一种水壶外胆打磨用夹具的制作方法

1.本发明涉及打磨技术领域，具体而言，涉及一种水壶外胆打磨用夹具。


背景技术：

2.水壶外胆作为一款高端水壶的关键零部件。产品的加工工艺将对产品的外观质量起到重要作用。因此，打磨工序是必不可少的生产过程之一。
3.现代企业中，水壶外胆打磨的工作一般是由人工进行的，利用砂轮机用砂带和抛光轮等工具对背支撑架进行打磨工作。人工打磨的效果取决于工人的手艺与经验，因此去毛刺质量不稳定，效果统一性差。同时，人工劳动强度较大，导致生产效率低。随着经济的不断发展，人工成本也逐渐提高，不断地增加企业的成本。所以机器人的引入是解决这一系列问题的途径之一。
4.由于水壶外胆比较高，单边外部夹紧容易造成另一边打磨变形，而双边外部夹紧会导致机器人打磨时有很多干涉，非常不利于机器人打磨。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明提出了一种水壶外胆打磨用夹具，旨在解决现有水壶外胆单边外部夹紧容易变形以及双边外部夹紧不利于打磨的问题。
6.本发明提出了一种水壶外胆打磨用夹具，该夹具包括：支撑座、壶身夹持机构和壶口夹持机构；其中，所述壶身夹持机构和所述壶口夹持机构均设置在所述支撑座上，所述壶身夹持机构用于顶压在水壶外胆壶身的内壁上，对壶身进行内撑，以实现壶身的夹持；所述壶口夹持机构用于顶压在水壶外胆壶口的内壁上，对壶口进行内撑，以实现对壶口进行夹持。
7.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述壶口夹持机构包括：伸缩式驱动件、杠杆式连杆组件、拉紧杆组件和胀套组件；其中，所述胀套组件位于所述伸缩式驱动件的一侧，所述拉紧杆组件以能够相对于所述胀套组件进行移动的方式穿设于所述胀套组件；所述杠杆式连杆组件的动力输入端与所述伸缩式驱动件的动力输出端相连接，并且，所述杠杆式连杆组件的动力输出端与所述拉紧杆组件相连接，用于在伸缩式驱动件的驱动下，带动所述杠杆式连杆组件进行摆动，以使所述杠杆式连杆组件带动所述拉紧杆组件进行移动，进而使得所述拉紧杆组件顶压所述胀套组件进行弹性变形，以顶压在所述壶口的内壁实现壶口的内撑。
8.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述杠杆式连杆组件包括：连杆本体和支座；其中，所述连杆本体的一端以能够转动且能够滑动的方式与所述伸缩式驱动件的动力输出端相连接，另一端以能够转动且能够滑动的方式与所述拉紧杆组件相连接，所述连杆本体的中间位置以能够转动的方式与所述支座相连接，以使所述连杆本体以连接在所述支座上的连接点为支点进行摆动。
9.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述拉紧杆组件包括：第一拉紧杆和第二拉
紧杆；其中，所述第一拉紧杆的一端与所述杠杆式连杆组件的动力输出端相连接，另一端与所述第二拉紧杆的连接端可拆卸地相连接，所述第二拉紧杆的顶压端设有倒置锥面结构，所述倒置锥面结构用于在靠近所述胀套组件移动时，逐步顶压所述胀套组件，以使胀套组件逐步膨胀变形。
10.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述胀套组件包括：定位轴套和胀套本体；其中，所述胀套本体的一端与所述定位轴套可拆卸地相连接，另一端作为膨胀夹持端，用于在所述拉紧杆组件的顶压作用下进行弹性变形。
11.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述伸缩式驱动件的动力输出端设有能够拆卸的顶紧块，所述杠杆式连杆组件的动力输入端与所述顶紧块之间以能够滑动且能够转动的方式相连接。
12.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述壶身夹持机构包括：驱动件和夹爪；其中，所述驱动件具有至少三个动力输出端，所述连接爪与所述驱动件的动力输出端一一对应连接，所述驱动件用于驱动各个连接爪进行往复直线运动，以使各个连接爪能够相互靠近或远离，实现对壶身进行内撑。
13.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述驱动件为多爪气缸，并且，所述多爪气缸上具有至少三个连接爪。
14.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述支撑座包括：支撑座本体和固定台；其中，所述支撑座本体的两端分别用于放置所述壶身夹持机构和壶口夹持机构；所述固定台设置在所述支撑座本体的一端上，并且，所述固定台和所述支撑座本体之间围设形成中空腔体，用于放置所述壶身夹持机构，所述固定台还用于对水壶外胆进行支撑。
15.进一步地，上述水壶外胆打磨用夹具，所述壶口夹持机构的胀套组件位于所述中空腔体的外部，所述壶口夹持机构的杠杆式连杆组件以能够转动且滑动的方式穿设于所述固定台的侧壁，所述壶口夹持机构的拉紧杆组件可滑动地穿设于所述固定台的顶壁。
16.本发明提供的水壶外胆打磨用夹具，通过壶身夹持机构顶压在水壶外胆壶身的内壁上，对壶身进行内撑，以实现壶身的夹持，并通过壶口夹持机构顶压在水壶外胆壶口的内壁上，对壶口进行内撑，以实现对壶口进行夹持，也就是说通过壶身和壶口的内撑夹持，实现对水壶外胆的夹持，还确保了水壶外胆的夹持稳固性。该水壶外胆打磨用夹具是通过对壶身和壶口的内撑实现夹持，相比于单边夹紧，壶身和壶口两处内撑可避免水壶外胆的变形，解决现有水壶外胆单边外部夹紧容易变形的问题，同时，内撑不影响水壶外胆外壁的打磨或其他施工，还解决双边外部夹紧不利于打磨的问题。另外，该夹具能够放置在水壶外胆一端实现两处尤其是两端夹紧，从而使机器人打磨更加灵活与高效。
17.进一步地，壶口夹持机构利用连杆原理将伸缩驱动件即动力外置，使结构紧凑。
附图说明
18.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本发明实施例提供的水壶外胆打磨用夹具的结构示意图；图2为本发明实施例提供的水壶外胆打磨用夹具的剖视图。
具体实施方式
19.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
20.参见图1至图2，其示出了本发明实施例提供的水壶外胆打磨用夹具的优选结构。如图所示，该夹具包括：支撑座1、壶身夹持机构2和壶口夹持机构3；其中，壶身夹持机构2和壶口夹持机构3均设置在支撑座1上，壶身夹持机构2用于顶压在水壶外胆4壶身的内壁上，对壶身进行内撑，以实现壶身的夹持；壶口夹持机构3设置在支撑座1上，用于顶压在水壶外胆4壶口的内壁上，对壶口进行内撑，以实现对壶口进行夹持。
21.具体实施时，壶身夹持机构2和壶口夹持机构3的夹持执行部可同轴设置在支撑座1上，以使水壶外胆4同轴设置在上方，进而通过壶身夹持机构2的夹持执行部沿水壶外胆4的径向运动，直至顶压在水壶外胆4壶身的内壁上，对壶身进行内撑，以实现壶身的夹持，并通过壶口夹持机构3的夹持执行部在水壶外胆4的壶口处沿水壶外胆4的径向运动，直至顶压在水壶外胆4壶口的内壁上，对壶口进行内撑，以实现对壶口进行夹持，进而通过壶身和壶口的内撑夹持，确保水壶外胆4的夹持稳固性。在本实施例中，水壶外胆4的壶身背向壶口的端部（如图1所示的顶端）为开口端，壶身夹持机构2和壶口夹持机构3的执行部件可自底端伸入至水壶外胆4的内部，可抵接在水壶外胆4内壁上，实现夹持。
22.在本实施例中，支撑座1上可设有法兰盘5，用于连接机器人的机械手，以使该夹具作为机器人的末端执行器，进行夹持，可使得该夹具使用更加灵活与高效。具体地，法兰盘5设置在支撑座1的下侧，背向壶身夹持机构2和壶口夹持机构3设置，避免干涉对壶身夹持机构2和壶口夹持机构3的支撑，以及对水壶外胆4的夹持。
23.继续参见图1和图2，支撑座1包括：支撑座本体11和固定台12；其中，支撑座本体11的两端（如图1所示的左右两端）用于放置壶身夹持机构2和壶口夹持机构3；固定台12设置在支撑座本体11的一端（如图1所示的左端）上，并且，固定台12和支撑座本体11之间围设形成中空腔体，用于放置壶身夹持机构2，固定台12还用于对水壶外胆6进行支撑。
24.具体实施时，支撑座本体11的左端可以呈长方形结构，右端可以呈圆形结构，以分别对壶身夹持机构2和壶口夹持机构3进行支撑，使得壶身夹持机构2和壶口夹持机构3分别放置在长方形结构和圆形结构上。固定台12可以为一端开口的圆柱型壳体结构，其与圆形结构相适配，固定台12安装在圆形结构上，组合形成内部中空的壳体结构。在本实施例中，壶口夹持机构3部分安装在壳体结构的中空腔体中，壶身夹持机构2的部分亦可部分位于中空腔体中，可实现夹持的前提下确保该夹具的结构紧凑性。如图1和图2所示，固定台12还可对水壶外胆6进行支撑，在本实施例中，壶身夹持机构2和壶口夹持机构3的夹持执行部亦同轴设置在固定台12的上方，水壶外胆6可同轴安装在固定台12上，以通过壶身夹持机构2和壶口夹持机构3的夹持执行部沿固定台12径向的运动，实现对水壶外胆6的夹持。其中，法兰盘5与支撑座本体11之间可以为一体结构，亦可通过其他方式连接例如焊接或通过螺丝连接，本实施例中对其不做任何限定。
25.继续参见图1和图2，壶身夹持机构2包括：驱动件21和夹爪22；其中，驱动件21具有
至少三个动力输出端，夹爪22与驱动件21的动力输出端一一对应连接，驱动件21用于驱动各个夹爪22进行往复直线运动，以使各个夹爪22能够相互靠近或远离，实现对壶身进行内撑。
26.具体实施时，驱动件21可以为多爪气缸，多爪气缸上具有至少三个连接爪，各个连接爪分别作为驱动件21的一个动力输出端，用于分别连接夹爪22，以带动夹爪22进行移动；当然，驱动件21的结构亦可为其他结构，例如可参考多爪夹具，通过多个伸缩件实现夹爪22的相互靠近或远离。在本实施例中，多个夹爪22之间呈圆周排布，作为壶身夹持机构2的夹持执行部，可与固定台12同轴设置。如图2所示，驱动件21可位于中空腔体内，且安装在支撑座本体11的圆形结构上，固定台12的顶壁可设有若干个与夹爪22一一对应的通槽，以使夹爪22或连接爪穿设于固定台12且沿通槽进行滑动，避免固定台12干涉夹爪22和连接爪的移动。在本实施例中，驱动件21可通过螺丝等连接件固定在支撑座本体11的圆形结构上，夹爪22亦可通过螺丝等连接件固定在驱动件21的动力输出端上例如多爪气缸的连接爪上。其中，驱动件21的连接爪以及夹爪22均可以为四个，即驱动件21可以为四爪气缸；如图1所示，夹爪22可实现壶身远离壶口端部的夹紧，即实现壶身下端的夹紧。
27.继续参见图1和图2，壶口夹持机构3包括：伸缩式驱动件31、杠杆式连杆组件32、拉紧杆组件33和胀套组件34；其中，胀套组件34位于伸缩式驱动件31的一侧（如图2所示的右侧），拉紧杆组件33以能够相对于胀套组件34进行移动的方式穿设于胀套组件34；杠杆式连杆组件32的动力输入端与伸缩式驱动件31的动力输出端相连接，并且，杠杆式连杆组件32的动力输出端与拉紧杆组件33相连接，用于在伸缩式驱动件31的驱动下，带动杠杆式连杆组件32进行摆动，以使杠杆式连杆组件32带动拉紧杆组件33进行移动，进而使得拉紧杆组件33顶压胀套组件34进行弹性变形，以顶压在壶口的内壁实现壶口的内撑。
28.具体实施时，伸缩式驱动件31可安装在支撑座本体11的长方形结构上，胀套组件34作为壶口夹持机构3的执行部件，其可同轴设置在固定台12的上方，胀套组件34与伸缩式驱动件31平行设置在支撑座本体11上方的左右两侧，尤其是，胀套组件34与呈圆周排布的多个夹爪22同轴设置，以确保实现水壶外胆6的夹持；在本实施例中，胀套组件34位于中腔体的外部。拉紧杆组件33沿胀套组件34的轴向（如图2所示的竖直方向）可滑动地穿设于胀套组件34和固定台12的顶壁，并且，拉紧杆组件33能够相对于胀套组件34进行移动，胀套组件34可对拉紧杆组件33的移动进行导向，使得拉紧杆组件33可沿水壶外胆6的轴向进行移动，实现夹持的同时还可避免拉紧杆组件33与水壶外胆6的干涉。伸缩式驱动件31的动力输出端与拉紧杆组件33的动力输入端（如图2所示的下端）之间通过杠杆式连杆组件32相连接，杠杆式连杆组件32以能够转动且滑动的方式穿设于固定台12，以便两端分别与伸缩式驱动件31的动力输出端、拉紧杆组件33的动力输入端相连接，在伸缩式驱动件31的伸缩动作下带动进行摆动，进而可带动拉紧杆组件33沿胀套组件34的轴向进行上下移动，以使拉紧杆组件33顶压胀套组件34进行弹性变形例如弹性碰撞，以使胀套组件34顶压在壶口的内壁实现壶口的内撑。其中，伸缩式驱动件31可以为气缸，当然亦可为其他伸缩结构，例如油缸。
29.继续参见图1至图2，伸缩式驱动件31的动力输出端设有能够拆卸的顶紧块35，杠杆式连杆组件32的动力输入端与顶紧块35之间以能够滑动且能够转动的方式相连接。具体地，顶紧块35与伸缩式驱动件31的动力输出端例如气缸的活塞杆之间通过螺纹相连接，例
如，顶紧块35的底部设有外螺纹部，气缸的活塞杆设有连接孔，连接孔的内壁设有内螺纹，形成内螺纹部，其与外螺纹部相适配，并且，外螺纹部上设有防松螺母36，可进一步防止顶紧块35与伸缩式驱动件31的动力输出端之间的松动。
30.继续参见图2，杠杆式连杆组件32包括：连杆本体321和支座322；其中，连杆本体322的一端（如图2所示的左端）以能够转动且能够滑动的方式与伸缩式驱动件31的动力输出端相连接，另一端以能够转动且能够滑动的方式与拉紧杆组件33相连接，连杆本体321的中间位置以能够转动的方式与支座322相连接，以使连杆本体321以连接在支座322上的连接点为支点进行摆动。
31.具体实施时，支座322可设置在中空腔体内，且通过螺丝固定安装在固定台12的内顶壁上，以作为连杆本体321固定支撑铰接支点，可实现对连杆本体321的支撑。连杆本体321穿设于固定台12的侧壁，连杆本体321位于固定台12内的中间位置与支座322之间通过铰链323相铰接，以使连杆本体321能够相对于支座322进行转动。连杆本体321位于固定台12外的左端作为动力输入端，其与顶紧块35之间可通过第一转动销37相铰接；第一转动销37可固定安装在顶紧块35上，连杆本体321的左端可设有腰型孔，第一转动销37以能够转动且能够滑动的方式穿设于连杆本体321左端的腰型孔。连杆本体321位于固定台12内的右端作为动力输出端，其与杠杆式连杆组件33之间可通过第二转动销38相铰接；第二转动销38可固定安装在杠杆式连杆组件33上，连杆本体321的右端可设有腰型孔，第二转动销38以能够转动且能够滑动的方式穿设于连杆本体321右端的腰型孔。其中，连杆本体321位于固定台12内的中间位置指的是两端之间的位置。
32.继续参见图2，拉紧杆组件33包括：第一拉紧杆331和第二拉紧杆332；其中，第一拉紧杆331的一端（如图2所示的底端）与杠杆式连杆组件32的动力输出端相连接，另一端（如图2所示的顶端）与第二拉紧杆332的连接端（如图2所示的底端）可拆卸地相连接，第二拉紧杆332的顶压端（如图2所示的顶端）设有倒置锥面结构3321，倒置锥面结构3321用于在靠近胀套组件34移动时，逐步顶压胀套组件34，以使胀套组件34逐步膨胀变形，进而实现壶口的夹持。
33.具体实施时，第一拉紧杆331的底端作为动力输入端，第二转动销38设置在第一拉紧杆331的底端上，以在连杆本体321摆动时进行上下移动。第二拉紧杆332同轴设置在第一拉紧杆331的上端，以随第一拉紧杆331进行同步上下移动，并在第一拉紧杆331和第二拉紧杆332同步向下移动时，倒置锥面结构3321位于壶口处的外径逐步增大，可逐步对胀套组件34进行撑开，使得胀套组件34逐步膨胀变形。在本实施例中，第一拉紧杆331和第二拉紧杆332之间可通过螺纹连接，以便于拆装和制作。
34.继续参见图2，胀套组件34包括：定位轴套341和胀套本体342；其中，胀套本体342的一端（如图2所示的底端）与定位轴套341可拆卸地相连接，另一端（如图2所示的顶端）作为膨胀夹持端，用于在拉紧杆组件的顶压作用下进行弹性变形，以膨胀后可实现壶口的夹持。
35.具体实施时，定位轴套341的底端可通过螺丝等连接件固定在固定套12上，胀套本体342的底端与定位轴套341的顶端之间螺纹连接，可便于拆装和制作。胀套本体342的顶端内壁可设有内锥导向面，其与倒置锥面结构3321相适配，可在倒置锥面结构3321向下移动是，内锥导向面和倒置锥面结构3321配合顶压胀套本体342的顶端，使得胀套本体342的顶
端向外延伸变形。胀套本体342在自由状态时，胀套本体342的顶端与壶口的内壁间隙配合，在倒置锥面结构3321向下移动是，内锥导向面和倒置锥面结构3321配合顶压胀套本体342的顶端，使得胀套本体342的顶端向外延伸变形，以抵压接触在壶口的内壁上，实现壶口的夹持。在本实施例中，胀套本体342的顶端沿其轴向可设有若干个开口，使得胀套本体342的顶端形成若干瓣，进而便于各瓣的向外延伸，当然，胀套本体342亦可为橡胶材质，以在倒置锥面结构3321挤压作用下向外延伸，亦可实现夹持。
36.该水壶外胆打磨用夹具的工作原理：整个水壶外胆打磨用夹具通过支撑座本体11安装在机器人末端上；水壶外胆打磨用夹具主要由四爪气缸提供动力，通过夹爪22夹紧水壶外胆6的壶身，通过伸缩式驱动件31提供动力，通过顶紧块35和连杆本体321带动第一拉紧杆331和第二拉紧杆332上下移动，通过第二拉紧杆332的倒置锥面结构3321向下移动，以外撑胀套本体342，使得胀套本体342向外延伸变形，从而夹紧壶口。
37.综上，本实施例提供的水壶外胆打磨用夹具，通过壶身夹持机构2顶压在水壶外胆4壶身的内壁上，对壶身进行内撑，以实现壶身的夹持，并通过壶口夹持机构3顶压在水壶外胆4壶口的内壁上，对壶口进行内撑，以实现对壶口进行夹持，也就是说通过壶身和壶口的内撑夹持，实现对水壶外胆4的夹持，还确保了水壶外胆4的夹持稳固性。该水壶外胆打磨用夹具是通过对壶身和壶口的内撑实现夹持，相比于单边夹紧，壶身和壶口两处内撑可避免水壶外胆6的变形，解决现有水壶外胆单边外部夹紧容易变形的问题，同时，内撑不影响水壶外胆6外壁的打磨或其他施工，还解决双边外部夹紧不利于打磨的问题。另外，该夹具能够放置在水壶外胆6一端实现两处尤其是两端夹紧，从而使机器人打磨更加灵活与高效。
38.进一步地，壶口夹持机构3利用连杆原理将伸缩驱动件即动力外置，使结构紧凑。
39.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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的限制。
40.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.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。