一种电动三轮轮毂加工用夹持装置的制作方法

1.本发明涉及专用夹具技术领域，具体为一种电动三轮轮毂加工用夹持装置。


背景技术：

2.轮毂是工业生产中的重要基础零件，其加工技术和加工能力反映一个国家的工业水平。实现轮毂的数控化、自动化加工和检测一体化是目前轮毂加工的发展趋势。在轮毂的加工过程中，需要使用夹具对轮毂进行固定，防止轮毂在加工过程中移动。
3.现有技术中对轮毂固定的夹具大多使用三爪自定心卡盘。其原理是：均匀分布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，把轮毂夹紧。三爪自定心卡盘对轮毂中心定位的方法是：利用卡盘扳手转动圆周上的三个伞齿中的任一个。从而带动平面螺纹转动并带动三个卡爪一起移动，推动位于三个卡爪中间的轮毂移动而起到自定心的作用。但是三个卡爪在对轮毂的固定过程中，会受到轮毂的反向作用力，久而久之，会造成三个卡爪的磨损，且由于对轮毂的加工位置以及加工类型的不同，使得三个卡爪的磨损不均匀。当三个卡爪的磨损程度未知且不均匀的情况下，通过三个卡爪同时移动而推动轮毂不断移动实现对轮毂的定位和移动的方式存在定位不准确的问题。且在轮毂的加工过程中，由于卡爪会不断磨损，从而导致轮毂存在移动的情况，但是现有技术中夹具无法及时检测到轮毂的移动，由于轮毂加工位置变化，降低了轮毂加工的合格率。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提出的现有电动三轮轮毂加工用夹持装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种电动三轮轮毂加工用夹持装置，具备克服夹块磨损导致的轮毂中心定位不精确的问题，同时在对轮毂加工过程中可监测轮毂中心位置的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种电动三轮轮毂加工用夹持装置，包括夹持座，所述夹持座的内腔中安装有中控件，所述夹持座的顶面上设置有外挤压组件，所述夹持座的中部开设有中心孔，所述中心孔中设有圆板，所述圆板上安装有定位架，所述定位架上设置有触发器，所述夹持座的内部中空形成内腔且内腔中设置有位于圆板下方的接收板，所述接收板上均匀设有接收器，所述夹持座内腔的内壁上设置有移动组件，所述移动组件的驱动端连接至圆板的下端。
6.优选的，所述定位架的数量有三个且均匀分布在圆板上，所述定位架包括定位伸缩杆、定位斜杆和定位指示板，所述定位伸缩杆的数量有两个，所述定位伸缩杆的固定端安装在圆板上，所述定位斜杆的侧面开设有侧槽，所述定位伸缩杆的驱动端转动连接有转动滑块，所述转动滑块滑动连接在侧槽内，所述定位指示板固定连接在定位斜杆的中部且向圆板中部延伸。
7.优选的，三个所述定位架的定位指示板的高度递增，所述触发器均匀分布在定位指示板上，所述触发器具有发射信号和接收信号的功能，所述触发器的信号直线传播，所述
接收器接收触发器发射的信号。
8.优选的，所述外挤压组件包括外滑槽、外挤压块和外挤压杆，所述外挤压组件的数量有三个，所述外滑槽开设于夹持座的表面，所述外挤压块滑动连接在外滑槽中，所述外挤压杆的固定端安装在夹持座上，所述外挤压杆的驱动端连接在外挤压块的外壁上，所述外挤压杆与中控件电性连接，所述中控件检测外挤压杆受到的轮毂的反作用力。
9.优选的，所述定位架的初始位置与外挤压组件的位置相对应，所述中心孔的直径不小于轮毂内孔的直径，所述定位指示板的长度大于轮毂内孔半径且小于轮毂内孔的四分之三。
10.优选的，所述移动组件包括定位驱动器和电磁铁，所述定位驱动器的数量有两个，其中一个定位驱动器的固定端安装在夹持座的内壁上，另一个定位驱动器的固定端连接在上述定位驱动器的驱动端，且该定位驱动器的驱动端连接在电磁铁上，两个定位驱动器垂直相连接，所述电磁铁的顶端滑动连接在圆板的底面上。
11.本发明具备以下有益效果：1、本发明通过在夹持座的中部开设中心孔，并在中心孔中设置圆板，在圆板上安装定位架，利用定位伸缩杆推动定位斜杆使得定位斜杆的两端与轮毂内孔的内壁接触，而在定位斜杆倾斜时带动定位指示板偏移，根据两个以上定位指示板上的触发器信号的发射与接收，接收器接收信号并传输给中控件，中控件计算轮毂中心的坐标，并控制定位驱动器与电磁铁通过圆板和定位架带动轮毂移动，将其中心移动至夹持座的中心，从而实现对轮毂中心的定位以及轮毂的移动，避免现有技术中由于外挤压块磨损而导致对轮毂定位不准确的问题。
12.2、本发明通过控制电磁铁内电流的通断，在将轮毂移动到位后，利用定位驱动器对电磁铁的固定作用，配合圆板、定位架与轮毂的挤压形成的固定效果，保证在外挤压杆驱动外挤压块挤压轮毂外壁的过程中，为轮毂施加较大的摩擦力，避免外挤压块移动不到位时轮毂受力不平衡而移动，从而防止轮毂再次移动，提高对轮毂夹持的效率。
13.3、本发明通过将三个定位架的定位指示板设置成不同高度，利用三个定位指示板上的触发器对信号的接收和发射的情况获取了多组有效信号，利用多组有效信号计算出多个轮毂的中心坐标，再取多组轮毂中心坐标的平均值，一定程度上克服现有技术中触发器和接收器无法完全覆盖平面而导致信号接收具有死角的问题，提高了对轮毂中心定位的精确性。
附图说明
14.图1为本发明的结构示意图；图2为图1的a处放大示意图；图3为本发明立体图；图4为图3的b处放大示意图；图5为本发明的主视图；图6为图5的d处放大示意图；图7为图5的c处剖视图；图8为图7的f处放大示意图；
图9为图7的e处剖视图。
15.图中：1、夹持座；101、中心孔；2、外挤压组件；201、外滑槽；202、外挤压块；203、外挤压杆；3、圆板；4、定位架；401、定位伸缩杆；402、定位斜杆；403、定位指示板；5、触发器；6、接收器；7、接收板；8、定位驱动器；9、电磁铁；10、中控件。
具体实施方式
16.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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1，一种电动三轮轮毂加工用夹持装置，包括夹持座1，夹持座1上设置有外挤压组件2，外挤压组件2的数量有三个，外挤压组件2包括外滑槽201、外挤压块202和外挤压杆203，外滑槽201开设于夹持座1的表面，外挤压块202滑动连接在外滑槽201内，外挤压杆203的固定端安装在夹持座1的表面，外挤压杆203的驱动端连接在外挤压块202上，外挤压杆203可单独控制，夹持座1的内腔中设置有中控件10，中控件10与外挤压杆203电性连接，另外，外挤压杆203可以采用气动杆或者液压杆，其缸体中安装液压传感器，用于获取外挤压块202对轮毂的挤压力，液压传感器与中控件10电性连接。参阅附图1和附图2，在夹持座1的中部开设有中心孔101，中心孔101中设置有可移动的圆板3，圆板3上安装有定位架4，圆板3可以设置成实心板或者圆环均可，其主要作用在于支撑定位架4，定位架4包括定位伸缩杆401、定位斜杆402和定位指示板403，定位伸缩杆401也可采用气缸或者油缸，定位伸缩杆401的数量有两个，两个定位伸缩杆401的驱动端分别连接一个转动滑块，参阅附图3和附图4，转动滑块滑动连接在定位斜杆402侧壁开设的侧槽中，侧槽的中部不连通，因此，使得连接转动滑块的两个定位伸缩杆401的移动轨道为侧槽的一半，初始状态下，转动滑块位置均位于侧槽的内端，也就是靠近定位斜杆402中部的一端，移动时，定位伸缩杆401推动转动滑块沿着侧槽向定位斜杆402的外端移动；定位指示板403垂直安装在定位斜杆402顶部的中间，且向圆板3中心的方向延伸，定位指示板403上安装有触发器5。参阅附图2，定位架4的数量有三个，因此有三个定位指示板403，参阅附图5、附图6和附图8，三个定位指示板403的高度不同，呈逐渐降低的状态，因此分为上定位指示板403、中定位指示板403和下定位指示板403，设置在上定位指示板403、中定位指示板403、下定位指示板403上的触发器5分别为表示为上触发器5、中触发器5和下触发器5。另外，初始状态下，圆板3与夹持座1、接收板7同轴。中心孔101的直径不小于轮毂内径，从而使得轮毂的内孔悬在中心孔101上方，保证定位斜杆402能够与轮毂的内壁接触并挤压，定位指示板403的长度不小于轮毂内孔的半径，且小于轮毂内孔直径的四分之三，当定位指示板403的长度越小，轮毂在初步放置在夹持座1上时，其内孔越容易将圆板3、定位架4囊括在其中间，但是也会导致轮毂的中心偏移范围越大。
18.定位架4对轮毂进行定位的原理为：圆内任意两条不平行的弦，两条弦的中垂线的交点为圆心；中垂线为经过某一条线段的中点，并且垂直于这条线段的直线，叫做这条线段的垂直平分线，又称“中垂线”。在将轮毂放置在夹持座1上时，轮毂中心孔将定位架4围在中部，但是这样的放置只具有一个粗略的定位，轮毂并不能与夹持座1完全同轴，然后定位伸
缩杆401同时伸长，由于轮毂与圆板3不同轴，因此，随着定位伸缩杆401不断伸长，定位斜杆402的一端先与轮毂的内壁接触并对轮毂内壁具有一定的挤压力，但是该挤压力需要保证小于轮毂所受的最大静摩擦力，防止轮毂移动；定位斜杆402的一端由于受到阻力，其另一端逐渐沿着先接触的点旋转，因此定位伸缩杆401持续伸长时，会带动转动滑块沿着侧槽逐渐向定位斜杆402的两侧移动，并使得定位斜杆402倾斜直至定位斜杆402的另一端也接触轮毂内壁，而由于定位指示板403固定连接在定位斜杆402的中部，因此随着定位斜杆402的倾斜，定位指示板403也对应旋转；另外的两个定位架4也按照上述方式移动，因此，任意两个定位指示板403具有交叉点，定位指示板403的交叉点即为轮毂的中心。通过定位指示板403上触发器5信号的发射与接收，以及接收板7上的接收器6接收信号，通过中控件10对信号的类型以及对信号接收位置的计算获取轮毂的中心点。具体如下：触发器5具有接收和发射的两种功能，上触发器5可以只具有发射的功能，但是中触发器5和下触发器5须同时具有接收和发射的功能，可使用接收器和发射器的组合方式构成触发器。当中触发器5接收到上触发器5垂直向下发射的信号时，启动中触发器5发射垂直向下的信号；或者上触发器5垂直向下发射的信号被下触发器5接收到，启动下触发器5发射垂直向下的信号；或者中触发器5垂直向下发射的信号被下触发器5接收到，启动下触发器5发射垂直向下的信号。在夹持座1的内腔中安装有接收板7，接收板7上设置有接收器6，接收器6可接收任意触发器5发射的信号，接收器6与中控件10电性连接，中控件10存储每个接收器6在接收板7上的坐标值，接收到触发器5发射的信号的接收器6的位置，即为信号的坐标位置。中触发器5内设置有两种发射通道，分别为中触发器5主动发射信号的通道，以及接收上触发器5信号后再发射信号的通道，同样，下触发器5具有两种发射通道，分别为下触发器5接收到上触发器5信号后再发射信号的通道，以及下触发器5接收到中触发器5信号后再发射信号的通道；下触发器5只有在接收上触发器5或者中触发器5发射的信号时才对应发出信号，而上触发器5只有一种发射通道，即上触发器5主动发射信号通道。上述各通道发射的信号带有不同的标记，从而区分不同通道发射的信号，标记的方式如：信号可叠加不同的波形，以使不同通道发出的波形的幅度有差别，便于区分。本技术提供一种实施方法，例如，上触发器5发射的信号波的振幅为a1，中触发器5发射的信号波的振幅为a2，下触发器发射的信号振幅为a3，a1、a2、a3数值不相等，且三个触发器发射的信号波的频率相同，根据波的叠加原理，当中触发器5接收到上触发器5发射的信号波时，中触发器5发射的信号波的振幅从a1变为a1 a2，而未接收到上触发器5发射的信号波的中触发器5的信号波振幅仍然为a1；或者，预先在中出触发器5的发射器设定，当中触发器5接收到上触发器5的振幅为a1的信号波时，则可以主动将原有的振幅为a2的信号波改变成振幅为a1 a2,或者其他不相同数值的信号波，只要将不同种的信号波加以区分即可，因此，接收器6上能够接收到信号包括以下六种：第一种：上触发器主动发射的信号，信号振幅为a1；第二种：中触发器主动发射的信号，信号振幅为a2；第三种：中触发器接收到上触发器主动发射的信号后，再发射的信号，信号振幅为a1 a2；第四种：下触发器接收到上触发器主动发射的信号后，再发射的信号，信号振幅为a1 a3；
第五种：下触发器接收到中触发器主动发射的信号后，再发射的信号，信号振幅为a2 a3；第六种：下触发器接收到上述第三种信号后，再发射的信号，信号的振幅为a1 a2 a3；也就是说，上触发器发射的信号被中触发器接收后，中触发器再发出的信号被下触发器接收，然后下触发器再发射的信号，也就是说上触发器5、中触发器5以及下触发器5完全在一条垂直线上，因此信号可以逐级向下传递。
19.其中，后三种为有效信号。理论上来说，当一个定位指示板403上触发器5的数量无限，触发器5所接收的信号覆盖整个定位指示板403表面，而接收器6覆盖整个接收板7的表面时，接收器6所接收的信号均应当为第六种信号，但是考虑到现实中，触发器5以及接收器6的接收以及发射信号具有死角，因此可能上触发器5与下触发器5或者上触发器5与中触发器5或者中触发器5与下触发器5有错位，导致上方的触发器5发射的信号，下方的触发器5无法准确接收到，因此，本技术中设置三个不同高度的触发器5，使得接收器6所获取的信号具有多种组合，利用其接收到的有效信号的位置当作轮毂的中心，并根据三组轮毂中心位置计算平均值，位置平均值的计算可采用如下方式：有效信号位置坐标为（x
1,
y1）,（x2,y2），（x3,y3），那么平均位置坐标（x,y）为：x=（x1 x2 x3）/3, y=（y1 y2 y3）/3，或者其他坐标系平均值算法。从而克服现有技术中触发器5、接收器6的数量有限而无法完全覆盖整个表面的问题，提高对轮毂中心定位的准确性。中控件10中设置有采集单元，可获取接收器6上是否接收到信号，判断单元，对接收的信号进行判断是否为有效信号，计算单元，求取有效信号的对应坐标的平均值坐标，并可根据两个不同坐标值计算两个坐标的x轴向距离以及y轴向距离。
20.上触发器、中触发器、下触发器发射的是能够穿过圆板3的信号波，例如声波，上述中描述的叠加信号波不同即可对信号进行识别。
21.触发器5的选择有以下要求：信号传播的路径为直线；在空气、固体介质中均能够传播；若信号波在介质交界发射折射，则可以根据信号波在该介质中的折射角对信号在接收板7上的位置进行补偿，本技术中，信号需要穿过圆板3，那么可以根据实验获取信号波在经过圆板3时的折射角，从而通过中控件10在获取接收器6的位置时，再根据折射角对该位置进行补偿，即可。使得上触发器5、中触发器5与下触发器5自主发射的信号不同，当中触发器5或者下触发器5接收到其他触发器5发射的信号后，信号会被调制再发出，因此可保证每个触发器5发射的每种信号不同，便于被接收器6接收，便于被检测、区别。
22.当中控件10计算出轮毂的定位后，需要先将轮毂的中心移动至夹持座1的中心，也就是接收板7的中心。参阅附图7和附图9，在圆板3的中心的下方设置有电磁铁9，在夹持座1内腔的顶壁上安装有定位驱动器8，定位驱动器8的驱动端连接在电磁铁9的外壁上，圆板3的底面采用磁性材料制作。定位驱动器8的数量有两个，且其中一个定位驱动器8的固定端连接在另一个定位驱动器8的驱动端，而另一个定位驱动器8的驱动端连接在电磁铁9上。当三个定位斜杆402均挤压在轮毂内壁时，此时电磁铁9内通电，电磁铁9与圆板3的底面吸附在一起，可利用两个定位驱动器8的伸缩，配合圆板3、定位伸缩杆401、定位斜杆402对轮毂的挤压而带动轮毂移动，两个垂直的定位驱动器8可以实现在平面上将轮毂的中心移动至夹持座1的中心位置。另外，可以在夹持座1上安装机械臂，从轮毂的上方将轮毂的中心移动至夹持座1的中心，定位驱动器8的伸长或者缩短的长度由中控件10计算的轮毂的中心与夹
持座1的中心横向和纵向位置差距获取。其原理如同平面坐标系上将物体的中心移动至零点。
23.另外，对于一些中心孔较小的轮毂，可以通过定位架4与轮毂的轮辋内壁接触进行定位，电动三轮车的大部分轮毂的轮辋是由多个不同内径的环构成，但是本技术中定位斜杆402的高度相同，因此三个定位斜杆402接触的轮辋内壁的直径相同，也能够实现对轮毂中心的定位功能。
24.在将轮毂的中心移动至与夹持座1中心同轴后，需要启动外挤压杆203驱动外挤压块202沿着外滑槽201向轮毂的外边缘接近，并挤压轮毂的外边缘，实现对轮毂的固定。但是由于不确定外挤压块202的磨损情况，因此在移动外挤压块202时，需要先通过电磁铁9对圆板3的吸引作用以及定位斜杆402对轮毂的挤压，保证轮毂的位置不可移动，随着外挤压杆203的伸长，中控件10可监测到外挤压杆203缸体内的压力，当三个外挤压杆203的缸体内压力差值在正常范围内时，即表明三个外挤压块202均移动到位，而若其中一个外挤压块202未移动到位，其缸体内的压力小于其他两个外挤压杆203的缸体内的压力。然后此时断开电磁铁9的电流，使得圆板3可以相对电磁铁9旋转。
25.在对轮毂的加工过程中，定位伸缩杆401持续保持伸长状态，使得定位斜杆402支撑在轮毂的内壁上，而定位指示板403上的触发器5可以持续保持发射信号与接收信号的状态，或者间歇性发射、信号，当轮毂在夹持座1上存在移位时，定位架4以及圆板3随着轮毂移动，从而导致接收器6所接收到的定位指示板403上的触发器5发射的有效信号的位置发生变化，不位于接收板7上的零点位置，此时可发出警报，发出警报的技术现有技术有许多，只需要判断有效信号的位置不在零点位置时，即可发出警报，而对有效信号位置的判断只需要中控件10设置一个判断单元即可，此时断开对轮毂的加工，并重新对轮毂的中心进行定位。
26.另外，上述定位架4的初始位置与外挤压组件2的位置相对应，因此，当定位斜杆402移动后，定位架4的位置与外挤压组件2的位置大致对应，可以提高移动轮毂过程中的稳定性，以及在驱动外挤压杆203对轮毂外壁进行挤压时的轮毂的支撑力。
27.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。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。