一种汽车零部件转运机器人的制作方法

1.本发明涉及机械手臂领域，具体涉及一种汽车零部件转运机器人。


背景技术：

2.在汽车生产加工中，自动化生产线的利用越来越多，通常生产线上生产完成的零件需要通过装夹装置转运至指定的地方，目前现有的装夹装置只能夹取固定大小的零件，然而，现有一条生产线上会生产不同批次的零件，不同批次的零件大小不同，对于不同大小的零件，就需要频繁更换不同大小的装夹装置进行作业，导致生产效率低下。


技术实现要素：

3.本发明提供一种汽车零部件转运机器人，以解决现有装夹装置对于不同大小的零件，需要频繁更换不同大小装夹装置进行作业，导致生产效率低下的问题。
4.本发明的一种汽车零部件转运机器人采用如下技术方案：包括安装在固定架上的装夹机构；所述装夹机构包括上调节伸缩框和位于上调节伸缩框正下方的下调节伸缩框，且通过伸缩限位柱连接；所述装夹机构还包括四个十字交叉且与固定架转动连接的驱动轴，四个驱动轴相对的端部分别固定连接有两两相互啮合的端面锥齿轮，另一端分别均套设有驱动锥体，所述驱动锥体在转动的过程中通过产生的摩擦力带动上调节伸缩框和下调节伸缩框进行伸缩；所述四个驱动轴中其中三个驱动轴连接的驱动锥体的锥面设置有滑槽，且上调节伸缩框和下调节伸缩框上设有的滚珠组位于所述滑槽中与滑槽滑动接触；所述三个驱动锥体与上调节伸缩框通过复位弹条连接；四个驱动轴中另一个驱动轴上还套设有与所述驱动轴摩擦传动连接的驱动轮，所述驱动轮与固定架上设有的驱动电机通过驱动皮带连接；所述设有驱动轮的驱动轴上设有驱动锥体通过滑动连接在驱动轴上的限位螺旋与驱动轴连接，所述限位螺旋与所述驱动锥体通过螺纹连接；所述驱动电机驱动四个驱动轴在同步转动的过程中，所述驱动锥体驱动上调节伸缩框和下调节伸缩框同步收缩，当上调节伸缩框和下调节伸缩框完成收缩后，所述驱动电机继续驱动驱动轴进行转动，此时位于限位螺旋端部的驱动锥体相对限位螺旋发生相对运动，向限位螺旋端移动，所述上调节伸缩框下落；所述装夹机构还包括自锁机构，所述自锁机构包括固定设置在一驱动轴上的锁止齿轮和自锁体，所述自锁体的一端与上调节伸缩框连接，当上调节伸缩框下落时，所述自锁体与自锁齿轮连接，对驱动轴进行锁死，驱动轴停止转动；所述下调节伸缩框对应每个伸缩框边上均固定连接有用于夹持零件的夹持板。
5.进一步地，所述固定架包括两个结构相同且开口向下的u形固定件，两个所述u形
固定件的水平件十字交叉一体连接，两个所述u形固定件交叉处底部的中心与柱套固定连接；每个所述u形固定件的竖直件内壁与对应的驱动轴转动连接；所述驱动电机与对应的u形固定件固定连接。
6.进一步地，每个所述驱动锥体的直径大的侧面靠近锁止齿轮，直径小的侧面靠近u形固定件的竖直件且与其相接触。
7.进一步地，所述上调节伸缩框包括四个结构相同的上调节伸缩杆，四个所述的上调节伸缩杆首尾通过三通的第一接口和第二接口连接，所述三通的第三接口与对应的伸缩限位柱套接；所述上调节伸缩杆包括第一伸缩杆，第一伸缩杆的底部开设有第一滑道，所述第一滑道内滑动连接有第二伸缩杆；所述第二伸缩杆的底部呈倾斜面，所述多组滚珠安装于所述倾斜面上；每个所述驱动锥体的锥面上开设有若干组齿，每个所述驱动锥体通过齿与对应的滚珠摩擦传动连接。
8.进一步地，所述下调节伸缩框包括四个结构相同的下调节伸缩杆，四个所述的下调节伸缩杆首尾固定连接，且首尾连接处的顶部与对应的伸缩限位柱固定连接；所述下调节伸缩杆包括与第一伸缩杆长度相同的第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的顶部开设有第二滑道，所述第二滑道内滑动连接有与第二伸缩杆长度相同的第四伸缩杆；所述第三伸缩杆的底部与对应的夹持板固定连接，所述第三伸缩杆的顶部呈倾斜面，所述多组滚珠安装于所述倾斜面上，每个所述驱动锥体通过齿与对应的滚珠摩擦传动连接。
9.进一步地，所述装夹机构还包括自动解锁组件，所述自动接锁组件包括驱动齿轮和l形驱动支架；所述驱动齿轮套设于与所述驱动轮共用的驱动轴上，所述驱动齿轮与驱动轮固定连接；所述驱动支架的水平杆与锁止齿轮固定连接，所述驱动支架的竖直杆上开设有与驱动齿轮啮合连接的齿条；当所述上调节伸缩框和下调节伸缩框相互远离时，驱动齿轮拨动l形驱动支架向上运动，所述l形驱动支架向上运动带动锁止齿轮远离四个端面锥齿轮实现解锁。
10.进一步地，所述上调节伸缩框和下调节伸缩框均呈矩形。
11.进一步地，所述固定架通过连接件与机械臂连接，所述机械臂与设置在地面上的固定台连接。
12.进一步地，所述驱动电机上安装有用于调节驱动电机正反转的电机驱动器。
13.进一步地，所述自锁体包括与自锁齿轮通过一弹簧连接的插接柱，所述插接柱的上端插入到固定架上设有的插孔中，且所述插孔的直径大于插接柱的直径；所述自锁机构还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端通过t形滑块与上调节伸缩框滑动连接，另一端与插接柱的外壁固定连接；当所述上调节伸缩框下落时，所述插接柱与自锁齿轮同步下降，所述自锁齿轮与端面齿轮啮合后，驱动轴停止转动。
14.本发明的有益效果是：本发明通过给驱动电机通电启动驱动电机，驱动电机转动
带动驱动皮带顺时针转动，驱动皮带顺时针转动带动驱动轮转动，驱动轮转动带动驱动轴转动，驱动轴转动带动端面齿轮转动，端面齿轮转动带动其它三个端面齿轮转动，使得四个驱动轴同速转动，此时驱动锥体旋转带动上调节伸缩框和下调接伸缩框相对运动，使得上调节伸缩框和下调接伸缩框向中心靠拢缩小，下调接伸缩框缩小带动夹持板向中心靠拢夹持零件，当每个夹持板的内壁均触碰到零件，被零件阻挡无法进行运动，此时上调节伸缩框和下调接伸缩框均无法继续缩小；上调节伸缩框和下调接伸缩框不能运动增加了上调节伸缩框、下调接伸缩框与对应驱动锥体之间的摩擦力，驱动锥体驱动上调节伸缩框和下调节伸缩框同步收缩，当上调节伸缩框和下调节伸缩框完成收缩后，驱动电机继续驱动驱动轴进行转动，此时位于限位螺旋端部的驱动锥体相对限位螺旋发生相对运动，向限位螺旋端移动，上调节伸缩框通过重力挤压驱动锥体下落，同时通过滚珠组与滑槽的配合，增大滑落速度，使得上调节伸缩框和下调接伸缩框之间的间隙缩小，上调节伸缩框上的伸缩杆将会向下移动，限位螺旋和对应的驱动锥体继续相对运动直至驱动锥体运动到最小端，伸缩杆带动锁止齿轮向下运动，锁止齿轮运动至四个端面齿轮处且与四个端面齿轮同时啮合卡死，四个端面齿轮停止转动，驱动电机停转，整个驱动机构卡死，装夹机构完成零件夹持，同时实现自锁功能；综上所述，该装夹装置通过上调节伸缩框、下调接伸缩框以及驱动组件实现夹持板的伸缩和扩张，进而适应不同大小的零件，不需要更换装夹装置即可实现，节省了时间，提高了工作效率；同时通过自锁机构还可完成自锁。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明工作状态的结构示意图；图2为本发明图1中固定架和装夹机构的立体机构示意图；图3为本发明图2中上调节伸缩框的部分结构示意图；图4为本发明图2中驱动锥体的立体结构示意图；图5为本发明图2中自锁机构自锁开始状态的剖视图；图6为本发明图2中自锁机构锁紧状态的剖视图；图7为本发明图6中a区域的放大图；图8为本发明图1中限位螺旋的剖开内部结构示意图；图9为本发明图2中自锁机构解锁完成状态剖视图；图10为本发明图2中部分部件的立体结构示意图；图中：1、机械臂；2、固定台；3、装夹机构；4、固定架；5、上调节伸缩框；6、驱动锥体；7、驱动轴；8、下调节伸缩框；9、夹持板；10、伸缩限位柱；11、驱动电机；12、锁止齿轮；13、驱动轮；14、驱动皮带；15、锁止锥体；16、限位螺旋；17、伸缩杆；18、端面齿轮；19、复位弹条；101、滚珠组。
具体实施方式
17.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。
18.本发明的一种汽车零部件转运机器人的实施例，如图1所示，该装置包括装夹机构3，装夹机构3通过固定架4安装在机械臂1上，机械臂1固定安装在固定台2上。
19.参照图2，固定架4包括两个结构相同且开口向下的u形固定件，两个u形固定件的水平件十字交叉一体连接。
20.该装夹机构3包括矩形的上调节伸缩框5和位于上调节伸缩框5正下方的下调节伸缩框8。
21.上调节伸缩框5包括四个结构相同的上调节伸缩杆，四个上调节伸缩杆首尾通过三通的第一接口和第二接口连接，每个三通的第三接口上均对应套设有伸缩限位柱10。
22.参照图3，上调节伸缩杆包括第一伸缩杆，第一伸缩杆的底部开设有第一滑道，第一滑道内滑动连接有第二伸缩杆。第二伸缩杆的底部呈倾斜面，倾斜面上安装有滚珠组101。
23.下调节伸缩框8包括四个结构相同的下调节伸缩杆，四个下调节伸缩杆首尾固定连接，且首尾连接处的顶部与对应的伸缩限位柱10固定连接。
24.下调节伸缩杆包括与第一伸缩杆长度相同的第三伸缩杆，第三伸缩杆的顶部开设有第二滑道，第二滑道内滑动连接有与第二伸缩杆长度相同的第四伸缩杆。每个第三伸缩杆的底部均焊接有夹持板9；第三伸缩杆的顶部呈倾斜面，倾斜面上安装有滚珠组101。
25.该装夹机构3还包括上调节伸缩框5和下调节伸缩框8之间的驱动机构，驱动机构包括四组结构相同的驱动组件，四组驱动组件中的每两组驱动组件共线设置，共线的驱动组件组与另一共线驱动组件组呈十字交叉设置。该驱动组件包括驱动轴7，驱动轴7的一端套设有驱动锥体6，另一端固定连接有端面锥齿轮18。
26.参照图4，每个驱动锥体6的锥面开设有多组均匀间隔的齿，每个齿的顶部表面上均开设有与滚珠101配合滑动的滑槽；共线的驱动轴7一端通过驱动锥体6锥面的齿分别与第二伸缩杆底部和第四伸缩杆顶部安装的滚珠组101摩擦传动连接，另一端通过端面锥齿轮18与另一共线的端面锥齿轮18啮合连接。
27.套设有驱动锥体6的驱动轴7一端均插入开设在对应u形固定件竖直件内壁上插槽内，且与对应u形固定件竖直件转动连接。
28.参照图5，其中一个驱动轴7上的驱动锥体6区分命名为锁止锥体15，连接锁止锥体15的驱动轴7上还套设有驱动轮13且与驱动轮13摩擦传动连接，驱动轮13靠近端面齿轮18的一侧固定连接有驱动齿轮。其余三个驱动轴7分别与固定架4连接。其余三个驱动锥体6通过复位弹条19与对应的上调节伸缩框5连接。
29.该驱动机构还包括安装有电机驱动器的驱动电机11，驱动电机11通过螺栓固定在u形固定件水平件底部，驱动电机11通过驱动皮带14与驱动轮13连接。
30.参照图6-图8，锁止锥体15与对应驱动轴7之间还设置有限位螺旋16，限位螺旋16包括套设于驱动轴7上的限位套筒，限位套筒的外壁通过螺纹与驱动锥体6连接，且该螺纹
的螺距足够限位套筒与驱动锥体6在未夹持零件的情况可一体转动，内壁通过三个横杆和对应开设在驱动轴7上的滑槽与驱动轴7连接。远离驱动轮13所述限位套筒的一端固定连接有用于限位驱动锥体6的挡盖。
31.参照图9和图10，该装夹机构3还包括自锁机构，该自锁机构包括位于四个端面锥齿轮18正上方的锁止齿轮12，锁止齿轮12顶部通过弹簧连接有插接柱，插接柱上套设有柱套且与其通过摩擦接触连接，柱套与两个u形固定件交叉处底部的中心固定连接。该自锁机构还包括伸缩杆17，伸缩杆17的一端通过t形滑块与对应的上调节伸缩框5滑槽滑动连接，另一端与插接柱的外壁固定连接。锁止齿轮12的边缘处焊接有l形驱动支架，驱动支架的竖直杆上开设有与驱动齿轮啮合连接的齿条。
32.工作原理：本发明工作时，首先将固定架4的顶部通过连接件与机械臂1连接，然后连接电机驱动器，用来调节驱动电机11的正反转与停止。
33.操作人员通过给驱动电机11通电启动驱动电机11，驱动电机11转动带动驱动皮带14顺时针转动，驱动皮带14顺时针转动带动驱动轮13转动，驱动轮13转动带动驱动轴7转动，驱动轴7转动带动端面齿轮18转动，端面齿轮18转动带动其它三个端面齿轮18转动，使得四个驱动轴7同速转动，此时驱动锥体6旋转带动齿拨动相应的滚珠101，增大驱动锥体6与对应的第二伸缩杆和第三伸缩杆滑动，使得上调节伸缩框5和下调接伸缩框8分别向各自的中心靠拢缩小，下调接伸缩框8缩小带动夹持板9向中心靠拢夹持零件，当每个夹持板9的内壁均触碰到零件，被零件阻挡无法进行运动，此时上调节伸缩框5和下调接伸缩框8均无法继续缩小。
34.上调节伸缩框5和下调接伸缩框8不能运动增加了上调节伸缩框5、下调接伸缩框8与对应驱动锥体6之间的摩擦力，使得每个驱动锥体6不再旋转，驱动轮13依然带动驱动轴7在转动，驱动轴7带动限位螺旋16向锁止齿轮12方向运动，限位螺旋16向锁止齿轮12方向运动带动对应的锁止锥体15向锁止齿轮12方向运动，锁止锥体15向锁止齿轮12方向运动使得对应的上调节伸缩框5和下调接伸缩框8的一边失去支撑，上调节伸缩框5一边沿着伸缩限位柱10向下运动；此时上调节伸缩框5其它三条边均在滚珠组101的作用下挤压推动对应的驱动锥体6，使得上调节伸缩框5和下调接伸缩框8之间的间隙缩小，限位螺旋16和对应的锁止锥体15继续相对运动直至锁止锥体15运动到最小端；上调节伸缩框5一边沿着伸缩限位柱10向下运动，拉动t形滑块，t形滑块拉动伸缩杆17向下运动，伸缩杆17带动锁止齿轮12向下运动，锁止齿轮12运动至四个端面齿轮18处且与四个端面齿轮18同时啮合卡死，四个端面齿轮18停止转动，驱动电机11停转，整个驱动机构卡死，装夹机构3完成零件夹持，同时实现自锁功能。
35.机械臂1带动装夹机构3将零件转运至指定位置后，电机驱动器带动驱动电机11反转，驱动轮13内侧的驱动齿轮和l形驱动支架上的齿条啮合，然后驱动轮13与驱动轴7打滑，驱动轮13的转动会将锁止齿轮12向上推，此时端面齿轮18恢复工作。然后驱动轮13会带动驱动轴7进而带动锁止锥体15旋转，上调节伸缩框5和下调接伸缩框8远离中心扩大，在扩大的过程中驱动轮13会不断地拨动l形驱动支架上的齿条以保证不会让端面齿轮18卡死，在扩大到最大的时候，上调节伸缩框5和下调接伸缩框8的外框会被固定架4挡住，此时锁止锥体15会和限位螺旋16相对转动，将锁止锥体15推到固定架4上面的凹槽中，在上调节伸缩框5和下调接伸缩框8以及伸缩杆17的作用下四边都会被推进去，因为伸缩杆17会被上调节伸
缩框5推着向上运动，锁止齿轮12上的弹簧不在受力，回到自然状态，同时驱动锥体6通过复位弹条19复位。此时一个运动周期结束。
36.综上所述，该装夹装置通过上调节伸缩框5、下调接伸缩框8以及驱动组件实现夹持板9的伸缩和扩张，进而适应不同大小的零件，不需要更换装夹装置即可实现，节省了时间，提高了工作效率；同时通过自锁机构还可完成自锁。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：包括安装在固定架上的装夹机构；所述装夹机构包括上调节伸缩框和位于上调节伸缩框正下方的下调节伸缩框，且通过伸缩限位柱连接；所述装夹机构还包括四个十字交叉且与固定架转动连接的驱动轴，四个驱动轴相对的端部分别固定连接有两两相互啮合的端面锥齿轮，另一端分别均套设有驱动锥体，所述驱动锥体在转动的过程中通过产生的摩擦力带动上调节伸缩框和下调节伸缩框进行伸缩；所述四个驱动轴中其中三个驱动轴连接的驱动锥体的锥面设置有滑槽，且上调节伸缩框和下调节伸缩框上设有的滚珠组位于所述滑槽中与滑槽滑动接触；所述三个驱动锥体与上调节伸缩框通过复位弹条连接；四个驱动轴中另一个驱动轴上还套设有与所述驱动轴摩擦传动连接的驱动轮，所述驱动轮与固定架上设有的驱动电机通过驱动皮带连接；所述设有驱动轮的驱动轴上设有驱动锥体通过滑动连接在驱动轴上的限位螺旋与驱动轴连接，所述限位螺旋与所述驱动锥体通过螺纹连接；所述驱动电机驱动四个驱动轴在同步转动的过程中，所述驱动锥体驱动上调节伸缩框和下调节伸缩框同步收缩，当上调节伸缩框和下调节伸缩框完成收缩后，所述驱动电机继续驱动驱动轴进行转动，此时位于限位螺旋端部的驱动锥体相对限位螺旋发生相对运动，向限位螺旋端移动，所述上调节伸缩框下落；所述装夹机构还包括自锁机构，所述自锁机构包括固定设置在一驱动轴上的锁止齿轮和自锁体，所述自锁体的一端与上调节伸缩框连接，当上调节伸缩框下落时，所述自锁体与自锁齿轮连接，对驱动轴进行锁死，驱动轴停止转动；所述下调节伸缩框对应每个伸缩框边上均固定连接有用于夹持零件的夹持板。2.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述固定架包括两个结构相同且开口向下的u形固定件，两个所述u形固定件的水平件十字交叉一体连接，两个所述u形固定件交叉处底部的中心与柱套固定连接；每个所述u形固定件的竖直件内壁与对应的驱动轴转动连接；所述驱动电机与对应的u形固定件固定连接。3.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：每个所述驱动锥体的直径大的侧面靠近锁止齿轮，直径小的侧面靠近u形固定件的竖直件且与其相接触。4.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述上调节伸缩框包括四个结构相同的上调节伸缩杆，四个所述的上调节伸缩杆首尾通过三通的第一接口和第二接口连接，所述三通的第三接口与对应的伸缩限位柱套接；所述上调节伸缩杆包括第一伸缩杆，第一伸缩杆的底部开设有第一滑道，所述第一滑道内滑动连接有第二伸缩杆；所述第二伸缩杆的底部呈倾斜面，多组所述滚珠安装于所述倾斜面上；每个所述驱动锥体的锥面上开设有若干组齿，每个所述驱动锥体通过齿与对应的滚珠摩擦传动连接。5.根据权利要求4所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述下调节伸缩框包括四个结构相同的下调节伸缩杆，四个所述的下调节伸缩杆首尾固定连接，且首尾连接处的顶部与对应的伸缩限位柱固定连接；
所述下调节伸缩杆包括与第一伸缩杆长度相同的第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的顶部开设有第二滑道，所述第二滑道内滑动连接有与第二伸缩杆长度相同的第四伸缩杆；所述第三伸缩杆的底部与对应的夹持板固定连接，所述第三伸缩杆的顶部呈倾斜面，所述多组滚珠安装于所述倾斜面上，每个所述驱动锥体通过齿与对应的滚珠摩擦传动连接。6.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述装夹机构还包括自动解锁组件，所述自动接锁组件包括驱动齿轮和l形驱动支架；所述驱动齿轮套设于与所述驱动轮共用的驱动轴上，所述驱动齿轮与驱动轮固定连接；所述驱动支架的水平杆与锁止齿轮固定连接，所述驱动支架的竖直杆上开设有与驱动齿轮啮合连接的齿条；当所述上调节伸缩框和下调节伸缩框相互远离时，驱动齿轮拨动l形驱动支架向上运动，所述l形驱动支架向上运动带动锁止齿轮远离四个端面锥齿轮实现解锁。7.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述上调节伸缩框和下调节伸缩框均呈矩形。8.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述固定架通过连接件与机械臂连接，所述机械臂与设置在地面上的固定台连接。9.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述驱动电机上安装有用于调节驱动电机正反转的电机驱动器。10.根据权利要求1所述的一种汽车零部件转运机器人，其特征在于：所述自锁体包括与自锁齿轮通过一弹簧连接的插接柱，所述插接柱的上端插入到固定架上设有的插孔中，且所述插孔的直径大于插接柱的直径；所述自锁机构还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端通过t形滑块与上调节伸缩框滑动连接，另一端与插接柱的外壁固定连接；当所述上调节伸缩框下落时，所述插接柱与自锁齿轮同步下降，所述自锁齿轮与端面齿轮啮合后，驱动轴停止转动。

技术总结
本发明涉及机械手臂领域，具体涉及一种汽车零部件转运机器人，该装夹装置包括安装在固定架上的装夹机构，该装夹机构包括上调节伸缩框和位于上调节伸缩框正下方的下调节伸缩框且通过伸缩限位柱连接，上调节伸缩框和下调节伸缩框之间设置有驱动机构，驱动机构包括四组结构相同的驱动组件，该驱动组件包括驱动轴，驱动轴的一端套设有驱动锥体，另一端固定连接有端面锥齿轮；四个端面锥齿轮正上方的设置锁止齿轮，锁止齿轮顶部通过弹簧连接有插接柱，插接柱上套设有柱套且与其通过摩擦接触连接，柱套与固定架固定连接；插接柱通过伸缩杆与上调节伸缩框连接；该装置具有适应不同大小的零件和提高工作效率的优点。件和提高工作效率的优点。件和提高工作效率的优点。


技术研发人员：金文楷
受保护的技术使用者：江苏真来福汽车零部件科技有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/8/24