CN116021531A - 一种枕簧斜楔组装机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种枕簧斜楔组装机械手，涉及铁路货车检修设备技术领域，包括用于转动连接组装机器人的连接盘，所述连接盘上设有：支撑板组，设置于所述连接盘背离组装机器人的一侧；内簧固定装置，设置于所述支撑板组上；以及外簧固定装置，设置于所述支撑板组上；其中，所述支撑板组的相对两侧分别构成斜楔接取侧和枕簧接取侧；所述内簧固定装置和所述外簧固定装置均设置于所述枕簧接取侧；当所述支撑板组接取枕簧后，所述内簧固定装置和所述外簧固定装置共同上下夹紧枕簧。基于本发明的技术方案，同时满足斜楔和枕簧的组装作业要求，实现斜楔和枕簧的连续组装，无需额外增加机械手，保证减振装置组装效率，并降低设备成本。

Description

一种枕簧斜楔组装机械手

技术领域

本发明涉及铁路货车检修设备技术领域，尤其涉及一种枕簧斜楔组装机械手。

背景技术

铁路货车作为铁路提高运输效率的关键运输设备，长期负载行驶在铁路上，因此需要保证车辆的良好运行状态。铁路***设置了供货车车辆定期检修和日常维修的车辆修理工厂、车辆段、站修所和列检所等部门。转向架作为铁路货车的一样关键部件，它的检修工作显得尤为重要。

目前，在对转向架的减振装置进行组装时，通常采用人工搬动的方式取放枕簧斜楔，但是枕簧和斜楔的重量都很大，导致劳动强度非常大，而且效率低下，同时容易因为手滑、脱力而导致组装过程中出现危险情况。因此，现有一种枕簧斜楔组装机器人及转向架减振装置组装***，通过六轴机器人加装末端机械手，实现对转向架上的斜楔与枕簧的组装。

在转向架检修过程中，在将转向架的减振装置拆卸检修完成后，主要是拆卸枕簧和斜楔，需要再对减振装置进行组装，组装的主要过程为；将斜楔水平放入再上顶，并对斜楔进行固定，实现斜楔的组装；在两个斜楔固定完成后，将枕簧逐个放入机架，推正直立，完成枕簧的组装。

然而，采用现有技术方案，直接通过单个组装机械手，难以实现对于斜楔和枕簧的从托盘上夹取并组装这一系列动作，导致减振装置组装效率较低。

发明内容

本发明提供一种枕簧斜楔组装机械手，利用支撑板组接取斜楔和枕簧，并借助内簧固定装置和外簧固定装置固定枕簧，同时实现对斜楔和枕簧的组装操作，极大提高减振装置的组装效率。

本发明提供一种枕簧斜楔组装机械手，包括用于转动连接组装机器人的连接盘，所述连接盘上设有：

支撑板组，设置于所述连接盘背离组装机器人的一侧，用于接取斜楔和枕簧；

内簧固定装置，设置于所述支撑板组上，用于固定枕簧上的内簧；以及

外簧固定装置，设置于所述支撑板组上，用于固定枕簧上的外簧；

其中，所述支撑板组的相对两侧分别构成斜楔接取侧和枕簧接取侧；所述内簧固定装置和所述外簧固定装置均设置于所述枕簧接取侧；当所述支撑板组接取枕簧后，所述内簧固定装置和所述外簧固定装置共同上下夹紧枕簧。

在一个实施方式中，所述支撑板组包括：

滑盖板，与所述连接盘背离组装机器人的一侧固定连接；以及

支撑底板，沿所述连接盘的垂直方向滑移设置于所述滑盖板上，用于接取枕簧和斜楔；

其中，所述滑盖板上设有用于驱动支撑底板的第一驱动件。

在一个实施方式中，所述内簧固定装置包括：

推板，沿所述支撑板组的延伸方向滑移设置于滑盖板上；

压紧件，活动设置于所述推板上；

第二驱动件，设置于所述推板上，并与所述压紧件传动连接，用于驱动所述压紧件压紧内簧；

第三驱动件，固定设置于滑盖板上，并与所述推板传动连接，用于驱动所述推板移动。

在一个实施方式中，所述压紧件和第二驱动件分别为压紧手指和压紧气缸；所述压紧气缸底部与所述推板铰接；所述压紧手指呈弯曲结构，其中部与所述推板铰接，一端与所述压紧气缸的活塞杆铰接，另一端用于压紧内簧，且所述压紧手指上用于压紧内簧的一端设置有凹槽。

在一个实施方式中，所述外簧固定装置包括：

枕簧放置板，设置于所述支撑板组上，用于接取枕簧；

顶紧件，垂直升降设置于所述枕簧放置板上；以及

顶紧驱动组件，设置于所述枕簧放置板背离所述顶紧件的一侧，并与所述顶紧件传动连接，用于驱动顶紧件升降运动。

在一个实施方式中，所述顶紧件包括顶紧头及固定设置于所述顶紧头一侧的连接杆，所述连接杆垂直穿设所述枕簧放置板，并与所述枕簧放置板螺纹连接；所述顶紧驱动组件包括：

驱动齿轮，转动设置于所述枕簧放置板上，并与所述连接杆传动连接，用于带动所述连接杆同步转动；

伸缩齿条，沿其长度方向滑移设置于所述枕簧放置板上，并与所述驱动齿轮啮合，用于驱动所述驱动齿轮转动；以及

第四驱动件，固定设置于所述枕簧放置板上，并与所述伸缩齿条传动连接，用于驱动所述伸缩齿条伸缩运动。

在一个实施方式中，所述枕簧放置板与支撑底板铰接，且所述支撑板组上设有用于驱动枕簧放置板翻转运动的翻转驱动组件。

在一个实施方式中，所述翻转驱动组件包括：

驱动滑块，沿支撑底板延伸方向滑移设置于支撑底板上；

驱动连杆，两端分别与所述驱动滑块和所述枕簧放置板铰接；以及

第五驱动件，固定设置于支撑底板上，并与所述驱动滑块相连，用于驱动所述驱动滑块移动。

在一个实施方式中，所述枕簧放置板远离其与支撑底板铰接位置的一侧设置有滚轮；所述驱动滑块远离所述第五驱动件的一侧设置有供所述滚轮滚动的配合斜面。

在一个实施方式中，所述驱动连杆上贯穿开设有活动槽，所述驱动连杆通过所述活动槽与所述驱动滑块铰接，且支撑底板上还贯穿开设有供所述驱动连杆端部穿过的通槽。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

(1)通过支撑板组接取斜楔和枕簧，并借助内簧固定装置和外簧固定装置来固定枕簧，同时满足斜楔和枕簧的组装作业要求，可实现斜楔和枕簧的连续组装，极大提高减振装置的组装效率；

(2)借助该斜楔枕簧组装机械手，可同时对斜楔和枕簧进行组装操作，无需额外增加机械手，在保证组装效率的同时，变相的降低设备成本。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明一个实施例中组装机械手接取枕簧后的整体结构示意图；

图2是本发明一个实施例中内簧固定装置的结构示意图；

图3是本发明一个实施例主要用于体现外簧固定装置及翻转驱动组件的结构示意图；

图4是本发明一个实施例中顶紧驱动组件的结构示意图；

图5是本发明一个实施例中活动槽与通槽的结构示意图。

附图标记：1、连接盘；2、滑盖板；3、支撑底板；31、支撑导轨；32、通槽；4、底板气缸；5、推板；6、压紧手指；61、凹槽；7、压紧气缸；8、推动导轨；9、推动气缸；10、枕簧放置板；11、顶紧头；12、驱动齿轮；13、伸缩齿条；14、伸缩气缸；141、气缸支架；15、枕簧限位块；16、驱动滑块；161、配合斜面；17、驱动连杆；171、活动槽；18、翻转驱动气缸；19、滚轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行清楚、完整地描述。

参见附图1，一种枕簧斜楔组装机械手，包括用于连接组装机器人的连接盘1，连接盘1背离组装机器人一侧设置有支撑板组。实际应用中，连接盘1与组装机器人转动连接，组装机器人能够通过连接盘1带动整个组装机械手转动，实现角度调节；支撑板组的相对两侧分别用于接取斜楔和枕簧，即支撑板组的相对两侧分别构成斜楔接取侧和枕簧接取侧。

本实施例中，上述支撑板组包括与连接盘1相连的滑盖板2，滑盖板2可通过螺栓垂直固定在连接盘1背离组装机器人的一侧，其朝远离连接盘1的一侧垂直延伸。滑盖板2可设置成中空腔体结构，其内部插设有支撑底板3；支撑底板3通过支撑导轨31与滑盖板2滑移连接，使得支撑底板3能够在垂直连接盘1的方向上伸缩运动。

同时，滑盖板2上还设置有用于驱动支撑底板3的第一驱动件；具体的，该第一驱动件可以为底板气缸4，底板气缸4可固定在滑盖板2上对应斜楔接取侧的一侧，其活塞杆与支撑底板3固定连接；当底板气缸4工作时，其可驱动支撑底板3在滑盖板2内部伸缩运动。当支撑底板3自滑盖板2内部伸出后，支撑底板3上对应斜楔接取侧的一侧可用于接取待组装的斜楔。

参见附图2，支撑板组背离上述底板气缸4的一侧即为枕簧接取侧；由于枕簧自身结构的原因，枕簧被支撑板组接取后容易滚动。为保证枕簧的稳定性，支撑板组上还设置有内簧固定装置和外簧固定装置，内簧固定装置和外簧固定装置能够共同上下夹紧枕簧，以保证枕簧在支撑板组上的稳定性。

本实施例中，内簧固定装置包括推板5、活动设置于推板5上的压紧件以及与压紧件传动连接的第二驱动件。第二驱动件能够驱动压紧件运动并压紧内簧，提高枕簧的稳定性。

具体的，推板5可平行设置于上述滑盖板2上，并通过推动导轨8实现在支撑板组延伸方向上的往复滑移。对应的，滑盖板2上还设置有与推板5传动连接的第三驱动件，第三驱动件可以为推动气缸9，推动气缸9与滑盖板2固定连接，其活塞杆与推板5固定连接；推动气缸9工作时可带动推板5在支撑板组延伸方向上往复运动，进而使得上述压紧件能够伸入枕簧内部，并对枕簧起到固定作用。

上述第二驱动件可以为压紧气缸7，压紧气缸7底部与推板5铰接，而其活塞杆则与压紧件铰接。压紧件可以为压紧手指6，压紧手指6可设置成弯曲杆状结构或者弯曲板状结构，比如在其中一个实施例中，压紧手指6可设置成L型结构，对此不作具体限定。压紧手指6中部与推板5铰接，其一端与压紧气缸7活塞杆端部铰接，另一端则用于接触并压紧内簧。

在另一实施例中，为进一步提高枕簧的稳定性，上述压紧手指6上用于接触内簧的一端还设置有凹槽61；压紧手指6可通过凹槽61接触并压紧内簧，使得压紧手指6与内簧的接触面积更大，稳定效果更好。

实际应用中，推动气缸9可推动推板5朝枕簧运动，使得压紧手指6伸入枕簧内部；随后，压紧气缸7推动压紧手指6绕其推板5的铰接点转动，使得压紧手指6通过凹槽61压紧内簧，以对枕簧起到固定作用。

参见附图3，上述外簧固定装置包括设置于支撑底板3上的枕簧放置板10，枕簧放置板10上垂直升降设置有顶紧件以及与顶紧件传动连接的顶紧驱动组件。实际应用中，当枕簧被枕簧放置板10接取后，顶紧驱动组件能够驱动顶紧件上升并从下至上顶住外簧，从而配合上述内簧固定装置对枕簧实现夹紧固定。

上述顶紧件包括顶紧头11以及固定设置与顶紧头11一侧的连接杆；连接杆垂直穿设枕簧放置板10，并通过其外壁上的螺纹与枕簧放置板10螺纹连接。为提高顶紧头11对外簧的顶紧效果，顶紧头11可设置成十字型、Y字型或其他类似结构，以增大顶紧头11与外簧的接触面积。

如图4所示，上述顶紧驱动组件包括转动设置于枕簧放置板10背离顶紧头11一侧的驱动齿轮12、与驱动齿轮12啮合传动的伸缩齿条13以及与伸缩齿条13相连的第四驱动件。

具体的，上述驱动齿轮12可以采用直齿轮，连接杆垂直穿设枕簧放置板10并穿过驱动齿轮12的安装孔；连接杆上有光杆部分，光杆部分通过键连接的方式与驱动齿轮12传动连接，故当驱动齿轮12转动时，驱动齿轮12会通过连接杆带动整个顶紧件同步转动。

上述伸缩齿条13沿其长度方向滑移设置在枕簧放置板10背离顶紧头11的一侧，并与驱动齿轮12啮合。第四驱动件可以为伸缩气缸14，伸缩气缸14通过气缸支架141固定在枕簧放置板10背离顶紧头11的一侧，其活塞杆端部与伸缩齿条13的一端固定连接。

实际应用中，伸缩气缸14带动个伸缩齿条13伸缩运动，从而带动驱动齿轮12旋转；驱动齿轮12进而通过连接杆带动整个顶紧头11同步旋转；由于连接杆与枕簧放置板10之间螺纹连接，故在顶紧件转动时，顶紧件会沿连接杆轴向上升或下降。当需要固定枕簧时，顶紧件上升并顶住外簧，配合上述内簧固定装置，实现对枕簧的夹紧固定。

在其中一个实施例中，为进一步提高枕簧放置的稳定性，枕簧放置板10背离顶紧驱动组件的一侧还设置有枕簧限位件。具体的，枕簧限位件可以为枕簧限位块15，枕簧限位块15可在枕簧放置板10的相对两侧个设置一个，两枕簧限位块15优选对称设置，且其相邻的一侧均设置成斜面结构或弧面结构。如此，两个枕簧限位块15在枕簧放置板10上将围成一个用于接取枕簧的放置槽，可防止枕簧从枕簧放置板10上滚落。

在另一实施例中，上述枕簧放置板10与支撑底板3远离滑盖板2的一侧铰接，使得整个枕簧放置板10可在支撑底板3上上下翻转，方便将枕簧调整成竖直状态，以便组装。

参见附图3，为驱动枕簧放置板10翻转，支撑底板3上还设有翻转驱动组件。翻转驱动组件包括滑动设置于支撑底板3上的驱动滑块16、用于连接驱动滑块16与枕簧放置板10的驱动连杆17以及与驱动滑块16相连的第五驱动件。

具体的，上述驱动滑块16可通过上述支撑导轨31与支撑底板3滑移连接，使得驱动滑块16可沿支撑底板3延伸方向移动。驱动连杆17两端分别与驱动滑块16和枕簧放置板10铰接；并且，为保证稳定性，驱动连杆17可沿枕簧放置板10宽度方向平行间隔设置两根。第五驱动件可以为翻转驱动气缸18，翻转驱动气缸18可以采用双轴气缸；翻转驱动气缸18可固定在支撑底板3上，其位于驱动滑块16背离枕簧放置板10的一侧，并与驱动滑块16相连。

实际应用中，翻转驱动气缸18推动驱动滑块16沿支撑导轨31移动，驱动滑块16通过连杆带动枕簧放置板10翻转运动，从而对枕簧实现姿态调整。

由于驱动滑块16与驱动连杆17初始状态时处于同一直线，为死点位置，故在需驱动枕簧放置板10翻转时，上述翻转驱动气缸18开始时需加速，以给予枕簧放置板10冲击力。

在另一实施例中，为方便枕簧放置板10初始时向上翻转，上述驱动滑块16靠近枕簧放置板10的一侧设置有配合斜面161。对应的，枕簧放置板10上远离其与支撑底板3铰接点的一侧转动设置有滚轮19。实际应用中，驱动滑块16在翻转驱动气缸18的作用下会与滚轮19接触；而滚轮19收到冲击会沿配合斜面161向上滚动，从而自然的将枕簧放置板10抬起，方便枕簧放置板10后续翻转运动。

同时，如图5所示，为保证翻转驱动气缸18初始时能充分加速，驱动连杆17上用于铰接驱动滑块16的一端贯穿开设有活动槽171，活动槽171可设置成腰形槽结构，且驱动连杆17通过活动槽171与驱动滑块16铰接。并且，支撑底板3上对应驱动连杆17的位置还贯穿开设有沿支撑底板3长度方向延伸的通槽32；驱动连杆17上用于铰接驱动滑块16一端的端部可穿过该通槽32。

实际应用中，由于驱动连杆17通过活动槽171与驱动滑块16铰接，且驱动连杆17端部可穿过通槽32，故在初始状态下，当驱动滑块16初始受到翻转驱动气缸18的推动时，驱动连杆17与驱动滑块16之间既可以相对移动，也可以相对旋转，即上述活动槽171为翻转驱动气缸18初始时的加速预留了距离，而通槽32为连杆的转动及移动预留了空间，方便驱动滑块16带动驱动连杆17运动并通过其死点位置。

本实施例的工作原理是：

工作时，将该组装机械手安装于组装机器人。当中转机械手将斜楔运送至目标位置后，组装机械手将支撑底板3背面朝上，水平运动至中转机械手下方，接取斜楔，随后保持组装机械手的水平姿态，运动至侧架腔体，然后上升至摇枕的对应一侧，等待斜楔支撑机器人将斜楔固定，另一斜楔同样按照以上步骤进行。

当两个斜楔均搬运完成后，组装机械手运动至中转平台下方接取枕簧，顶紧件旋转固定外簧，内簧固定装置前伸，进入内簧内部后，压紧气缸7带动压紧手指6固定内簧。固定完成后，组装机械手保持姿态水平进入侧架腔体，到达组装位置后，压紧手指6松开，翻转驱动气缸18前推并通过驱动滑块16和驱动连杆17将枕簧顶起，然后支撑底板3在底板气缸4带动下回退，带动枕簧后拉回正，呈竖直放置，使枕簧稳定的落入指定位置。最后顶紧件反转，机械手退出组装位置，完成组装。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种枕簧斜楔组装机械手，其特征在于，包括用于转动连接组装机器人的连接盘，所述连接盘上设有：

支撑板组，设置于所述连接盘背离组装机器人的一侧，用于接取斜楔和枕簧；

内簧固定装置，设置于所述支撑板组上，用于固定枕簧上的内簧；以及

外簧固定装置，设置于所述支撑板组上，用于固定枕簧上的外簧；

其中，所述支撑板组的相对两侧分别构成斜楔接取侧和枕簧接取侧；所述内簧固定装置和所述外簧固定装置均设置于所述枕簧接取侧；当所述支撑板组接取枕簧后，所述内簧固定装置和所述外簧固定装置共同上下夹紧枕簧。

2.根据权利要求1所述的一种枕簧斜楔组装机械手，其特征在于，所述支撑板组包括：

滑盖板，与所述连接盘背离组装机器人的一侧固定连接；以及

支撑底板，沿所述连接盘的垂直方向滑移设置于所述滑盖板上，用于接取枕簧和斜楔；

其中，所述滑盖板上设有用于驱动支撑底板的第一驱动件。

3.根据权利要求1所述的一种枕簧斜楔组装机械手，其特征在于，所述内簧固定装置包括：

推板，沿所述支撑板组的延伸方向滑移设置于滑盖板上；

压紧件，活动设置于所述推板上；

第二驱动件，设置于所述推板上，并与所述压紧件传动连接，用于驱动所述压紧件压紧内簧；

第三驱动件，固定设置于滑盖板上，并与所述推板传动连接，用于驱动所述推板移动。

4.根据权利要求3所述的一种枕簧斜楔组装机械手，其特征在于，所述压紧件和第二驱动件分别为压紧手指和压紧气缸；所述压紧气缸底部与所述推板铰接；所述压紧手指呈弯曲结构，其中部与所述推板铰接，一端与所述压紧气缸的活塞杆铰接，另一端用于压紧内簧，且所述压紧手指上用于压紧内簧的一端设置有凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种枕簧斜楔组装机械手，其特征在于，所述外簧固定装置包括：

枕簧放置板，设置于所述支撑板组上，用于接取枕簧；

顶紧件，垂直升降设置于所述枕簧放置板上；以及

顶紧驱动组件，设置于所述枕簧放置板背离所述顶紧件的一侧，并与所述顶紧件传动连接，用于驱动顶紧件升降运动。

6.根据权利要求5所述的一种枕簧斜楔组装机械手，其特征在于，所述顶紧件包括顶紧头及固定设置于所述顶紧头一侧的连接杆，所述连接杆垂直穿设所述枕簧放置板，并与所述枕簧放置板螺纹连接；所述顶紧驱动组件包括：

驱动齿轮，转动设置于所述枕簧放置板上，并与所述连接杆传动连接，用于带动所述连接杆同步转动；

伸缩齿条，沿其长度方向滑移设置于所述枕簧放置板上，并与所述驱动齿轮啮合，用于驱动所述驱动齿轮转动；以及

第四驱动件，固定设置于所述枕簧放置板上，并与所述伸缩齿条传动连接，用于驱动所述伸缩齿条伸缩运动。

7.根据权利要求5或6所述的一种枕簧斜楔组装机械手，所述枕簧放置板与支撑底板铰接，且所述支撑板组上设有用于驱动枕簧放置板翻转运动的翻转驱动组件。

8.根据权利要求7所述的一种枕簧斜楔组装机械手，所述翻转驱动组件包括：

驱动滑块，沿支撑底板延伸方向滑移设置于支撑底板上；

驱动连杆，两端分别与所述驱动滑块和所述枕簧放置板铰接；以及

第五驱动件，固定设置于支撑底板上，并与所述驱动滑块相连，用于驱动所述驱动滑块移动。

9.根据权利要求8所述的一种枕簧斜楔组装机械手，所述枕簧放置板远离其与支撑底板铰接位置的一侧设置有滚轮；所述驱动滑块远离所述第五驱动件的一侧设置有供所述滚轮滚动的配合斜面。

10.根据权利要求9所述的一种枕簧斜楔组装机械手，所述驱动连杆上贯穿开设有活动槽，所述驱动连杆通过所述活动槽与所述驱动滑块铰接，且支撑底板上还贯穿开设有供所述驱动连杆端部穿过的通槽。

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