CN109269409B - 一种动力舱装配线位姿自动检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力舱装配线位姿自动检测仪。所述自动检测仪包括：多个伺服电机以及多个激光测距仪，通过伺服电机以及激光测距仪的检测值自动确定出发动机与传动箱之间的最佳连接位置，能够降低人为主观意识的干扰，提高发动机与传动箱之间的装配连接精度。

Description

一种动力舱装配线位姿自动检测仪

技术领域

本发明涉及动力舱自动装配线位姿检测领域，特别是涉及一种动力舱装配线位姿自动检测仪。

背景技术

动力舱作为车辆的核心部件，一般由发动机和传动箱连接而成。重型车辆，特别是武装战车的动力舱体积、重量很大，发动机和传动箱之间的连接精度要求很高，通常是将发动机和传动箱先装配成一个动力舱整体，再将动力舱整体装入车体。

发动机与传动箱之间多采用法兰连接，发动机法兰连接面上有一个用于定位的外凸短圆柱止口，传动箱法兰连接面上有一个用于定位的内凹短圆柱孔；装配时需保证发动机法兰连接面与传动箱法兰连接面平行，且发动机外凸短圆柱止口与传动箱内凹短圆柱孔同轴。长期以来，发动机和传动箱根据工人经验确定发动机与传动箱之间的位置关系进行连接，但这种人工位置检测方式，由于工人劳动强度高以及人为主观意识强，从而导致发动机与传动箱之间的连接精度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力舱装配线位姿自动检测仪，以解决发动机与传动箱之间连接精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种动力舱装配线位姿自动检测仪，包括：伺服电机I、圆锥齿轮、滚动轴承、测量转轴、传感器支架I、俯仰转动横梁、激光测距仪I、激光测距仪II、U形框架、伺服电机II、滚珠丝杠I、横向滑台、横向滚动导轨滑座、纵向滚动导轨I、纵向滚动导轨滑座I、滚珠螺母II、滚珠丝杠II、支承梁、纵向滚动导轨II、纵向滚动导轨滑座II、纵向滑台、轴承座I、伺服电机III、减速器I、横向滚动导轨、激光测距仪III、激光测距仪IV、传感器支架II、从动圆锥齿轮、支承轴I、伺服电机IV、支承轴II、伺服电机V、减速器II、轴承座II和滚珠螺母I；

所述支承梁的下端面固联有所述纵向滚动导轨I和所述纵向滚动导轨II，所述纵向滚动导轨I上设有所述纵向滚动导轨滑座I，所述纵向滚动导轨II上设有所述纵向滚动导轨滑座II，所述纵向滚动导轨滑座I和所述纵向滚动导轨滑座II固联在所述纵向滑台的上表面，所述纵向滑台的上表面的中心固联所述滚珠螺母II，所述滚珠螺母II与所述滚珠丝杠II啮合，所述纵向滑台的下表面固联有所述轴承座II，所述轴承座II通过所述滚动轴承II支承所述滚珠丝杠II，所述滚珠丝杠II与所述减速器II的输出轴固联，所述伺服电机V与所述减速器II固联，所述减速器II固联在所述轴承座II上，所述纵向滑台的下表面上固联有所述横向滚动导轨，所述横向滚动导轨上设有所述横向滚动导轨滑座，所述横向滚动导轨滑座固联于所述横向滑台的上表面，所述纵向滑台的左侧固联所述轴承座I，所述轴承座I通过所述滚动轴承I支承滚珠丝杠I，所述滚珠螺母I与所述滚珠丝杠I啮合，所述滚珠螺母I与所述横向滑台固联，所述滚珠丝杠I与所述减速器I的输出轴固联，所述伺服电机III与所述减速器I固联，所述减速器I固联在所述轴承座I上，所述横向滑台为C形结构，所述横向滑台的上部设有水平孔，所述横向滑台的下部有铅垂圆柱孔，所述伺服电机II固定在所述C形结构下梁的上表面，所述伺服电机II的输出轴端面固联在所述U形框架的上表面中心位置，所述U形框架左右两侧各有一个阶梯形圆柱孔，所述阶梯形圆柱孔分别通过所述滚动轴承III以及滚动轴承IV支承所述支承轴I和所述支承轴II，所述支承轴I和所述支承轴II均为阶梯轴，所述支承轴I的大圆端面和所述支承轴II的大圆端面分别与所述俯仰转动横梁固联，所述支承轴I的小圆端面与所述伺服电机IV固联，所述伺服电机IV的端法兰固定在所述U形框架的右端面上，所述俯仰转动横梁的中央孔内通过所述滚动轴承V支承所述测量转轴，所述测量转轴上固联所述从动圆锥齿轮，所述从动圆锥齿轮与所述主动圆锥齿轮啮合，所述主动圆锥齿轮与所述伺服电机I的输出轴固联，所述伺服电机I的端法兰固联在所述俯仰转动横梁的下表面上，所述测量转轴的右端面固联所述传感器支架I，所述测量转轴的左端面固联所述传感器支架II，所述传感器支架I设有所述激光测距仪I和所述激光测距仪II，所述传感器支架II上设有所述激光测距仪III和所述激光测距仪IV。

可选的，所述激光测距仪I设于所述传感器支架I的最右端且检测面朝下；所述激光测距仪II设于所述传感器支架I的最上端且检测面朝右。

可选的，所述激光测距仪III位于所述传感器支架II的最上端且检测面朝左；所述激光测距仪IV位于所述传感器支架II的最左端且检测面朝上。

可选的，所述激光测距仪II和激光测距仪III的检测面彼此平行且垂直于测量转轴轴线。

可选的，所述激光测距仪I的检测面和所述激光测距仪IV的检测面平行；且所述激光测距仪I的检测面与所述测量转轴轴线平行。

可选的，所述横向滚动导轨与所述测量转轴轴线平行且所述横向滚动导轨与所述纵向滚动导轨垂直。

可选的，所述水平孔大于所述滚珠丝杠I的直径。

可选的，所述铅垂圆柱孔大于所述伺服电机II的输出轴的直径。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提出了一种动力舱装配线位姿自动检测仪，通过伺服电机以及激光测距仪的检测值自动确定出发动机与传动箱之间的最佳连接位置，降低人为主观意识的干扰，从而提高发动机与传动箱之间的装配连接精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的动力舱装配线位姿自动检测仪的主剖视图；

图2为本发明所提供的图1的B-B剖视图；

图3为本发明所提供的图1的A向图；

图4为本发明所提供的动力舱装配平台示意图。

1.伺服电机I；2.主动圆锥齿轮；3为滚动轴承，具体包括滚动轴承I、滚动轴承II、滚动轴承III、滚动轴承IV、滚动轴承V等；4.测量转轴；5.传感器支架I；6.俯仰转动横梁；7.激光测距仪I；8.激光测距仪II；9.U形框架；10.伺服电机II；11.滚珠丝杠I；12.横向滑台；13.横向滚动导轨滑座；14.纵向滚动导轨I；15.纵向滚动导轨滑座I；16.滚珠螺母II；17.滚珠丝杠II；18.支承梁；19.纵向滚动导轨II；20.纵向滚动导轨滑座II；21.纵向滑台；22.轴承座I；23.滚动轴承I；24.伺服电机III；25.减速器I；26.横向滚动导轨；27.激光测距仪III；28.激光测距仪IV；29.传感器支架II；30.滚动轴承V；31.从动圆锥齿轮；32.支承轴I；33.伺服电机IV；34.滚动轴承III；35.支承轴II；36.滚动轴承IV；37.伺服电机V；38.减速器II；39.滚动轴承II；40.轴承座II；41.滚珠螺母I。

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。

本发明的目的是提供一种动力舱装配线位姿自动检测仪，降低人为主观意识的干扰，提高发动机与传动箱之间的装配连接精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图3所示，在支承梁18下平面上固联纵向滚动导轨I14和纵向滚动导轨II19，纵向滚动导轨I14上安装纵向滚动导轨滑座I15，纵向滚动导轨II19上安装纵向滚动导轨滑座II20，纵向滚动导轨滑座I15和纵向滚动导轨滑座II20固联在纵向滑台21上表面，纵向滑台21上表面中部固联滚珠螺母II16，滚珠螺母II16与滚珠丝杠II17啮合，轴承座II40固联在支承梁18下表面上，轴承座II40通过一个滚动轴承39支承滚珠丝杠II17，滚珠丝杠II17与减速器II38输出轴固联，伺服电机V37与减速器II38固联，减速器II38与轴承座II40固联，纵向滑台21下表面上固联横向滚动导轨26，横向滚动导轨26上安装横向滚动导轨滑座13，横向滚动导轨滑座13固联在横向滑台12上表面，纵向滑台21左侧固联轴承座I22，轴承座I22通过滚动轴承23支承滚珠丝杠I11，滚珠螺母I41与滚珠丝杠I11啮合，滚珠螺母I41与横向滑台12固联，滚珠丝杠I11与减速器I25的输出轴固联，伺服电机III24与减速器I25固联，减速器I25与轴承座I22固联，横向滑台12为C形结构，横向滑台12上部有一个大于滚珠丝杠I11直径的水平孔，横向滑台12下部有一个大于伺服电机II10输出轴直径的铅垂圆柱孔，伺服电机II10固定在横向滑台12C形下梁的上表面，伺服电机II10输出轴端面固联在U形框架9上表面中心位置，U形框架9左右两侧各有一个阶梯形圆柱孔，该两孔通过滚动轴承34和36分别支承支承轴I32和支承轴II35，支承轴I32和支承轴II35均为阶梯轴，支承轴I32和支承轴II35的大圆端面分别与俯仰转动横梁6固联，支承轴I32的小圆端面与伺服电机IV33固联，伺服电机IV33的端法兰固定在U形框架9右端面上，俯仰转动横梁6的中央孔内通过两个滚动轴承3、30支承测量转轴4，测量转轴4上固联从动圆锥齿轮31，从动圆锥齿轮31与主动圆锥齿轮2啮合，主动圆锥齿轮2与伺服电机I1输出轴固联，伺服电机I1的端法兰固联在俯仰转动横梁6下表面上，测量转轴4左端面固联传感器支架II29，测量转轴右端面固联传感器支架I5，在传感器支架II29上安装激光测距仪III27和激光测距仪IV28，在传感器支架I5上安装激光测距仪I7和激光测距仪II8。

图4为本发明所提供的动力舱装配平台示意图，如图4所示，启动伺服电机V37使测量转轴4与传动箱输入轴接近同轴后制动，同时启动伺服电机I1、伺服电机II10、伺服电机IV33，控制系统根据激光测距仪III27测量值的变化调整U形框架9和俯仰转动横梁6的位姿，当激光测距仪III27在旋转一周的过程中其测量值的最大差值小于设定值时伺服电机II10、伺服电机IV33制动。启动动力舱自动装配线的六自由度平台，依据激光测距仪II8测量值的变化调整发动机的位姿，当激光测距仪II8在旋转一周的过程中其测量值的最大差值小于设定值时，系统的所有运动停止。启动伺服电机III24驱动激光测距仪IV28向左移动到检测位置(该位置由控制软件依据激光测距仪III27检测值设定)后制动，启动伺服电机I1驱动激光测距仪IV28旋转一圈后制动，控制软件自动计算并记录测量转轴4轴线与传动箱输入轴轴线在X向和Z向的距离；启动伺服电机III24驱动激光测距仪I7向右移动到检测位置(该位置由控制软件依据激光测距仪II8检测值设定)后制动，启动伺服电机I1驱动激光测距仪I7旋转一圈后制动，控制软件自动计算并记录测量转轴4轴线与发动机输出轴轴线在X向和Z向的距离，同时计算并记录发动机输出轴轴线与传动箱输入轴轴线在X向和Z向的距离，动力舱自动装配线专用位姿检测仪返回初始位置，并根据上述测量距离装配动力舱。

采用本发明所提供的动力舱装配线位姿自动检测仪能够显著降低动力舱装配过程中工人的劳动强度，提高动力舱的装配精度和生产效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，包括：伺服电机I、圆锥齿轮、滚动轴承I、滚动轴承II、滚动轴承III、滚动轴承IV、测量转轴、传感器支架I、俯仰转动横梁、激光测距仪I、激光测距仪II、U形框架、伺服电机II、滚珠丝杠I、横向滑台、横向滚动导轨滑座、纵向滚动导轨I、纵向滚动导轨滑座I、滚珠螺母II、滚珠丝杠II、支承梁、纵向滚动导轨II、纵向滚动导轨滑座II、纵向滑台、轴承座I、伺服电机III、减速器I、横向滚动导轨、激光测距仪III、激光测距仪IV、传感器支架II、从动圆锥齿轮、支承轴I、伺服电机IV、支承轴II、伺服电机V、减速器II、轴承座II和滚珠螺母I；

所述支承梁的下端面固联有所述纵向滚动导轨I和所述纵向滚动导轨II，所述纵向滚动导轨I上设有所述纵向滚动导轨滑座I，所述纵向滚动导轨II上设有所述纵向滚动导轨滑座II，所述纵向滚动导轨滑座I和所述纵向滚动导轨滑座II固联在所述纵向滑台的上表面，所述纵向滑台的上表面的中心固联所述滚珠螺母II，所述滚珠螺母II与所述滚珠丝杠II啮合，所述纵向滑台的上表面固联有所述轴承座II，所述轴承座II通过所述滚动轴承II支承所述滚珠丝杠II，所述滚珠丝杠II与所述减速器II的输出轴固联，所述伺服电机V与所述减速器II固联，所述减速器II固联在所述轴承座II上，所述纵向滑台的下表面上固联有所述横向滚动导轨，所述横向滚动导轨上设有所述横向滚动导轨滑座，所述横向滚动导轨滑座固联于所述横向滑台的上表面，所述纵向滑台的左侧固联所述轴承座I，所述轴承座I通过所述滚动轴承I支承滚珠丝杠I，所述滚珠螺母I与所述滚珠丝杠I啮合，所述滚珠螺母I与所述横向滑台固联，所述滚珠丝杠I与所述减速器I的输出轴固联，所述伺服电机III与所述减速器I固联，所述减速器I固联在所述轴承座I上，所述横向滑台为C形结构，所述横向滑台的上部设有水平孔，所述横向滑台的下部有铅垂圆柱孔，所述伺服电机II固定在所述C形结构下梁的上表面，所述伺服电机II的输出轴端面固联在所述U形框架的上表面中心位置，所述U形框架左右两侧各有一个阶梯形圆柱孔，所述阶梯形圆柱孔分别通过所述滚动轴承III以及滚动轴承IV支承所述支承轴I和所述支承轴II，所述支承轴I和所述支承轴II均为阶梯轴，所述支承轴I的大圆端面和所述支承轴II的大圆端面分别与所述俯仰转动横梁固联，所述支承轴I的小圆端面与所述伺服电机IV固联，所述伺服电机IV的端法兰固定在所述U形框架的右端面上，所述俯仰转动横梁的中央孔内通过所述滚动轴承V支承所述测量转轴，所述测量转轴上固联所述从动圆锥齿轮，所述从动圆锥齿轮与主动圆锥齿轮啮合，所述主动圆锥齿轮与所述伺服电机I的输出轴固联，所述伺服电机I的端法兰固联在所述俯仰转动横梁的下表面上，所述测量转轴的右端面固联所述传感器支架I，所述测量转轴的左端面固联所述传感器支架II，所述传感器支架I设有所述激光测距仪I和所述激光测距仪II，所述传感器支架II上设有所述激光测距仪III和所述激光测距仪IV。

2.根据权利要求1所述的动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，所述激光测距仪I设于所述传感器支架I的最右端且检测面朝下；所述激光测距仪II设于所述传感器支架I的最上端且检测面朝右。

3.根据权利要求1所述的动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，所述激光测距仪III位于所述传感器支架II的最上端且检测面朝左；所述激光测距仪IV位于所述传感器支架II的最左端且检测面朝上。

4.根据权利要求1所述的动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，所述激光测距仪II和激光测距仪III的检测面彼此平行且垂直于测量转轴轴线。

5.根据权利要求4所述的动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，所述激光测距仪I的检测面和所述激光测距仪IV的检测面平行；且所述激光测距仪I的检测面与所述测量转轴轴线平行。

6.根据权利要求5所述的动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，所述横向滚动导轨与所述测量转轴轴线平行且所述横向滚动导轨与纵向滚动导轨垂直；所述纵向滚动导轨包括纵向滚动导轨I以及纵向滚动导轨II。

7.根据权利要求1所述的动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，所述水平孔大于所述滚珠丝杠I的直径。

8.根据权利要求1所述的动力舱装配线位姿自动检测仪，其特征在于，所述铅垂圆柱孔大于所述伺服电机II的输出轴的直径。