《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》是合肥巨一智慧型裝備有限公司於2018年4月28日申請的專利，該專利申請號：2018104046125，專利公布號：CN108581460A，專利公布日：2018年9月28日，發明人是：劉蕾、金長軍、李國春、李德瑞、張俊傑。
《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》公開了帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，包括上支撐板，上支撐板上設定有夾取機構、激振機構、驅動旋轉機構，通過夾取機構自動夾取液力變矩器的T形帽；激振機構包括多個激振氣缸、多個激振頭，通過多個激振氣缸交替動作，帶動多個激振頭交替伸縮，敲擊液力變矩器，以實現自動精確對齒；驅動旋轉機構包括至少兩個撥頭、至少兩個導向軸，導向軸上端向上伸出上支撐板並設有一個軸端擋塊、下端豎直向下延伸並連線撥頭，導向軸下端與對應的撥頭浮動連線組成球面副，工作時撥頭的擋環套在液力變矩器的凸台上，智慧型抓具旋轉從而帶動液力變矩器一起旋轉。《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的優點：通過激振功能和驅動旋轉的方式將工件液力變矩器順利裝配到位。
2021年8月16日，《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》獲得安徽省第八屆專利獎銀獎。
（概述圖為《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具
- 公布號：CN108581460A
- 公布日：2018年9月28日
- 申請號：2018104046125
- 申請日：2018年4月28日
- 申請人：合肥巨一智慧型裝備有限公司
- 地址：安徽省合肥市包河區包河工業園上海路東大連路北
- 發明人：劉蕾、金長軍、李國春、李德瑞、張俊傑
- Inc.Cl.：B23P19/10(2006.01)I
- 專利代理機構：安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
- 代理人：何梅生、孫琴
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
液力變矩器是汽車變速器中的重要組成部件之一，其裝配質量的好壞直接影響著變速器的整體性能。液力變矩器裝配入箱過程需要同時對正兩組花鍵，如圖1所示，裝配時液力變矩器中第一內花鍵20和第二內花鍵21分別與箱體輸入軸的第一外花鍵22和第二外花鍵23相嚙合。所以，無論是人工裝配還是設備裝配均具有較高的難度。截至2018年4月28日，汽車裝配線上常用的自動對齒的方式是採用帶力覺感測器的機器人裝配，機器人施加一定壓力抖動工件，通過力覺判斷並改變力的方向。通過機器人末端位移判端是否裝配到位。對於相關機器人的裝配方式的成功率不是很高，況且這種同時對雙層花鍵的工況按照相關機器人的性能和控制方式都提出新的要求，大大提高了設備的費用。
發明內容
專利目的
《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的目的在於克服2018年4月28日之前已有技術的不足，提供了一種帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，以期通過智慧型抓具的激振功能和驅動旋轉的方式將工件液力變矩器順利裝配到位。
技術方案
帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，所述液力變矩器包括盤狀本體，所述盤狀本體上端面中心設有T形帽，所述盤狀本體上端面沿周向均布有多個凸台，通過所述智慧型抓具將液力變矩器與箱體進行裝配，所述智慧型抓具包括上支撐板，所述上支撐板上設定有夾取機構、激振機構、驅動旋轉機構，所述夾取機構設定在上支撐板底端面中心且向下伸出，通過所述夾取機構自動夾取液力變矩器的T形帽；
所述激振機構包括多個激振氣缸、多個激振頭，多個激振氣缸沿上支撐板的周向均勻分布，每個激振氣缸的活塞桿豎直向下伸出並連線有激振頭，通過多個激振氣缸交替動作，帶動多個激振頭交替伸縮，從而交替敲擊下方的液力變矩器的盤狀本體，以實現液力變矩器的內花鍵與箱體的外花鍵的自動精確對齒；
所述驅動旋轉機構包括至少兩個撥頭、至少兩個導向軸，所述導向軸上端向上伸出上支撐板並設有一個軸端擋塊、下端豎直向下延伸並連線撥頭，所述導向軸下端與對應的撥頭浮動連線組成球面副，所述撥頭底端設有用於套在液力變矩器的凸台上的擋環，所述導向軸上套設有一個彈簧調整環，所述導向軸下段還套有一個壓縮彈簧，所述壓縮彈簧上下兩端分別抵壓在彈簧調整環和撥頭之間，工作時所述撥頭的擋環套在液力變矩器的凸台上，智慧型抓具旋轉從而帶動液力變矩器一起旋轉。
進一步的，所述夾取機構包括一個夾爪氣缸，所述夾爪氣缸安裝在上支撐板底端，所述夾爪氣缸下端設有三個夾爪，通過所述夾爪氣缸驅動三個夾爪自動張開或自動閉合，三個夾爪閉合時夾住所述液力變矩器的T形帽。
進一步的，所述導向軸上段套設有一個用於對導向軸提供豎直導向的直線軸承，所述直線軸承安裝在上支撐板上。
進一步的，所述上支撐板底部還設定有兩個雷射位移感測器，用於測量液力變矩器相對於上支撐板的距離。
進一步的，所述上支撐板頂端設定有一個安裝法蘭，通過安裝法蘭與外部設備相連線。
進一步的，所述激振頭下端為柔性端。
進一步的，所述夾爪內側設有用於勾住所述液力變矩器的T形帽的勾塊。
進一步的，三個所述夾爪外側開有弧形槽，三個夾爪的弧形槽內套有一個封閉的拉簧。
進一步的，所述撥頭由撥頭本體和蓋設在撥頭本體頂部的撥頭蓋板組成，所述撥頭蓋板與撥頭本體可拆卸連線。
改善效果
1、《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》提供的一種帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，通過相對簡單的結構設計，實現了液力變矩器的自動抓取和自動對齒入箱，其裝配入箱的方式採用激振機構來模擬人工晃動液力變矩器的方式，利用多個激振氣缸交替伸縮，帶動多個激振頭交替伸縮，從而交替敲擊下方的液力變矩器的盤狀本體，以實現液力變矩器的內花鍵與箱體的外花鍵的自動精確對齒，大大增加了對齒的成功率，相對於2014年4月28日以前已有的機器人力覺對齒方案大大降低了設備投入成本，為今後對齒裝配提供了新的簡單有效的思路。
2、《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》提供的一種帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其驅動旋轉機構的設計，與夾取機構相配合，在智慧型抓具旋轉的時候能同時帶動液力變矩器一起旋轉，且由於導向軸與撥頭浮動連線組成球面副，在對齒過程中由於液力變矩器會隨機晃動傾斜，撥頭也可以保持隨動，通過兩組撥頭保證了智慧型抓具在對齒過程中驅動液力變矩器旋轉。
附圖說明
圖1是《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的液力變矩器與箱體的裝配示意圖。
圖2是《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的立體結構示意圖。
圖3是《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的主視圖。
圖4是《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的部分縱剖視圖。
圖5是《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的撥頭處於正常姿態的狀態圖。
圖6是《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的撥頭在對齒過程中處於傾斜姿態的狀態圖。
圖7是《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的三個夾爪的單獨結構示意圖。
圖8為《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》的液力變矩器的俯視圖。
圖中標號：1安裝法蘭，2上支撐板，3激振氣缸，4氣缸安裝支架，5激振頭，6雷射位移感測器支架，7雷射位移感測器，8軸端擋塊，9導向軸，10直線軸承，11彈簧調整環，12壓縮彈簧，13撥頭蓋板，14撥頭本體，15夾爪，151勾塊，152弧形槽，16夾爪氣缸，17拉簧，18液力變矩器，181盤狀本體，182、T形帽，183凸台，19箱體，20第一內花鍵，21第二內花鍵，22第一外花鍵，23第二外花鍵。
技術領域
《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》涉及汽車零部件的生產設備技術領域，尤其涉及的是一種帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具。
權利要求
1.帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，所述液力變矩器包括盤狀本體，所述盤狀本體上端面中心設有T形帽，所述盤狀本體上端面沿周向均布有多個凸台，通過所述智慧型抓具將液力變矩器與箱體進行裝配，所述智慧型抓具包括上支撐板，所述上支撐板上設定有夾取機構，所述夾取機構設定在上支撐板底端面中心且向下伸出，通過所述夾取機構自動夾取液力變矩器的T形帽；其特徵在於：所述上支撐板上還設定有激振機構、驅動旋轉機構，
所述激振機構包括多個激振氣缸、多個激振頭，多個激振氣缸沿上支撐板的周向均勻分布，每個激振氣缸的活塞桿豎直向下伸出並連線有激振頭，通過多個激振氣缸交替動作，帶動多個激振頭交替伸縮，從而交替敲擊下方的液力變矩器的盤狀本體，以實現液力變矩器的內花鍵與箱體的外花鍵的自動精確對齒；
所述驅動旋轉機構包括至少兩個撥頭、至少兩個導向軸，所述導向軸上端向上伸出上支撐板並設有一個軸端擋塊、下端豎直向下延伸並連線撥頭，所述導向軸下端與對應的撥頭浮動連線組成球面副，所述撥頭底端設有用於套在液力變矩器的凸台上的擋環，所述導向軸上套設有一個彈簧調整環，所述導向軸下段還套有一個壓縮彈簧，所述壓縮彈簧上下兩端分別抵壓在彈簧調整環和撥頭之間，工作時所述撥頭的擋環套在液力變矩器的凸台上，智慧型抓具旋轉從而帶動液力變矩器一起旋轉。
2.如權利要求1所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：所述夾取機構包括一個夾爪氣缸，所述夾爪氣缸安裝在上支撐板底端，所述夾爪氣缸下端設有三個夾爪，通過所述夾爪氣缸驅動三個夾爪自動張開或自動閉合，三個夾爪閉合時夾住所述液力變矩器的T形帽。
3.如權利要求1所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：所述導向軸上段套設有一個用於對導向軸提供豎直導向的直線軸承，所述直線軸承安裝在上支撐板上。
4.如權利要求1所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：所述上支撐板底部還設定有兩個雷射位移感測器，用於測量液力變矩器相對於上支撐板的距離。
5.如權利要求1所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：所述上支撐板頂端設定有一個安裝法蘭，通過安裝法蘭與外部設備相連線。
6.如權利要求1所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：所述激振頭下端為柔性端。
7.如權利要求2所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：所述夾爪內側設有用於勾住所述液力變矩器的T形帽的勾塊。
8.如權利要求2所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：三個所述夾爪外側開有弧形槽，三個夾爪的弧形槽內套有一個封閉的拉簧。
9.如權利要求1所述的帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，其特徵在於：所述撥頭由撥頭本體和蓋設在撥頭本體頂部的撥頭蓋板組成，所述撥頭蓋板與撥頭本體可拆卸連線。
實施方式
參見圖2中至圖8，本實施例公開了帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具，該液力變矩器18包括盤狀本體181，盤狀本體181上端面中心設有T形帽182，盤狀本體181上端面沿周向均布有多個凸台183，通過智慧型抓具將液力變矩器18與箱體19進行裝配。
智慧型抓具包括上支撐板2，上支撐板2上設定有夾取機構、激振機構、驅動旋轉機構。上支撐板2頂端設定有一個安裝法蘭1，通過安裝法蘭1與外部設備相連線。
夾取機構設定在上支撐板2底端面中心且向下伸出，通過夾取機構自動夾取液力變矩器18的T形帽182；夾取機構包括一個夾爪氣缸16，夾爪氣缸16安裝在上支撐板2底端，夾爪氣缸16下端設有三個夾爪15，通過夾爪氣缸16驅動三個夾爪15自動張開或自動閉合，夾爪15內側設有用於勾住液力變矩器18的T形帽182的勾塊151。三個夾爪15外側開有弧形槽152，三個夾爪15的弧形槽152內套有一個封閉的拉簧17，即使是夾爪氣缸16在斷氣斷電的情況下三個夾爪15也具有一定的自鎖功能。三個夾爪15閉合時夾住液力變矩器18的T形帽182，給T形帽182一個向上提的夾緊力。
激振機構包括多個激振氣缸3、多個激振頭5，多個激振氣缸3沿上支撐板2的周向均勻分布，激振氣缸3通過氣缸安裝支架4安裝在上支撐板2上，每個激振氣缸3的活塞桿豎直向下伸出並連線有激振頭5，激振頭5下端為柔性端，設定柔性端在與液力變矩器18液力變矩器18接觸壓緊和激振過程中能有效減少噪音和對工件的損傷。通過多個激振氣缸3交替動作，帶動多個激振頭5交替伸縮，從而交替敲擊下方的液力變矩器18的盤狀本體181，以實現液力變矩器18的內花鍵與箱體19的外花鍵的自動精確對齒。設定該激振機構的主要作用有兩點：一是在工件液力變矩器18夾取搬運過程中，多個激振氣缸3同時伸出將工件向下抵壓，與夾緊機構配合實現工件的軸向定位夾緊；二是在工件液力變矩器18入箱對齒過程中，多個激振氣缸3交替伸縮，帶動多個激振頭5交替伸縮，提高對齒成功率。
驅動旋轉機構包括至少兩個撥頭、至少兩個導向軸9，導向軸9上端向上伸出上支撐板2並設有一個軸端擋塊8、下端豎直向下延伸並連線撥頭，導向軸9上段套設有一個用於對導向軸9提供豎直導向的直線軸承10，直線軸承10安裝在上支撐板2上。導向軸9下端與對應的撥頭浮動連線組成球面副，撥頭由撥頭本體14和蓋設在撥頭本體14頂部的撥頭蓋板13組成，撥頭蓋板13與撥頭本體14可拆卸連線。撥頭底端設有用於套在液力變矩器18的凸台183上的擋環，導向軸9上套設有一個彈簧調整環11，導向軸9下段還套有一個壓縮彈簧12，壓縮彈簧12上下兩端分別抵壓在彈簧調整環11和撥頭之間，工作時撥頭的擋環套在液力變矩器18的凸台183上，智慧型抓具旋轉從而帶動液力變矩器18一起旋轉。設定彈簧調整環11的作用有兩個：一是防止壓縮彈簧12的彈簧力對直線軸承10端面帶來損傷，二是通過調整彈簧調整環11的厚度來調整壓縮彈簧12的壓縮量。壓縮彈簧12正常是處於壓縮狀態，其作用是使撥頭處於水平狀態，方便智慧型抓具抓取之前與液力變矩器18對接卡位。導向軸9與撥頭浮動連線組成球面副，正常情況在壓縮彈簧12的彈力作用下撥頭處於水平狀態；在裝配對齒過程中由於工件隨機晃動傾斜，撥頭可以保持隨動，通過兩組撥頭保證了智慧型抓具在對齒過程中驅動液力變矩器18旋轉。
上支撐板2底部還設定有兩個雷射位移感測器7，用於測量液力變矩器18相對於上支撐板2的距離。雷射位移感測器7通過雷射位移感測器支架6安裝在上支撐板2上。兩個雷射位移感測器7的安裝姿態可調使兩個測量點相對於液力變矩器18呈中心對稱，其作用是通過測量工件液力變矩器18相對於上支撐板2的距離來判別工件是否如裝配到位。
本實施例提供的智慧型抓具的工作過程如下：
工作時，將智慧型抓具的安裝法蘭1上端面與外界移栽設備相連線，該移栽設備例如可以為機器人，首先通過夾爪氣缸16驅動三個夾爪15張開來夾緊液力變矩器18的T形帽182，多個激振頭5伸出抵壓在液力變矩器18上端面，實現對液力變矩器18的夾緊，此時，撥頭的擋環正好套在對應的凸台183上。然後移栽設備帶動智慧型抓具和液力變矩器18一起來到待裝配的箱體19上方，將液力變矩器18下移到與箱體19內的外花鍵接觸時，三個夾爪15鬆開，然後由多個激振氣缸3交替伸縮，帶動多個激振頭5交替伸縮，多個激振頭5交替敲擊下方的液力變矩器18的盤狀本體181，以實現液力變矩器18的內花鍵與箱體19的外花鍵的自動精確對齒，大大增加了對齒的成功率；在此對齒過程中，由於驅動旋轉機構的存在，在智慧型抓具旋轉的時候能同時帶動液力變矩器18一起旋轉，且由於導向軸9與撥頭浮動連線組成球面副，在對齒過程中由於液力變矩器18會隨機晃動傾斜，撥頭也可以保持隨動，通過兩組撥頭保證了智慧型抓具在對齒過程中驅動液力變矩器18隨動旋轉，從而實現了液力變矩器18的自動抓取和自動對齒入箱。
榮譽表彰
2021年8月16日，《帶自動對齒功能的液力變矩器智慧型抓具》獲得安徽省第八屆專利獎銀獎。
