CN108747188A - 一种用于汽车风管安装的立体式定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，包括定位头，定位头的下端连接有定位头控制组件，定位头控制组件的下端连接有动力组件，定位头控制组件腔室的内部设置有纠偏导向套，定位头的顶端固定设置有风管安装工件套，本发明整个安装套接的过程利用定位头上的胀紧腔撑起与收回实现工件的定位，因为设计的胀紧腔是完全对称的腔室，所以风管安装工件套同一时间所受到的定位挤压力是完全相同的，保证工件在定位过程的稳定性，避免了工件损坏的情况出现，通过纠偏导向套利用闭环系统响应快，自控能力强的优点，利用闭环的反馈系统配合电磁转换的特点实现利用线圈组自我调节金属动力连杆偏转的情况大大提高了工件定位的精度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车风管安装技术领域，具体为一种用于汽车风管安装的立体式定位装置。
背景技术
汽车风管的安装支架是用来安装固定汽车风管的零部件，风管需要安装在此零件上，套接好之后最后需要统一焊接在横梁管柱上，安装管套操作是一项要求十分精密的过程。如果风管套接过程出现倾斜容易造成风管泄露，导致风管的密封性差甚至会导致危险发生。目前的汽车风管套接过程大都采用半自动的套接方式，人为施加压力定位管套进行风管套接，整个过程不可避免人为施加压力不均匀，而且定位过程精度也很低，管套定位采用传统的顶压式定位，或者夹持式定位，难以避免人为以及器械自身工作时带来的偏差。传统装置长久使用后内部元件偏差程度更大，无法满足目前风管安装套接的工艺流程。
例如，申请号为201720338076.4的，名称为汽车风管安装支架用定位装置的实用新型专利。
该实用新型主要用于风管架的定位并非针对汽车风管安装过程的套接流程，该装置实现对汽车风管定位，提高生产效率，而且该实用新型在一定程度下适用于不同的汽车风管定位，实用性强。
但是，现有的汽车风管安装的立体式定位装置仍然存在以下缺陷：
(1)现有的汽车风管安装的立体式定位装置的夹持定位装置在夹持过程无法满足对定位夹具对安装工件套的四周施加等大压力，无法保证工件受力均匀进而影响安装工件套平稳定位，导致定位不准安装切合过程存在瑕疵。
(2)现有的汽车风管安装的立体式定位装置大都采用人为驱动，也存在利用气缸或液压缸驱动定位过程，但是气缸或者液压缸内设置的连动杆长时间使用可能会出现些许的偏差，这种偏差可能会导致风管安装出现松动，安装不稳等状况发生。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，包括定位头，所述定位头的下端连接有定位头控制组件，所述定位头控制组件的下端连接有动力组件，所述定位头控制组件腔室的内部设置有纠偏导向套，所述定位头的顶端固定设置有风管安装工件套。
进一步地，所述动力组件包括实心底座，所述实心底座内设置有外缸，所述外缸内部设置有内缸，所述内缸内部设置有竖直方向的活塞柱，所述外缸的上端固定有连接法兰。
进一步地，所述定位头控制组件包括连接在所述连接法兰上端的防尘连座，所述防尘外壳内部设置有连杆传动腔，所述连杆传动腔内设置有连接在所述活塞柱顶端的金属动力连杆。
进一步地，所述定位头包括连接在所述防尘连座顶端的安装连座，所述安装连座上端连接有液压座，所述液压座的外端设置有平衡架，所述金属动力连杆的顶端固定连接有顶压芯轴，所述顶压芯轴的上方设置有胀紧腔，所述胀紧腔的外侧均匀设置有四个膨胀块，所述胀紧腔的上端设置有定位口。
进一步地，所述纠偏导向套设置在金属动力连杆的杆身上，所述纠偏导向套包括圆环状极靴，所述极靴内表面上均匀连接有八根指向圆环圆心方向的磁轭，所有所述磁轭上均匀设置有相同绕制方向的绕制线圈，所述极靴上下左右四个方向上均匀设置有两个绕制线圈，同一方向相邻两个所述绕制线圈底端互相连接，两个互相连接的所述绕制线圈之间设置有位移传感器。
进一步地，所述纠偏导向套纠偏元件包括有用以处理位移传感器采集信号的处理电路，所述处理电路的输出端连接有仪表放大器，所述仪表放大器的输出端连接有控制器，所述控制器的输出端一端连接有第一功放，所述第一功放与所述极靴上端或者左端的两个绕制线圈形成闭环系统，所述控制器的输出端的另一端连接有第二功放，所述第二功放与所述极靴下端或者右端的两个绕制线圈形成闭环系统。
进一步地，所述风管安装工件套包括定位底架，所述定位底架的几何中心处设置有垂直于所述定位底架平面的风管套接管，所述定位底架上四个拐角处均设置有连接孔，所述连接孔内设置有固定螺钉。
进一步地，所述定位口包括四块竖直设置的定位侧板，所述定位侧板之间设置有定位置放室。
进一步地，所述膨胀块与竖直方向形成45度的倾斜角，所述膨胀块与所述定位侧板之间形成90度的标尺定位角。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明整个安装套接的过程利用定位头上的胀紧腔撑起与收回实现工件的定位，因为设计的胀紧腔是完全对称的腔室，所以风管安装工件套同一时间所受到的定位挤压力是完全相同的，保证工件在定位过程的稳定性，而且避免了不同方向受力不同导致工件损坏的情况出现。
(2)本发明通过纠偏导向套利用闭环系统响应快，自控能力强的优点，利用闭环的反馈系统配合电磁转换的特点实现利用线圈组自我调节金属动力连杆偏转的情况。保证动力组件在推动金属动力连杆工作时，金属动力连杆适中可以竖直上下位移，保证顶压过程的精确性，大大提高了工件定位的精度。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明的定位头的结构图；
图3为本发明纠偏导向套的结构示意图；
图4为本发明纠偏导向套纠偏系统示意图；
图5为本发明风管安装工件套正视结构示意图；
图6为本发明风管安装工件套俯视结构示意图；
图7为本发明定位口定位工件结构示意图。
图中标号：
1-定位头；2-定位头控制组件；3-动力组件；4-纠偏导向套；5-风管安装工件套；
101-安装连座；102-液压座；103-连接件；104-平衡架；105-顶压芯轴；106-胀紧腔；107-膨胀块；108-定位口；
201-防尘连座；202-金属动力连杆；203-连杆传动腔；
301-实心底座；302-外缸；303-内缸；304-活塞柱；305-连接法兰；
401-极靴；402-磁轭；403-绕制线圈；404-位移传感器；
501-定位底架；502-风管套接管；503-连接孔；504-固定螺钉；505-密封垫；
1081-定位侧板；1082-定位置放室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种用于汽车风管安装的立体式定位装置包括定位头1，所述定位头1的下端连接有定位头控制组件2，所述定位头控制组件2的下端连接有动力组件3，所述定位头控制组件2腔室的内部设置有纠偏导向套4，所述定位头1的顶端固定设置有风管安装工件套5。
如图1所示，所述动力组件3包括实心底座301，所述实心底座301内设置有外缸302，所述外缸302内部设置有内缸303，所述内缸303内部设置有竖直方向的活塞柱304，所述外缸302的上端固定有连接法兰305。
如图1所示，所述定位头控制组件2包括连接在所述连接法兰305上端的防尘连座201，所述防尘外壳201内部设置有连杆传动腔203，所述连杆传动腔203内设置有连接在所述活塞柱304顶端的金属动力连杆202。
如图2所示，所述定位头1包括连接在所述防尘连座201顶端的安装连座101，所述安装连座101上端连接有液压座102，所述液压座102的外端设置有平衡架104，所述金属动力连杆202的顶端固定连接有顶压芯轴105，所述顶压芯轴105的上方设置有胀紧腔106，所述胀紧腔106的外侧均匀设置有四个膨胀块107，所述胀紧腔106的上端设置有定位口108。
本发明的具体实施过程是，首先需要控制动力组件3内的活塞柱304向上移动，活塞柱304向上移动的时候会顶压金属动力连杆202向上移动，金属动力连杆202同样会带着顶压芯轴105顶压胀紧腔106，顶压芯轴105的头部的倾角与膨胀块107的倾角相同，便于顶压芯轴105将膨胀块107撑开，进而实现胀紧腔106变大，此时将风管安装工件套5放置在定位口1081内，放置好后控制动力组件3内的活塞柱304向下移动达到顶压芯轴105回缩，膨胀块107又重新压紧，风管安装工件套5牢牢地开口朝上地定位在定位口1081内。值得注意的是根据不同宽度的风管安装工件套5，控制顶压芯轴105回缩长度不同，实现定位风管安装工件套5的同时保证风管安装工件套5受到胀紧腔106的压力适中避免损坏风管安装工件套5。
定位过程中可以将风管与风管安装工件套5上的风管套接管502进行套接，套接结束后需要取出套接好的风管安装工件套5。
取出风管安装工件套5的过程是定位风管安装工件套5的反过程，同样地需要控制动力组件3内的活塞柱304向前顶压，使得胀紧腔106再次撑起，此时取出套接好的元件，再次放入下一个待套接的风管安装工件套5进行另一个套接操作。
两个风管安装工件套5都套接好之后，需要将两个风管安装工件套5的定位底架501面对面对其，通过固定螺钉504贯穿连接连接孔503将两块定位底架501对接，形成一个完整的套接过程。此时两块定位底架501对接处还设置有一层密封垫505，保证套接过程的密闭性。
整个安装套接的过程利用定位头1上的胀紧腔106撑起与收回实现工件的定位，因为设计的胀紧腔106是完全对称的腔室，所以风管安装工件套5同一时间所受到的定位挤压力是完全相同的，保证工件在定位过程的稳定性，而且避免了不同方向受力不同导致工件损坏的情况出现。
如图3所示，所述纠偏导向套4设置在金属动力连杆202的杆身上，所述纠偏导向套4包括圆环状极靴401，所述极靴401内表面上均匀连接有八根指向圆环圆心方向的磁轭402，所有所述磁轭402上均匀设置有相同绕制方向的绕制线圈403，所述极靴401上下左右四个方向上均匀设置有两个绕制线圈403，同一方向相邻两个所述绕制线圈403底端互相连接，两个互相连接的所述绕制线圈403之间设置有位移传感器404。
如图4所示，所述纠偏导向套4纠偏元件包括有用以处理位移传感器404采集信号的处理电路，所述处理电路的输出端连接有仪表放大器，所述仪表放大器的输出端连接有控制器，所述控制器的输出端一端连接有第一功放，所述第一功放与所述极靴401上端或者左端的两个绕制线圈403形成闭环系统，所述控制器的输出端的另一端连接有第二功放，所述第二功放与所述极靴401下端或者右端的两个绕制线圈403形成闭环系统。
本发明中的动力组件3采用气缸驱动，气缸驱动具有作用快、价格低、维护方便等优点。本发明中在金属动力连杆202的杆身上设置有一个纠偏导向套4。气缸中的金属动力连杆202在使用过程中容易受到外界振动干扰或者自身仪器工作的稳定性的影响，金属动力连杆202发生偏差，轻微的偏差作用在长度较长的金属动力连杆202上都会对定位的工件造成很大的影响，定位工件定位不准就会导致套接过程出现差错影响整个风管安装的质量。设定的纠偏导向套4能够及时检测到金属动力连杆202的轻微偏差并具有自我纠正的功能，此过程形成一个闭环系统，反应时间约1微秒，不影响整个动力组件的使用。
纠偏导向套4分为四组线圈组件，极靴401的上下左右方向各有一组。磁轭402一般采用磁导率很高的软磁材料制成，如镍铁材料等。
纠偏导向套4的检测金属动力连杆202偏差的过程是，金属动力连杆202偏离竖直中心轴的方向时，本实施例中列举在前后方向出现偏差的情况。(为了便于描述，按照图4，金属动力连杆向后偏移以下叙述为金属动力连杆向上偏移，金属动力连杆向前偏移以下叙述为金属动力连杆向下偏移。同样的左右偏移与前后偏移原理相同故不多作介绍。)当金属动力连杆202向上偏移上方的一组线圈与金属动力连杆202外壁之间距离减小x，此时的位移传感器404就能捕捉到微小的位移变化，并且产生差分电信号输出。向下偏移的道理相同不作过多叙述。
值得一提的是，位移传感器404在本发明中仅需两组即可，因为上下方向一方与金属动力连杆202外壁之间距离减小x另一方即增大x，左右方向的也一样。两组位移传感器能够感受到平面内金属动力连杆202与线圈组之间任意方向的位移变化。每个传感器需配一套独立的控制系统。(本发明中仅介绍金属动力连杆202在上下方向偏移的情况。)
纠偏导向套4检测到金属动力连杆202的倾斜位移时，需要进行纠偏操作，纠偏的具体过程是，金属动力连杆202在某一瞬时发生偏心，假设偏心方向为向上偏移，此时下方向的线圈组与金属动力连杆202之间的间隙变大，变大的增加量与金属动力连杆202向上移动的量相等。位移传感器404实时测量出金属动力连杆202的偏心位移，并反馈该信号至控制器，控制器和功率放大器进行比较和运算后，输出端输出相应的控制电流信号，电流信号一端分别连接到上下两组的线圈组上，电流信号作用在上端的线圈组上并且减少上方线圈组的磁力，控制电流信号作用在下方线圈组上时会增大下方线圈组的磁力，此时金属动力连杆202会向下偏移保证金属动力连杆202始终处于中心位置。整个过程处于一个时刻动态变化的平衡状态。值得一提的是，纠偏导向套4利用闭环系统响应快，自控能力强的优点，利用闭环的反馈系统配合电磁转换的特点实现利用线圈组自我调节金属动力连杆202偏转的情况。保证动力组件3在推动金属动力连杆202工作时，金属动力连杆202适中可以竖直上下位移，保证顶压过程的精确性，大大提高了工件定位的精度。
如图5和图6所示，所述风管安装工件套5包括定位底架501，所述定位底架501的几何中心处设置有垂直于所述定位底架501平面的风管套接管502，所述定位底架501上四个拐角处均设置有连接孔503，所述连接孔503内设置有固定螺钉504。
风管安装工件套5是两个拼接在一起后再进行焊接的，套接过程精确度足够高的话，会大大降低拼接过程以及后续的焊接的出错率。
如图7所示，所述定位口108包括四块竖直设置的定位侧板1081，所述定位侧板1081之间设置有定位置放室1082。
如图1与图7所示，所述膨胀块107与竖直方向形成45度的倾斜角，所述膨胀块107与所述定位侧板1081之间形成90度的标尺定位角。
本发明定位过程中所用到的膨胀块107与竖直方向成45度角时，便于顶压芯轴105顶出与回收过程，而且从力学角度来说也更加合理。膨胀块107与定位侧板1081之间形成90度的标尺定位角，主要是为了切合长方体形的定位底架501，保证定位底架501放置的贴合性高，避免出现定位过程出现一端翘起的情况发生。
本发明的优点在于，整个安装套接的过程利用定位头1上的胀紧腔106撑起与收回实现工件的定位，因为设计的胀紧腔106是完全对称的腔室，所以风管安装工件套5同一时间所受到的定位挤压力是完全相同的，保证工件在定位过程的稳定性，而且避免了不同方向受力不同导致工件损坏的情况出现，利用纠偏导向套4利用闭环系统响应快，自控能力强的优点，利用闭环的反馈系统配合电磁转换的特点实现利用线圈组自我调节金属动力连杆202偏转的情况。保证动力组件3在推动金属动力连杆202工作时，金属动力连杆202适中可以竖直上下位移，保证顶压过程的精确性，大大提高了工件定位的精度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：包括定位头(1)，所述定位头(1)的下端连接有定位头控制组件(2)，所述定位头控制组件(2)的下端连接有动力组件(3)，所述定位头控制组件(2)腔室的内部设置有纠偏导向套(4)，所述定位头(1)的顶端固定设置有风管安装工件套(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述动力组件(3)包括实心底座(301)，所述实心底座(301)内设置有外缸(302)，所述外缸(302)内部设置有内缸(303)，所述内缸(303)内部设置有竖直方向的活塞柱(304)，所述外缸(302)的上端固定有连接法兰(305)。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述定位头控制组件(2)包括连接在所述连接法兰(305)上端的防尘连座(201)，所述防尘外壳(201)内部设置有连杆传动腔(203)，所述连杆传动腔(203)内设置有连接在所述活塞柱(304)顶端的金属动力连杆(202)。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述定位头(1)包括连接在所述防尘连座(201)顶端的安装连座(101)，所述安装连座(101)上端连接有液压座(102)，所述液压座(102)的外端设置有平衡架(104)，所述金属动力连杆(202)的顶端固定连接有顶压芯轴(105)，所述顶压芯轴(105)的上方设置有胀紧腔(106)，所述胀紧腔(106)的外侧均匀设置有四个膨胀块(107)，所述胀紧腔(106)的上端设置有定位口(108)。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述纠偏导向套(4)设置在金属动力连杆(202)的杆身上，所述纠偏导向套(4)包括圆环状极靴(401)，所述极靴(401)内表面上均匀连接有八根指向圆环圆心方向的磁轭(402)，所有所述磁轭(402)上均匀设置有相同绕制方向的绕制线圈(403)，所述极靴(401)上下左右四个方向上均匀设置有两个绕制线圈(403)，同一方向相邻两个所述绕制线圈(403)底端互相连接，两个互相连接的所述绕制线圈(403)之间设置有位移传感器(404)。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述纠偏导向套(4)纠偏元件包括有用以处理位移传感器(404)采集信号的处理电路，所述处理电路的输出端连接有仪表放大器，所述仪表放大器的输出端连接有控制器，所述控制器的输出端一端连接有第一功放，所述第一功放与所述极靴(401)上端或者左端的两个绕制线圈(403)形成闭环系统，所述控制器的输出端的另一端连接有第二功放，所述第二功放与所述极靴(401)下端或者右端的两个绕制线圈(403)形成闭环系统。
7.根据权利要求1所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述风管安装工件套(5)包括定位底架(501)，所述定位底架(501)的几何中心处设置有垂直于所述定位底架(501)平面的风管套接管(502)，所述定位底架(501)上四个拐角处均设置有连接孔(503)，所述连接孔(503)内设置有固定螺钉(504)。
8.根据权利要求4所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述定位口(108)包括四块竖直设置的定位侧板(1081)，所述定位侧板(1081)之间设置有定位置放室(1082)。
9.根据权利要求4所述的一种用于汽车风管安装的立体式定位装置，其特征在于：所述膨胀块(107)与竖直方向形成45度的倾斜角，所述膨胀块(107)与所述定位侧板(1081)之间形成90度的标尺定位角。
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