CN107946872A - 一种实现牛角插头插座自动对接的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了实现牛角插头插座自动对接的装置，包括承接平台、第一X方向平动机构、第二X方向平动机构、Y方向平动机构、Z方向平动机构、Z方向旋转机构、牛角插头排线抓取设备、全局摄像头、局部摄像头、控制系统；其中，第一X方向平动机构、第二X方向平动机构被设置为安装在承接平台；牛角插头排线抓取设备与Z方向旋转机构相连接；全局摄像头被设置为安装在承接平台上，局部摄像头安装在牛角插头排线抓取设备上；控制系统被设置为控制第一X方向平动机构、第二X方向平动机构、Y方向平动机构、Z方向平动机构、Z方向旋转机构和牛角插头排线抓取设备。本发明的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，实现牛角插头插座自动对接。

Description

一种实现牛角插头插座自动对接的装置

技术领域

本发明涉及插头插座自动化对接领域，尤其涉及一种实现牛角插头插座自动对接的装置。

背景技术

最近几年，电动汽车的发展越来越迅猛，而在电动汽车中，最为重要的部分就是动力系统。与传统汽车完全不同，电动汽车采用大容量，可重复，能快速充电的电池作为动力源。因此，电动汽车动力电池总成的生产在电动汽车生产中占据重要一环。而在该环节，多种线束需要人工连接，不但效率低，也难以保证连接质量。特别是牛角插头插座对接需要在动力电池已蓄电情况下进行，对于操作人员来说具有一定的危险性。在实际工况下，固定对象上的线束位置和被连接对象的位置均存在一定的偏差，而且线束对接的精度要求是0.5mm，如需实现自动化对接，需要完成寻找线束、夹紧牛角插头、翻转插头、补偿位置误差以及对接等任务，难度十分大。而本发明能够很好地实现对牛角插头插座的对接任务。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种实现牛角插头插座自动对接的装置，根据摄像头识别到的固定对象上的线束和被连接对象的位置信息，实现将线束依次对接到指定接口。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是实现牛角插头插座自动对接，根据摄像头识别到的固定对象上的线束和被连接对象的位置信息，实现将线束依次对接到指定接口。

为实现上述目的，本发明提供了一种实现牛角插头插座自动对接的装置，包括承接平台、第一X方向平动机构、第二X方向平动机构、Y方向平动机构、Z方向平动机构、Z方向旋转机构、牛角插头排线抓取设备、全局摄像头、局部摄像头、控制系统；

其中，第一X方向平动机构、第二X方向平动机构被设置为安装在承接平台；第一X方向平动机构、第二X方向平动机构被设置为相互平行；

Y方向平动机构被设置为安装在第一X方向平动机构和第二X方向平动机构，并分别与第一X方向平动机构和第二X方向平动机构相互垂直，Z方向平动机构被安装在Y方向平动机构，并与Y方向平动机构相互垂直；

牛角插头排线抓取设备与Z方向旋转机构相连接；全局摄像头被设置为安装在承接平台上，局部摄像头安装在牛角插头排线抓取设备上；控制系统被设置为控制信号输出，从而控制第一X方向平动机构、第二X方向平动机构、Y方向平动机构、Z方向平动机构、Z方向旋转机构和牛角插头排线抓取设备。

进一步地，承接平台包括左铝型材面、右铝型材面、前铝型材、上铝型材、下铝型材、铝型材角件、角铝、被连接对象铝板；左铝型材面和右铝型材面分别通过铝型材角件与前铝型材、上铝型材和下铝型材相连接；四个角铝通过螺钉分别与前铝型材和上铝型材相连接，用于连接第一X方向平动机构和第二X方向平动机构；被连接对象铝板与下铝型材相连接，从而形成被连接对象安放平台。

进一步地，第一X方向平动机构、第二X方向平动机构、Y方向平动机构和Z方向平动机构被设置为采用三自由度平动模组；

其中，X方向平动机构的导轨通过螺钉与承接平台的角铝相连接；Y方向平动机构的导轨通过螺钉分别与第一X方向平动机构和第二X方向平动机构的输出滑块相连接；Z方向平动机构的滑块通过螺钉与Y方向平动机构的输出滑块相连接。

进一步地，Z方向旋动机构包括大扭矩舵机、L型舵机安装板和舵机输出法兰；L型舵机安装板与Z方向平动机构的导轨相连接，大扭矩舵机分别与L型舵机安装板和舵机输出法兰相连接，从而实现舵机输出法兰沿Z方向旋转。

进一步地，Z方向旋转机构的舵机输出法兰被设置为通过螺钉与牛角插头排线抓取设备的设备基座连接。

进一步地，全局摄像头被设置为与承接平台的前铝型材相连接。

进一步地，局部摄像头包括局部摄像头和L型安装法兰；局部摄像头通过螺钉与L型安装法兰相连接，L型安装法兰被设置为安装在牛角插头排线抓取设备的基座横梁上。

进一步地，牛角插头排线抓取设备包括设备基座、俯仰舵机、排线抓手和牛角插头抓手；其中，设备基座被设置为通过螺钉与俯仰舵机的本体连接，俯仰舵机的活动角度为90度，俯仰舵机的输出侧被设置为通过螺钉与排线抓手连接，牛角插头抓手被设置为通过螺钉与排线抓手连接；牛角插头抓手被设置为用于抓取牛角插头排线的牛角插头，排线抓手被设置为用于抓取牛角插头排线的排线。

技术效果

1、本发明可以实现全自动牛角插头插座的对接任务，无需操作人员在旁控制，节约了人力成本；

2、本发明整体性强，模块化程度高，可以作为流水线中的一环；

3、本发明通用性强，如果需要完成其他类型插头的对接工作，只需要改变抓取设备中公头定位装置即可；

4、本发明在实现对接任务时，装置存在一定的柔性，可以保护牛角插头插座不会因为对接失误而遭到破坏；

5、本发明对牛角插头和插座的初始位置精度要求较低；

6、本发明的承接平台作为整体结构支撑部分，可根据需求做出适当尺寸和结构的改变；

7、本发明的三自由度平动模组，可根据需求采用不同形式的平动单元；

8、本发明的牛角插头排线抓取设备结构紧凑，集成度高。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置总体布局正等轴测图；

图2是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的承接平台正等轴测图；

图3是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的XYZ三自由度平动模组正等轴测图；

图4是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的Z方向旋转机构正等轴测；

图5是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的牛角插头排线抓取设备正等轴测图；

图6是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的局部摄像头正等轴测图；

图7是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置抓取线束前示意图；

图8是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置抓取线束前左视图；

图9是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的牛角插头排线抓取设备抓取线束示意图；

图10是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的牛角插头排线抓取设备捋线示意图；

图11是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置的牛角插头排线抓取设备夹紧公头示意图；

图12是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置对接接口正视图；

图13是本发明的一个较佳实施例的一种实现牛角插头插座自动对接的装置对接接口右视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种实现牛角插头插座自动对接的装置，包括承接平台1、第一X方向平动机构2、第二X方向平动机构、Y方向平动机构3、Z方向平动机构4、Z方向旋转机构5、牛角插头排线抓取设备6、全局摄像头7、局部摄像头8、控制系统9；

其中，第一X方向平动机构2、第二X方向平动机构被设置为安装在承接平台1；第一X方向平动机构2、第二X方向平动机构被设置为相互平行；

Y方向平动机构3被设置为安装在第一X方向平动机构2和第二X方向平动机构，并分别与第一X方向平动机构2和第二X方向平动机构相互垂直，Z方向平动机构4被安装在Y方向平动机构3，并与Y方向平动机构3相互垂直；

牛角插头排线抓取设备6与Z方向旋转机构5相连接；全局摄像头7被设置为安装在承接平台1上，局部摄像头8安装在牛角插头排线抓取设备6上；控制系统9被设置为控制信号输出，从而控制第一X方向平动机构2、第二X方向平动机构、Y方向平动机构3、Z方向平动机构4、Z方向旋转机构5和牛角插头排线抓取设备6。

其中，如图2所示，承接平台1包括左铝型材面1-1、右铝型材面1-2、前铝型材1-3、上铝型材1-4、下铝型材1-5、铝型材角件1-6、角铝1-7、被连接对象铝板1-8；其中，左铝型材面1-1和右铝型材面1-2分别通过铝型材角件1-6与前铝型材1-3、上铝型材1-4和下铝型材1-5相连接；四个角铝1-7通过螺钉分别与前铝型材1-3和上铝型材1-4相连接，用于连接第一X方向平动机构2和第二X方向平动机构；被连接对象铝板1-8与下铝型材1-5相连接，从而形成被连接对象安放平台。

如图3所示，第一X方向平动机构2、第二X方向平动机构、Y方向平动机构3和Z方向平动机构4被设置为采用三自由度平动模组；其中，X方向平动机构2的导轨2-1通过螺钉与承接平台1的角铝1-7相连接；Y方向平动机构3的导轨3-1通过螺钉分别与第一X方向平动机构2和第二X方向平动机构的输出滑块2-2相连接；Z方向平动机构4的滑块4-1通过螺钉与Y方向平动机构3的输出滑块3-2相连接。

如图4所示，Z方向旋动机构5包括大扭矩舵机5-1、L型舵机安装板5-2和舵机输出法兰5-3；其中，L型舵机安装板5-2与Z方向平动机构4的导轨4-2(如图3所示)相连接，大扭矩舵机5-1分别与L型舵机安装板5-2和舵机输出法兰5-3相连接，从而实现舵机输出法兰5-3沿Z方向旋转。

如图4和图5所示，Z方向旋转机构5的舵机输出法兰5-3被设置为通过螺钉与牛角插头排线抓取设备6的设备基座6-1连接。如图5所示，牛角插头排线抓取6包括设备基座6-1、俯仰舵机6-2、排线抓手6-3和牛角插头抓手6-4；其中，设备基座6-1被设置为通过螺钉与俯仰舵机6-2的本体连接，俯仰舵机6-2的活动角度为90度，俯仰舵机6-2的输出侧被设置为通过螺钉与排线抓手6-3连接，牛角插头抓手6-4被设置为通过螺钉与排线抓手6-3连接；牛角插头抓手6-4被设置为用于抓取牛角插头排线的牛角插头，排线抓手6-3被设置为用于抓取牛角插头排线的排线。

如图1和图2所示，全局摄像头7被设置为与承接平台1的前铝型材1-3相连接，前铝型材1-3选用3030铝型材。

如图6所示，局部摄像头8包括局部摄像头8-1和L型安装法兰8-2；局部摄像头8-1通过螺钉与L型安装法兰8-2相连接，L型安装法兰8-2被设置为安装在牛角插头排线抓取设备6的基座横梁上。

如图7-8所示，全局摄像头识别固定对象上的线束位置，将位置信息反馈给控制系统；控制系统通过控制信号输出，使得牛角插头排线抓取设备6沿X方向、Y方向、Z方向平动以及Z方向转动到指定位置。

如图9-11所示，牛角插头排线抓取设备抓取线束、捋线、夹紧公头，并使公头保持水平位置，具体如下：牛角插头排线抓取设备需安装于使其具有多自由度的装置末端，如图9所示，目标牛角插头排线最初处于一端安装完毕或一端固定状态，水平置于工作台面上，俯仰舵机转动至竖直状态，使得排线抓手与牛角插头抓手垂直于工作台面，并运动牛角插头排线抓取设备使其处于目标牛角插头排线的排线的正上方，控制排线抓手舵机与牛角插头抓手舵机使得排线抓手与牛角插头抓手均处于打开状态，降低牛角插头排线抓取设备至合适高度，闭合排线抓手抓取目标牛角插头排线的排线部分，抓取结果如图10，此时牛角插头排线抓取设备沿目标牛角插头排线的排线未固定端方向移动，目标牛角插头排线的牛角插头将不断靠近牛角插头抓手，排线左抓手、排线右抓手、排线抓手左定位块及排线抓手右定位块用于对牛角插头定位，同时牛角插头定位完毕后会触发排线抓手行程开关，对牛角插头定位如图11所示，当牛角座公头定位完毕后，牛角插头抓手闭合，抓取牛角插头，并且俯仰舵机转至水平状态，当处于水平状态时，基座定位块与目标牛角插头排线的牛角插头接触并提供定位，此时牛角插头排线抓取设备完成了对目标牛角插头排线的牛角插头的抓取，且牛角插头的姿态确定，可用于进行后续与牛角插座的对接装配。

如图12-13所示，控制系统9通过控制信号输出，使得牛角插头排线抓取设备6沿Z方向旋转180°，沿X方向、Y方向、Z方向平动到被连接对象所在位置,；局部摄像头获取被连接对象的精确位置信息，将位置信息反馈给控制系统；控制系统通过控制信号输出，使得牛角插头排线抓取设备沿X方向平动补偿被连接对象的位置误差，沿Y方向平动完成插头插座对接任务。

本发明的一种实现牛角插头插座自动对接的装置可以实现全自动牛角插头插座的对接任务，无需操作人员在旁控制，节约了人力成本；整体性强，模块化程度高，可以作为流水线中的一环；通用性强，如果需要完成其他类型插头的对接工作，只需要改变抓取设备中公头定位装置即可；在实现对接任务时，装置存在一定的柔性，可以保护牛角插头插座不会因为对接失误而遭到破坏；对牛角插头和插座的初始位置精度要求较低；承接平台作为整体结构支撑部分，可根据需求做出适当尺寸和结构的改变；三自由度平动模组，可根据需求采用不同形式的平动单元；牛角插头排线抓取设备结构紧凑，集成度高。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，包括承接平台、第一X方向平动机构、第二X方向平动机构、Y方向平动机构、Z方向平动机构、Z方向旋转机构、牛角插头排线抓取设备、全局摄像头、局部摄像头、控制系统；

其中，所述第一X方向平动机构、所述第二X方向平动机构被设置为安装在所述承接平台；所述第一X方向平动机构、所述第二X方向平动机构被设置为相互平行；

所述Y方向平动机构被设置为安装在所述第一X方向平动机构和所述第二X方向平动机构，并分别与所述第一X方向平动机构和所述第二X方向平动机构相互垂直，所述Z方向平动机构被安装在所述Y方向平动机构，并与所述Y方向平动机构相互垂直；

所述牛角插头排线抓取设备与所述Z方向旋转机构相连接；所述全局摄像头被设置为安装在所述承接平台上，所述局部摄像头安装在所述牛角插头排线抓取设备上；所述控制系统被设置为控制信号输出，从而控制所述第一X方向平动机构、所述第二X方向平动机构、所述Y方向平动机构、所述Z方向平动机构、所述Z方向旋转机构和所述牛角插头排线抓取设备。

2.如权利要求1所述的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，所述承接平台包括左铝型材面、右铝型材面、前铝型材、上铝型材、下铝型材、铝型材角件、角铝、被连接对象铝板；所述左铝型材面和右铝型材面分别通过铝型材角件与前铝型材、上铝型材和下铝型材相连接；四个所述角铝通过螺钉分别与前铝型材和上铝型材相连接，用于连接所述第一X方向平动机构和第二X方向平动机构；所述被连接对象铝板与下铝型材相连接，从而形成被连接对象安放平台。

3.如权利要求1所述的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，所述第一X方向平动机构、第二X方向平动机构、Y方向平动机构和Z方向平动机构被设置为采用三自由度平动模组；

其中，所述X方向平动机构的导轨通过螺钉与所述承接平台的角铝相连接；所述Y方向平动机构的导轨通过螺钉分别与所述第一X方向平动机构和所述第二X方向平动机构的输出滑块相连接；所述Z方向平动机构的滑块通过螺钉与所述Y方向平动机构的输出滑块相连接。

4.如权利要求1所述的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，所述Z方向旋动机构包括大扭矩舵机、L型舵机安装板和舵机输出法兰；所述L型舵机安装板与所述Z方向平动机构的导轨相连接，所述大扭矩舵机分别与L型舵机安装板和舵机输出法兰相连接，从而实现舵机输出法兰沿Z方向旋转。

5.如权利要求4所述的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，所述Z方向旋转机构的舵机输出法兰被设置为通过螺钉与所述牛角插头排线抓取设备的设备基座连接。

6.如权利要求2所述的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，所述全局摄像头被设置为与所述承接平台的所述前铝型材相连接。

7.如权利要求1所述的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，所述局部摄像头包括局部摄像头和L型安装法兰；所述局部摄像头通过螺钉与所述L型安装法兰相连接，所述L型安装法兰被设置为安装在所述牛角插头排线抓取设备的基座横梁上。

8.如权利要求1所述的一种实现牛角插头插座自动对接的装置，其特征在于，所述牛角插头排线抓取设备包括设备基座、俯仰舵机、排线抓手和牛角插头抓手；其中，所述设备基座被设置为通过螺钉与所述俯仰舵机的本体连接，所述俯仰舵机的活动角度为90度，所述俯仰舵机的输出侧被设置为通过螺钉与所述排线抓手连接，所述牛角插头抓手被设置为通过螺钉与所述排线抓手连接；所述牛角插头抓手被设置为用于抓取牛角插头排线的牛角插头，所述排线抓手被设置为用于抓取所述牛角插头排线的排线。