一种竹竿夹持定位打孔装置的制作方法

1.本发明涉及竹木加工技术领域，尤其涉及一种竹竿夹持定位打孔装置。


背景技术：

2.篱笆，又称栅栏、护栏，自古以来都是人类用以将自家庭院与外界生态隔开的防护式结构，篱笆圈在自家选育培养的植被四周能起到挡风的作用，为植被的生长提供小气候内环境，另外，篱笆也能隔离例如犬、鸡、鸭等农村养育的动物进入践踏植被。一般来说，常见的用于制造篱笆的材料有木头、竹子、芦苇、灌木、石头，而竹子作为一种生长速度快、韧性高的植物通常作为制作篱笆的优选材料，而且随着现代旅游业的发展，各个风景区采用竹子制成的篱笆墙能为景区增添一抹古色，故而现如今竹篱笆的应用市场越来越大，而用竹子制成的篱笆需要开孔穿线将各个竹子串联起来形成类墙体结构，得益于现代机械化的发展，可以应用机械加工一步化完成打孔穿线提升竹篱笆的生产速度。
3.例如，授权公告号为cn 213918760 u的申请公开了一种实现全自动穿线的篱笆或栅栏生产线，通过设置的存料台、抓取机构、拨料机构、第一夹具机构、压料机构、钻孔机构、第二夹具机构、夹针机构与输送台之间的协同配合完成从进料到成型的全过程。该实用新型的有益效果在于：自动化程度高，通过自动进料、对齐、平直、钻孔、穿线等一系列操作，实现了篱笆的全自动编织的流水线生产；钻孔位置准确，制作的篱笆高度均等，平直度高工序简便，免去了事后重新裁切分割的工序，减少了人工，提高了企业的效益；提高了编织的速度，提高了篱笆编织的效率，其篱笆编织的速度可提高至人工或半机械化的10倍以上，且生产成本仅是人工或半机械编织的一半。
4.在该申请中，机械采用了全自动生产篱笆方式，包括竹竿的上料过程也采用了机械手夹持上料的方式，但是考虑到大部分竹子都是自然生长的，其长度，节段粗细都不同，竹竿不是标准件，全自动的生产方式容易出错，致使生产出来的篱笆质量偏低，有被退回返工的风险。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种竹竿夹持定位打孔装置，包括有：连接杆体；四个夹持定位机构，四个所述夹持定位机构相互平行设置于所述连接杆体上，四个所述夹持定位机构用于夹持竹竿，所述夹持定位机构上设置有用于支撑从所述夹持定位机构上方掉落的竹竿的掉落支撑部；若干个打孔机构，若干个所述打孔机构相互平行设置，且，若干个所述打孔机构设置于所述夹持定位机构的一侧，用于对四个所述夹持定位机构所夹持的竹竿进行打孔；其中，四个所述夹持定位机构包括两个中部夹持机构及两个外侧夹持机构，两个所述外侧夹持定位机构设置于两个所述中部夹持定位机构的两侧。
6.作为上述技术方案的优选，所述夹持定位机构包括定夹座、动夹座、铰接片以及夹座气缸，所述定夹座固定设置于所述连接杆体的上方，所述夹座气缸与所述连接杆体固定连接，所述夹座气缸的活塞杆与所述动夹座的一端相铰接，所述铰接片的一端与所述连接
杆体相铰接，所述铰接片的另一端铰接于所述动夹座上，当夹座气缸推动所述动夹座朝着远离所述连接杆体的方向移动时，铰接片卡东动夹座以铰接片与动夹座的铰接点为转动中心向上翻转。
7.作为上述技术方案的优选，所述动夹块包括夹持凹槽及斜向坡道，所述斜向坡道的一端自然过渡至所述夹持凹槽，所述斜向坡道的另一端与所述动夹座朝向所述定夹座的一侧配合形成所述掉落支撑部，所述掉落支撑部用于支撑落下的竹竿；所述斜向坡道用于引导竹竿在所述动夹座的带动下进入所述夹持凹槽。
8.作为上述技术方案的优选，所述定夹座与所述动夹座上皆设置有供所述打孔机构直接作用于所述夹持定位机构上所夹持的竹竿的避让间隙。
9.作为上述技术方案的优选，所述夹持凹槽以所述打孔机构的钻头的中轴线为对称线的轴对称型凹槽。
10.作为上述技术方案的优选，还包括有设置于所述夹持定位机构上方的若干个引导架构，若干个所述引导架构相互平行设置，单个所述引导架构包括两块对称设置的斜向导板，两块所述斜向导板的间距自上而下逐渐减小。
11.作为上述技术方案的优选，若干个所述引导架构与所述夹持定位机构之间设置有间隔挡板，所述间隔挡板用于开启或关闭位于所述落料口与所述夹持定位机构之间的通道。
12.作为上述技术方案的优选，还包括有皮带结构，所述连接杆体固定设置于所述皮带结构上，所述皮带结构用于带动所述连接杆体朝着所述打孔机构的方向移动。
13.综上所述，本发明具有以下优点：1.本技术所涉及的竹竿夹持定位打孔装置能在竹竿进行打孔操作前，对竹竿掉落于夹持定位机构上时与夹持定位机构的位置关系进行矫正，保证竹竿的竹竿内弧朝下方便后续的引导；2.进一步的，竹竿内弧朝下的竹竿在斜向坡道的引导下，进入夹持凹槽中被夹持后竹竿内弧会朝向穿线装置的一侧，保证后续多根竹竿在穿线堆叠后是竹竿外弧与竹竿内弧相抵靠地，能有效减少篱笆上的间隙。
14.进一步的或者其他细节的有益效果将在实施例中论述。
附图说明
15.图1为本技术实施例结构中示意图；图2为装配于基架上的结构位置分布示意图；图3为竹竿夹持定位打孔装置结构示意图；图4为穿线装置结构示意图；图5为处于夹持状态下两个夹爪的结构示意图；图6为未穿线前夹持定位机构与穿线装置位置关系示意图；图7为夹持定位机构位于暂置间隔时夹持定位机构与穿线装置位置关系示意图；图8为穿线完成后夹持定位机构与穿线装置位置关系示意图；图9夹持定位机构与连接杆体结构示意图；图10为夹持定位机构夹持竹竿过程示意图；
图11为竹竿掉落至夹持定位机构第一种情况下竹竿与夹持定位机构相对位置关系示意图；图12为竹竿掉落至夹持定位机构第一种情况下竹竿与夹持定位机构相对位置关系示意图；图13为夹持定位机构夹紧竹竿后竹竿与夹持定位机构相对位置关系示意图；图14为间隙挡板与引导架构及夹持定位机构位置关系示意图；图15为输送平台部分结构示意图；其中，1-夹持定位机构、2-打孔机构、3-穿线装置、4-输送平台、5-移位机构、6-长度限定机构、a-基架、11-定夹座、12-动夹座、13-夹座气缸、14-铰接片、111-夹持凹槽、112-斜向坡道、31-穿线针、32-夹针机构、321-夹爪连接部、322-夹爪气缸、323-夹爪、32-a-前夹针机构、32-b-后夹针机构、41-输送履带、42-输送电机、43-挡位柱、411-拨料凸起、51-连接杆体、52-皮带结构、61-定限位板、62-动限位板、621-动限位板主体、622-限位板气缸、1-a-中部夹持定位机构、1-b-外侧夹持定位机构、a-1-引导架构、a-2-间隙挡板。
具体实施方式
16.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
17.下面结合实施例对本发明作进一步的解释：实施例：一种篱笆穿线装置，参照图1~图3，包括基架a、夹持定位机构1、打孔机构2、穿线装置3、输送平台4；其中，夹持定位机构1、打孔机构2、穿线装置3设置于机架上，打孔机构2采用现有技术中常见的钻机，而输送平台4设置于所述基架a的下游；基架a上设置有用于引导竹竿进入夹持定位机构1的引导架构a-1，夹持定位机构1夹紧位于其上的竹竿，打孔机构2用于对夹持定位机构1上完成夹紧的竹竿进行打孔，穿线装置3位于竹竿夹持定位机构1的下游，穿线装置3用于穿针引线，引导连接线穿过竹竿上开设的连接孔，输送平台4用于将多根完成穿线的竹竿运送堆叠形成篱笆。
18.引导架构a-1、夹持定位机构1、打孔机构2形成单个夹持打孔组件，而本技术的半自动篱笆生产总成的夹持打孔组件的数量为四组，四组夹持打孔组件配合移位机构5形成竹竿夹持定位打孔装置，其中，四组夹持打孔组件等间距平行设置，具体一点，四个引导架构a-1固定设置于基架a上，四个打孔机构2固定设置于基架a上，而四个夹持定位机构1固定设置于移位机构5上，移位机构5是设置于所述基架a上的平移组件，也就是说四个夹持定位机构1由移位机构5控制同时朝着靠近或者远离所述打孔机构2的方向移动，其中，移位机构5所预定的程序为将夹持定位机构1先朝着靠近打孔机构2的位置移动再将夹持定位机构2朝着远离打孔机构2的位置移动，在此程序中，朝着靠近打孔机构2移动的过程就是本技术中的打孔步骤，而朝着远离打孔机构2移动的过程就是本技术中的穿线步骤（远离打孔机构2的步骤即是移位机构5控制夹持定位机构1朝着靠近穿线装置3的方向移动）。在本技术实
施例中，移位机构5包括一连接杆体51及皮带结构52，连接杆体51固定设置于皮带结构52的皮带上，在电机的带动下由皮带进行传动，连接杆体51可前后运动，所述连接杆体51用于连接四组夹持定位机构1，使得四组夹持定位机构1可以同时前进后退。
19.位于基架a上的引导架构a-1由两块对称设置的斜向导板组成，两块斜向导板的间距自上而下逐渐减小，移位机构5处于初始位置时，夹持定位机构1位于引导架构a-1的下方，竹竿在引导架构a-1的引导下进入夹持定位机构1的夹持区域。
20.参照图4，穿线装置3在空间位置上位于竹竿夹持定位打孔装置的下游，穿线装置3的数量与夹持打孔组件的数量一致，一共四个，每个穿线装置3对应一个夹持打孔组件，穿线装置3固定设置于基架a上，穿线装置3包括穿线针31及两个夹针机构32，穿线针31的针头端为圆锥形结构的穿孔引导坡面，穿线针31的针尾端开设有系线孔，用于连接固定连接线；两个夹针机构按前后位置分为前夹针机构32-a及后夹针机构32-b，穿线针31的针头端对着夹持定位打孔组件，穿线针31的末端连接用以串连竹竿的连接线，穿针线31的针头端穿过由打孔机构2在竹竿上开设的连接孔；穿线针31由前夹针机构32-a及后夹针机构32-b夹持并悬置，前夹针机构32-a及后夹针机构32-b之间设置有暂置间隔，所述夹针结构32包括夹爪连接部321、夹爪气缸322及两个夹爪323，其中，夹爪连接部321与基架a通过螺栓固定连接，夹爪气缸322与夹爪连接部321固定连接，两个夹爪323对称设置于夹爪气缸322下方两侧，两个夹爪323分别通过转动销与夹爪气缸322相铰接，夹爪气缸322的活塞杆与两个夹爪323传动连接，夹爪气缸322的活塞杆同时控制两个夹爪323向上或者向下翻转，两个夹爪323由夹爪气缸322控制向上翻转时两个夹爪323之间的间隙变大，而两个夹爪323由夹爪气缸322控制向下翻转时两个夹爪323之间的间隙变小，因此当两个夹爪323的间隙变小时两个夹爪323夹持位于两者之间的物件，当两个夹爪323的间隙变大时两个夹爪323松开对物件的夹持状态。
21.结合上文，在本实施例中，两个夹针机构32仅对穿线针31进行夹持，使夹针机构32能悬置于半空中，而不具备带动穿线针31运动的功能，穿线针31固定不动，由移位机构5带动位于夹持定位机构1上的竹竿相对于穿针线31移动实现穿线操作；不难想象的是，若本实施例中的夹爪323一直维持对于穿线针31的夹持状态的话，夹持有竹竿的夹持定位机构1在移位机构5的带动下运动时会撞击夹针机构2的两个夹爪323，为避免上述情况的出现，移位机构5控制夹持定位机构1的移动是阶段式的，三个阶段请参照图6至图8（在本实施例所给出的图中，连接于穿线针3末端的连接线未画出），第一阶段请参照图6，移位机构5带动夹持定位机构1移动至前夹针机构32-a前方并暂停，第二阶段请参照图7，前夹针机构32-a的两个夹爪323向上翻起形成避让，穿线针3的前端夹持被暂时打开而穿线针3的尾端仍被夹持，由于尾端的夹持穿线针3仍然能悬置于半空中，此阶段下夹持定位机构1在移位机构5的带动下穿过前夹针机构32-a下方的避让空间后进入前夹针机构32-a与后夹针机构32-b之间的暂置间隔内并暂停，第三阶段请参照图8，前夹针机构32-a的两个夹爪323向下转动再次夹持穿线针3的前端，待前夹针机构32-a夹持完成后，后夹针机构32-b的两个夹爪323向上翻起形成避让，由于前端的再次夹持穿线针3仍然能悬置于半空中，此阶段下夹持定位机构1在移位机构5的带动下穿过后夹针机构32-b下方的避让空间后进入后夹针机构32-b的后方区域，此时穿线装置3的整个穿线工作完成。参照图5结合图4，夹针机构32的两个夹爪323在向下翻转相互贴近时形成的夹持空间呈菱形，而非与穿线针3截面外轮廓相适配的圆形，
若采用圆形的夹持轮廓会使得夹爪323所能夹持的形状大小比较固定，适用性会降低，例如，当需要调整开设连接孔孔洞的大小时，连接孔的大小可以通过改换钻头大小进行调整，而更换与新开设的孔洞相适配的穿线针时就不方便夹持，尤其是将连接孔孔洞调小的情况，另外，正是考虑到以后连接孔的大小可能会做出改变，两个夹爪323上设置了可以调整夹持空间的行程余量，方便夹持更小的穿线针。夹爪323上还设置有夹持垫层，所述夹持垫层位于两个夹爪323的夹持面上，两个夹爪323的夹持面靠近时形成上文所提到的夹持空间，所述夹持垫层为塑胶软垫，增加夹持的摩擦力。
22.作为一种优选，参照图14，引导架构a-1与夹持定位机构1之间设置有间隔挡板a-2，间隔挡板a-2设置于基架a上，间隔挡板a-2为由气缸控制的挡板结构，其由气缸控制封闭或开启竹竿从引导架构a-1落料到夹持定位机构1上的通道，上述通道关闭的间隔时长为移位机构5带动夹持定位机构1上所夹持的竹竿走完打孔穿线步骤回归初始位置的时间间隔，本实施例的半自动篱笆生产总成，主要通过人工上料，单次打孔穿线一根竹竿，由于夹持定位机构1位于引导架构a-1的下方，操作人员又位于夹持定位机构1的斜上方，在观测时可能由于基架a及引导架构a-1的遮挡无法确切知道夹持定位机构1是否完成上一次打孔穿线并回归至初始位置上，上料时可能出现竹竿没有准确上位从而落在地上的情况，影响加工效率，间隔挡板a-2可以方便操作人员确定此时是否为合适的上料时机，且，操作人员可以优先将单根竹竿通过引导架构a-1引导至间隔挡板a-2上暂存，待间隔挡板a-2上的竹竿落下且间隔挡板a-2再次关闭通道后上料便可，可以降低操作人员实时观察不方便观察的夹持定位机构1的状态所带来的疲劳度。
23.参照图15，位于基架a下游的输送平台4，包括两条并行的输送履带41，两条输送履带41由同一输送电机42带动同步转动，所述的输送电机42为伺服电机，可以控制输送履带41间隔式转动，输送平台4的末端设置有防止竹竿被进一步输送的挡位柱43；每条输送履带41上等间隔设置有拨料凸起411，夹持定位机构1仅具备夹持竹竿的功能，其只能通过移位机构5移动至输送履带41的上方然后打开夹持状态，而拨料凸起411用于将位于夹持定位机构1打开夹持状态下的竹竿拨动到输送履带41上并带动竹竿往输送平台4的末端；本身具备一定间隔的竹竿通过挡位柱43及输送履带41的作用消除了间隔，位于输送平台4上的竹竿堆叠到一定数量后便形成了篱笆，之所以输送电机42选用间隔式转动的伺服电机，而非低成本的普通电机，是因为输送履带41若持续转动，与挡位柱43抵靠的竹竿会持续撞击挡位柱43，当堆叠的竹竿越来越多时可能会出现篱笆向上隆起的情况，而间歇式的运送竹竿会给篱笆向上隆起的状态提供一个复位缓冲的时间段，提高篱笆质量；另外，拨料凸起411与输送履带41相铰接，当拨料凸起411遇到无法拨动的物件时会向下翻转避让，且，拨料凸起411与输送履带41之间设置有复位弹簧，当拨料凸起411不再受到物件阻挡时，所述复位弹簧拨料凸起411复位。
24.输送平台4的下游设置有送线装置（图中未画出），送线装置用于为篱笆提供连接各个竹竿的连接线，连接线穿过输送平台与穿线针31的末端相连接。
25.再次参照图2，作为一种优选，所述的半自动篱笆生产总成还包括有竹竿长度限定机构6，所述竹竿长度限定机构6通过连接块固定设置于所述基架a上，竹竿长度限定机构6设置于四组引导架构a-1的两侧，包括设置于四组引导架构a-1左侧的定限位板61及设置于四组引导架构a-1有的动限位板62，其中，所述动限位板62包括动限位板主体621及用于推
动动限位板主体621移动的限位板气缸622，限位杆气缸622固定在基架a上，动限位板主体621与限位板气缸622传动连接，且，限位板气缸622推动动限位板主体621朝着或远离定限位板61借此来限定能进入竹竿夹持定位打孔装置的竹竿长度。需要说明的是，动限位板62及定限位板61的设置位置可以相互对换，效果相同，也可以设置两个动限位板来调整限定竹竿长度的大小，但需要多设置一个气缸。
26.为方便下文解释在此先引入一个概念，对于具备一定弯曲弧度的异形柱来说，通常包括一个长度略长的外弧及长度略短的内弧。竹子，作为一种天然植物，符合植物的生长规律，植物尖端会生成生长素，光合作用下会促进生长素合成，导致向阳侧生长素浓度偏高，背阳侧生长素浓度偏低，由于低浓度的生长素促进生长，而高浓度的生成素抑制生长，因此背光侧生长较向阳侧的生长快，致使植物向光方向弯曲，另外，由于植物光合作用依赖于植物叶子中的叶绿素，故而在向阳侧枝干及叶子密度会更大，向阳侧会更重一点，在重力作用下植物也会向光方向弯曲，再进一步的，重力可能会致使生长素下沉到向阳侧进一步加深生成素对于植物弯曲生长的影响，而竹子虽然以直著称，但本质还是植物，生长离不开生长素，虽然竹子不会像其他植物一样很夸张的弯曲，但是仍然会出现趋光性弯曲，虽然幅度不大，但大部分肉眼可见，因此可以将竹子看成具备一定弯曲弧度的异形柱。为方便表述，在本技术的实施例中将竹竿长度方向上较长的一段弧边定义为竹竿外弧，竹竿长度方向上较短的一端弧边定义为竹竿内弧。多根竹子串联成篱笆的过程中，篱笆质量的提升来源于其准确的位置的设置，因为竹子弯曲的形状，在串连拼接的过程中，如果两竹竿的竹竿外弧相对贴合或者两竹竿的竹竿内弧相对贴合连接时就会产生很大的间隙，致使制造完成的篱笆的防风性能降低，同样也降低篱笆的美观度，因此最优的选择是，每每两个竹竿之间是竹竿内弧与竹竿外弧贴合连接时，竹竿件的间隙才能控制到最小，因此需要在打孔穿线前就为竹竿定好位置，保证两根竹竿串连在一起时间隙控制到最小。
27.参照图9及图10，夹持定位机构1包括定夹座11、动夹座12以及控制动夹座12相对于定夹座11移动的夹座气缸13，其中，定夹座11固定设置于移位机构5上，夹座气缸13固定设置于连接杆体51内部，夹座气缸13穿出连接杆体51与所述动夹座12相铰接；夹持定位机构1还包括有铰接片14，所述铰接片14一端与连接杆体51相铰接，另一端铰接于动夹座12上，由于铰接片14的设置，当夹座气缸13推动动夹座12朝着远离连接杆体51的方向运动时，铰接片14会拉动动夹座12以铰接片14与动夹座12的铰接点为转动中心向上翻转，从而夹持位于定夹座11及动夹座12之间的竹竿。综上，当夹持定位机构1处于初始状态是，夹持定位机构1的夹持区域最大，可用于接收从引导架构a-1上掉落的竹筒，当夹座气缸13推动动夹座12向上翻转时，夹持定位机构1的夹持区域逐渐减小并最终夹持位于定夹座11及动夹座12之间的竹竿。
28.定夹块11上包括有夹持凹槽111及用于引导竹竿进入所述夹持凹槽111的斜向坡道112，动夹块12与夹持凹槽111及斜向坡道112形成夹持定位机构1的夹持区域，在处于初始状态下，动夹块12与斜向坡道112之间形成用于接收竹竿的掉落支撑部，当夹座气缸13动作时，动夹座12向上翻转，翻转的过程中，竹竿在动夹座12的带动下以斜向坡道112做引导进入夹持凹槽111内，完成夹持；另外在本技术中，夹持凹槽111为v字型凹槽，且所述v字型凹糟以打孔机构2的钻头的中轴线的对称线的轴对称凹槽，如此，保证钻头结构在对夹持定位机构所夹持的竹竿进行打孔时打孔的位置位于竹竿的中心位置。
29.进一步的，四组夹持定位机构1包括两个中部夹持定位机构1-a及两个外侧夹持定位机构1-b，其中，四个夹持定位机构1相互平行设置于连接杆体51上，请参照图11、图12及图13 ，一根弯曲的竹竿在引导架构a-1的引导下进入夹持定位机构1的过程中，会出现两个情况，第一种情况是竹竿的竹竿内弧朝下落在掉落支撑部上（如图11所示），第二种情况时竹竿的竹竿外弧朝下落在掉落支撑部上（如图12所示），第二种情况下由于竹竿本身的弯曲，落在四组夹持定位机构1上后只有两个中部夹持定位机构1-a对其进行支撑，而竹竿的两端向上弯曲且得不到支撑，致使竹竿的两端在重力的作用下向下翻转变成第一种情况，竹竿在整个动夹座12带动朝着夹持凹槽111的运动过程中，竹竿内弧始终抵靠于动夹座12上，在斜向坡道112的引导下竹竿内弧逐渐朝向穿线装置3的位置并在最终落入夹持凹槽111夹紧后正朝向穿线装置（如图13所示），如此，保证打孔穿线后的两个竹竿在后续堆叠时保证两根竹竿是竹竿内弧与竹竿外弧相互抵靠的，从而实现篱笆间隙小的效果。
30.另外，在本实施例中，由于打孔机构2及穿线装置3都相对固定，因此穿线及打孔步骤都依赖于夹持定位机构1相对于打孔机构2及穿线装置3的移动，在穿线及打孔的过程中，为防止定夹座11及动夹座12本体对钻头及穿线针31进行干涉，定夹座11及动夹座12上皆设置有供钻头及穿线针31穿过直接作用于竹竿上的避让间隙。
31.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
32.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。