一种手表指针快装机械手的制作方法

1.本发明创造属于手表装配机械手技术领域，尤其是涉及一种手表指针快装机械手。


背景技术：

2.手表是用来计时或显示时间的仪器，主要部件包括表盘、指针、内核元器件和表盖，其中的指针安装于表盘，传统指针安装操作是人工使用镊子等工具将手表指针放置到表盘上，然后利用镊子尖端或其它硬质材料制作的工具下压指针，进而使指针固定在轮管或轮轴上，在安装过程中存在诸多问题，比如，指针若摆放不正或是在下压过程中作用力不均匀，都容易导致指针歪斜，甚至直接损坏指针，另外，由于指针以及与指针配合的轮管或轮轴均属于精密且细小的零部件，一旦施加的作用力较大，则容易导致零部件报废，因此固定指针时的施力大小不易控制，对工人操作技能及经验要求较高。手表指针一次安装成功率较低，生产效率无法从根本上得到提升，产品质量也不易保障，需要对指针的安装工具进行改进。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种手表指针快装机械手。
4.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：一种手表指针快装机械手，包括基体，在基体上设有与辅助臂配合的安装结构；回转座，转动安装在基体中部；工作执行组件，包括工作臂、穿设在工作臂内的压杆、以及工作臂下端沿工作臂竖直方向滑动的工作头，工作头底部的工件拾取端设有工件拾取结构；常态下，工作头由压杆抵住，由弹性保持件保持工作头处于缩回状态，同时由回弹件保持压杆处于收回状态；压紧机构，工作臂沿竖直方向与回转座滑动配合，在工作臂下端设有支撑架，由该压紧机构压住支撑架后，使工作头保持在工作位置，且在支撑架与压紧机构间设有防转结构；所述压紧机构包括穿过基体且与基体在竖直方向滑动配合的立杆，在立杆顶端设有低位提升杆，并在基体与低位提升杆间设有弹性回位件；所述防转结构包括立杆底端的上摩擦片以及支撑架上侧的下摩擦片，当压紧机构处于压紧状态时，使上、下摩擦片结合，以限制工作臂带动回转座转动。
5.所述工作臂上部设有用于上提工作臂的中位拉杆，在压杆顶端设有用于上提压杆的高位拉杆，当上提中位拉杆时，工作臂被提起，立杆由工作臂上的支撑架带动，与工作臂同步上移；当上拉低位提升杆时，单独将立杆拉起，使得上、下摩擦片解除接触状态，即上、下摩擦片分离，不再具有约束调整臂转动的摩擦力，此状态下可适当旋转调整工作臂，进而
使工作头上的指针调整至合适角度；当上提高位拉杆时，单独带动压杆上移，在解除提拉高位拉杆作用力后，压杆受回弹件弹性作用力而迅速回弹，并锤击工作头，使工作头向下移动一小段距离，将指针下压至安装位置。
6.进一步，在所述工作臂两侧各设一立杆，此立杆在工作臂两侧对称布置，且每一立杆上端均设有低位提升杆，通常，两立杆高度相同，两低位提升杆高度相同。
7.进一步，所述支撑架下端对称设有支撑脚，用支撑脚形成支撑，保证指针安装作业时操作的稳定性及可靠性。
8.进一步，所述上摩擦片的下表面、以及下摩擦片的上表面，均采用表面粗糙的防滑面，比如，上摩擦片下表面、下摩擦片上表面均设有防滑纹路或防滑颗粒，只要二者紧密贴合后，能防止产生相对移动避免工作臂转动即可，可以可靠的保障指针的位置精准度。
9.进一步，所述安装结构包括水平布置的配合孔。
10.进一步，所述支撑架与工作臂间设有筋板。
11.进一步，所述工件拾取结构包括工作头底部的仿形凹槽，仿形凹槽与指针形状近似，能够容纳一个指针即可，该仿形凹槽的槽底设有磁性吸附件。
12.进一步，所述回转座竖直插装在基体的中孔内，并通过基体上安装的限位板限制回转座轴向沿竖直方向移动。
13.进一步，所述限位板通过连接件可拆卸安装在基体上，限位板在竖直方向限制回转座窜动，而不妨碍其相对于基体进行回转动作。
14.相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：本发明创造结构设计合理，常态下，工作头由压杆抵住，由弹性保持件保持工作头处于缩回状态，同时由回弹件保持压杆处于收回状态。当上拉低位提升杆时，单独将立杆拉起，使得上、下摩擦片解除接触状态，此状态下可适当旋转调整工作臂，进而使工作头上的指针调整至合适角度。指针位置调整合适后，下放工作头，使工作头将指针抵在表盘的轮管或轮轴上，之后上提高位拉杆进而单独带动压杆上移，瞬间松开高位拉杆后，压杆受回弹件弹性作用力而迅速回弹，并锤击工作头，使工作头向下移动一小段距离，将指针压至安装位置，完成指针的安装操作，一次安装成功率高，产品质量有保障。
附图说明
15.构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：图1为本发明创造的结构示意图；图2为本发明创造设有支撑脚时的示意图；图3为图2的剖视图；图4为本发明创造中低位提升杆向上拉起时的示意图；图5为本发明创造中的中位拉杆向上提起时的示意图；图6为本发明创造处于工作状态时的示意图；图7为图6中上提高位拉杆后的示意图；图8为图6的剖视图；
图9为图7的剖视图；图10为释放高位拉杆后使压杆撞击工作头状态时的示意图；图11为本发明创造中工作执行组件的示意图；图12为图11中高位拉杆下压压杆时的示意图；图13为图12中工作头的仰视图；图14为图12中限位块的俯视图；图15为图12中上端头的俯视图；图16为图12中a处结构的放大图；图17为本发明创造中工作头的示意图；图18为图11中高位拉杆上拉压杆时的示意图；图19为本发明应用状态下的示意图。
16.附图标记说明：1-基体；2-回转座；3-工作臂；4-压杆；5-工作头；6-工件拾取端；7-仿形凹槽；8-弹性保持件；9-回弹件；10-支撑架；11-底座；12-配合部；13-上端头；14-下端头；15-工作臂底面；16-上端头的下端面；17-下端头的上端面；18-立杆；19-低位提升杆；20-弹性回位件；21-上摩擦片；22-下摩擦片；23-限位板；24-压杆配合段；25-中位拉杆；26-高位拉杆；27-支撑脚；28-配合孔；29-料盘；30-槽底；31-辅助臂；32-工作台；33-限位件；34-侧翼；35-限位块；36-限位槽；37-柔性缓冲段；38-表盘。
具体实施方式
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
19.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
20.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
21.一种手表指针快装机械手，如图1至19所示，包括基体1、回转座2、工作执行组件以及压紧机构，在基体上设有与辅助臂配合的安装结构。需要说明的是，辅助臂可以按需选择，通过常规技术手段进行设计即可，可以选择多关节的机械臂结构，也可以是直线的结构
形式，本发明创造中以直线结构的辅助臂为例进行说明。
22.回转座转动安装在基体中部；工作执行组件包括工作臂3、以及穿设在工作臂内的压杆4、以及工作臂下端（与工作臂在竖直方向滑动配合）的工作头5，工作头底部的工件拾取端6设有工件拾取结构；常态下，工作头由压杆抵住，由弹性保持件8保持工作头处于缩回状态，同时由回弹件9保持压杆处于收回状态；即常态下，回弹件可保持压杆稳定的插装在工作臂内，当向下下压该压杆时，工作头受压杆作用而向下产生位移。
23.工作臂沿竖直方向与回转座滑动配合，在工作臂下端设有支撑架10，由所述压紧机构压住支撑架后，使工作头保持在工作位置，且在支撑架与压紧机构间设有防转结构；通常，支撑架以工作臂中心为中心均布设置2-3个即可。通常，可在所述支撑架与工作臂间设有筋板，以加强结构稳定性。
24.在一个可选的实施例中，工作臂底部设有底座11，工作头包括与底座过孔滑动配合的配合部12，配合部上侧伸入工作臂内部腔体的一端设有上端头13，配合部下侧外露出工作臂的部分设有下端头14，上端头、下端头外轮廓直径均大于配合部直径，使得工作头在配合部长度范围内与工作臂滑动配合，而不会脱离工作臂。同时，工作头处于缩回状态时，下端头的上端面17可以抵住工作臂底面15（即 底座的下表面）。作为举例，弹性保持件采用弹簧，该弹簧套装在配合部上，其上端抵住上端头的下端面16，下端抵住底座的上表面。
25.压紧机构包括穿过基体且与基体在竖直方向滑动配合的立杆18，在立杆顶端设有低位提升杆19，并在基体与低位提升杆间设有弹性回位件20，弹性回位件可采用弹簧，弹簧一端连接低位提升杆，另一端连接在基体的连接块上，常态下，通过弹性回位件拉拽立杆，使立杆下端的上摩擦片抵住支撑架上的下摩擦片。
26.作为举例，回弹件可采用弹簧，作为回弹件的弹簧一端连接压杆顶端或连接高位拉杆，另一端连接工作臂内腔侧壁上的固定块，弹簧的设计形式能够在常态下保持压杆收缩于工作臂内腔即可，并且，在上拉高位拉杆时，对压杆形成向下的反作用力，松开高位拉杆时，可以给压杆反弹作用力，对工作头形成撞击，本领域技术人员也可以采用惯用技术手段设计为其它形式。防转结构包括立杆底端的上摩擦片21以及支撑架上侧的下摩擦片22，当压紧机构处于压紧状态时，使上、下摩擦片结合，以限制工作臂（带动回转座）转动。
27.在一个可选的实施例中，所述工作臂的上部设有与回转座配合的四棱柱的工作臂配合段，回转座中心设有与工作臂配合段匹配的内孔，该内孔横截面呈四边形，当然，回转座与工作臂间也可以是采用其它形状或结构设计，能保证工作臂与回转座间无相对转动即可；所述压杆的上部设有与工作臂配合的四棱柱的压杆配合段24，工作臂中心设有与压杆配合段内孔，其内孔横截面呈四边形，当然，工作臂与压杆间也可以是采用其它形状或结构设计，能保证压杆与工作臂间无相对转动即可。
28.所述工作臂上部设有用于上提工作臂的中位拉杆25，在压杆顶端设有用于上提压杆的高位拉杆26；如图5所示，当上提中位拉杆时，工作臂被提起，立杆由工作臂上的支撑架带动，与工作臂同步上移；如图4所示，当上拉低位提升杆时，单独将立杆拉起，使得上、下摩擦片解除接触结合状态，此状态下可适当旋转调整工作臂，进而使工作头上的指针调整至合适角度。需要说明的是，手表指针安装时需要将指针对应到合适的角度才能够安装，现有技术中对正操作困难，并且在压下指针进行装配的过程中，指针还容易产生移位，导致安装位置不够精确。本发明创造只需在上拉低位提升杆的时候转动调整工作臂，使指针对正所
需角度（如表盘上的12点位置），然后松开手，使上、下摩擦片结合，即可保证制动工作臂，防止指针偏转，在下压指针的过程中，指针不会发生角度变化，安装精准度有保障。
29.当上提高位拉杆时，单独带动压杆上移。在解除提拉高位拉杆的作用力后，压杆受回弹件弹性作用力而迅速回弹，并锤击工作头，使工作头瞬间向下移动一小段距离，将指针压至安装位置，方便高效，且锤打指针的作用力由回弹件控制，非常易于控制，且工作头下压指针的作用力均匀稳定。
30.在所述工作臂两侧各设一立杆，此立杆在工作臂两侧对称布置，且每一立杆上端均设有低位提升杆，通常，两立杆高度相同，两低位提升杆高度相同。在一个可选的实施例中，所述支撑架下端对称设有支撑脚27，支撑脚支撑在工作台面上，或是支撑在表盘38的结构件上，能够进一步提高指针安装时操作的稳定性。
31.所述上摩擦片的下表面、以及下摩擦片的上表面，均采用表面粗糙的防滑面，比如，上摩擦片下表面、下摩擦片上表面均设有防滑纹路或防滑颗粒，只要二者紧密贴合后，能防止产生相对移动避免工作臂转动即可，可以可靠的保障指针的位置精准度。
32.在一个可选的实施例中，为了避免工作头转动对指针安装精度产生影响，可以在工作头的上端头外缘设置侧翼34，在工作臂内腔中设置限位块35，在限位块上设有与侧翼配合的限位槽36，侧翼在竖直方向上与限位槽滑动配合，保证工作头不会随意转动，而限位块又不会限制工作头竖直方向上的移动，有效保证工作头的稳定性，为指针精准安装奠定基础。
33.工件拾取结构包括工作头底部的仿形凹槽7，仿形凹槽与指针形状近似，能够且仅能容纳一个指针即可。仿形凹槽的深度一般稍大于轮管（轮轴）凸出表盘的高度，此处所说仿形凹槽的深度是指工作头下表面至仿形凹槽槽底的距离。所述安装结构包括水平布置的配合孔28。在一个可选的实施例中，在回转座两侧对称设置两配合孔，用于与作为辅助臂的滑杆滑动配合，在实际应用时，在工作台32上安装有辅助臂31，并在辅助臂下侧并排布置有时针料盘、分针料盘和秒针料盘，可沿辅助臂推动基体即可移动本机械手位置，使工作头的工件拾取端移动至相应料盘29位置，需要说明的是，基体可以通过电动执行机构驱动，也可以是手动操作。在利用电动执行机构驱动时，可以是采用plc控制电动缸带动基体沿辅助臂移动。由于利用驱动机构驱动部件沿滑杆直线移动属于常规技术内容，因此不再赘述。
34.之后下压高位拉杆，使压杆顶出工作头，进行指针零件的拾取（在移动本机械手时，可以保持上提中位拉杆，使工作头、支撑架均上移一段距离，不会碰触到表盘或料盘即可），当然，也可以是人工辅助在仿形凹槽内卡入工件，比如，可以直接人手或是用镊子辅助将指针卡在仿形凹槽中，在人工辅助向仿形凹槽中卡入手表指针时，可以不向下压出工作头，在工作头常态位置即可将指针卡入仿形凹槽中。需要说明的是，之所以将指针卡在仿形凹槽中，而不是直接将指针放置到轮管或轮轴处，是为了充分利用工作头整体下压指针，有效防止指针偏斜，提高指针一次安装成功率和装配质量。这样的结构设计，使得指针拾取、指针朝向位置调整以及指针的安装操作均通过机械手完成，操作非常简便，人工因素影响小，产品装配质量有保障。
35.需要指出的是，由于指针重量非常轻，通过较小的摩擦力即可实现对工件的位置保持，因此一般情况下，利用仿形凹槽侧壁的摩擦力即可将指针保持在工作头上，因此仿形凹槽通常无需额外设计特殊的夹持机构，当指针装入表盘的轮管或轮轴后，仿形凹槽对指
针的摩擦力不足以克服指针与轮轴或轮管间的配合作用力，因此，工作头压下指针并入位后，工作头可安全退回，而不会带走指针。另需说明的是，为了保证本机械手快速准确对正表盘进行安装，可以在辅助臂上安装限位件33，基体抵住限位件后即达到预设位置，此时直接放开中位拉杆（和/或低位提升杆）使工作头将指针抵在所需安装的轮管或轮轴处，之后上拉高位拉杆并快速松手，压杆瞬间对工作头产生敲击，即可将指针平稳的压至所需安装位置，操作简单，省时省力，指针安装精准度高，一次安装成功率高。限位件可以是连接在辅助臂上，也可以是在工作台上设置安装架，将限位件安装在安装架上，具体结构不作限定，只要限位件能够按需调整位置，并在位置确定后对基体能够产生限位作用，使基体抵住限位件后保持稳定即可。
36.本领域技术人员也可以按需对工作头仿形槽部分进行适应性设计，如在一个可选的实施例中，在仿形凹槽的槽底30设置磁性吸附件，此处所说的槽底是指工作头实体结构表面。又如在另一个可选的实施例中，仿形凹槽底部设置吸气孔，通过工作头上安装的吸气装置来吸附待安装的手表指针，只需较小的磁性作用力或负压即可将指针保持在仿形凹槽内。由于利用磁性吸附或负压吸附工件，并进行工件的转移或取放均属于现有技术常规技术手段，因此不再赘述，本领域技术人员按需设计即可。
37.所述回转座竖直插装在基体的中孔内，并通过基体上安装的限位板23限制回转座轴向（沿竖直方向）移动。作为举例，所述限位板通过连接件可拆卸安装在基体上，需要指出的是，限位板只限制回转座在竖直方向窜动，而不妨碍其相对于基体进行回转动作。
38.在进一步改进的方案中，可在基体上设置限位机构，利用该限位机构限制高位拉杆向上拉出的最大位移量。而在进一步改进的方案中，工作臂上端处于中位拉杆以上部分设计为柔性缓冲段37，该柔性缓冲段处于中位拉杆与高位拉杆之间，可在受力时产生轴向的形变。作为举例，柔性缓冲段可以是硫化成型在工作臂上端的橡胶段。
39.常态下，柔性缓冲段支撑住高位拉杆，保持压杆结构和位置稳定，在压杆回弹过程中，该柔性缓冲段能够削弱高位拉杆的冲击，进而对压杆产生一定的缓冲作用，压杆所具有的势能越大，柔性缓冲段受冲击后形变越大，进而对高位拉杆的缓冲作用力越大，即，随着柔性缓冲段形变增大，其缓冲作用力也增大，缓冲效果越显著。最大限度避免压杆较大的冲击力作用于工作头，确保工作头对指针施力不会过大。需要说明的是，柔性缓冲段受力形变所产生的缓冲作用力（对高位拉杆的反作用力）不会影响工作头正常作业，压杆能够锤击到工作头使工作头产生微量位移即可。
40.正是由于该柔性缓冲段的设计，能够很好的保证在向下挤压高位拉杆时，使压杆下移推出工作头，进行指针零件的拾取。而在常态下又能保证工作臂下端有效抵住工作头，稳定性好。同时，在压杆锤击工作头瞬间，由于高位拉杆抵住工作臂，且工作臂下端抵住工作头，可起到防止工作头回弹的作用，有效下压指针，避免工作头回弹产生不稳定性因素。本发明创造中，立杆受弹性回位件的拉拽作用而将上摩擦片抵在支撑架上，并能够根据支撑架的高度适应性调整立杆高度（即上摩擦片高度），适应性强，通用性非常好，无需手动精确匹配立杆与支撑架的高度关系，即可有效保证压紧机构的压紧作用。
41.本发明创造结构设计合理，常态下，工作头由压杆抵住，由弹性保持件保持工作头处于缩回状态，同时由回弹件保持压杆处于收回状态。当上拉低位提升杆时，单独将立杆拉起，使得上、下摩擦片解除接触状态，此状态下可适当旋转调整工作臂，进而使工作头上的
指针调整至合适角度。指针位置调整合适后，下放工作头，使工作头将指针抵在表盘的轮管或轮轴上，之后上提高位拉杆进而单独带动压杆上移，瞬间松开高位拉杆后，压杆受回弹件弹性作用力而迅速回弹，并锤击工作头，使工作头向下移动一小段距离，将指针压至安装位置，完成指针的安装操作，一次安装成功率高，产品质量有保障。
42.以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。