CN110039470B - 一种装配生产线上的多功能专用夹具 - Google Patents

一种装配生产线上的多功能专用夹具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配生产线上的多功能专用夹具，包括夹持装置、动力装置；所述夹持装置，用于夹持显示器；所述动力装置，用于带动夹持装置运动，实现显示器的释放。本发明在无电源和信号源的情况下便可以对显示器夹紧定位，保证在流水线传输过程中安全可靠性；整个夹具只需要两个电机便可以实现显示器的释放和翻转，结构精简，安装方便；显示器在完成翻转的动作是通过摇杆滑块机构实现。

Description

一种装配生产线上的多功能专用夹具
技术领域
本发明涉及一种装配生产线上的多功能专用夹具，属于机械装置技术领域。
背景技术
目前，显示器的生产装配仍然没有完整的自动化装配生产线，主要依靠人工完成装配；当今社会显示器的需求量越来越大，为了加快生产，提供生产效率，以满足市场需要，就必须改进传统的生产装配，实现自动化生产装配。其中显示器专用夹具贯穿整个装配过程，显示器装配生产线上多功能专用夹具的设计应用对于显示器自动化装配生产起到重要作用。
发明内容
本发明提供了一种装配生产线上的多功能专用夹具，以用于通过机械控制的方式实现显示器装配生产线上显示器的夹持、释放、翻转。
本发明的技术方案是：一种装配生产线上的多功能专用夹具，包括夹持装置1、动力装置；
所述夹持装置1，用于夹持显示器4；
所述动力装置，用于带动夹持装置1运动，实现显示器4的释放。
所述夹持装置1包括外框5、凸轮机构6、杠杆机构7、钢丝绳21；所述动力装置包括带丝杠步进电机18、电机安装定位板19、丝母Ⅰ20；
其中，卧式安装的带丝杠步进电机18固定连接于电机安装定位板19上，带丝杠步进电机18输出轴和丝母Ⅰ20通过螺纹配合连接，钢丝绳21的两端固定于凸轮机构6中转动盘62底部一侧的固定柱上；
带丝杠步进电机18的运动，带动丝母Ⅰ20推动杠杆机构7中可移动导向轮12在杠杆机构7中导向槽13上运动，进而通过可移动导向轮12的运动推动钢丝绳21拉动凸轮机构6的运动，并且带动杠杆机构7运动，凸轮机构6和杠杆机构7的联合运动实现显示器4的释放；
安装在外框5前面两侧上的两组凸轮机构6与安装在外框5前面底部上的一组杠杆机构7呈U型，两组凸轮机构6用于无动力装置提供动力下，实现显示器4左右方向上的夹紧定位；杠杆机构7用于无动力装置提供动力下，实现显示器4上下方向上的夹紧定位。
所述夹持装置1还包括外框盖3，外框盖3能打开和盖合外框5。
所述凸轮机构6包括扭簧60、偏心圆凸轮61、转动盘62、轴承座Ⅰ63和凸轮轴17；其中凸轮轴17两端与固定安装在外框5上的两个轴承座Ⅰ63通过轴套配合连接且凸轮轴17一端从一个轴承座Ⅰ63伸出，位于轴承座Ⅰ63之间的凸轮轴17上采用过盈配合安装两个偏心圆凸轮61，从轴承座Ⅰ63伸出的凸轮轴17一端上采用过盈配合安装转动盘62，扭簧60套在凸轮轴17上，扭簧60一端固定连接在偏心圆凸轮61上，扭簧60另一端固定在外框5上；在无外力情况下，扭簧60的压紧力使偏心圆凸轮61对显示器4左右方向始终处于夹紧状态。
所述杠杆机构7包括垂直方向导向轮9、弹簧10、水平方向导向轮11、可移动导向轮12、导向槽13、杠杆14、滑动定位块15、弹簧导向座16、杠杆支撑座22；其中对称布置的两个垂直方向导向轮9、对称布置的两个弹簧导向座16、对称布置的两个杠杆支撑座22、对称布置的两个水平方向导向轮11、导向槽13从两端往中间方向固定连接于外框5前面底部，钢丝绳21从一端往另一端依次绕第一个垂直方向导向轮9、第一个水平方向导向轮11、可移动导向轮12、第二个水平方向导向轮11、第二个垂直方向导向轮9，可移动导向轮12与导向槽13滑动配合，通过丝母Ⅰ20的运动推动可移动导向轮12沿导向槽13上下运动，一根杠杆14呈一型，一根杠杆14呈阶梯型，两根杠杆14的一端开有导向槽分别与对应一侧的滑动定位块15通过转动轴配合连接，两根杠杆14中间通过转动副分别连接于对应一侧的杠杆支撑座22上，两根杠杆14的另一端开有导向槽分别与对应一侧的可移动导向轮12通过转动轴配合连接；滑动定位块15与弹簧导向座16滑动配合，弹簧10套在弹簧导向座16上，弹簧10一端通过弹簧导向座16固定在外框5的一端限位，弹簧10另一端与滑动定位块15固定，弹簧10的压紧力作用下，通过滑动定位块15对显示器4上下方向进行定位夹紧。
还包括安装在外框5前面顶部的定位销8，用于显示器4通过滑动定位块15朝向定位销8进行上下方向的定位夹紧。
还包括翻转装置2，用于带动夹持装置1进行翻转。
所述翻转装置2包括步进电机23、联轴器24、轴承座Ⅱ25、丝杠26、导轨27、铰链28、连杆29、滑块连杆30、滑块连接板31、滑块32、丝母Ⅱ33、箱体34；其中步进电机23通过联轴器24连接于丝杠26上，丝杠26两端由固定在箱体34上的带轴承轴承座Ⅱ25固定支撑，安装在两个轴承座Ⅱ25之间的丝母Ⅱ33与丝杠26通过螺纹配合连接，沿丝杠26轴向两侧安装的导轨27上通过滑动配合安装滑块32，滑块32和丝母Ⅱ33上方固定连接滑块连接板31，滑块连接板31通过滑块32和丝母Ⅱ33沿导轨27滑动，滑块连接板31通过滑块连杆30和铰链28连接于夹持装置1中外框5的背面底部端面处，外框5的背面中央支板两侧通过铰链28连接于连杆29的一端，连杆29的另一端通过铰链28固定连接于箱体34内部。
本发明的有益效果是：本发明在无电源和信号源的情况下便可以对显示器夹紧定位，保证在流水线传输过程中安全可靠性；整个夹具只需要两个电机便可以实现显示器的释放和翻转，结构精简，安装方便；显示器在完成翻转的动作是通过摇杆滑块机构实现。
附图说明
图1是本发明的外部结构图；
图2是本发明的外部结构翻转效果图；
图3是本发明的夹持装置夹紧效果图；
图4是本发明的夹持装置释放效果图；
图5是本发明的凸轮机构的结构图；
图6是本发明的杠杆机构、凸轮机构、动力装置的联动结构图一；
图7是本发明的杠杆机构、凸轮机构、动力装置的联动结构意图二；
图8是本发明的杠杆机构、凸轮机构、动力装置的局部示意图；
图9是本发明翻转装置的结构图；
图10是本发明的显示器翻转效果图；
图11是本发明的显示器翻转等轴测图；
图12是本发明导向槽的等轴测图；
图13是本发明外框和定位销的等轴测图；
图14是本发明外框和定位销的示意图；
图15是本发明箱体的结构图；
图中各标号为：1-夹持装置，2-翻转装置，3-外框盖，4-显示器，5-外框，6-凸轮机构，60-扭簧，61-偏心圆凸轮，62-转动盘，63-轴承座Ⅰ，7-杠杆机构，8-定位销，9-垂直方向导向轮，10-弹簧，11-水平方向导向轮，12-可移动导向轮，13-导向槽，14-杠杆，15-滑动定位块，16-弹簧导向座，17-凸轮轴，18-带丝杠电机，19-电机安装定位板，20-丝母Ⅰ，21-钢丝绳，22-杠杆支撑座，23-步进电机，24-联轴器，25-轴承座Ⅱ，26-丝杠，27-导轨，28-铰链，29-连杆，30-滑块连杆，31-滑块连接板，32-滑块，33-丝母Ⅱ，34-箱体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-15所示，一种装配生产线上的多功能专用夹具，包括夹持装置1、动力装置；所述夹持装置1，用于夹持显示器4；所述动力装置，用于带动夹持装置1运动，实现显示器4的释放。
进一步地，可以设置所述夹持装置1包括外框5、凸轮机构6、杠杆机构7、钢丝绳21；所述动力装置包括带丝杠步进电机18、电机安装定位板19、丝母Ⅰ20；其中，卧式安装的带丝杠步进电机18固定连接于电机安装定位板19上，带丝杠步进电机18输出轴和丝母Ⅰ20通过螺纹配合连接，钢丝绳21的两端固定于凸轮机构6中转动盘62底部一侧的固定柱上；带丝杠步进电机18的运动，带动丝母Ⅰ20推动杠杆机构7中可移动导向轮12在杠杆机构7中导向槽13上运动，进而通过可移动导向轮12的运动推动钢丝绳21拉动凸轮机构6的运动，并且带动杠杆机构7运动，凸轮机构6和杠杆机构7的联合运动实现显示器4的释放；安装在外框5前面两侧上的两组凸轮机构6与安装在外框5前面底部上的一组杠杆机构7呈U型，两组凸轮机构6用于无动力装置提供动力下，实现显示器4左右方向上的夹紧定位；杠杆机构7用于无动力装置提供动力下，实现显示器4上下方向上的夹紧定位。
进一步地，可以设置所述夹持装置1还包括外框盖3，外框盖3能打开和盖合外框5(所述外框5、外框盖3是由钣金件制作而成，构成了夹持装置1的外部)。
进一步地，可以设置所述凸轮机构6包括扭簧60、偏心圆凸轮61、转动盘62、轴承座Ⅰ63和凸轮轴17；其中凸轮轴17两端与固定安装在外框5上的两个轴承座Ⅰ63通过轴套配合连接且凸轮轴17一端从一个轴承座Ⅰ63伸出，位于轴承座Ⅰ63之间的凸轮轴17上采用过盈配合安装两个偏心圆凸轮61，从轴承座Ⅰ63伸出的凸轮轴17一端上采用过盈配合安装转动盘62，扭簧60套在凸轮轴17上，扭簧60一端固定连接在偏心圆凸轮61上，扭簧60另一端焊接在外框5上；在无外力情况下，扭簧60的压紧力使偏心圆凸轮61对显示器4左右方向始终处于夹紧状态。
进一步地，可以设置所述杠杆机构7包括垂直方向导向轮9、弹簧10、水平方向导向轮11、可移动导向轮12、导向槽13、杠杆14、滑动定位块15、弹簧导向座16、杠杆支撑座22；其中对称布置的两个垂直方向导向轮9、对称布置的两个弹簧导向座16、对称布置的两个杠杆支撑座22、对称布置的两个水平方向导向轮11、导向槽13从两端往中间方向固定连接于外框5前面底部，钢丝绳21从一端往另一端依次绕第一个垂直方向导向轮9下部、第一个水平方向导向轮11下部、可移动导向轮12上部、第二个水平方向导向轮11下部、第二个垂直方向导向轮9下部，可移动导向轮12与导向槽13滑动配合，通过丝母Ⅰ20的运动推动可移动导向轮12沿导向槽13上下运动，一根杠杆14呈一型，一根杠杆14呈阶梯型，两根杠杆14的一端开有导向槽分别与对应一侧的滑动定位块15通过转动轴配合连接，两根杠杆14中间通过转动副分别连接于对应一侧的杠杆支撑座22上，两根杠杆14的另一端开有导向槽分别与对应一侧的可移动导向轮12通过转动轴配合连接；滑动定位块15与弹簧导向座16滑动配合，弹簧10套在弹簧导向座16上，弹簧10一端通过弹簧导向座16固定在外框5的一端限位，弹簧10另一端与滑动定位块15固定，弹簧10的压紧力作用下，通过滑动定位块15对显示器4上下方向进行定位夹紧。
进一步地，可以设置还包括安装在外框5前面顶部的定位销8，用于显示器4通过滑动定位块15朝向定位销8进行上下方向的定位夹紧。
进一步地，可以设置还包括翻转装置2，用于带动重心靠近箱体34中央的夹持装置1进行翻转，以图2为示意，夹持装置垂直于箱体状态下，夹持装置1的重心位于箱体34的中央附近，可以确保整个过程中显示器4重心一直位于箱体中央附近，保证了显示器在不同工位时的稳定性。
进一步地，可以设置所述翻转装置2包括步进电机23、联轴器24、轴承座Ⅱ25、丝杠26、导轨27、铰链28、连杆29、滑块连杆30、滑块连接板31、滑块32、丝母Ⅱ33、箱体34；其中步进电机23固定在动力装置中电机安装定位板19与箱体34内部形成的空间中，步进电机23通过联轴器24连接于丝杠26上，丝杠26两端由固定在箱体34上的带轴承轴承座Ⅱ25固定支撑，安装在两个轴承座Ⅱ25之间的丝母Ⅱ33与丝杠26通过螺纹配合连接，沿丝杠26轴向两侧安装的导轨27上通过滑动配合安装滑块32，滑块32和丝母Ⅱ33上方固定连接滑块连接板31，滑块连接板31通过滑块32和丝母Ⅱ33沿导轨27滑动，滑块连接板31通过滑块连杆30和铰链28连接于夹持装置1中外框5的背面底部端面处，外框5的背面中央支板两侧通过铰链28连接于连杆29的一端，连杆29的另一端通过铰链28固定连接于箱体34内部远离步进电机23的一侧。
本发明的工作原理是：
在显示器4的装配生产中，专用夹具随流水线运动，此时专用夹具内部无电压与控制信号的输入，偏心圆凸轮61在扭簧60的作用下对显示器4夹紧定位，滑动定位块15在弹簧10压力作用下对显示器4夹紧定位(即在图1、2这种状态下，用于对显示器进行夹紧定位)。
显示器专用夹具在流水线移动时，显示器4始终处于夹紧状态，当专用夹具通过导向装置到达指定工位，需要对夹紧定位的显示器4进行释放时(即由图3的效果变成图4所示，图2状态下不进行释放)，带丝杠步进电机18的运动，带动丝母Ⅰ20推动杠杆机构7中可移动导向轮12在导向槽13上向上运动，可移动导向轮12向上的运动一方面通过杠杆14带动滑动定位块15向下移动，使滑动定位块15对显示器4的上下方向的夹紧进行释放；另一方面可移动导向轮12推动钢丝绳21使其拉动转动盘62转动，进而通过凸轮轴17带动偏心圆凸轮61转动，使其对显示器4在左右方向的夹紧进行释放。
当需要对显示器的侧面进行加工时(即由图1状态变为图2中状态)，可由连杆29、滑块32、滑块连接板31、滑块连杆30和显示器夹紧板铰接构成的摇杆滑块机构实现显示器的翻转，具体实现如下(由图2变成图1状态，也是如下过程)：步进电机23转动带动丝杠26上的丝母Ⅱ33和与其连接的滑块连接板31移动，与滑块连接板31相连接的外框5也随之移动，在摇杆滑块机构中连杆29的作用下，翻转装置2和显示器逐渐翻转，直到达到加工所要求的位置。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种装配生产线上的多功能专用夹具，其特征在于：包括夹持装置(1)、动力装置；
所述夹持装置(1)，用于夹持显示器(4)；
所述动力装置，用于带动夹持装置(1)运动，实现显示器(4)的释放；
所述夹持装置(1)包括外框(5)、凸轮机构(6)、杠杆机构(7)、钢丝绳(21)；所述动力装置包括带丝杠步进电机(18)、电机安装定位板(19)、丝母Ⅰ(20)；
其中，卧式安装的带丝杠步进电机(18)固定连接于电机安装定位板(19)上，带丝杠步进电机(18)输出轴和丝母Ⅰ(20)通过螺纹配合连接，钢丝绳(21)的两端固定于凸轮机构(6)中转动盘(62)底部一侧的固定柱上；
带丝杠步进电机(18)的运动，带动丝母Ⅰ(20)推动杠杆机构(7)中可移动导向轮(12)在杠杆机构(7)中导向槽(13)上运动，进而通过可移动导向轮(12)的运动推动钢丝绳(21)拉动凸轮机构(6)的运动，并且带动杠杆机构(7)运动，凸轮机构(6)和杠杆机构(7)的联合运动实现显示器(4)的释放；
安装在外框(5)前面两侧上的两组凸轮机构(6)与安装在外框(5)前面底部上的一组杠杆机构(7)呈U型，两组凸轮机构(6)用于无动力装置提供动力下，实现显示器(4)左右方向上的夹紧定位；杠杆机构(7)用于无动力装置提供动力下，实现显示器(4)上下方向上的夹紧定位。
2.根据权利要求1所述的装配生产线上的多功能专用夹具，其特征在于：所述夹持装置(1)还包括外框盖(3)，外框盖(3)能打开和盖合外框(5)。
3.根据权利要求1所述的装配生产线上的多功能专用夹具，其特征在于：所述凸轮机构(6)包括扭簧(60)、偏心圆凸轮(61)、转动盘(62)、轴承座Ⅰ(63)和凸轮轴(17)；其中凸轮轴(17)两端与固定安装在外框(5)上的两个轴承座Ⅰ(63)通过轴套配合连接且凸轮轴(17)一端从一个轴承座Ⅰ(63)伸出，位于轴承座Ⅰ(63)之间的凸轮轴(17)上采用过盈配合安装两个偏心圆凸轮(61)，从轴承座Ⅰ(63)伸出的凸轮轴(17)一端上采用过盈配合安装转动盘(62)，扭簧(60)套在凸轮轴(17)上，扭簧(60)一端固定连接在偏心圆凸轮(61)上，扭簧(60)另一端固定在外框(5)上；在无外力情况下，扭簧(60)的压紧力使偏心圆凸轮(61)对显示器(4)左右方向始终处于夹紧状态。
4.根据权利要求1所述的装配生产线上的多功能专用夹具，其特征在于：所述杠杆机构(7)包括垂直方向导向轮(9)、弹簧(10)、水平方向导向轮(11)、可移动导向轮(12)、导向槽(13)、杠杆(14)、滑动定位块(15)、弹簧导向座(16)、杠杆支撑座(22)；其中对称布置的两个垂直方向导向轮(9)、对称布置的两个弹簧导向座(16)、对称布置的两个杠杆支撑座(22)、对称布置的两个水平方向导向轮(11)、导向槽(13)从两端往中间方向固定连接于外框(5)前面底部，钢丝绳(21)从一端往另一端依次绕第一个垂直方向导向轮(9)、第一个水平方向导向轮(11)、可移动导向轮(12)、第二个水平方向导向轮(11)、第二个垂直方向导向轮(9)，可移动导向轮(12)与导向槽(13)滑动配合，通过丝母Ⅰ(20)的运动推动可移动导向轮(12)沿导向槽(13)上下运动，一根杠杆(14)呈一型，一根杠杆(14)呈阶梯型，两根杠杆(14)的一端开有导向槽分别与对应一侧的滑动定位块(15)通过转动轴配合连接，两根杠杆(14)中间通过转动副分别连接于对应一侧的杠杆支撑座(22)上，两根杠杆(14)的另一端开有导向槽分别与对应一侧的可移动导向轮(12)通过转动轴配合连接；滑动定位块(15)与弹簧导向座(16)滑动配合，弹簧(10)套在弹簧导向座(16)上，弹簧(10)一端通过弹簧导向座(16)固定在外框(5)的一端限位，弹簧(10)另一端与滑动定位块(15)固定，弹簧(10)的压紧力作用下，通过滑动定位块(15)对显示器(4)上下方向进行定位夹紧。
5.根据权利要求4所述的装配生产线上的多功能专用夹具，其特征在于：还包括安装在外框(5)前面顶部的定位销(8)，用于显示器(4)通过滑动定位块(15)朝向定位销(8)进行上下方向的定位夹紧。
6.根据权利要求1所述的装配生产线上的多功能专用夹具，其特征在于：还包括翻转装置(2)，用于带动夹持装置(1)进行翻转。
7.根据权利要求6所述的装配生产线上的多功能专用夹具，其特征在于：所述翻转装置(2)包括步进电机(23)、联轴器(24)、轴承座Ⅱ(25)、丝杠(26)、导轨(27)、铰链(28)、连杆(29)、滑块连杆(30)、滑块连接板(31)、滑块(32)、丝母Ⅱ(33)、箱体(34)；其中步进电机(23)通过联轴器(24)连接于丝杠(26)上，丝杠(26)两端由固定在箱体(34)上的带轴承轴承座Ⅱ(25)固定支撑，安装在两个轴承座Ⅱ(25)之间的丝母Ⅱ(33)与丝杠(26)通过螺纹配合连接，沿丝杠(26)轴向两侧安装的导轨(27)上通过滑动配合安装滑块(32)，滑块(32)和丝母Ⅱ(33)上方固定连接滑块连接板(31)，滑块连接板(31)通过滑块(32)和丝母Ⅱ(33)沿导轨(27)滑动，滑块连接板(31)通过滑块连杆(30)和铰链(28)连接于夹持装置(1)中外框(5)的背面底部端面处，外框(5)的背面中央支板两侧通过铰链(28)连接于连杆(29)的一端，连杆(29)的另一端通过铰链(28)固定连接于箱体(34)内部。
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