动压缩复位弹簧，连接杆则带动检测头随之向上运动，缸体顶面定位板触碰到发动机缸体工件顶面时，缸孔手爪下降停止下降，此时，第一检测机关检测到检测头，则确定发动机缸体工件到位，有利于保障缸孔手爪抓取发动机缸体工件的精确性。而在将发动机缸体工件放下，缸孔手爪上升时，检测头脱离第一检测开关的检测范围，在复位弹簧的带动下，工件接触块、连接杆以及检测头复位。
12.优选地，所述缸孔抓手包括：配合连接设置的伸缩气缸和抓手主架，所述伸缩气缸固定安装在所述旋转支架的底部内侧，所述抓手支架设置在所述旋转支架的底部外侧；抽芯，套设在所述抓手主架内，所述抽芯的顶端与所述伸缩气缸的导向杆底端螺纹连接，所述抽芯的底端与端盖连接；铰链组件，通过连接销分别与所述抓手支架、所述端盖铰接。
13.本方案中，通过伸缩气缸的伸缩带动抽芯的伸缩，从而带动铰链组件在展开状态和缩回状态之间切换，伸缩气缸伸出时，铰链伸出，处于缩回状态，这样就可以从发动机缸体工件缸孔中伸出，也可以在发动机缸体工件缸孔中实现缸孔定位锁紧。伸缩气缸缩回时带动抽芯缩回，铰链收缩，处于展开状态，铰链组件顶住发动机缸体工件缸孔两侧毛坯处，配合缸体顶面定位板压紧发动机缸体工件的顶面，从而将发动机缸体工件抓紧，此种抓紧方式不易磕碰、划伤发动机缸体工件，能够适用于成品搬运。
14.优选地，所述铰链组件包括通过连接销铰接的多个铰链、安装在所述铰链之间连接块上的万向定位销。
15.本方案中，在铰链展开状态下，可以通过万向定位销顶住发动机缸体工件缸孔两侧毛坯处，牢靠性和稳固性更好。
16.优选地，所述缸孔抓手还包括：密封圈，安装在所述抓手支架内，且套设在所述抽芯上。
17.本方案中，在抓手支架内安装密封圈，且将密封圈套设在抽芯上，能够有效防止切削液回流等现象的发生，保障了伸缩气缸等的使用安全性。
18.优选地，所述缸孔抓手还包括：到位检测块，安装在所述伸缩气缸的导向杆顶端；第二检测开关支架，安装在所述旋转支架的底部内侧；第二检测开关，安装在所述第二检测开关支架上，所述第二检测开关与所述到位检测块配合设置。
19.本方案中，在伸缩气缸的导向杆顶端安装到位检测块，通过旋转支架底部内侧的第二检测开关支架安装第二检测开关，第二检测开关与到位检测块配合设置，到位检测块跟随伸缩气缸的导向杆运动变化时被第二检测开关检测信号变化，从而确定铰链组件的相对位置，进一步提高了缸孔抓手的抓取稳固性和牢靠性，有利于减少搬运过程中工脱落现
象的发生。
20.优选地，发动机缸体搬运桁架机械手爪还包括：第三检测开关，安装在所述主框架上，所述第三检测开关朝向所述旋转支架，以检测所述旋转支架是否翻转到位。
21.本方案中，在主框架上安装第三检测开关，第三检测开关朝向旋转支架，能够检测旋转支架是否翻转到位，保障了缸孔抓手两种姿态转换的准确性。
22.优选地，发动机缸体搬运桁架机械手爪还包括：缓冲器支架，安装在所述主框架上；缓冲器，安装在所述缓冲器支架上，所述缓冲器与所述旋转气缸配合设置，限制所述旋转支架的翻转。
23.本方案中，通过缓冲器支架将缓冲器安装到主框架上，缓冲器与旋转气缸配合设置，在旋转支架旋转到90度时，阻挡其继续翻转，保障了缸孔抓手两种姿态转换的准确性。
24.优选地，设置两个所述缸孔抓手，分别对应于发动机缸体工件的两端缸孔位置，设置两个所述缸体顶面定位板，分别安装在所述旋转支架的底部两端。
25.本方案中，通过设置两个缸孔抓手以及两个缸体顶面定位板，保障了抓取发动机缸体工件时的平衡性和稳定性，通过缸孔抓手以及缸体顶面定位板配合实现对发动机缸体工件的抓紧和定位，适用范围较广，且能实现防磕碰，防划伤。
26.本发明提出的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪具有以下有益技术效果：
27.(1)本发明提出的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪通过万向定位销以及缸孔定位的双选择性定位方式可以适用于不同种类的缸体搬运，而且能够实现防磕碰，防划伤。
28.(2)本发明提出的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪通过缸孔抓手以及缸体顶面定位板配合实现对发动机缸体工件的抓紧和定位，不但牢靠性强，而且有效减少了缸孔划伤或者外形破坏等现象的发生。
29.(3)本发明提出的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪能够使得发动机缸体工件处于垂直状态与水平状态，可以两种姿态进行搬运，方便于在各个空间内进行移动，而且安全可靠。
30.(4)本发明提出的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪通过独特的工件到位检测装置以及到位检测块和第二检测开关等，检测发动机缸体工件是否到位，保障了缸孔手爪抓取发动机缸体工件的精确性，有效避免了发动机缸体工件在搬运过程中脱落现象的发生。
31.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
33.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪的结构示意图；
34.图2示出了图1一种发动机缸体搬运桁架机械手爪中工件到位检测装置的结构示意图；
35.图3示出了图1一种发动机缸体搬运桁架机械手爪中缸孔抓手的结构示意图；
36.图4示出了图1一种发动机缸体搬运桁架机械手爪中缸孔抓手的结构示意图；
37.图5示出了根据本发明的一个实施例的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪的翻转状态变换结构示意图，
38.其中，图1至图5中附图标记与部件之间的对应关系为：
39.102主框架，104连接轴，106旋转气缸，108旋转支架，110第一直线轴承，112轴承支座，114缸孔抓手，1142伸缩气缸，1144抓手主架，1146抽芯，1148端盖，1150铰链组件，1150-1铰链，1150-2连接销，1150-3万向定位销，1152密封圈，1154到位检测块，1156第二检测开关支架，1158第二检测开关，116工件到位检测装置，1162第二直线轴承，1164连接杆，1166检测头，1168工件接触块，1170复位弹簧，1172第一弹簧止动座，1174第二弹簧止动座，1176第一检测开关支架，1178第一检测开关，118缸体顶面定位板，120第三检测开关，122缓冲器支架，124缓冲器，202发动机缸体工件，2022缸孔。
具体实施方式
40.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
42.下面结合图1至图5对根据本发明的实施例的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪进行具体说明。
43.如图1至图5所示，本发明的实施例的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪包括：主框架102、连接轴104、旋转气缸106、旋转支架108、缸孔抓手114、工件到位检测装置116、缸体顶面定位板118、第三检测开关120、缓冲器支架122、缓冲器124等。连接轴104设置在主框架102上，通过连接轴104可以与外部设备相连接，实现对发动机缸体搬运桁架机械手爪整体位移控制。旋转气缸106安装在主框架102上，旋转支架108设置在主框架102内，旋转支架108的一侧面与旋转气缸106相连接，旋转支架108的另一侧面通过第一直线轴承110和轴承支座112安装在主框架102上，旋转气缸106带动旋转支架108翻转。在主框架102上安装第三检测开关120，第三检测开关120朝向旋转支架108，检测旋转支架108是否翻转到位。在主框架102上安装缓冲器支架122，缓冲器124安装在缓冲器支架122上，缓冲器124与旋转气缸106配合设置，限制旋转支架108的翻转。
44.具体地，旋转气缸106与第一直线轴承110共同带动旋转支架108旋转，当旋转支架108旋转到90度时，缓冲器124阻挡其继续翻转，第三检测开关120检测是否翻转到位，有利于实现两种姿态搬运发动机缸体工件202，具体如图5所示，方便于在各个空间内进行移动，而且安全可靠。
45.在旋转支架108的底部安装缸孔抓手114，缸孔抓手114与发动机缸体工件202的缸孔2022相对应。两个缸孔抓手114，分别对应于发动机缸体工件202的两端缸孔2022位置。工件到位检测装置116安装在旋转支架108的底部，与缸孔抓手114并排设置，一般设置在两个缸孔抓手114之间。在旋转支架108的底部安装缸体顶面定位板118，缸体顶面定位板118与缸孔抓手114错开设置，且与发动机缸体工件202的顶面相对应。两个缸体顶面定位板118分
别安装在旋转支架108的底部两端。通过设置两个缸孔抓手114以及两个缸体顶面定位板118，保障了抓取发动机缸体工件202时的平衡性和稳定性，通过缸孔抓手114以及缸体顶面定位板118配合实现对发动机缸体工件202的抓紧和定位，适用范围较广，且能实现防磕碰，防划伤。
46.进一步地，如图2所示，工件到位检测装置116包括：第二直线轴承1162、连接杆1164、复位弹簧1170、检测头1166、工件接触块1168、第一检测开关支架1176、第一检测开关1178等。第二直线轴承1162通过轴承支座112安装在旋转支架108的底部内侧，连接杆1164套设在第二直线轴承1162内，其中一端从第二直线轴承1162的顶端伸出与检测头1166相连接，另一端从第二直线轴承1162的底端伸出且穿过旋转支架108与工件接触块1168相连接。在连接杆1164上套设复位弹簧1170，复位弹簧1170的两端分别卡接在第一弹簧止动座1172和第二弹簧止动座1174上。第一弹簧止动座1172安装在旋转支架108上，连接杆1164穿过第一弹簧止动座1172，工件接触块1168套设在第二弹簧止动座1174内。在旋转支架108的底部内侧安装第一检测开关支架1176，第一检测开关1178安装在第一检测开关支架1176上，第一检测开关1178与检测头1166配合设置。
47.在缸孔2022手爪下降时，工件接触块1168首先接触到发动机缸体工件202顶面，随着缸孔2022手爪继续下降，工件接触块1168带动连接杆1164向上运动，同时带动压缩复位弹簧1170，连接杆1164则带动检测头1166随之向上运动，缸体顶面定位板118触碰到发动机缸体工件202顶面时，缸孔2022手爪下降停止下降，此时，第一检测机关检测到检测头1166，则确定发动机缸体工件202到位，有利于保障缸孔2022手爪抓取发动机缸体工件202的精确性。而在将发动机缸体工件202放下，缸孔2022手爪上升时，检测头1166脱离第一检测开关1178的检测范围，在复位弹簧1170的带动下，工件接触块1168、连接杆1164以及检测头1166复位。
48.缸孔2022手爪上升时，检测头1166脱离第一检测开关1178的检测范围，在复位弹簧1170的带动下，工件接触块1168、连接杆1164以及检测头1166复位。
49.进一步地，如图3和图4所示，缸孔抓手114包括伸缩气缸1142、抓手主架1144、抽芯1146、铰链1150-1组件1150等。伸缩气缸1142和抓手主架1144配合连接设置，伸缩气缸1142固定安装在旋转支架108的底部内侧，抓手支架设置在旋转支架108的底部外侧。在抓手主架1144内套设抽芯1146，抽芯1146的顶端与伸缩气缸1142的导向杆底端螺纹连接，抽芯1146的底端与端盖1148连接，抽芯1146可以在伸缩气缸1142的带动下上下运动。铰链1150-1组件1150通过连接销1150-2分别与抓手支架、端盖1148铰接。
50.通过伸缩气缸1142的伸缩带动抽芯1146的伸缩，从而带动铰链1150-1组件1150在展开状态和缩回状态之间切换，伸缩气缸1142伸出时，铰链1150-1伸出，处于缩回状态，这样就可以从发动机缸体工件202缸孔2022中伸出，也可以在发动机缸体工件202缸孔2022中实现缸孔2022定位锁紧。伸缩气缸1142缩回时带动抽芯1146缩回，铰链1150-1收缩，处于展开状态，铰链1150-1组件1150顶住发动机缸体工件202缸孔2022两侧毛坯处，配合缸体顶面定位板118压紧发动机缸体工件202的顶面，从而将发动机缸体工件202抓紧，此种抓紧方式不易磕碰、划伤发动机缸体工件202，能够适用于成品搬运。
51.进一步地，如图3和图4所示，铰链1150-1组件1150包括通过连接销1150-2铰接的多个铰链1150-1、安装在铰链1150-1之间连接块上的万向定位销1150-3。在铰链1150-1展
开状态下，可以通过万向定位销1150-3顶住发动机缸体工件202缸孔2022两侧毛坯处，牢靠性和稳固性更好。
52.进一步地，如图3和图4所示，在抓手支架内安装密封圈1152，且将密封圈1152套设在抽芯1146上，能够有效防止切削液回流等现象的发生，保障了伸缩气缸1142等的使用安全性。
53.进一步地，缸孔抓手114还设置有到位检测块1154、第二检测开关支架1156、第二检测开关1158。在伸缩气缸1142的导向杆顶端安装到位检测块1154，在旋转支架108底部内侧安装第二检测开关支架1156，第二检测开关1158安装到第二检测开关支架1156上，第二检测开关1158与到位检测块1154配合设置，到位检测块1154跟随伸缩气缸1142的导向杆运动变化时被第二检测开关1158检测信号变化，从而确定铰链1150-1组件1150的相对位置，进一步提高了缸孔抓手114的抓取稳固性和牢靠性，有利于减少搬运过程中工脱落现象的发生。
54.本发明提出的一种发动机缸体搬运桁架机械手爪的工作过程如下：
55.在外界设备的带动下，发动机缸体搬运桁架机械手爪整体下降，工件到位检测装置116中的工件接触块1168首先接触到发动机缸体工件202顶面，随着缸孔2022手爪继续下降，工件接触块1168带动连接杆1164向上运动，同时带动压缩复位弹簧1170，连接杆1164则带动检测头1166随之向上运动，缸体顶面定位板118触碰到发动机缸体工件202顶面时，缸孔2022手爪下降停止下降，此时，第一检测机关检测到检测头1166，则确定发动机缸体工件202到位；
56.缸孔抓手114中的伸缩气缸1142伸出，铰链1150-1伸出，处于缩回状态，可以在发动机缸体工件202缸孔2022中实现缸孔2022定位锁紧，与缸体顶面定位板118配合，将发动机缸体工件202抓紧；
57.或者伸缩气缸1142伸出时，铰链1150-1伸出，处于缩回状态，从发动机缸体工件202缸孔2022中伸出，伸缩气缸1142缩回时带动抽芯1146缩回，铰链1150-1收缩，处于展开状态，铰链1150-1组件1150顶住发动机缸体工件202缸孔2022两侧毛坯处，配合缸体顶面定位板118压紧发动机缸体工件202的顶面，从而将发动机缸体工件202抓紧；
58.在对发动机缸体工件202抓紧过程中，到位检测块1154会跟随伸缩气缸1142的导向杆运动，且被第二检测开关1158检测信号变化，从而确定铰链1150-1组件1150的相对位置，
59.将发动机缸体工件202抓紧后，在外界设备的带动下，发动机缸体搬运桁架机械手爪带动发动机缸体工件202进行移动，在移动的过程中，可以根据空间位置情况，通过旋转气缸106带动旋转支架108旋转，当旋转支架108旋转到90度时，缓冲器124阻挡其继续翻转，第三检测开关120检测是否翻转到位，将发动机缸体工件202的姿态在垂直和水平之间进行切换；
60.将发动机缸体工件202移动到指定位置之后，缸孔抓手114复位，在外界设备的带动下，发动机缸体搬运桁架机械手爪整体上升，检测头1166脱离第一检测开关1178的检测范围，在复位弹簧1170的带动下，工件接触块1168、连接杆1164以及检测头1166复位，如此循环。
61.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示
或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
63.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。