一種大尺寸重載筒形工件搬運(yùn)對接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種筒形工件對接裝置，特別是涉及一種大尺寸重載筒形工件搬運(yùn)對 接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 大尺寸重載筒形工件在部裝和總裝時(shí)，需要進(jìn)行工序間的流轉(zhuǎn)搬運(yùn)和裝配對接。 通常采用架車或者行車將筒形工件搬運(yùn)至裝配工序，然后采用輔助工裝將待裝配部件緩慢 移動(dòng)，人工調(diào)整位姿、插銷定位的裝配對接方式。架車搬運(yùn)轉(zhuǎn)彎半徑大，運(yùn)動(dòng)靈活性不足，難 以根據(jù)裝配對接位置調(diào)整車體姿態(tài)，行車的運(yùn)行受到車間限制，跨車間的搬運(yùn)不便。人工調(diào) 整位姿、插銷定位的裝配方式效率低，對接面孔銷配合精度低，裝配應(yīng)力大，影響工件的疲 勞強(qiáng)度。
[0003] 針對大型工件的對接，公開號(hào)為CN104330261A的中國專利公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)大部 件的自動(dòng)對接裝置，其利用了圖像測量組件、激光測距組件、傾角傳感器組件配合姿態(tài)調(diào)整 支架和運(yùn)動(dòng)對接支架進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)部件的姿態(tài)調(diào)整和對接。但是該技術(shù)方案存在兩方面問 題，首先姿態(tài)調(diào)整支架和運(yùn)動(dòng)對接支架是固定在地面的，待對接的工件仍需要采用駕車或 者行車搬運(yùn)并吊裝至相應(yīng)位置，才能進(jìn)行對接工作;其次，發(fā)動(dòng)機(jī)部件空間姿態(tài)的調(diào)整需要 依靠多個(gè)多種類傳感器，圖像測量組件測量標(biāo)靶位置來控制對接面的對接方向，通過激光 測距組件測量部件前后距離差判斷部件的橫向偏轉(zhuǎn)，傾角傳感器測量垂直偏轉(zhuǎn)，因此整個(gè) 傳感與控制裝置復(fù)雜，測量基準(zhǔn)不同造成對接流程需要反復(fù)進(jìn)行逐步調(diào)整才能達(dá)到理想狀 ??τ O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸重載筒形工件搬運(yùn)對 接裝置，解決大尺寸工件搬運(yùn)不便、對接裝置復(fù)雜，對接流程繁瑣的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：一種大尺寸重載筒形工件搬 運(yùn)對接裝置，包括搬運(yùn)平臺(tái)、姿態(tài)調(diào)整對接裝置和支架組件，所述搬運(yùn)平臺(tái)包括通過連接組 件相互連接并上下位移的Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)和氣墊平臺(tái)，所述Mecanum輪全向移動(dòng)平 臺(tái)包括底盤和Mecanum輪，所述氣墊平臺(tái)包括雙層蓋板和設(shè)置在雙層蓋板底部的氣墊，所述 連接組件包括導(dǎo)軌、絲桿、滑塊、凸輪、支座、楔形限位塊、彈簧和頂桿，所述滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌 上滑動(dòng)，所述絲桿與滑塊配合隨滑塊的滑動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，所述凸輪設(shè)置在絲桿上，所述楔形限位 塊設(shè)有楔形空腔并嵌設(shè)在所述支座內(nèi)，所述頂桿軸線與所述絲桿的軸向垂直，所述頂桿末 端與所述楔形空腔配合，所述彈簧設(shè)置在頂桿的末端與支座之間，所述頂桿的頭端與所述 凸輪邊緣抵觸，所述導(dǎo)軌、支座分別與所述底盤固定連接，所述滑塊與所述雙層蓋板固定連 接；
[0006] 所述姿態(tài)調(diào)整對接裝置設(shè)置在氣墊平臺(tái)上，所述姿態(tài)調(diào)整對接裝置包括四組三軸 移動(dòng)定位器、托架、激光測距傳感器和控制器，所述三軸移動(dòng)定位器的頂端與所述托架球鉸 連接，所述托架用于承載主動(dòng)對接工件，所述托架上與主動(dòng)對接工件的對接面同向的側(cè)面 設(shè)有三個(gè)激光測距傳感器，所述三個(gè)激光測距傳感器成三角形布置；
[0007] 所述支架組件用于承載被動(dòng)對接工件，所述支架組件上與被動(dòng)對接工件的對接面 同向的側(cè)面設(shè)有三個(gè)靶球，所述靶球布置方式與所述激光測距傳感器布置方式相同；所述 控制器接收所述激光測距傳感器掃描靶球測得的數(shù)據(jù)并控制所述三軸移動(dòng)定位器動(dòng)作使 主動(dòng)對接工件和被動(dòng)對接工件對接。
[0008] 為了使氣墊平臺(tái)承載工件重量，所述雙層蓋板的頂部高于所述底盤的頂部。
[0009] 進(jìn)一步的，所述底盤包括前底盤和后底盤，所述前底盤和后底盤通過橫梁連接。
[0010] 進(jìn)一步的，所述雙層蓋板包括左右兩組，分別設(shè)置在所述橫梁的兩側(cè)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述兩組雙層蓋板通過四個(gè)連接組件與前底盤和后底盤連接。
[00?2 ] 進(jìn)一步的，所述前底盤設(shè)有四個(gè)Mecanum輪，所述后底盤設(shè)有四個(gè)Mecanum輪。
[0013]為了提升測量精度及便于控制，進(jìn)一步的，所述三個(gè)激光測距傳感器成直角三角 形布置，且直角三角形相垂直的兩條邊分別為水平方向和垂直方向。
[0014] 為了便于調(diào)整主動(dòng)對接工件自身的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述托架設(shè)有前后兩組滾輪架，每組所 述滾輪架包括相對布置的主動(dòng)滾輪和從動(dòng)滾輪，所述主動(dòng)對接工件由所述兩組滾輪架承 載。
[0015] 為了提升控制器控制效果，加快對接前主動(dòng)對接工件的姿態(tài)調(diào)整，進(jìn)一步的，所述 托架設(shè)有三軸陀螺儀和三軸加速度傳感器，所述控制器接收三軸陀螺儀和三軸加速度傳感 器信息以及激光測距傳感器掃描靶球測得的數(shù)據(jù)并控制所述三軸移動(dòng)定位器動(dòng)作。
[00?6]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，1、將Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)靈活 性與氣墊搬運(yùn)平臺(tái)重載搬運(yùn)的優(yōu)勢結(jié)合起來，氣墊搬運(yùn)平臺(tái)充氣后頂升工件，Mecanum輪全 向移動(dòng)平臺(tái)通過連接部件帶動(dòng)氣墊搬運(yùn)平臺(tái)移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)大尺寸重載工件的工序間靈活搬 運(yùn)，并可結(jié)合位姿傳感器實(shí)現(xiàn)在設(shè)定裝配區(qū)域內(nèi)的粗定位，全向移動(dòng)平臺(tái)與氣墊搬運(yùn)平臺(tái) 間的連接部件可提高氣墊平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)及對接過程中的平穩(wěn)性;2、通過成直角三角形布置的 三組激光測距傳感器、三個(gè)靶球和位姿傳感器，控制系統(tǒng)在根據(jù)靶球坐標(biāo)設(shè)定的擴(kuò)展搜索 區(qū)域內(nèi)，采用行掃描的方式掃描測距，利用三點(diǎn)確定平面的方式控制四組三軸移動(dòng)定位器， 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工件的軸線自動(dòng)精確定位對接，簡化了對接裝置的傳感器測量部分，大大提高了 裝配對接的效率和精度。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為連接組件立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為連接組件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖5為托架與支架組件布置示意圖。
[0022]圖6為三軸移動(dòng)定位器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0024]請參見圖1及圖2,大尺寸重載筒形工件搬運(yùn)對接裝置，包括搬運(yùn)平臺(tái)、姿態(tài)調(diào)整對 接裝置和支架組件9。搬運(yùn)平臺(tái)和姿態(tài)調(diào)整對接裝置是用于承載和搬運(yùn)主動(dòng)對接工件6,并 調(diào)整其姿態(tài)以實(shí)現(xiàn)對接的。其中搬運(yùn)平臺(tái)包括通過連接組件5相互連接并上下位移的 Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)1和氣墊平臺(tái)2，Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)1包括底盤102和Mecanum 輪101，底盤102采用箱型梁式結(jié)構(gòu)，包括前底盤102a和后底盤102b，前底盤102a和后底盤 102b通過橫梁102c連接。前底盤102a和后底盤102b分別設(shè)有四個(gè)Mecanum輪101，成對稱布 置，采用八套伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)1主要負(fù)責(zé)進(jìn)行平面內(nèi)的移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)學(xué) 方程為：
[0026] 其中：R為Mecanum輪半徑，θ?為Mecanum輪的轉(zhuǎn)速，Lo、Li、L2為Mecanum輪中心在平 臺(tái)坐標(biāo)系中的位置尺寸，V x、Vy、ω為Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)速度。
[0027] 氣墊平臺(tái)2包括雙層蓋板201和設(shè)置在雙層蓋板201底部的氣墊202,氣墊平臺(tái)2分 成左右兩部分設(shè)置在橫梁102c的兩側(cè)，每個(gè)部分的雙層蓋板201底部設(shè)置兩個(gè)高壓氣墊 202。每個(gè)部分的雙層蓋板201通過兩個(gè)連接組件5,整個(gè)氣墊平臺(tái)2共四個(gè)連接組件5分別與 前底盤102a和后底盤102b連接。
[0028] 請參見圖3及圖4,連接組件5包括導(dǎo)軌504、絲桿503、滑塊502、凸輪501、支座508、 楔形限位塊507、彈簧506和頂桿505,滑塊502設(shè)置在導(dǎo)軌504上滑動(dòng)，絲桿503與滑塊502配 合隨滑塊502的滑動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪501設(shè)置在絲桿503上，楔形限位塊507設(shè)有楔形空腔并嵌 設(shè)在支座508內(nèi)，頂桿505軸線與絲桿503的軸向垂直，頂桿505末端與楔形空腔配合，彈簧 506設(shè)置在頂桿505的末端與支座508之間，頂桿505的頭端與凸輪501邊緣抵觸，導(dǎo)軌504、支 座508分別與Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)1的底盤102固定連接，滑塊502與氣墊平臺(tái)2的雙層蓋 板201固定連接，連接后雙層蓋板201頂部的高度高于底盤102頂部的高度。氣墊平臺(tái)2的氣 墊202充氣時(shí)，雙層蓋板201帶動(dòng)滑塊502向上移動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲桿503帶動(dòng)凸輪501轉(zhuǎn)動(dòng)，凸 輪501將與其抵觸的頂桿505向楔形限位塊507內(nèi)推進(jìn)，分塊設(shè)置的楔形限位塊507隨著頂桿 505的壓入向外脹開壓緊支座508直至無法繼續(xù)推進(jìn)