一种全自动固定装置

技术领域

本发明涉及膜式燃气表，具体涉及一种全自动固定装置。

背景技术

现有的膜式燃气表机芯体包括机芯膜盒、膜盖、仪表转动的立轴和立轴上固定的摇臂，机芯侧面设置有两个进气口，通过进气口气体进入分别控制两侧立轴，立轴带动相应的摇臂张开实现仪表转动。为了保证安装的密封性，机芯膜盒和膜盖之间安装膜片组件，膜片组件上设置有通孔，通过机芯膜盒端口处的紧固扣对准膜片组件上的通孔将膜片组件进行定位固定。

参见图1，机芯膜盒100的上侧和下侧分别对应安装一个上膜盖210和一个下膜盖220，由于机芯膜盒100和上膜盖210、下膜盖220都为塑料件，在安装时，上膜盖210、下膜盖220与机芯膜盒100之间可通过震动摩擦进行固定。

现有技术中，机芯膜盒100与上膜盖210、下膜盖220的安装一般采用人工操作，这样效率低，并且也容易损坏。

发明内容

本发明为了解决上述问题，从而提供一种全自动固定装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种全自动固定装置，所述全自动固定装置包括：

外部壳体；

支撑结构，所述支撑结构固定在外部壳体的侧壁上，所述支撑结构上设有第一旋转结构；

工作台，所述工作台设置在支撑结构上，所述旋转结构可带动工作台进行旋转，所述工作台上设有至少一个机芯膜盒安置槽，待固定的机芯膜盒可拆卸地安装在机芯膜盒安置槽内；

升降机构，所述升降机构设置在外部壳体内；

第二旋转结构，所述第二旋转结构设置在升降机构上；

膜盖安装台，所述膜盖安装台设置在第二旋转结构上，所述第二旋转结构可带动膜盖安装台进行旋转，所述膜盖安装台的上表面设有至少一个上膜盖安置槽，且每个上膜盖安置槽与一个机芯膜盒安置槽相对称，待固定的上膜盖设置在上膜盖安置槽内，所述膜盖安装台的下表面设有至少一个下膜盖安置槽，且每个下膜盖安置槽与一个上膜盖安置槽相对称，待固定的下膜盖设置在下膜盖安置槽内，所述膜盖安装台上设有震动结构，所述震动结构可带动上膜盖在上膜盖安置槽内震动和可带动下膜盖在下膜盖安置槽内震动；

机芯膜盒储料箱，待装配的机芯膜盒放置在机芯膜盒储料箱内；

膜盖储料箱，待装配的膜盖放置在膜盖储料箱内；

机械手，所述机械手可从机芯膜盒储料箱内抓取机芯膜盒，并放入到机芯膜盒安置槽内，所述机械手可从膜盖储料箱内抓取膜盖，并放入到上膜盖安置槽或下膜盖安置槽内；

控制器，所述控制器位于外部壳体外，并分别连接第一旋转结构、升降机构、第二旋转结构和机械手。

在本发明的一个优选实施例中，所述外部壳体为矩形状的密封罩体，所述外部壳体上设有料口，所述料口上可移动的门板。

在本发明的一个优选实施例中，所述门板呈透明状。

在本发明的一个优选实施例中，所述升降机构包括两个相对称的升降气缸。

在本发明的一个优选实施例中，所述支撑结构包括两个支撑板，这两个支撑板对称固定在外部壳体的侧壁上，所述第一旋转结构包括两个相对称的第一旋转电机，每个支撑板上设置一个第一旋转电机，所述工作台位于两个第一旋转电机之间，一侧与其中一个第一旋转电机连接，另一侧与另一个第一旋转电机连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二旋转结构包括两个安装块和两个第二旋转电机，每个升降气缸上设置一个安装块，每个安装块上设置一个第二旋转电机，所述膜盖安装台位于两个第二旋转电机之间，一侧与其中一个第二旋转电机连接，另一侧与另一个第二旋转电机连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述上膜盖安置槽和下膜盖安置槽内分别设有吸附结构。

在本发明的一个优选实施例中，所述上膜盖安置槽和下膜盖安置槽上分别设有若干个吸气口，所述吸附结构包括气泵和若干个吸气管和若干个吸气头，每个吸气口上设有一个吸气头，每个吸气管连接一个吸气头，气泵分别连接各个吸气管。

在本发明的一个优选实施例中，所述机芯膜盒储料箱包括一顶部开口的矩形箱体，所述矩形箱体内设有一可升降的面板，待装配的机芯膜盒放置在面板上。

在本发明的一个优选实施例中，所述膜盖储料箱包括一顶部开口的矩形箱体，所述矩形箱体内设有一可升降的面板，待装配的膜盖放置在面板上。

本发明的有益效果是：

本发明通过机械代替人工，可实现机芯膜盒与膜盖整个装配过程中的全自动，大大提高了工作效率和提高了产品质量。

附图说明

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为机芯膜盒与膜盖的装配示意图；

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

参见图1和图2，本发明提供的全自动固定装置，其包括外部壳体300、升降机构400、工作台500、支撑结构600、第二旋转结构700、膜盖安装台800、机芯膜盒储料箱900、膜盖储料箱1000、机械手1100和控制器1200。

外部壳体300，其具体为矩形状的密封罩体，升降机构400、工作台500和膜盖安装台600都位于外部壳体300内，其是用于为机芯膜盒100和膜盖200在装配时提供一个密封环境。

由于机芯膜盒100和上膜盖210、下膜盖220在震动摩擦固定时，如果机芯膜盒100和上膜盖210、下膜盖220之间有灰尘等物质，这样会影响质量，而通过在外部壳体300内工作，可保证在无尘环境下装配，提高质量。

在外部壳体300上设有料口310，料口310上可移动的门板，通过门板的移动可实现料口310的敞开和密封，工作人员可通过料口310将机芯膜盒100和膜盖200分别放入到工作台500、上膜盖安装台600和下膜盖安装台700上，装配后的机芯膜盒100也可通过料口310取出，这样既不影响进料和取料，又保证本申请在密封环境下工作。

另外，门板具体可为透明状，这样即使门板将料口310密封后，也可通过门板实时观察外部壳体300内的工作状况，便于及时了解。

支撑结构600，其固定在外部壳体300的侧壁上，其是用于支撑工作台500，并且在支撑结构600上设有第一旋转结构，第一旋转结构可带动工作台500进行360度旋转。

支撑结构600具体包括两个支撑板610，这两个支撑板610对称固定在外部壳体300的侧壁上，第一旋转结构包括两个相对称的第一旋转电机620，每个支撑板610上设置一个第一旋转电机620，工作台500位于两个第一旋转电机620之间，一侧与其中一个第一旋转电机620连接，另一侧与另一个第一旋转电机620连接，这样只需控制第一旋转电机620工作，就可实现工作台500在外部壳体300内旋转。

工作台500，其是用于安装机芯膜盒100，其在工作台500上设有至少一个机芯膜盒安置槽510，待固定的机芯膜盒100可放置在机芯膜盒安置槽510内。

工作台500具体为一矩形台，其固定在外部壳体300的侧壁上，在其两端分别设有一个机芯膜盒安置槽510。

机芯膜盒安置槽510具体可为“[”形，机芯膜盒100放置到机芯膜盒安置槽510内后，其一侧位于机芯膜盒安置槽510内，而另一侧位于机芯膜盒安置槽510外，在每个支撑板610上设有伸缩气缸630，第一旋转电机620设置在伸缩气缸630的伸缩端上，在第一旋转电机620的旋转端上设有限位板640，限位板640的形状与机芯膜盒安置槽510对应配合，具体为“]”形，限位板640通过伸缩气缸630伸缩进行移动，从而可与机芯膜盒安置槽510接触形成全包围状的“口”形，这时位于机芯膜盒安置槽510外的机芯膜盒100的另一侧刚好位于限位板640内，这时限位板640与机芯膜盒安置槽510配合可对机芯膜盒100进行夹持，从而使得机芯膜盒100固定在机芯膜盒安置槽510内。

当限位板640与机芯膜盒安置槽510配合对机芯膜盒100进行夹持后，通过第一旋转电机620又可带动机芯膜盒100进行360度旋转。

由于上述工作台500是通过与限位板640进行配合对机芯膜盒100进行固定，故当限位板640与机芯膜盒100分离后，导致工作台500失去支撑，而如果将工作台500直接固定在外部壳体300内，这样又无法实现工作台500的旋转，而本申请可在工作台500的两侧分别设有连接板520，在限位板640的侧面设有滑槽，连接板520可移动地设置在滑槽内，这样即使限位板640与机芯膜盒100分离后，通过连接板520也可对工作台500进行支撑，并且还不影响工作台500的旋转，并且结构非常结构，使用成本低。

通过上述限位板640的设置，使得机芯膜盒100的安装和拿取都非常方便，安装时只需将限位板640移动到与机芯膜盒100接触，拿取时，只需将限位板640反向移动即可。

另外，通过上述限位板640的设置，也使得本申请可适合不同尺寸的机芯膜盒100，这样不需要对每种尺寸的机芯膜盒100进行单独开模，节约了成本。

再者，通过上述限位板640与机芯膜盒安置槽510配合对机芯膜盒100进行夹持固定的方式，可使得机芯膜盒100上表面和下表面可裸露在外，从而便于通过工作台500的旋转，使得机芯膜盒100分别与上膜盖210和下膜盖220进行固定。

再者，对于机芯膜盒安置槽510的结构，也可采用其他任意结构，只需能够实现机芯膜盒100可拆卸地固定在机芯膜盒安置槽510内，并且不影响工作台500的旋转即可。

第二旋转结构700，其设置在升降机构400上，其可在升降机构400上进行上下移动，其是用于驱动膜盖安装台800进行360度旋转和带动驱动膜盖安装台800进行上下移动。

第二旋转结构700具体包括两个安装块和两个第二旋转电机，每个升降气缸上设置一个安装块，每个安装块上设置一个第二旋转电机，所述膜盖安装台800位于两个第二旋转电机之间，一侧与其中一个第二旋转电机连接，另一侧与另一个第二旋转电机连接。

驱动膜盖安装台800，其具体为一矩形工作台，其两侧可分别设有与第二旋转电机的旋转端相配合的连接孔，其实用于安装上膜盖210和下膜盖220。

在膜盖安装台800的上表面设有至少一个上膜盖安置槽810，且每个上膜盖安置槽810与一个机芯膜盒安置槽510相对称，待固定的上膜盖210设置在上膜盖安置槽内，在膜盖安装台800的下表面设有至少一个下膜盖安置槽820，且每个下膜盖安置槽820与一个上膜盖安置槽810相对称，待固定的下膜盖220设置在下膜盖安置槽820内，在膜盖安装台800上设有震动结构，震动结构可带动上膜盖210在上膜盖安置槽810内震动和可带动下膜盖220在下膜盖安置槽820内震动。

震动结构具体可为一震动电机，震动电机工作后可带动上膜盖210在上膜盖安置槽810内震动和可带动下膜盖220在下膜盖安置槽820内震动。

这样，在装配时，膜盖安装台800通过在升降机构400上进行向下移动可实现机芯膜盒100与下膜盖220进行装配，装配后只需将膜盖安装台800在升降机构400上进行向上移动一端距离后，分别控制膜盖安装台800和工作台500进行360度旋转，然后再膜盖安装台800通过在升降机构400上进行向下移动可实现机芯膜盒100与上膜盖210进行装配，这样可实现在外部壳体300内连续进行上膜盖210和下膜盖220的安装，在上膜盖210安装后，不需要工作人员进行人工操作才能再次进行下膜盖220的安装，大大提高了工作效率，并且也提高了安全性。

由于受重力作用，膜盖安装台800初始状态时，下膜盖220位于膜盖安装台800的下方，以及膜盖安装台800进行360度旋转后，上膜盖210位于膜盖安装台800的下方，位于膜盖安装台800下方的下膜盖220或上膜盖210会受重力作用，容易掉落，而如果在上膜盖安置槽810和下膜盖安置槽820上设置卡扣等固定方式，这样会影响上膜盖210、下膜盖220与机芯膜盒100的安装，本申请可在上膜盖安置槽810和下膜盖安置槽820内分别设置吸附结构，通过气体吸附方式将上膜盖210和下膜盖220吸住，这样既能对上膜盖210和下膜盖220进行固定，又不影响上膜盖210、下膜盖220与机芯膜盒100的装配。

吸附结构具体可包括若干个吸气管和若干个吸气头，在上膜盖安置槽810与上膜盖210的接触面以及下膜盖安置槽820与下膜盖220的接触面上分别设有若干个吸气口，每个吸气口上设有一个吸气头，每个吸气管连接一个吸气头，气泵分别连接各个吸气管，这样气泵时可通过吸气头进行吸气，从而对安置在上膜盖安置槽810内的上膜盖210和安置在下膜盖安置槽820内的下膜盖220进行吸附。

本申请采用的吸附结构不止局限于上述结构，也可采用其他任意结构，只需能够实现对上膜盖210和下膜盖220进行吸附即可。

另外，虽然上膜盖210、下膜盖220与机芯膜盒100在外部壳体300内进行无尘装配，但是上膜盖210、下膜盖220和机芯膜盒100进入外部壳体300前，可能在外部也会沾染灰尘等物质，从而影响质量，本申请采用上述的吸附结构除了可以吸气还可进行吹气，如：

先将机芯膜盒100安装到机芯膜盒安置槽510内，然后上膜盖安置槽810和下膜盖安置槽820内都先不安置上膜盖210和下膜盖220，通过膜盖安装台800在升降机构400上进行向下移动，使得膜盖安装台800靠近机芯膜盒100，这时下膜盖安置槽820内的吸附结构先工作，通过吸气头进行吹气，对机芯膜盒安置槽510内的机芯膜盒100的上侧进行吹气，吹气完毕后，再分别旋转膜盖安装台800和工作台500，这时上膜盖安置槽810内的吸附结构先工作，通过吸气头进行吹气，对机芯膜盒安置槽510内的机芯膜盒100的下上侧进行吹气，吹气完毕后，后续再将上膜盖210和下膜盖220分别放置进上膜盖安置槽810和下膜盖安置槽820内，再进行后续的装配。

机芯膜盒储料箱900，其设置在外部壳体300外，且位于料口310附近，其是用于存储机芯膜盒100，便于机械手1100抓取送入到位于外部壳体300内的机芯膜盒安置槽510内。

机芯膜盒储料箱900具体可包括一顶部开口的矩形箱体，在矩形箱体内设有一可升降的面板，待装配的机芯膜盒100可放置在面板上，这样可便于机械手1100的抓取，避免了当机芯膜盒储料箱900存储的机芯膜盒100过少时，需要机械手1100深入机芯膜盒储料箱900内的底部，从而增加了抓取难度。

面板在机芯膜盒储料箱900内的具体升降方式可采用在机芯膜盒储料箱900内的底部设置气缸，而面板设置在气缸上。

另外，在机芯膜盒储料箱900的侧面上可设置一进料口，进料口上设有输送带，而输送带连接上一道工序，经过上一道工序组装好的机芯膜盒100可通过输送带直接进入到机芯膜盒储料箱900内，这样可进一步提高工作效率，完全实现全自动化。

膜盖储料箱1000，其设置在外部壳体300外，且位于料口310附近，其是用于存储膜盖，便于机械手1100抓取送入到位于外部壳体300内的上膜盖安置槽810或下膜盖安置槽820内。

由于上膜盖210和下膜盖220完全相同，故只需一个膜盖储料箱1000即可。

膜盖储料箱1000具体也可包括一顶部开口的矩形箱体，在矩形箱体内设有一可升降的面板，待装配的膜盖可放置在面板上，这样可便于机械手1100的抓取，避免了当膜盖储料箱1000存储的膜盖过少时，需要机械手1100深入膜盖储料箱1000内的底部，从而增加了抓取难度。

面板在膜盖储料箱1000内的具体升降方式可采用在膜盖储料箱1000内的底部设置气缸，而面板设置在气缸上。

机械手1100，其设置在外部壳体300外，且位于膜盖储料箱1000和机芯膜盒储料箱900的附近，其每次可从膜盖储料箱1000内抓取出一个膜盖并精确地放入到位于外部壳体300内的上膜盖安置槽810或下膜盖安置槽820内，其每次也可从机芯膜盒储料箱900没抓取一个机芯膜盒100并精确地放入到位于外部壳体300内的机芯膜盒安置槽510内，其也可将固定后的膜盖和机芯膜盒100从外部壳体300内取出。

为了提高机械手1100的精准度，在上膜盖安置槽810、下膜盖安置槽820和机芯膜盒安置槽510内可分别设有红外线传感器，机械手1100通过红外感应可将膜盖快速精准地放入到上膜盖安置槽810或下膜盖安置槽820内，或通过红外感应可将机芯膜盒100快速精准地放入到机芯膜盒安置槽510内。

控制器1200，其位于外部壳体300外，其是本申请的控制终端，其分别连接升降机构400、支撑结构600、第二旋转结构700、吸附结构、震动结构、料口上的移动门板和机械手1100，通过控制器1200可实现自动操作，也可工作人员通过控制器1200进行操作。

另外，为了提高安全性，在外部壳体300外可设置一紧急开关，紧急开关与控制器1200连接，当出现紧急情况时，工作人员可通过紧急开关进行紧急制动，从而提高安全性。

下面是本申请的具体工作过程：

工作人员首先通过控制器1200控制移动门板打开，然后控制机械手1100工作，每次可从膜盖储料箱1000内抓取出一个膜盖并精确地放入到位于外部壳体300内的上膜盖安置槽810或下膜盖安置槽820内，并通过控制器控制吸附结构工作，将膜盖进行吸附，然后控制机械手1100重复工作，直至所有的上膜盖安置槽810和下膜盖安置槽820内都放置有膜盖；

然后控制器1200再控制机械手1100，每次也可从机芯膜盒储料箱900内抓取一个机芯膜盒100并精确地放入到位于外部壳体300内的机芯膜盒安置槽510内，并控制伸缩气缸630工作，通过限位板640对机芯膜盒100进行固定，然后控制机械手1100重复工作，直至所有的机芯膜盒安置槽510内都放置有机芯膜盒100，并通过限位板640对机芯膜盒100进行固定；

然后，通过控制器1200控制升降机构400工作，带动膜盖安装台800向下移动，直至下膜盖安置槽820内的下膜盖220与机芯膜盒安置槽510内的机芯膜盒100接触，停止移动，然后控制器控制震动结构工作带动下膜盖220震动，实现机芯膜盒100与下膜盖220的震动摩擦固定；

固定后，通过控制器1200控制升降机构400工作，带动膜盖安装台800向上移动，移动一段距离后，控制器分别控制第一旋转电机620和第二旋转电机工作，使得膜盖安装台800和工作台500同时旋转360度；

然后，通过控制器1200控制升降机构400工作，带动膜盖安装台800向下移动，直至上膜盖安置槽810内的上膜盖210与机芯膜盒安置槽510内的机芯膜盒100接触，停止移动，然后控制器控制震动结构工作带动上膜盖210震动，实现机芯膜盒100与上膜盖210的震动摩擦固定；

然后，通过控制器1200控制升降机构400工作，带动膜盖安装台800向上移动，进行复位；

最后，控制器1200控制移动门板再次打开，控制机械手1100工作，将固定后的膜盖和机芯膜盒100从外部壳体300内取出，并且在取出的过程中，需要控制机械手1100与限位板340配合，每次需机械手1100先抓取住位于机芯膜盒安置槽510内的机芯膜盒100，再控制限位板340与机芯膜盒100分离，机械手1100再将机芯膜盒100从机芯膜盒安置槽510内取出，从外部壳体300内取出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。