CN113843750A - 盘簧自动组装装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盘簧自动组装装置及方法，用于对盘簧的内端部相对一基体固定好的预组装组件进行组装，将盘簧以蓄能的状态使其外端部装配在基体的对接卡槽内，通过旋转基体而阻挡盘簧的外端部，使盘簧的外端部发生相对基体的扭转。比起旋转盘簧而固定基体而言，本发明操作方便，降低了设计成本，盘簧的外端部的安装过程可以利用盘簧自动组装装置自动实现，极大地提高了生产效率。同时非人工的操作方式提高了安全性，具有很大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化组装设备，具体涉及是一种盘簧自动组装装置，还涉及其方法。
背景技术
平面涡卷弹簧(图1)通常以螺线涡卷的形式绕制为盘形，因此也被称作盘簧。至今盘簧的安装还往往沿用着传统的工具和方法来实现，例如，图2-3示出了一种盘簧应用在隔离开关的旋转支架中的结构图，该旋转支架用于手动驱动隔离开关的分合，包括由转动轴11和悬臂12组配而成的基架1、还包括盘簧2和凸轮3，盘簧2可转动地套接在转动轴11上，凸轮3则轴毂连接在转动轴11上与转动轴11同步转动。盘簧2的内端部22插装在凸轮3中，由凸轮3对盘簧2的内端部22进行转动限位，使盘簧2的内端部22相对基架1固定。盘簧2的外端部21是弯曲的U型卡勾结构，悬臂12上设有与盘簧2的外端部21进行卡接配合的对接卡槽121。基架1、盘簧2和凸轮3预组装完成后，先以夹具固定基架1，再以工具(例如螺丝刀)手动压迫盘簧2的外端部21相对基架1转动，同时配合蛮力下压外端部21使之越过对接卡槽121外侧边缘从而弹性卡紧在对接卡槽121内，盘簧2组装完成后，基架1和凸轮3通过盘簧2的弹性力抱紧而固定在一起。
这种传统的安装方法不仅费时费力，效率较低，而且更重要的是安全性不佳，由于盘簧的弹性系数较高，且外端部21的受力部位面积狭小，工人只能利用螺丝刀等工具下压外端部21，操作不便。并且，工人操作时需要精准地向盘簧的外端部21施加较大的压力，如果下压外端部21时因力气不够、施力位置不准等原因撤去外力或打滑，容易造成盘簧2和凸轮3弹跳、崩出等不利情形。
发明内容
因此，针对上述问题，本发明提出一种结构优化的盘簧自动组装装置及方法。
本发明采用如下技术方案实现：
本发明提出盘簧自动组装装置，用于对盘簧的内端部相对一基体固定好的预组装组件进行组装，将盘簧以蓄能的状态使其外端部装配在基体的对接卡槽内，包括定位座、旋转机构、挡止件和抵压机构，定位座用于承载并定位预组装组件，旋转机构用于驱动基体旋转，挡止件用于在旋转机构驱动基体旋转时对盘簧的外端部进行阻挡，在盘簧的外端部相对基体扭转使盘簧蓄能后，并在盘簧的外端部相对运动至邻近基体的对接卡槽时，通过抵压机构将盘簧的外端部向盘簧的径向向内抵压，使盘簧的外端部脱离挡止件的阻挡并依靠盘簧弹性力卡入基体的对接卡槽内，完成组装。
其中，预组装组件还包括套接在基体上、与基体形成周向限位关系的配合件，盘簧可转动套接于基体，盘簧的内端部插入配合在配合件上从而使盘簧的内端部和基体相对固定，盘簧的外端部卡接在卡槽内时，通过盘簧的弹性力将配合件、盘簧以及基体固定为一体。
优选地，盘簧自动组装装置还包括升降机构，挡止件固定设置在定位座上方，升降机构驱动定位座升或降以朝挡止件靠近或远离。
优选地，盘簧自动组装装置还包括固定设置在挡止件侧边的限位件，升降机构驱动定位座朝挡止件靠近时，限位件与定位座相接合以合围在基体的外周，从而在盘簧轴向上止挡配合件，防止盘簧的外端部扭转蓄能时配合件受盘簧的弹性力作用从盘簧的轴向上崩出。
优选地，所述基体是用于驱动开关电器分合的旋转支架，所述旋转支架包括一转动轴，所述配合件是轴毂连接在所述转动轴上的凸轮。
优选地，所述转动轴呈U型空心结构，其空心的内部形成一方形空腔，所述旋转机构为可伸缩的方形旋转杆，所述旋转杆伸入到所述转动轴的方形空腔内从而与所述转动轴形成周向限位配合，以驱动所述转动轴旋转。
优选地，盘簧自动组装装置还包括外壳体，所述外壳体将所述定位座、旋转机构、挡止件和抵压机构封闭。
优选地，所述外壳体包括可开启的门，所述门设置在面对所述定位座的位置。
优选地，所述门以透明材质制成。
优选地，所述转动件包括一空心的转动轴，所述旋转机构包括一可转动的旋转杆，所述旋转杆伸入到所述转动轴的空心内部从而与所述转动轴形成周向限位配合，以驱动所述转动轴旋转。
优选地，所述挡止件是挡板，所述挡板具有朝向所述盘簧的外端部的抵挡面。
优选地，所述盘簧的外端部呈U字型钩状结构。
本发明还提出盘簧自动组装方法，包括如下步骤：
A.提供盘簧的内端部相对基体固定好的预组装组件；
B.定位放置该预组装组件，旋转基体并同时阻止盘簧的外端部的旋转；
C.在盘簧的外端部相对运动至邻近基体的对接卡槽时，将盘簧的外端部向盘簧的径向向内抵压，使盘簧的所述外端部卡入基体的对接卡槽内，完成组装。
本发明具有以下有益效果：本发明反其道而行之，旋转基体而阻挡盘簧的外端部，从而使盘簧的外端部发生相对基体的扭转，基体体积大，可施力部位多，操作方便，转动驱动比较容易实现，盘簧的外端部的阻挡只需一挡止件即可实现，降低了设计成本。盘簧的外端部的安装过程可以利用盘簧自动组装装置自动实现，极大地提高了生产效率。同时非人工的操作方式提高了安全性，具有很大的推广价值。
附图说明
图1是现有技术中盘簧的示意图；
图2是现有技术中盘簧应用在隔离开关的旋转支架中的结构图(角度一)；
图3是现有技术中盘簧应用在隔离开关的旋转支架中的结构图(角度二)；
图4是实施例1中盘簧自动组装装置的示意图(其一，隐去外壳体，且定位座未升起)；
图5是实施例1中盘簧自动组装装置的示意图(其二，隐去外壳体，定位座升起)；
图6是实施例1中盘簧自动组装装置的示意图(其三，示出外壳体)。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1：
参阅图4-6所示，作为本发明的优选实施例，提供一种盘簧自动组装装置，为了便于说明相应的结构和效果，本实施例以一种隔离开关的手动分合旋转支架中的盘簧的组装为例进行说明，可配合参阅背景技术中的描述，该旋转支架包括基架1(作为基体)，盘簧2和凸轮3(作为配合件)，盘簧2可转动地套接在基架1上，凸轮3则轴毂连接在基架1上与基架1同步转动，盘簧2的内端部插装在凸轮3中，由凸轮3对盘簧2的内端部进行转动限位，使盘簧2的内端部相对基架1固定。盘簧2的外端部21是弯曲的U型卡勾结构，基架1上设有与盘簧2的外端部21进行钩挂配合的对接卡槽121。如上预组装好的旋转支架(预组装组件)放入到本实施例的盘簧自动组装装置中，由盘簧自动组装装置自动实现盘簧2的外端部21的弹性卡装。
盘簧自动组装装置具体包括定位座10、旋转机构4、挡板5、升降机构6和抵压机构9，定位座10用于承载并定位预组装好的旋转支架，挡板5固定设置在定位座10的上方，升降机构6用于驱动定位座10朝挡板5靠近或远离。如图5，当定位座10由升降机构6驱动上升到挡板5附近时，挡板5一侧的抵挡面正好面对盘簧2的外端部21，从而挡板5能够通过止挡盘簧2的外端部21以限制外端部21扭转。挡板5在其他实施例中可以被替换为其他的挡止件，例如一档杆，其形状并不受限，只要能阻挡盘簧2的外端部21即可。采用板状结构的挡板5，其一是方便制造和安装，其二是其抵挡面面积更大，可靠性更好。
挡板5的两侧还固定设置有限位件7，升降机构6驱动定位座10上升到挡板5附近时，限位件7与定位座5相接合以合围在基架1的外周，从而在盘簧2轴向上止挡凸轮3，防止盘簧2的外端部21扭转蓄能时凸轮3受盘簧2的弹性力作用从盘簧2的轴向上崩出。
旋转机构4是一可伸缩且可旋转的旋转杆，基架1包括一转动轴11，该转动轴11是U型空心的，其空心的内部形成一方形空腔，该旋转杆是方形杆，旋转杆伸入到转动轴11的空心内部从而与转动轴11形成周向限位配合，以驱动转动轴11旋转。在其他实施例中，旋转机构4也可以是其他的结构，例如将旋转杆替换为可旋转的夹爪，该夹爪夹紧基架1进行转动。旋转杆和转动轴11的周向限位配合也不必是方轴和方孔的配合，可以被替换为任何的成型联接形状，如三角轴和三角孔、切边圆形和切边圆轴，具体采用什么形状可依据基架1自身的结构而灵活选定。
抵压机构9包括用于抵压盘簧2的外端部21的冲头91，当盘簧2的外端部21转动至对接卡槽121的外侧时，抵压机构9的冲头91向下运动，将盘簧2的外端部21盘簧2的径向向内抵压，使盘簧2的外端部21脱离挡板5的阻挡并依靠弹性力卡接在对接卡槽121内。
如图6，盘簧自动组装装置还包括外壳体8，该外壳体8将定位座10、旋转机构4、抵压机构9和挡板5封闭，以增强安全性，防止盘簧2和凸轮3崩出危害人身安全。为了取放旋转支架，外壳体8包括一可开启的门81，门81设置在面对定位座10的位置。优选地，该门81以透明材质制成，从而可以实时观察盘簧自动组装装置的工作情况。
本实施例的工作原理如下：打开门81，将预组装好的旋转支架定位放置在定位座10上，启动盘簧自动组装装置，使升降机构6驱动定位座10上升到挡板5附近，旋转机构4驱动基架1旋转，盘簧2由于外端部21被挡板5所阻挡，因此外端部21相对基架1扭转，从而令盘簧2蓄能，当盘簧2的外端部21转动至邻近对接卡槽121时，抵压机构9的冲头91向下运动，将盘簧2的外端部21盘簧2的径向向内抵压，使盘簧2的外端部21脱离挡板5的阻挡并依靠弹性力卡接在对接卡槽121内。从而基架1、盘簧2和凸轮3通过盘簧2的弹性力组装固定为一体。
本实施例反其道而行之，旋转基架1而阻挡盘簧2的外端部21，从而使盘簧2的外端部21发生相对基架1的扭转，由于而且基架1体积大，可施力部位多，转动驱动比较容易实现，盘簧2的外端部21的阻挡只需一挡止件即可实现，降低了设计成本。盘簧2的外端部21的安装过程可以利用本实施例的盘簧自动组装装置自动实现，极大地提高了生产效率。同时非人工的操作方式提高了安全性，具有很大的推广价值。
本实施例虽然以隔离开关的手动分合旋转支架中的盘簧的组装为例进行说明，但显然本实施例中的盘簧自动组装装置也可以应用在其他预组装组件进行组装，只要是盘簧内端部与一基体相对固定的同时，需要将盘簧外端部扭转卡装在该基体上的结构都可以用本实施例的盘簧自动组装装置来实现。
本实施例通过盘簧2将凸轮3和基架1固定，在其他实施例中，凸轮3和基架1可以是其他的基体和配合件，例如替换为齿轮轴和键联接在齿轮轴上的齿轮，盘簧2内端部插接在齿轮上，外端部弹性卡接在齿轮轴上，齿轮轴和齿轮通过盘簧2的弹性力抱紧固定。
对于凸轮3的轴向限位，本实施例通过升降机构6的升降带动定位座10和限位件7的接合来实现，其他实施例中，可以在定位座10上就设有凸轮3的轴向限位机构，如轴端挡板，这种结构下就不必设有升降机构6和限位件7，采用升降机构6的优势在于可以在挡板5和定位座10之间拉开更大的空间，便于定位放置体积较大的基架1。
本实施例中，盘簧2的外端部21是弯曲的U型卡勾结构，其好处在于与对接卡槽121的配合更加稳定，在其他实施例中也可以采用外端部是L字型弯曲结构的盘簧。
对旋转机构4、升降机构6和抵压机构9的驱动可以采用现有的驱动机构如气缸、电机等来实现。其自动控制可以采用现有的电气控制技术实现。本例不再多加赘述。
实施例2：
本实施例提供一种盘簧自动组装方法，用于对盘簧的内端部相对基体固定好的预组装组件进行组装，不同于现有技术中将基体固定而扭转盘簧外端部的方法，本实施例选择固定盘簧外端部而转动基体。其优点在于操作方便，安全性高。
该方法具体包括如下步骤：
A.提供盘簧的内端部相对基体固定好的预组装组件，
B.定位放置该预组装组件，旋转基体并同时阻止盘簧的外端部的旋转，
C.在盘簧的外端部相对运动至邻近基体的对接卡槽时，将盘簧的外端部向盘簧的径向向内抵压，使盘簧的所述外端部卡入基体的对接卡槽内，完成组装。
其中，步骤A的预组装组件可以通过手动预组装，也可以通过机器自动预组装得到；步骤B中对基体的旋转可以通过手动转动基体来实现(如设置一转动手柄联动基体)，也可以通过自动化旋转机构来实现；步骤B中对盘簧的外端部旋转的阻止，可以通过固定夹具盘簧的外端部的方式实现，也可以通过限位止挡盘簧的外端部来实现；步骤C中对盘簧的外端部的抵压可以通过工人手动抵压来实现，也可以采用自动化抵压机构来实现。优选地，步骤B和C中对基体的旋转、对盘簧的外端部旋转的阻止和对盘簧的外端部的抵压分别采用实施例1中的旋转机构4、挡板5和抵压机构9来实现。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.盘簧自动组装装置，用于对盘簧的内端部相对一基体固定好的预组装组件进行组装，将盘簧以蓄能的状态使其外端部装配在基体的对接卡槽内，其特征在于：包括定位座、旋转机构、挡止件和抵压机构，
定位座，用于承载并定位预组装组件，
旋转机构，用于驱动基体旋转，
挡止件，用于在旋转机构驱动基体旋转时对盘簧的外端部进行阻挡，
抵压机构，在盘簧的外端部相对基体扭转使盘簧蓄能后，并在盘簧的外端部相对运动至邻近基体的对接卡槽时，通过抵压机构将盘簧的外端部向盘簧的径向向内抵压，使盘簧的外端部脱离挡止件的阻挡并依靠盘簧弹性力卡入基体的对接卡槽内，完成组装。
2.根据权利要求1所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：预组装组件还包括套接在基体上、与基体形成周向限位关系的配合件，盘簧可转动套接于基体，盘簧的内端部插入配合在配合件上从而使盘簧的内端部和基体相对固定，盘簧的外端部卡接在对接卡槽内时，通过盘簧的弹性力将配合件、盘簧以及基体固定为一体。
3.根据权利要求2所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：还包括升降机构，挡止件固定设置在定位座上方，升降机构驱动定位座升或降以朝挡止件靠近或远离。
4.根据权利要求3所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：以及还包括固定设置在挡止件侧边的限位件，升降机构驱动定位座朝挡止件靠近时，限位件与定位座相接合以合围在基体的外周，从而在盘簧轴向上止挡配合件，防止盘簧的外端部扭转蓄能时配合件受盘簧的弹性力作用从盘簧的轴向上崩出。
5.根据权利要求4所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：所述基体是用于驱动开关电器分合的旋转支架，所述旋转支架包括一转动轴，所述配合件是轴毂连接在所述转动轴上的凸轮。
6.根据权利要求5所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：所述转动轴呈U型空心结构，其空心的内部形成一方形空腔，所述旋转机构为可伸缩的方形旋转杆，所述旋转杆伸入到所述转动轴的方形空腔内从而与所述转动轴形成周向限位配合，以驱动所述转动轴旋转。
7.根据权利要求1所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：还包括外壳体，所述外壳体将所述定位座、旋转机构、挡止件和抵压机构封闭。
8.根据权利要求7所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：所述外壳体包括可开启的门，所述门设置在面对所述定位座的位置。
9.根据权利要求8所述的盘簧自动组装装置，其特征在于：所述门以透明材质制成。
10.盘簧自动组装方法，其特征在于包括如下步骤：
A.提供盘簧的内端部相对基体固定好的预组装组件；
B.定位放置该预组装组件，旋转基体并同时阻止盘簧的外端部的旋转；
C.在盘簧的外端部相对运动至邻近基体的对接卡槽时，将盘簧的外端部向盘簧的径向向内抵压，使盘簧的所述外端部卡入基体的对接卡槽内，完成组装。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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