CN109048269B - 一种自适应柔性导向装配平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应柔性导向装配平台，包括置物台和顶升装置，置物台上设有导向孔，导向孔内穿设有导向销；还包括传力机构和支撑机构，传力机构包括连接板、传力筒、弹性件和传力板，连接板套设于导向销上；传力筒包括内筒和外筒，内筒与外筒均为上部开口、下部封闭的筒体，内筒套设在导向销的下端，内筒上端设有向外延伸的顶片，外筒与连接板连接，弹性件设于内筒与外筒间，传力板设置于外筒上端；支撑机构包括固定架和支撑体，固定架与置物台连接，并与传力板对应设置，所述支撑体位于固定架上；所述顶升装置为柔性顶升装置。本发明的优点在于，该装置在导向过程中可进行自适应调整，能够广泛适用于大负载、高精度的产品装配。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配平台，具体涉及一种自适应柔性导向装配平台。
背景技术
在自动化设备、智能设备等应用领域，为了实现对物料的精确拾取、精密装配，往往需要配备导向机构。绝大多数的导向机构都是采用轴-孔、刚性连接来实现导向过程，但对于装配精度要求较高，特别是一些大负载、高精度的装配导向，一般刚性导向部件并不能很好地完成装配作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有刚性连接的导向平台不能很好地完成装配作业。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种自适应柔性导向装配平台，包括置物台和顶升装置，所述置物台上设有导向孔，所述导向孔内穿设有导向销，所述顶升装置位于置物台的下方；还包括传力机构和支撑机构，所述传力机构包括连接板、传力筒、弹性件和传力板，所述连接板套设于导向销上，并位于置物台下方；所述传力筒包括内筒和外筒，所述内筒与外筒均为上部开口、下部封闭的筒体，内筒套设在导向销的下端，内筒上端设有向外延伸的顶片，所述外筒与连接板连接，所述弹性件设于内筒与外筒间，并位于顶片下方，所述传力板设置于外筒上端，并位于置物台下方；所述支撑机构包括固定架和支撑体，所述固定架与置物台连接，并与传力板对应设置，所述支撑体位于固定架上；所述顶升装置为柔性顶升装置。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述顶升装置为气囊或空气弹簧。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述顶升装置包括柔性连接件和设置在其上的直线驱动单元，所述柔性连接件为弹簧或万向节，所述直线驱动单元为气缸、液压缸或电动推杆。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述导向孔内设有第一导向套，所述导向销穿设于所述第一导向套内，所述内筒套设在第一导向套上。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述置物台下端面对应于传力机构的位置处设有导向柱，所述外筒上端设有第二导向套，所述第二导向套套设在导向柱上。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述连接板上设置有减震元件。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述减震元件为聚氨酯块、橡胶块或缓冲器。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述顶片上设有向下延伸的挡壁，所述弹性件设置在挡壁与内筒体之间。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述弹性件为弹簧。
优选地，本发明所述的一种自适应柔性导向装配平台，所述支撑体为气动支撑件、液压支撑件或电动支撑件。
本发明技术有益效果：
本发明技术方案通过柔性顶升装置与传力装置、支撑装置配合抬升待装配部件，在抬升导向的过程中，通过恒力导向控制，柔性顶升装置自适应调整，以便导向销精准地进行导向，满足装配精度要求；该装置特别适用于大负载、高精度的零部件装配场合。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种自适应柔性导向装配平台的结构示意图；
图2为传力机构的装配示意图；
图3为本实施例所述的组合式顶升装置的结构示意图；
图4为装配作业初始状态示意图；
图5为装配作业中间状态示意图；
图6为装配作业到位时的结构示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
参阅图1，本实施例公开了一种自适应柔性导向装配平台，其包括置物台1、传力机构2、支撑机构3和顶升装置4。
所述置物台1上设有导向孔(图中未标注)，所述导向孔内穿设有导向销5，在装配过程中通过导向销5进行导向定位。
参阅图2，所述传力机构2包括连接板21、传力筒22、弹性件23和传力板24。所述连接板21套设于导向销5上，并位于置物台1下方。所述传力筒22包括内筒221和外筒222，所述内筒221与外筒222均为上部开口、下部封闭的筒体。内筒221套设在导向销5的下端，且其位于连接板21的下方，内筒221上端设有向外延伸的顶片223。所述外筒222通过螺栓或其他方式与连接板21连接；所述弹性件23设于内筒221与外筒222间，并位于顶片223下方。弹性件23用以缓冲导向销5所受到的向下的力，并将该力传递给外筒222，因而弹性件23可选用弹簧或其他弹性材料制成的具有相同功能的元件。此外，在工作过程中，为避免弹性件23移位导致其失去相应功能，在顶片223远离导向销5的边缘设置有垂直向下延伸的挡壁224，所述弹性件23位于该挡壁224内，挡壁224可以是连续设置，也可以是间隔设置的，只要其能够将弹性件23限制在顶片223下方即可。所述传力板24设置于外筒222的上端，并位于置物台1的下方。
所述支撑机构3包括固定架31和支撑体32，所述固定架31与置物台1下端面连接，并与传力板24对应设置，所述支撑体32位于固定架31上。支撑体32具有恒压、可压缩的特性，其可以选用气缸类气动支撑体、液压缸类液压支撑体、电动推杆类电动支撑体等，只要其能够在调节件(图中未示出)的作用下保持一定的压力即可，这里的调节件根据具体支撑体选用稳压阀、泄流阀或带有控制装置的压力传感器等。当然，此处对于可调节压力的气囊、空气弹簧也是可以使用并达到相同效果的。
所述顶升装置4为柔性顶升装置。具体地，所述的柔性顶升装置可以是气囊、空气弹簧，也可以是组合式的顶升装置。所谓组合式顶升装置包括柔性连接件41和直线驱动单元42。所述柔性连接件41可以选用弹簧、万向节、气囊等，所述直线驱动单元42可以是气缸、液压缸或电动推杆等。参阅图3，当该组合式顶升装置由气囊与气缸构成时，气囊置于地面，气缸设置在气囊上端，并且气缸的伸缩杆与置物台1下端面连接，在不同受力状况下，气囊可以对伸缩杆的方向进行微调。其他方式的组合亦是可以的，只要其在顶升、导向的过程中，随着受力的改变，顶升方向能够随之发生相应调整即可。
参阅图4为装配作业初始状态示意图，图中包括本实施例所述的自适应柔性导向装配平台、装配对象6、装配物体7。
所述装配对象6上设置有基准孔61，该基准孔61为常规盲孔。装配前，所述支撑体32处于初始伸长状态，所述顶升单元4处于压缩状态，装配物体7位于置物台1上，导向孔与基准孔61基本对齐。
装配时，顶升装置4持续向上顶升。导向销5开始导向，在导向的过程中，利用顶升单元的柔性特性进行自适应调整，从而使导向销5进入基准孔61内。
导向销5的顶端为锥面，在其进入基准孔61的过程中，初始时若导向销5与基准孔不完全同轴，则需要利用导向销5的锥面使其完全进入到基准孔61内。此时因导向销5与基准孔61间的位置偏差、导向销5自身的锥度等原因，使得导向销5受到一定的外力作用，该外力经导向销5、内筒221、弹性件23、外筒222和传力板24，最终将力传递给支撑体32。在此过程中，由于弹性件23的预紧力、支撑体32的预压力不同，会出现一定的压缩。
弹性件23的预紧力、支撑体32的预压力依据实际情况进行调整。例如，可以使支撑体32的刚度较弹性件23大，如此，在锥面导向过程中，弹性件23首先出现压缩，随着压缩量增大，其反作用力也随之增大，并最终使支撑体出现压缩。反之亦可。
参阅图5，当导向销5顺利进入基准孔61内，其与基准孔61同轴，此时锥面受力骤减，弹性件23和支撑体32的压缩亦消失，两者均回到初始状态。
随着顶升装置4的持续顶升，导向销5的顶端到达基准孔61的底部，装配物体7尚未到达最终装配位置。在继续装配的过程中，基准孔61底部对导向销5施加反作用力，该力最终传递至支撑体32上，使得支撑体32受到的压力增大，此时通过调节件来调整支撑体32泄压，直至其达到压缩状态。与此同时，导向销5相对地向下回缩，弹簧亦处于压缩状态，对于支撑体32而言，其一直处于恒压恒力的状态，直至装配物体7完全到达预定位置，最终效果如图6所示。
在上述作用过程中，弹性件23、支撑体32均根据装配物体7的重量、自身可允许的压缩量等因素选定，对于支撑体32的刚度及韧性，其需要在初始导向的过程中能够支持整个导向销5的锥面的自适应调整，在后续导向销5抵达基准孔61底部后，能够达到泄压、缩回的效果，以便完成导向工作。
如图1及图2所示，作为进一步的改进，所述导向孔内设有第一导向套8，所述导向销5穿设于所述第一导向套8内，所述内筒221套设在第一导向套8上，该第一导向套8的长度依据基准孔61的深度、装配物体7的高度等因素进行确定。所述置物台1下端面对应于传力机构2的位置处设有导向柱11，所述外筒222上端设有第二导向套25，所述第二导向套25通过衬套26套设在导向柱11上。
所述连接板24上设置有减震元件9。该减震元件9的设置目的在于减震限位，其可以使用聚氨酯、橡胶等自制件，或市售的标准缓冲器。
更进一步地，本实施例所述的自适应柔性导向装配平台的置物台1上还可以根据需要设置拉线传感器、位置传感器等自动感知元件，以便对整个装置进行闭环控制。
本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自适应柔性导向装配平台，包括置物台和顶升装置，所述置物台上设有导向孔，所述导向孔内穿设有导向销，所述顶升装置位于置物台的下方；其特征在于，还包括传力机构和支撑机构，所述传力机构包括连接板、传力筒、弹性件和传力板，所述连接板套设于导向销上，并位于置物台下方；所述传力筒包括内筒和外筒，所述内筒与外筒均为上部开口、下部封闭的筒体，内筒套设在导向销的下端，内筒上端设有向外延伸的顶片，所述外筒与连接板连接，所述弹性件设于内筒与外筒间，并位于顶片下方，所述传力板设置于外筒上端，并位于置物台下方；所述支撑机构包括固定架和支撑体，所述固定架与置物台连接，并与传力板对应设置，所述支撑体位于固定架上；所述顶升装置为柔性顶升装置。
2.根据权利要求1所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述顶升装置为气囊或空气弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述顶升装置包括柔性连接件和设置在其上的直线驱动单元，所述柔性连接件为弹簧或万向节，所述直线驱动单元为气缸、液压缸或电动推杆。
4.根据权利要求1所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述导向孔内设有第一导向套，所述导向销穿设于所述第一导向套内，所述内筒套设在第一导向套上。
5.根据权利要求1所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述置物台下端面对应于传力机构的位置处设有导向柱，所述外筒上端设有第二导向套，所述第二导向套套设在导向柱上。
6.根据权利要求1所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述连接板上设置有减震元件。
7.根据权利要求6所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述减震元件为聚氨酯块、橡胶块或缓冲器。
8.根据权利要求1所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述顶片上设有向下延伸的挡壁，所述弹性件设置在挡壁与内筒体之间。
9.根据权利要求1或8所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
10.根据权利要求1所述的一种自适应柔性导向装配平台，其特征在于，所述支撑体为气动支撑件、液压支撑件或电动支撑件。
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