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1、(10)申请公布号 CN 102457143 A (43)申请公布日 2012.05.16 C N 1 0 2 4 5 7 1 4 3 A *CN102457143A* (21)申请号 201210016728.4 (22)申请日 2012.01.19 H02K 15/16(2006.01) (71)申请人杭州集智机电设备制造有限公司 地址 310030 浙江省杭州市西湖区西园三路 10号 (72)发明人俞俊强 谢轩 管闯 武振宇 沈燕 (74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人林怀禹 (54) 发明名称 用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持 机构 (57) 摘要 。
2、本发明公开一种用于全自动平衡修正设备的 无限转自动夹持机构。将气爪固定在气爪套筒中 心孔内，气爪套筒固定于旋转机构外筒上，气爪的 一端与气爪手指连接，旋转轴的一端固定在与远 离气爪手指的气爪套筒中，旋转轴的另一端套有 旋转轴套筒，旋转轴与旋转轴套筒间用两个星型 密封圈密封，两个星型密封圈中间的旋转轴上开 有一个环形气道，旋转轴套筒固定在旋转机构外 筒端面，位于旋转轴套筒外的旋转轴上装有同步 带轮，旋转轴的另一端孔内装有小摩擦阻力旋转 气接头，旋转轴套筒上装有普通气接头。本发明可 夹持工件进行无限旋转且旋转摩擦力矩都小；本 发明适用于需要自动夹持工件进行旋转的自动化 设备，如全自动平衡修正机中工。
3、件周向定位时的 自动夹持等。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/1页 2 1.一种用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持机构，其特征在于：包括气爪 （01），气爪套筒（02），旋转机构外筒（04），旋转轴（05），旋转轴套筒（07），同步带轮（08），气 爪手指（10），小摩擦阻力旋转气接头（11）和普通气接头（12）；气爪（01）固定在气爪套筒 （02）中心孔内，气爪套筒（02）通过轴承固定于旋转机构外筒（04）上，气爪（01）的一端与 气爪手指（10。
4、）连接，旋转轴（05）的一端固定在与远离气爪手指（10）的气爪套筒（02）中， 旋转轴（05）的另一端套有旋转轴套筒（07），旋转轴（05）与旋转轴套筒（07）间用两个星型 密封圈（09）密封，两个星型密封圈（09）中间的旋转轴（05）上开有一个环形气道，旋转轴套 筒（07）固定在旋转机构外筒（04）端面，位于旋转轴套筒（07）外的旋转轴（05）上装有同步 带轮（08），旋转轴（05）的另一端孔内装有小摩擦阻力旋转气接头（11），旋转轴套筒（07）上 装有普通气接头（12）。 2.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持机构，其特 征在于：所述的气爪（01）底面上改装后气。
5、爪抓紧气腔进气口（PA）通过原气爪抓紧气腔进 气口（A）与气爪抓紧气腔（CA）连通，原气爪抓紧气腔进气口（A）用堵塞物堵住，所述的气爪 （01）底面上改装后气爪放开气腔进气口（PB）通过原气爪放开气腔进气口（B）与气爪放开 气腔（CB）连通，原气爪放开气腔进气口（B）用堵塞物堵住。 3.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持机构，其特 征在于：所述的气爪（01）底面上改装后气爪抓紧气腔进气口（PA）与气爪套筒（02）上的抓 紧工件时气爪套筒内轴向出气气道（IA4）连通，连接处用第一O型密封圈密封，气爪（01）底 面上改装后气爪放开气腔进气口（PB）与气爪套筒（02）上的。
6、放开工件时气爪套筒内轴向出 气气道（IB4）连通，连接处用第二O型密封圈密封。 4.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持机构，其特 征在于：所述的旋转轴（05）上抓紧工件时旋转轴中心轴向气道（IA1）与气爪套筒（02）上抓 紧工件时气爪套筒内轴向进气气道（IA2）连通，连接处用第三O型密封圈密封，旋转轴（05） 上放开工件时旋转轴内非中心的轴向气道（IB1）与气爪套筒（02）上放开工件时气爪套筒 内轴向进气气道（IB2）连通，连接处用第四O型密封圈密封。 5.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持机构，其特 征在于：所述的气爪套筒（02）上抓紧。
7、工件时气爪套筒内轴向进气气道（IA2）通过气爪套筒 （02）上抓紧工件时气爪套筒内径向气道（IA3）与气爪套筒（02）上抓紧工件时气爪套筒内 轴向出气气道（IA4）连通；气爪套筒（02）上放开工件时气爪套筒内轴向进气气道（IB2）通 过气爪套筒（02）上放开工件时气爪套筒内径向气道（IB3）与气爪套筒（02）上放开工件时 气爪套筒内轴向出气气道（IB4）连通。 6.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持机构，其特 征在于：所述的小摩擦阻力旋转气接头（11）内孔与旋转轴（05）上的抓紧工件时旋转轴中 心轴向气道（IA1）连通，普通气接头（12）内孔与旋转轴（05）上所述的。
8、环形气道连通，旋转 轴（05）上的环形气道通过旋转轴（05）上放开工件时旋转轴径向进气气道（IB0）与旋转轴 （05）上放开工件时旋转轴内非中心的轴向气道（IB1）连通。 权 利 要 求 书CN 102457143 A 1/5页 3 用于全自动平衡修正设备的无限转自动夹持机构 技术领域 0001 本发明涉及一种自动夹持机构，尤其是涉及一种用于全自动平衡修正设备的无限 转自动夹持机构。 背景技术 0002 电机是重要的生产和生活用品。其中的电机转子在制造过程中，由于受材料、制造 工艺及装配的影响，存在着初始不平衡量。带有过大不平衡量的电机转子在高速旋转工作 时会产生振动、带来噪音、缩短产品寿命、。
9、甚至带来危险，因此必须对电机转子进行动平衡 校正处理。 0003 用于电机转子的动平衡校正设备可分为两大类，即手工校正转子动平衡机和全自 动转子动平衡修正机。手工校正动平衡机成本低，但其生产效率低下，平衡过程依赖工人经 验，一般平衡精度不高，且其对转子的一次切割量较多，容易造成转子电气性能削弱使电机 性能退化，所以很难满足高效优质的电机转子的生产需要。与此相比，全自动转子动平衡修 正机生产效率高，平衡精度高，能够对转子切削进行质量优化，但是机器价格相对较贵。目 前随着我国电机业的发展，采用全自动转子动平衡机已经成为必然趋势。 0004 利用全自动平衡修正机对电机转子进行动平衡修正处理时，采用双。
10、面去重方式。 双面上的不平衡量相对于测量基准一般不在同一周向位置。所以需要一转向机构对电机转 子进行转向，先转到第一切削面，使去重的不平衡量周向位置对准切削去重刀具。去重后再 转到第二切削面，再次使去重的不平衡量周向位置对准切削去重刀具，进行二次去重。目前 常用的无限转向机构有两种，一种是单作用式，采用轴向进气。这种机构尽管需要的较小的 转向驱动力矩，但体积较大，夹持力小。另一种是双作用式，采用两组旋转密封圈，一组通气 时夹紧工件，另一组通气时松开工件。双作用机构夹持力大，但是密封圈通气时会产生很大 的摩擦转力矩，使得需要的驱动力矩较大，结果难于减小整个机构的体积。 发明内容 0005 本发明。
11、的目的在于提供在全自动平衡修正设备中对平衡工件进行周向定位的小 驱动力矩的一种用于全自动平衡修正设备的无限转向自动夹持机构。 0006 本发明采用的技术方案是： 本发明包括气爪，气爪套筒，旋转机构外筒，旋转轴，旋转轴套筒，同步带轮，气爪手指， 小摩擦阻力旋转气接头和普通气接头；气爪固定在气爪套筒中心孔内，气爪套筒通过轴承 固定于旋转机构外筒上，气爪的一端与气爪手指连接，旋转轴的一端固定在与远离气爪手 指的气爪套筒中，旋转轴的另一端套有旋转轴套筒，旋转轴与旋转轴套筒间用两个星型密 封圈密封，两个星型密封圈中间的旋转轴上开有一个环形气道，旋转轴套筒固定在旋转机 构外筒端面，位于旋转轴套筒外的旋转轴。
12、上装有同步带轮，旋转轴的另一端孔内装有小摩 擦阻力旋转气接头，旋转轴套筒上装有普通气接头。 0007 所述的气爪底面上改装后气爪抓紧气腔进气口通过原气爪抓紧气腔进气口与气 说 明 书CN 102457143 A 2/5页 4 爪抓紧气腔连通，原气爪抓紧气腔进气口用堵塞物堵住，所述的气爪底面上改装后气爪放 开气腔进气口通过原气爪放开气腔进气口与气爪放开气腔连通，原气爪放开气腔进气口用 堵塞物堵住。 0008 所述的气爪底面上改装后气爪抓紧气腔进气口与气爪套筒上的抓紧工件时气爪 套筒内轴向出气气道连通，连接处用第一O型密封圈密封，气爪底面上改装后气爪放开气 腔进气口与气爪套筒上的放开工件时气爪套筒。
13、内轴向出气气道连通，连接处用第二O型密 封圈密封。 0009 所述的旋转轴上抓紧工件时旋转轴中心轴向气道与气爪套筒上抓紧工件时气爪 套筒内轴向进气气道连通，连接处用第三O型密封圈密封，旋转轴上放开工件时旋转轴内 非中心的轴向气道与气爪套筒上放开工件时气爪套筒内轴向进气气道连通，连接处用第四 O型密封圈密封。 0010 所述的气爪套筒上抓紧工件时气爪套筒内轴向进气气道通过气爪套筒上抓紧工 件时气爪套筒内径向气道与气爪套筒上抓紧工件时气爪套筒内轴向出气气道连通；气爪套 筒上放开工件时气爪套筒内轴向进气气道通过气爪套筒上放开工件时气爪套筒内径向气 道与气爪套筒上放开工件时气爪套筒内轴向出气气道连通。。
14、 0011 所述的小摩擦阻力旋转气接头内孔与旋转轴上的抓紧工件时旋转轴中心轴向气 道连通，普通气接头内孔与旋转轴上所述的环形气道连通，旋转轴上的环形气道通过旋转 轴上放开工件时旋转轴径向进气气道与旋转轴上放开工件时旋转轴内非中心的轴向气道 连通。 0012 本发明具有的有益效果是： 1) 机构夹紧和松开工件时的旋转摩擦力矩都很小，不会因为传统的旋转密封圈在通 入压缩空气时，产生较大的摩擦阻力，因而需要较大的驱动电机产生较大的驱动力矩实现 旋转。 0013 2) 机构在实现双作用无限转动的同时，能保证紧凑的结构和小的体积。 0014 3) 爪夹手指端圆跳动小,具有高的旋转夹持精度。 0015 本。
15、发明公开的机构适用于需要自动夹持工件进行旋转的自动化设备，如全自动平 衡修正机中工件周向定位时的自动夹持等。 附图说明 0016 图1是发明的结构剖面图。 0017 图1中：01、气爪，02、气爪套筒，03、轴承，04、旋转机构外筒，05、旋转轴，06、O型密 封圈，07、旋转轴套筒，08、同步带轮，09、星型密封圈，10、气爪手指，11、小摩擦阻力旋转气 接头，12、普通气接头。 0018 图2是气爪主视图。 0019 图3是图2的仰视图。 0020 图4是图3的A-A剖视图。 0021 图5是图3的B-B剖视图。 0022 图2、3、4、5中：A、原气爪抓紧气腔进气口，B、原气爪放开气腔进。
16、气口， PA、改装后 气爪抓紧气腔进气口，PB、改装后气爪放开气腔进气口，CA、气爪抓紧气腔，CB、气爪放开气 说 明 书CN 102457143 A 3/5页 5 腔。 0023 图6是旋转轴气道示意图。 0024 图6中：IA0、旋转气接头安装口，IA1、抓紧工件时旋转轴中心轴向气道，IB0、放开 工件时旋转轴径向进气气道，IB1、放开工件时旋转轴内非中心的轴向气道。 0025 图7是气爪套筒主视图。 0026 图8是图7的主视图。 0027 图9是图8的A-A剖视图。 0028 图10是图8的B-B剖视图。 0029 图7、8、9、10中：IA2、抓紧工件时气爪套筒内轴向进气气道，IA3。
17、、抓紧工件时气爪 套筒内径向气道，IA4、抓紧工件时气爪套筒内轴向出气气道，HA、抓紧工件时气爪套筒内径 向气道IA3靠近气爪套筒径向外表面的端部；IB2、放开工件时气爪套筒内轴向进气气道， IB3、放开工件时气爪套筒内径向气道，IB4、放开工件时气爪套筒内轴向出气气道，HB、放开 工件时气爪套筒内径向气道IB3靠近气爪套筒径向外表面的端部。 0030 图11是气动爪夹夹紧气路示意图。 0031 图11中：IA、抓紧工件时压缩空气进气口，IA0、旋转气接头安装口，IA1、抓紧工件 时旋转轴中心轴向气道，IA2、抓紧工件时气爪套筒内轴向进气气道，IA3、抓紧工件时气爪 套筒内径向气道，IA4、抓。
18、紧工件时气爪套筒内轴向出气气道，PA、改装后气爪抓紧气腔进气 口；01、气爪，02、气爪套筒，05、旋转轴，06、O型密封圈，07、旋转轴套筒，08、同步带轮，09、 星型密封圈，11、小摩擦阻力旋转气接头；CA、气爪抓紧气腔；JA1、气爪套筒上抓紧气道气 口堵塞物，JA2、气爪上夹紧气道气口堵塞物。 0032 图12是气动爪夹张开气路示意图。 0033 图12中：PB、改装后气爪放开气腔进气口，IB0、放开工件时旋转轴径向进气气道， IB1、放开工件时旋转轴内非中心的轴向气道，IB2、放开工件时气爪套筒内轴向进气气道， IB3、放开工件时气爪套筒内径向气道，IB4、放开工件时气爪套筒内轴向出。
19、气气道，PB、改装 后气爪放开气腔进气口；01、气爪，02、气爪套筒，05、旋转轴，06、O型密封圈，08、同步带轮， 12普通气接头；CB、气爪放开气腔；JB1、气爪套筒上放开气道气口堵塞物，JB2、气爪上放开 气道气口堵塞物。 具体实施方式 0034 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 0035 如图1、图6所示，本发明包括气爪01，气爪套筒02，旋转机构外筒04，旋转轴05， 旋转轴套筒07，同步带轮08，气爪手指10，小摩擦阻力旋转气接头11和普通气接头12；气 爪01固定在气爪套筒02中心孔内，气爪套筒02通过轴承03固定于旋转机构外筒04上， 气爪01的一端与气爪手指10连。
20、接，旋转轴05的一端固定在与远离气爪手指10的气爪套 筒02中，旋转轴05的另一端套有旋转轴套筒07，旋转轴05与旋转轴套筒07间用两个星型 密封圈09密封，两个星型密封圈09中间的旋转轴05上开有一个环形气道，旋转轴套筒07 固定在旋转机构外筒04端面，位于旋转轴套筒07外的旋转轴05上装有同步带轮08，旋转 轴05的另一端孔内装有小摩擦阻力旋转气接头11，旋转轴套筒07上装有普通气接头12。 0036 如图2、图3、图4、图5、图11、图12所示，所述的气爪01底面上改装后气爪抓紧 说 明 书CN 102457143 A 4/5页 6 气腔进气口PA通过原气爪抓紧气腔进气口A与气爪抓紧气腔。
21、CA连通，原气爪抓紧气腔进 气口A用气爪上夹紧气道气口堵塞物JA2堵住，所述的气爪01底面上改装后气爪放开气腔 进气口PB通过原气爪放开气腔进气口B与气爪放开气腔CB连通，原气爪放开气腔进气口 B用气爪上放开气道气口堵塞物JB2堵住。 0037 如图1、图2、图3、图4、图5、图9、图10所示，所述的气爪01底面上改装后气爪抓 紧气腔进气口PA与气爪套筒02上的抓紧工件时气爪套筒内轴向出气气道IA4连通，连接 处用第一O型密封圈06密封，气爪01底面上改装后气爪放开气腔进气口PB与气爪套筒02 上的放开工件时气爪套筒内轴向出气气道IB4连通，连接处用第二O型密封圈06密封。 0038 如图1、。
22、图6、图7、图8、图9、图10所示，所述的旋转轴05上抓紧工件时旋转轴中 心轴向气道IA1与气爪套筒02上抓紧工件时气爪套筒内轴向进气气道IA2连通，连接处用 第三O型密封圈06密封，旋转轴05上放开工件时旋转轴内非中心的轴向气道IB1与气爪 套筒02上放开工件时气爪套筒内轴向进气气道IB2连通，连接处用第四O型密封圈06密 封； 如图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，所述的气爪套筒02上抓紧工件时气爪 套筒内轴向进气气道IA2通过气爪套筒02上抓紧工件时气爪套筒内径向气道IA3与气爪 套筒02上抓紧工件时气爪套筒内轴向出气气道IA4连通，抓紧工件时气爪套筒内径向气道 IA3靠。
23、近气爪套筒径向外表面的端部HA用气爪套筒上抓紧气道气口堵塞物JA1堵住；气爪 套筒02上放开工件时气爪套筒内轴向进气气道IB2通过气爪套筒02上放开工件时气爪套 筒内径向气道IB3与气爪套筒02上放开工件时气爪套筒内轴向出气气道IB4连通，放开工 件时气爪套筒内径向气道IB3靠近气爪套筒径向外表面的端部HB用气爪套筒上放开气道 气口堵塞物JB1堵住。 0039 如图1、图6所示，所述的小摩擦阻力旋转气接头11安装在旋转轴05上的旋转气 接头安装口IA0上，小摩擦阻力旋转气接头11的内孔与旋转轴05上的抓紧工件时旋转轴 中心轴向气道IA1连通，普通气接头12内孔与旋转轴05上所述的环形气道连通，。
24、旋转轴05 上的环形气道通过旋转轴05上放开工件时旋转轴径向进气气道IB0与旋转轴05上放开工 件时旋转轴内非中心的轴向气道IB1连通。 0040 所述的气爪01、小摩擦阻力旋转气接头11和普通气接头12为标准件，均可根据具 体设计要求向气动元件供应厂家购买；所述的轴承03、O型密封圈06、星型密封圈09为标 准件，可依据要求在市场上选购；所述的气爪手指10需按照工件尺寸设计。 0041 本结构的工作原理如下： 气爪01固定在气爪套筒02中心孔内，气爪套筒02通过轴承03固定于旋转机构外筒 04上，使气爪01与气爪套筒02可相对旋转机构外筒04自由转动。轴承03安装位置在气 动爪夹01外侧，与。
25、爪夹位置距离很小，爪夹手指端圆跳动小,具有高的旋转夹持精度。 0042 气爪01为标准双作用气爪，原气爪抓紧气腔进气口A上通压缩空气时可使气爪01 抓紧，原气爪放开气腔进气口B上通压缩空气时可使气爪01放开，依照图2、图3、图4、图5 所示改装示意图修改，使改装后气爪抓紧气腔进气口PA通过原气爪抓紧气腔进气口A与气 爪抓紧气腔CA连通，原气爪抓紧气腔进气口A用气爪上夹紧气道气口堵塞物JA2堵住，改 装后气爪放开气腔进气口PB通过原气爪放开气腔进气口B与气爪放开气腔CB连通，原气 爪放开气腔进气口B用气爪上放开气道气口堵塞物JB2堵住，则改装后气爪抓紧气腔进气 说 明 书CN 102457143。
26、 A 5/5页 7 口PA上通压缩空气时可使气爪01抓紧，改装后气爪放开气腔进气口PB上通压缩空气时可 使气爪01放开。 0043 如图11所示，当需要抓紧工件时，在抓紧工件时压缩空气进气口IA通入压缩空 气，压缩空气经过小摩擦阻力的旋转气接头11后通入抓紧工件时旋转轴中心的轴向气道 IA1，继而通入抓紧工件时气爪套筒内轴向进气气道IA2，连接处有O型密封圈06密封，压缩 空气经过抓紧工件时气爪套筒内径向气道IA3转折后从抓紧工件时气爪套筒内轴向出气 气道IA4引出，通入改装后气爪抓紧气腔进气口PA，连接处有O型密封圈06密封，最后进入 气爪01中的气爪抓紧气腔CA，使气爪手指10收拢抓紧工件。
27、。气爪01抓紧工件旋转时，旋 转轴套筒07、旋转轴05、星型密封圈09形成的旋转密封腔内无压缩空气通入，不会膨胀密 封圈而使旋转摩擦阻力矩增大，而小摩擦阻力的旋转气接头11摩擦阻力很小，故总摩擦阻 力较小，可用小驱动力矩实现旋转；小摩擦阻力的旋转气接头11位于旋转轴05尾端中心位 置，故气爪01旋转时小摩擦阻力的旋转气接头11无位移，气管不会限制气爪01旋转。 0044 如图12所示，当需要放开工件时，从位于旋转轴套筒侧边普通气接头12上的放开 工件时旋转轴内非中心的轴线气道IB通入压缩空气，压缩空气经过由旋转轴套筒07、旋转 轴05、星型密封圈09形成旋转密封腔体后通入放开工件时旋转轴径向进。
28、气气道IB0，通过 位于放开工件时旋转轴内非中心的轴向气道IB1后进入放开工件时气爪套筒内轴向进气 气道IB2，连接处有O型密封圈06密封，压缩空气经过放开工件时气爪套筒上径向气道IB3 转折后从放开工件时气爪套筒内轴向出气气道IB4引出，通入改装后气爪放开气腔进气口 PB，连接处有O型密封圈06密封，最后进入气爪01内的气爪放开气腔CB，使气爪手指10张 开放开工件。气爪01张开后，撤去IB口压缩空气，IA口处不通压缩空气，气爪不会重新抓 紧，此时旋转密封腔内无压缩空气，不会膨胀密封圈而使旋转摩擦阻力矩增大，故总摩擦阻 力较小，可用小驱动力矩实现旋转；气管接头位于旋转轴套筒07侧边，固定不动。
29、，故气管不 会限制气爪01转动。 0045 综上所述，因轴承安装位置距离气爪手指端很近，可实现较高的旋转夹持精度；通 过合理的结构设计，使机构结构紧凑，整体体积小；通过合理的气道设计，使气管不会限制 气爪01的旋转；机构夹紧工件和松开工件旋转时旋转密封腔处均无压缩空气，不会因星型 密封圈09受压膨胀而产生较大摩擦阻力，可用较小驱动力矩实现旋转。 说 明 书CN 102457143 A 1/4页 8 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102457143 A 2/4页 9 图4 图5 图6 图7 说 明 书 附 图CN 102457143 A 3/4页 10 图8 图9 图10 说 明 书 附 图CN 102457143 A 10 4/4页 11 图11 图12 说 明 书 附 图CN 102457143 A 11 。