一種氧傳感器外部連接線束的輥壓扣緊機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種氧傳感器外部連接線束的輥壓扣緊機械手，包括伺服電機、電機支架、三個鉤爪、卡盤、三根支柱、兩個水平支撐板、支撐固定板、連接卡柱、滑移板、導(dǎo)桿、主浮動接頭、加強筋、主氣缸、主氣缸安裝板、兩根導(dǎo)向桿、第二氣缸、直線軸承、次浮動接頭、第三氣缸安裝板、第三氣缸和氣缸鎖扣；所述主氣缸通過主氣缸安裝板固定在滑移板上；導(dǎo)桿與主氣缸的活塞桿通過主浮動接頭連接，導(dǎo)桿穿過上下兩個水平支撐板，末端連接有一倒圓臺，所述倒圓臺恰好位于三個鉤爪的中心，并與三個鉤爪上臂的圓弧形端部相接觸。該輥壓扣緊機械手操作簡便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，提高加工效率，保證線束扣緊的效果與質(zhì)量。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于機械工裝領(lǐng)域，具體涉及一種氧傳感器外部連接線束的輥壓扣緊 機械手。 一種氧傳感器外部連接線束的輥壓扣緊機械手

【背景技術(shù)】
[0002] 氧傳感器的作用是測定發(fā)動機燃燒后的排氣中氧是否過剩的信息，即氧氣含量， 并把氧氣含量轉(zhuǎn)換成電壓信號傳遞到發(fā)動機計算機，使發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)以過量空氣因數(shù)為 目標(biāo)的閉環(huán)控制；確保三元催化轉(zhuǎn)化器對排氣中的碳?xì)浠衔铮℉C)、一氧化碳（C0)和氮 氧化合物（Ν0Χ)三種污染物都有最大的轉(zhuǎn)化效率，最大程度地進行排放污染物的轉(zhuǎn)化和凈 化。
[0003] 由于氧傳感器位于工作環(huán)境為高溫高壓的汽車發(fā)動機內(nèi)部，需要對其核心傳感芯 片及其信號采集線路進行有效的保護，因此氧傳感器芯片都需要特殊封裝，包括瓷石粉密 封、不銹鋼罩保護以及線束輥壓保護等。為了提高氧傳感器封裝結(jié)構(gòu)的可靠性以及封裝過 程的自動化裝配程度，對其進行自動化機械工裝設(shè)計很有必要。
[0004] 如圖1-2所示，氧傳感器是以內(nèi)部中空的六角基座23為基礎(chǔ)，六角基座23的部分 外壁上設(shè)置有六角基座螺紋22,防護管內(nèi)罩25安裝在六角基座23的底部，防護管外罩21 也安裝在六角基座23的底部，并包裹防護管內(nèi)罩25,傳感器芯片26分別穿過絕緣長陶瓷體 29、兩個瓷石粉片28、絕緣短陶瓷體27,傳感器芯片26的底部與防護管內(nèi)罩25底部端面接 觸并堅直方向限位，其中絕緣長陶瓷體29、兩個瓷石粉片28、絕緣短陶瓷體27每個結(jié)構(gòu)都 呈圓柱體，它們的直徑大于防護管內(nèi)罩25的直徑，且中心位置都開有長方形通孔用于夾持 傳感器芯片26。傳感器芯片26、絕緣長陶瓷體29、兩個瓷石粉片28和絕緣短陶瓷體27組 成的整體堅直放置在六角基座23中空腔內(nèi)，內(nèi)鋼罩30安裝在六角基座23上端，兩個保護 電極31關(guān)于傳感器芯片26對稱安裝，并用兩個卡箍32將兩個保護電極31夾緊在傳感器 芯片26上，保護電極31上部安裝了接線夾33。外鋼罩24安裝在六角基座23上，并包裹六 角基座23上部。
[0005] 在氧傳感器裝配時，需要在接線夾33的位置連接外部線束（包括塑料膠套和內(nèi)部 電線），同時將外部線束與外鋼罩24通過輥壓金屬片捆束起來，使得線束與外鋼罩24的相 對位置固定，從而實現(xiàn)對線束的保護。目前有關(guān)線束輥壓保護的工裝設(shè)計，主要是使用傳統(tǒng) 方式進行加工，即使用夾具將六角基體部分夾緊，利用液壓機構(gòu)和分離式模具進行線束扣 緊，但是操作麻煩，效率低，由于輥壓金屬片在受力不均勻時易發(fā)生破裂，扣緊不牢固，無法 保證質(zhì)量和效果。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種氧傳感器外部連接線束的輥壓 扣緊機械手；該輥壓扣緊機械手操作簡便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，提高加工效率，保證線束 扣緊的效果與質(zhì)量。
[0007] 本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0008] -種氧傳感器外部連接線束的輥壓扣緊機械手，包括伺服電機、電機支架、三個鉤 爪、卡盤、三根支柱、兩個水平支撐板、支撐固定板、連接卡柱、滑移板、導(dǎo)桿、主浮動接頭、力口 強筋、主氣缸、主氣缸安裝板、兩根導(dǎo)向桿、第二氣缸、直線軸承、次浮動接頭、第三氣缸安裝 板、第三氣缸和氣缸鎖扣；
[0009] 伺服電機固定安裝在電機支架上，電機支架上安裝有一帶內(nèi)螺紋的套筒，所述套 筒用于裝夾氧傳感器的六角基座；
[0010] 支撐固定板堅直設(shè)置，其上設(shè)置有多個用于與外部設(shè)備緊固連接的安裝孔；
[0011] 支撐固定板上設(shè)置有堅直滑道，滑移板的背面設(shè)置有與所述堅直滑道配合的堅直 導(dǎo)軌，滑移板通過所述堅直導(dǎo)軌與支撐固定板連接在一起，并可沿著堅直方向上下滑移；
[0012] 兩個水平支撐板相互平行的橫向固定在滑移板上，三根支柱均堅直設(shè)置，且不在 同一平面內(nèi)；每根支柱均穿過下側(cè)的水平支撐板，支柱的上端固定在上側(cè)的水平支撐板上， 支柱的下端與卡盤固定連接；
[0013] 所述鉤爪包括連接在一起的上臂和下臂，上臂與下臂不在同一直線上，上臂與下 臂的連接處設(shè)置有銷孔；所述上臂的末端呈圓弧形，圓弧形端部與銷孔之間設(shè)置有彈簧安 裝孔，所述下臂的末端設(shè)置有兩個齒牙；
[0014] 三個鉤爪均通過穿過銷孔的銷軸安裝在卡盤上，并沿卡盤的圓周方向均勻分布； 每個鉤爪和卡盤之間均設(shè)置有回位彈簧，用于鉤爪的復(fù)位；
[0015] 連接卡柱水平固定安裝在滑移板上，并位于兩個水平支撐板之間，其外端部設(shè)置 有U形卡槽；
[0016] 所述第二氣缸通過第二氣缸安裝板固定在支撐固定板的上端，第二氣缸的活塞桿 與次浮動接頭相連；次浮動接頭與第三氣缸安裝板固定連接；所述第三氣缸固定安裝在第 三氣缸安裝板上；
[0017] 兩根導(dǎo)向桿均堅直設(shè)置，導(dǎo)向桿的下端固定在第三氣缸安裝板上，并穿過第二氣 缸安裝板上的通孔，延伸至第二氣缸安裝板之外；導(dǎo)向桿與第二氣缸安裝板的連接處安裝 有直線軸承；
[0018] 所述第三氣缸的活塞桿通過氣缸鎖扣與連接卡柱相連，氣缸鎖扣呈工字型，與連 接卡柱上的U形卡槽配合；
[0019] 所述主氣缸通過主氣缸安裝板固定在滑移板上；導(dǎo)桿與主氣缸的活塞桿通過主浮 動接頭連接，導(dǎo)桿穿過上下兩個水平支撐板，末端連接有一倒圓臺，所述倒圓臺恰好位于三 個鉤爪的中心，并與三個鉤爪上臂的圓弧形端部相接觸。
[0020] 本實用新型具有如下有益效果：
[0021] 1、本實用新型采用特殊設(shè)計的輥壓扣緊機械手，通過輥壓金屬片，將外部連接線 束與外鋼罩末端的相對位置輥壓扣緊而固定，使得二者在氧傳感器工作過程中不會因線束 受到外部拉力而脫離。
[0022] 2、本實用新型的輥壓扣緊力可以通過氣缸壓力來調(diào)節(jié)控制，可以既保證線束輥壓 扣緊，又防止輥壓過度使得線束壓壞。
[0023] 3、本實用新型的輥壓扣緊機械手結(jié)構(gòu)簡單，拆裝簡單，調(diào)節(jié)、維護方便，使得可以 適應(yīng)不同直徑、不同尺寸的線束輥壓技術(shù)需求。
[0024] 4、本實用新型的輥壓扣緊機械手操作簡單，可以自動化程序控制，相比傳統(tǒng)手工 方式，大大提高了加工效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為氧傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2為氧傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3為輥壓扣緊機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖4為鉤爪的結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖5為導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖中各標(biāo)號的含義如下：1_伺服電機；2-電機支架；3-氧傳感器；4-鉤爪；5-卡 盤；6-支柱；7-水平支撐板；8-支撐固定板；9-連接卡柱；10-滑移板；11-導(dǎo)桿；12-主浮 動接頭；13-加強筋；14-主氣缸；15-主氣缸安裝板；16-導(dǎo)向桿；17-第二氣缸；18-直線 軸承；19-次浮動接頭；20-第三氣缸安裝板；201-第三氣缸；202-氣缸鎖扣；21-防護管外 罩；22-六角基座螺紋；23-六角基座；24-外鋼罩；25-防護管內(nèi)罩；26-傳感器芯片；27-絕 緣短陶瓷體；28-瓷石粉片；29-絕緣長陶瓷體；30-內(nèi)鋼罩；31-保護電極；32-卡箍；33-接 線夾；41-上臂；42-下臂；43-銷孔；44-彈簧安裝孔；45-齒牙。

【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細(xì)的說明。
[0032] 本實用新型提供了一種氧傳感器外部連接線束的輥壓扣緊機械手，該輥壓扣緊機 械手的目的是將氧傳感器的外部線束與外鋼罩24通過輥壓金屬片捆束起來，使得線束與 外鋼罩24的相對位置固定，從而實現(xiàn)對線束的保護。
[0033] 如圖3-5所示，該輥壓扣緊機械手包括：伺服電機1、電機支架2、三個鉤爪4、卡盤 5、三根支柱6、兩個水平支撐板7、支撐固定板8、連接卡柱9、滑移板10、導(dǎo)桿11、主浮動接 頭12、加強筋13、主氣缸14、主氣缸安裝板15、兩根導(dǎo)向桿16、第二氣缸17、直線軸承18、次 浮動接頭19、第三氣缸安裝板20、第三氣缸201和氣缸鎖扣202。
[0034] 伺服電機1固定安裝在電機支架2上，電機支架2上安裝有一帶內(nèi)螺紋的套筒，所 述套筒用于裝夾氧傳感器的六角基座23,氧傳感器3通過六角基座螺紋22與套筒內(nèi)螺紋的 配合安裝在套筒上。
[0035] 支撐固定板8堅直設(shè)置，其上設(shè)置有多個安裝孔，所述安裝孔用于與外部設(shè)備緊 固連接，進而將整個輥壓扣緊機械手的位置固定。
[0036] 支撐固定板8上設(shè)置有堅直滑道，滑移板10的背面設(shè)置有與堅直滑道配合的堅直 導(dǎo)軌，滑移板10通過所述堅直導(dǎo)軌與支撐固定板8連接在一起，并可沿著堅直方向上下滑 移。
[0037] 兩個水平支撐板7相互平行的橫向固定在滑移板10上，三根支柱6均堅直設(shè)置， 且不在同一平面內(nèi)；支柱6穿過下側(cè)的水平支撐板7,上端通過螺紋固定在上側(cè)的水平支撐 板7上，下端通過螺紋與卡盤5固定連接。
[0038] 所述鉤爪4包括連接在一起的上臂41和下臂42,上臂41與下臂42不在同一直線 上，上臂41與下臂42的連接處設(shè)置有銷孔43 ;所述上臂41的末端呈圓弧形，圓弧形端部 與銷孔43之間設(shè)置有彈簧安裝孔44,所述下臂42的末端設(shè)置有兩個齒牙45。
[0039] 三個鉤爪4均通過穿過銷孔43的銷軸安裝在卡盤5上，并沿卡盤5的圓周方向均 勻分布。每個鉤爪4和卡盤5之間均設(shè)置有回位彈簧，用于鉤爪4的復(fù)位。
[0040] 連接卡柱9水平固定安裝在滑移板10上，并位于兩個水平支撐板7之間，其外端 部設(shè)置有U形卡槽。
[0041] 所述第二氣缸17通過第二氣缸安裝板固定在支撐固定板8的上端，第二氣缸17 的活塞桿與次浮動接頭19相連。次浮動接頭19與第三氣缸安裝板20固定連接，所述第三 氣缸201固定安裝在第三氣缸安裝板20上。兩根導(dǎo)向桿16均堅直設(shè)置，下端固定在第三 氣缸安裝板20上，并穿過第二氣缸安裝板上的通孔，延伸至第二氣缸安裝板之外；導(dǎo)向桿 16與第二氣缸安裝板的連接處安裝有直線軸承18。上述安裝位置關(guān)系使得當(dāng)?shù)诙飧?7 的活塞桿上下運動時，帶動第三氣缸安裝板20和第三氣缸201 -同做上下運動。
[0042] 所述第三氣缸201的活塞桿通過氣缸鎖扣202與連接卡柱9相連，氣缸鎖扣202 呈工字型，恰好與連接卡柱9上的U形卡槽配合，實現(xiàn)固定連接。上述安裝位置關(guān)系使得當(dāng) 第三氣缸201的活塞桿上下運動時，連接卡柱9帶動整個滑移板10做上下運動。
[0043] 所述主氣缸14通過主氣缸安裝板15固定在滑移板10上，加強筋13用來加固主 氣缸安裝板15。導(dǎo)桿11與主氣缸14的活塞桿通過主浮動接頭12連接，導(dǎo)桿11穿過上下 兩個水平支撐板7,末端連接有一倒圓臺，所述倒圓臺恰好位于三個鉤爪4的中心，并與三 個鉤爪4上臂的圓弧形端部相接觸。
[0044] 本實用新型所述的輥壓扣緊機械手工作原理和過程為：
[0045] 首先人工將輥壓金屬片包覆在線束和外鋼罩24外部，在主氣缸14和第三氣缸201 處于復(fù)位狀態(tài)時，將氧傳感器3放在電機支架2的定位套筒上，啟動伺服電機1正轉(zhuǎn)將氧傳 感器3的螺紋部分鎖死，接著啟動第三氣缸201將滑移板10上的所有機構(gòu)下移直到第三氣 缸201的伸長極限，此時鉤爪4的兩個齒牙45與輥壓金屬片位置相對。啟動主氣缸14,氣 缸活塞桿連接主浮動接頭12推動導(dǎo)桿11下移，導(dǎo)桿11末端的倒圓臺與鉤爪的圓弧形端部 構(gòu)成凸輪結(jié)構(gòu)，推動鉤爪4的上端向外運動，而鉤爪4的齒牙向內(nèi)運動，接觸輥壓金屬片并 擠壓。
[0046] 接著啟動第二氣缸17向下行進2mm;主氣缸14復(fù)位，鉤爪4松開。之后啟動伺服 電機1使氧傳感器3旋轉(zhuǎn)60°，再次啟動主氣缸14,鉤爪4的齒牙向內(nèi)運動，接觸輥壓金屬 片并擠壓，啟動第二氣缸17向下行進2_，此動作再重復(fù)一次。接著依次啟動第二氣缸17、 主氣缸14和第三氣缸201，整體復(fù)位。最后啟動伺服電機1反轉(zhuǎn)，旋出氧傳感器3。
[0047] 本實用新型可改變?yōu)槎喾N方式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，這樣的改變不 認(rèn)為脫離本實用新型的范圍。所有這樣的對所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的修改，將包括 在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種氧傳感器外部連接線束的輥壓扣緊機械手，其特征在于，包括伺服電機（1)、電 機支架（2)、三個鉤爪（4)、卡盤（5)、三根支柱￠)、兩個水平支撐板（7)、支撐固定板（8)、 連接卡柱（9)、滑移板（10)、導(dǎo)桿（11)、主浮動接頭（12)、加強筋（13)、主氣缸（14)、主氣缸 安裝板（15)、兩根導(dǎo)向桿（16)、第二氣缸（17)、直線軸承（18)、次浮動接頭（19)、第三氣缸 安裝板（20)、第三氣缸（201)和氣缸鎖扣（202); 伺服電機（1)固定安裝在電機支架（2)上，電機支架（2)上安裝有一帶內(nèi)螺紋的套筒， 所述套筒用于裝夾氧傳感器的六角基座（23); 支撐固定板（8)堅直設(shè)置，其上設(shè)置有多個用于與外部設(shè)備緊固連接的安裝孔； 支撐固定板（8)上設(shè)置有堅直滑道，滑移板（10)的背面設(shè)置有與所述堅直滑道配合的 堅直導(dǎo)軌，滑移板（10)通過所述堅直導(dǎo)軌與支撐固定板（8)連接在一起，并可沿著堅直方 向上下滑移； 兩個水平支撐板（7)相互平行的橫向固定在滑移板（10)上，三根支柱（6)均堅直設(shè) 置，且不在同一平面內(nèi)；每根支柱（6)均穿過下側(cè)的水平支撐板（7)，支柱￠)的上端固定 在上側(cè)的水平支撐板（7)上，支柱￠)的下端與卡盤（5)固定連接； 所述鉤爪（4)包括連接在一起的上臂（41)和下臂（42)，上臂（41)與下臂（42)不在同 一直線上，上臂（41)與下臂（42)的連接處設(shè)置有銷孔（43);所述上臂（41)的末端呈圓弧 形，圓弧形端部與銷孔（43)之間設(shè)置有彈簧安裝孔（44)，所述下臂（42)的末端設(shè)置有兩個 齒牙（45); 三個鉤爪（4)均通過穿過銷孔（43)的銷軸安裝在卡盤（5)上，并沿卡盤（5)的圓周方 向均勻分布；每個鉤爪（4)和卡盤（5)之間均設(shè)置有回位彈簧，用于鉤爪（4)的復(fù)位； 連接卡柱（9)水平固定安裝在滑移板（10)上，并位于兩個水平支撐板（7)之間，其外 端部設(shè)置有U形卡槽； 所述第二氣缸（17)通過第二氣缸安裝板固定在支撐固定板（8)的上端，第二氣缸（17) 的活塞桿與次浮動接頭（19)相連；次浮動接頭（19)與第三氣缸安裝板（20)固定連接；所 述第三氣缸（201)固定安裝在第三氣缸安裝板（20)上； 兩根導(dǎo)向桿（16)均堅直設(shè)置，導(dǎo)向桿（16)的下端固定在第三氣缸安裝板（20)上，并 穿過第二氣缸安裝板上的通孔，延伸至第二氣缸安裝板之外；導(dǎo)向桿（16)與第二氣缸安裝 板的連接處安裝有直線軸承（18); 所述第三氣缸（201)的活塞桿通過氣缸鎖扣（202)與連接卡柱（9)相連，氣缸鎖扣 (202)呈工字型，與連接卡柱（9)上的U形卡槽配合； 所述主氣缸（14)通過主氣缸安裝板（15)固定在滑移板（10)上；導(dǎo)桿（11)與主氣缸 (14)的活塞桿通過主浮動接頭（12)連接，導(dǎo)桿（11)穿過上下兩個水平支撐板（7)，末端連 接有一倒圓臺，所述倒圓臺恰好位于三個鉤爪（4)的中心，并與三個鉤爪（4)上臂的圓弧形 端部相接觸。
【文檔編號】B23P19/04GK203831401SQ201420223467
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】魏鑫磊, 曹宇, 蔡豐勇, 李峰平, 張正亞, 王豐, 胡雪林, 陸金花 申請人:溫州大學(xué), 溫州百岸汽車零部件有限公司