CN105522369A - 一种实现轴孔装配的柔顺装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种实现轴孔装配的柔顺装置及利用该柔顺装置实现轴孔装配的方法，包括主动柔顺部分和被动柔顺部分,利用磁场力对装配轴的推动作用实现轴孔装配，主要解决装配孔壁光滑或粗糙时的卡阻问题，且将磁场力融入到装配作业中，弥补了传统位置控制在高质量高精度装配作业中的不足，极大的提高了装配质量和工作效率。
Description
技术领域：
本发明涉及工业机器人应用领域，尤其涉及一种实现轴孔装配的柔顺装置及利用该柔顺装置实现轴孔装配的方法。
背景技术：
21世纪的工业生产在人工成本逐渐上升以及传统制造业转型升级的情况下，企业实现装配作业的高度自动化生产具有重要意义。在装配作业中，其轴孔装配是机械装配中最为基础的任务，装配质量的高低对于产品在应用过程中具有重大影响，所以轴与孔的装配问题无不引起研究者的广泛关注，提出了众多的轴孔装配方法。
较早的研究工作者Whitney在其文章中Instrumentedremotecentercompliance[J].IndustrialRobot.1984,11(4):238-242提出的被动RCC装置(RemoteCenterofCompliance)，该被动RCC装置利用弹性元件容纳轴孔之间的位置和姿态的误差而进行轴孔配。
公开号CN102218652B的专利公开了一种利用机器人的柔顺性实现轴孔装配的装置和方法，是靠位置控制来实现轴孔装配的。
但是上述的轴孔装配的装置和方法均是在孔壁光滑条件下的轴孔装配，对于孔壁粗糙的轴孔装配更容易出现卡阻，实现成功装配作业更难。
发明内容：
针对现有技术的不足，本发明提供一种实现轴孔装配的柔顺装置，主要解决装配孔壁光滑或粗糙时的卡阻问题，且将磁场力融入到装配作业中，弥补了传统位置控制在高质量高精度装配作业中的不足，极大的提高了装配质量和工作效率。
本发明时通过以下技术方案实现的：
一种实现轴孔装配的柔顺装置，包括主动柔顺部分和被动柔顺部分,
所述被动柔顺部分包括壳体，所述壳体内部上方设有第一磁体，内部下方套设有能够相对于第一磁体轴向上下移动且至少可与装配轴连接的柔顺连接部件，所述柔顺连接部件包括从壳体内穿过壳体的底部的末端连接件，所述末端连接件上设有与所述第一磁体相对的且极性相同的第二磁体，所述第一磁体与第二磁体间设有缓冲空间；
所述主动柔顺部分包括套设在壳体外可旋转的旋转套筒，所述旋转套筒内侧壁上相对的两侧设有磁体，位于所述壳体下方且与所述磁体相对的地方设有磁铁架，所述磁铁架上均布设有多对磁铁，所述末端连接件贯穿磁铁架从磁铁架的底部伸出，所述磁铁架可径向来回移动，当所述旋转套筒旋转时，所述磁体会对磁铁架上的磁铁产生吸力或斥力，使磁铁架在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件来回调整其装配角度或位置。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述壳体上方固定设有力传感器，所述力传感器用于检测第一磁体和第二磁体间的排斥力大小，当所述力传感器检测到的排斥力大小超过力传感器的设定值时，所述旋转套筒会旋转。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述壳体包括上盖板和下盖板以及设于上盖板和下盖板之间的防护套筒，所述第一磁体通过第一螺栓与所述上盖板固定连接，所述第二磁体和末端连接件之间通过第二螺栓固定设有导向嵌入块，所述下盖板的中心设有让末端连接件穿过且与所述导向嵌入块相配合的锥形导向孔。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述锥形导向孔的孔径比所述末端连接件的外径大。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，优选地，所述磁铁架上相邻的磁铁的极性相反，所述磁铁的数量为奇数对。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述磁铁架的中心设有让所述末端连接件穿过的通孔，所述下盖板的下方设有限位板，下盖板与限位板通过连接柱连接。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述磁铁架设于所述下盖板和限位板之间，所述磁铁架上设有与所述连接柱相配合的限位孔，当磁铁架径向来回移动时，通过所述限位孔和连接柱的配合从而限制磁铁架的活动范围。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述旋转套筒的外表面设有旋转驱动齿，所述旋转驱动齿与由电机驱动的齿轮相啮合。
如上所述的实现轴孔装配的柔顺装置，所述电机固设于所述上盖板一侧。
另外，本发明还提供了一种利用上述柔顺装置实现轴孔装配的方法，其特征在于：在轴孔装配过程中，当与柔顺连接部件连接的装配轴与工件的装配孔之间出现卡阻时，卡阻产生的轴向反作用力迫使柔顺连接部件连同装配轴向上升起并逐渐靠近第一磁体，使柔顺连接部件连同装配轴在第一磁体与第二磁体之间逐渐增大的排斥力作用下进行装配角度或位置的初步调整；同时，所述旋转套筒旋转，通过所述磁体对磁铁架上的磁铁产生吸力或斥力，使磁铁架在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件进一步来回调整其装配角度或位置，实现轴孔装配。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明上述实施例提供的实现轴孔装配的柔顺装置及利用该柔顺装置实现轴孔装配的方法，利用磁场力对装配轴的推动作用实现轴孔装配，主要解决装配孔壁光滑或粗糙时的卡阻问题，且将磁场力融入到装配作业中，弥补了传统位置控制在高质量高精度装配作业中的不足，极大的提高了装配质量和工作效率。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明被动柔顺部分的结构示意图；
图4为本发明主动柔顺部分的结构示意图；
图5为图3的爆炸分解图；
图6为图4的爆炸分解图；
图7为本发明磁铁架的结构示意图；
图8为本发明卡阻时状态示意图。
下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式：
请参看附图1和附图2，一种实现轴孔装配的柔顺装置1，包括主动柔顺部分2和被动柔顺部分3,
所述被动柔顺部分3包括壳体4，所述壳体4内部上方设有第一磁体5，内部下方套设有能够相对于第一磁体5轴向上下移动且至少可与装配轴连接的柔顺连接部件6，所述柔顺连接部件6包括从壳体4内穿过壳体4的底部的末端连接件7，所述末端连接件7上设有与所述第一磁体5相对的且极性相同的第二磁体8，所述第一磁体5与第二磁体8间设有缓冲空间9；
所述主动柔顺部分2包括套设在壳体4外可旋转的旋转套筒10，所述旋转套筒10内侧壁上相对的两侧设有磁体11，位于所述壳体4下方且与所述磁体11相对的地方设有磁铁架12，所述磁铁架12上均布设有多对磁铁13，所述末端连接件7贯穿磁铁架12从磁铁架12的底部伸出，所述磁铁架12可径向来回移动，当所述旋转套筒10旋转时，所述磁体11会对磁铁架12上的磁铁13产生吸力或斥力，使磁铁架12在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件7来回调整其装配角度或位置。
本发明实施例中，与柔顺连接部件6连接的装配轴与工件的装配孔之间出现卡阻时，因卡阻产生的轴向反作用力迫使柔顺连接部件6连同装配轴向上升起并逐渐靠近第一磁体5，使柔顺连接部件6连同装配轴在第一磁体5与第二磁体8之间逐渐增大的排斥力作用下进行装配角度或位置的初步调整；同时，所述旋转套筒10旋转，通过所述磁体11对磁铁架12上的磁铁13产生吸力或斥力，使磁铁架12在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件7进一步来回调整其装配角度或位置，实现轴孔装配，弥补了传统位置控制在高质量高精度装配作业中的不足，极大的提高了工作效率，结构简单。
具体地，请参看附图2，本实施例中，所述壳体4上方固定设有力传感器14，所述力传感器14用于检测第一磁体5和第二磁体8间的排斥力大小，当所述力传感器14检测到的排斥力大小超过力传感器14的设定值时，所述旋转套筒10会旋转。结构简单，当力传感器14检测到的排斥力大小超过力传感器14的设定值时，意味着装配轴在装配过程中出现卡阻，此时，通过电机15驱动旋转套筒10转动，克服卡阻，更有利于轴孔装配，极大的提高了工作效率。
进一步地，请参看附图2和附图5，所述壳体4包括上盖板16和下盖板17以及设于上盖板16和下盖板17之间的防护套筒18，所述第一磁体5通过第一螺栓19与所述上盖板16固定连接，所述第二磁体8和末端连接件7之间通过第二螺栓20固定设有导向嵌入块21，所述下盖板17的中心设有让末端连接件7穿过且与所述导向嵌入块21相配合的锥形导向孔22。结构简单，加工制造方便且价格低廉，导向嵌入块21的设置能够快速地为末端连接件7导引方向，有利于轴孔装配。
再进一步地，请参看附图2，所述锥形导向孔22的孔径比所述末端连接件7的外径大。结构简单，有利于末端连接件7穿过下盖板17。
更进一步地，请参看附图7，本实施例中，所述磁铁架12上相邻的磁铁13的极性相反，所述磁铁13的数量为奇数对。结构简单，因磁铁13的数量为奇数对，更好的保证了磁体11对磁铁13任意径向方向磁场力的作用，有利于更好的实现轴孔装配。
具体地，请参看附图2和附图7，所述磁铁架12的中心设有让所述末端连接件7穿过的通孔23，所述下盖板17的下方设有限位板24，下盖板17与限位板24通过连接柱25连接。所述磁铁架12设于所述下盖板17和限位板24之间，所述磁铁架12上设有与所述连接柱25相配合的限位孔26，当磁铁架12径向来回移动时，通过所述限位孔26和连接柱25的配合从而限制磁铁架12的活动范围。结构简单，因限位孔26的直径比连接柱25的直径大，使磁铁架12有一定的活动范围来调整末端连接件7的装配角度，同时通过限位孔26与连接柱25的配合限制磁铁架12的活动范围，不致于让磁体11和磁铁架12相互因磁场力作用粘在一起，阻碍轴孔装配。
进一步地，请参看附图1，所述旋转套筒10的外表面设有旋转驱动齿27，所述旋转驱动齿27与由电机15驱动的齿轮28相啮合，所述电机15固设于所述上盖板16一侧。本实施例中，旋转套筒10通过电机15驱动来转动，结构简单。
另外，本发明实施例还提供了一种利用该柔顺装置1实现轴孔装配的方法：在轴孔装配过程中，当与柔顺连接部件6连接的装配轴与工件的装配孔之间出现卡阻时，卡阻产生的轴向反作用力迫使柔顺连接部件6连同装配轴向上升起并逐渐靠近第一磁体5，使柔顺连接部件6连同装配轴在第一磁体5与第二磁体8之间逐渐增大的排斥力作用下进行装配角度或位置的初步调整；同时，所述旋转套筒10旋转，通过所述磁体11对磁铁架12上的磁铁13产生吸力或斥力，使磁铁架12在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件7进一步来回调整其装配角度或位置，实现轴孔装配。
为了使本发明所解决的技术问题更加清楚明白，本实施例以附图8为例，当出现图中所示卡阻时，磁铁架12会向图中箭头所示方向移动，使装配轴重新摆正，实现轴孔装配。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明实施的范围，其他凡其原理和基本结构与本发明相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：包括主动柔顺部分和被动柔顺部分,
所述被动柔顺部分包括壳体，所述壳体内部上方设有第一磁体，内部下方套设有能够相对于第一磁体轴向上下移动且至少可与装配轴连接的柔顺连接部件，所述柔顺连接部件包括从壳体内穿过壳体的底部的末端连接件，所述末端连接件上设有与所述第一磁体相对的且极性相同的第二磁体，所述第一磁体与第二磁体间设有缓冲空间；
所述主动柔顺部分包括套设在壳体外可旋转的旋转套筒，所述旋转套筒内侧壁上相对的两侧设有磁体，位于所述壳体下方且与所述磁体相对的地方设有磁铁架，所述磁铁架上均布设有多对磁铁，所述末端连接件贯穿磁铁架从磁铁架的底部伸出，所述磁铁架可径向来回移动，当所述旋转套筒旋转时，所述磁体会对磁铁架上的磁铁产生吸力或斥力，使磁铁架在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件来回调整其装配角度或位置。
2.根据权利要求1所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述壳体上方固定设有力传感器，所述力传感器用于检测第一磁体和第二磁体间的排斥力大小，当所述力传感器检测到的排斥力大小超过设定值时，所述旋转套筒旋转。
3.根据权利要求2所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述壳体包括上盖板和下盖板以及设于上盖板和下盖板之间的防护套筒，所述第一磁体通过第一螺栓与所述上盖板固定连接，所述第二磁体和末端连接件之间通过第二螺栓固定设有导向嵌入块，所述下盖板的中心设有让末端连接件穿过且与所述导向嵌入块相配合的锥形导向孔。
4.根据权利要求3所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述锥形导向孔的孔径比所述末端连接件的外径大。
5.根据权利要求4所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述磁铁架上相邻的磁铁的极性相反，所述磁铁的数量为奇数对。
6.根据权利要求5所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述磁铁架的中心设有让所述末端连接件穿过的通孔，所述下盖板的下方设有限位板，下盖板与限位板通过连接柱连接。
7.根据权利要求6所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述磁铁架设于所述下盖板和限位板之间，所述磁铁架上设有与所述连接柱相配合的限位孔，当磁铁架径向来回移动时，通过所述限位孔和连接柱的配合从而限制磁铁架的活动范围。
8.根据权利要求3-7任一项所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述旋转套筒的外表面设有旋转驱动齿，所述旋转驱动齿与由电机驱动的齿轮相啮合。
9.根据权利要求8所述的实现轴孔装配的柔顺装置，其特征在于：所述电机固设于所述上盖板一侧。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的柔顺装置实现轴孔装配的方法，其特征在于：在轴孔装配过程中，当与柔顺连接部件连接的装配轴与工件的装配孔之间出现卡阻时，卡阻产生的轴向反作用力迫使柔顺连接部件连同装配轴向上升起并逐渐靠近第一磁体，使柔顺连接部件连同装配轴在第一磁体与第二磁体之间逐渐增大的排斥力作用下进行装配角度或位置的初步调整；同时，所述旋转套筒旋转，通过所述磁体对磁铁架上的磁铁产生吸力或斥力，使磁铁架在任意径向方向来回移动并带动所述末端连接件进一步来回调整其装配角度或位置，实现轴孔装配。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110355557A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-22 | 清华大学 | 一种大尺寸轴孔工件装配的螺旋插装方法 |
| CN110480338A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 苏州大学 | 一种大长径比轴孔装配的柔顺装置、装配系统、装配方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5851026A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-25 | Toyamaken | 自動組立装置 |
| US4902258A (en) * | 1984-10-30 | 1990-02-20 | International Business Machines Corp. | Robotic assembly system |
| CN2612505Y (zh) * | 2003-04-23 | 2004-04-21 | 华南理工大学 | 一种柔顺自动化装配工作台 |
| CN204504697U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-29 | 湖北汽车工业学院 | 一种立式轴承压装机 |
| CN105262317A (zh) * | 2015-09-30 | 2016-01-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 凸轮机构 |
| CN205520367U (zh) * | 2016-02-03 | 2016-08-31 | 中山市工业技术研究中心 | 一种自动轴孔装配的柔顺装置 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5851026A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-25 | Toyamaken | 自動組立装置 |
| US4902258A (en) * | 1984-10-30 | 1990-02-20 | International Business Machines Corp. | Robotic assembly system |
| CN2612505Y (zh) * | 2003-04-23 | 2004-04-21 | 华南理工大学 | 一种柔顺自动化装配工作台 |
| CN204504697U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-29 | 湖北汽车工业学院 | 一种立式轴承压装机 |
| CN105262317A (zh) * | 2015-09-30 | 2016-01-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 凸轮机构 |
| CN205520367U (zh) * | 2016-02-03 | 2016-08-31 | 中山市工业技术研究中心 | 一种自动轴孔装配的柔顺装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110355557A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-22 | 清华大学 | 一种大尺寸轴孔工件装配的螺旋插装方法 |
| CN110480338A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 苏州大学 | 一种大长径比轴孔装配的柔顺装置、装配系统、装配方法 |
| CN110480338B (zh) * | 2019-08-28 | 2020-08-25 | 苏州大学 | 一种大长径比轴孔装配的柔顺装置、装配系统、装配方法 |
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