[發明專利]一種繞線輪自動夾持裝置及方法

有效

• 申請號: 201110249269.X
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102430905A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 張虎;張衛民;余志超;施聰;朱健;劉書選
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00;B25J15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種繞線輪自動夾持裝置，其外圍設備為待夾持的繞線輪、輪軸和安全鎖，其中繞線輪兩端圓形結構的外緣向外側延伸用于與夾持機構配合實現固定，繞線輪的輪軸通過安全鎖的壓制作用而鎖住，安全鎖為直角狀裝置，也即兩個邊成90度，其中水平方向一邊用以壓住繞線輪的輪軸，豎直方向一邊在外力作用下可以帶動安全鎖在水平方向左右運動，在運動過程中當水平方向一邊離開繞線輪后即解鎖，其特征在于：

自動夾持裝置包括夾持機構、開鎖機構和箱體三部分，其中箱體是由四塊方形金屬板固定連接圍成的一個無蓋、無底的長方體結構，用于固定夾持機構和開鎖機構中的非運動部件；夾持機構由左定位卡爪、右定位卡爪、第一直線軸承(1)、第二直線軸承(2)、第三直線軸承(3)、第四直線軸承(4)、第一光軸導軌(1)、第二光軸導軌(2)、第一自鎖氣缸(1)、第二自鎖氣缸(2)、第一氣缸支撐架(1)、第二氣缸支撐架(2)構成；開鎖機構由第一開鎖套管(1)、第二開鎖套管(2)、第三開鎖用氣缸(3)、第四開鎖用氣缸(4)、第一移動滑塊(1)、第二移動滑塊(2)、第三光軸導軌(3)、第四光軸導軌(4)、第五直線軸承(5)、第六直線軸承(6)、第一彈簧(1)、第二彈簧(2)、第一光軸固定座(1)、第二光軸固定座(2)、第三光軸固定座(3)、第四光軸固定座(4)和橫梁構成；

上述夾持機構中各部件連接關系以及對外連接關系為：左定位卡爪和右定位卡爪上均有2個導向孔且每個導向孔均中分別固定安裝有第一直線軸承(1)、第二直線軸承(2)、第三直線軸承(3)和第四直線軸承(4)，第一光軸導軌(1)和第二光軸導軌(2)穿過左定位卡爪和右定位卡爪的導向孔中的直線軸承并固定于箱體上，第一直線軸承(1)、第二直線軸承(2)、第三直線軸承(3)和第四直線軸承(4)安裝在第一光軸導軌(1)和第二光軸導軌(2)上形成滑動副，直線軸承與光軸導軌配合對卡爪進行導向和支撐；右定位卡爪和左定位卡爪分別與第一自鎖氣缸(1)和第二自鎖氣缸(2)的活塞桿固定連接，第一自鎖氣缸(1)和第二自鎖氣缸(2)分別固定在第一氣缸支撐架(1)和第二氣缸支撐架(2)上，實現氣缸在任意位置的自鎖，第一氣缸支撐架(1)和第二氣缸支撐架(2)固定安裝于箱體上；右定位卡爪和左定位卡爪分別在第一自鎖氣缸(1)和第二自鎖氣缸(2)的推動下，可沿著第一光軸導軌(1)和第二光軸導軌(2)左右直線滑動，實現繞線輪的夾緊和松開；

上述開鎖機構中各部件連接關系以及對外連接關系為：第一光軸固定座(1)、第二光軸固定座(2)、第三光軸固定座(3)和第四光軸固定座(4)固定安裝于箱體上，第三光軸導軌(3)通過第一光軸固定座(1)和第二光軸固定座(2)的定位孔固定，第四光軸導軌(4)通過第三光軸固定座(3)和第四光軸固定座(4)的定位孔固定，第三光軸導軌(3)和第四光軸導軌(4)上分別裝有第五直線軸承(5)和第六直線軸承(6)以及分別和第五直線軸承(5)和第六直線軸承(6)聯結的第一移動滑塊(1)和第二移動滑塊(2)，第三開鎖用氣缸(3)和第四開鎖用氣缸(4)分別與第一移動滑塊(1)和第二移動滑塊(2)固定連接，第一彈簧(1)安裝于第一光軸固定座(1)與第一移動滑塊(1)之間并套在第三光軸導軌(3)上，第二彈簧(2)安裝于第二光軸固定座(2)與第二移動滑塊(2)之間并套在第四光軸導軌(4)上，開鎖套管為豎直方向的套管且在工作過程中可以套住安全鎖的豎直方向一邊，開鎖套管中均帶有接觸開關，第一開鎖套管(1)和第二開鎖套管(2)分別與第三開鎖用氣缸(3)和第四開鎖用氣缸(4)的活塞相連并在氣缸活塞的推動下沿水平方向運動以實現開鎖功能，第一開鎖套管(1)和第二開鎖套管(2)通過橫梁連接。

2.根據權利要求1所述的一種繞線輪自動夾持裝置，其特征在于：左定位卡爪和右定位卡爪的下部用于夾持的部分均為弧面向上的圓弧形，所述圓弧形上表面與繞線輪兩端圓形結構的外緣向外側的延伸部分配合實現夾持。

3.根據權利要求2所述的一種繞線輪自動夾持裝置，其特征在于：所述左定位卡爪和右定位卡爪的下部圓弧形的厚度為8-20mm。

4.根據權利要求1、2或3所述的一種繞線輪自動夾持裝置，其特征在于其實現自動夾持功能的方法為：

1)在向現場的編繩機中裝入纏滿鋼絲的繞線輪時，其步驟為：

1.1首先控制箱體運動至放置纏滿鋼絲的繞線輪料架位置，由夾持機構中的氣缸控制兩個定位卡爪夾緊繞線輪，并控制箱體移動使繞線輪位于編繩機的正上方；

1.2控制箱體帶動左、右定位卡爪作豎直向下運動，安全鎖的豎直方向一邊逐漸進入到開鎖機構的開鎖套管中，當安全鎖碰觸到開鎖套管的接觸開關后控制箱體帶動左、右定位卡爪停止下移；

1.3由開鎖機構中氣缸推動對應的開鎖套管作水平方向延伸，打開安全鎖；

1.4將繞線輪的輪軸放入軸座，并控制箱體帶動左、右定位卡爪繼續作豎直向下運動，此時開鎖機構的第三開鎖用氣缸(3)、第四開鎖用氣缸(4)、第一移動滑塊(1)、第二移動滑塊(2)與設備相對靜止，也即在豎直方向保持不動，導致開鎖機構的彈簧受到壓縮并使夾持機構沿第三光軸導軌(3)和第四光軸導軌(4)運動；

1.5當繞線輪入位后，控制箱體帶動左、右定位卡爪上移，當開鎖套管內的接觸開關離開安全鎖后，控制箱體帶動左、右定位卡爪停止上移，開鎖機構的開鎖用氣缸帶動開鎖套管在水平方向收縮，關閉安全鎖；

1.6，控制箱體帶動左、右定位卡爪繼續上移，完成繞線輪的安裝；

2)當繞線輪為空，需要從現場的編繩機中卸載時，其步驟為：

2.1由自鎖氣缸控制左、右定位卡爪保持松開狀態，并控制箱體移動使繞線輪位于繞線輪的正上方；

2.2控制箱體帶動左、右定位卡爪作豎直向下運動，安全鎖的豎直方向一邊逐漸進入到開鎖機構的開鎖套管中，當安全鎖碰觸到開鎖套管的接觸開關后控制箱體帶動左、右定位卡爪停止下移；

2.3由開鎖機構中氣缸推動對應的開鎖套管作水平方向延伸，打開安全鎖；

2.4控制箱體帶動左、右定位卡爪作豎直向下運動，當左、右定位卡爪位于夾持繞線輪工位時將繞線輪夾緊，并停止向下運動；

2.5控制箱體帶動左、右定位卡爪作豎直向上運動，使繞線輪脫離工位，當開鎖套管內的接觸開關離開安全鎖后，并由開鎖機構中氣缸推動對應的開鎖套管作水平方向收縮，關閉安全鎖；

2.6控制箱體帶動左、右定位卡爪繼續上移，并將繞線輪放置于料架位置，完成位于編繩機中空繞線輪的裝卸。