CN111822983A - 一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备 - Google Patents

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CN111822983A CN202010760929.XA CN202010760929A CN111822983A CN 111822983 A CN111822983 A CN 111822983A CN 202010760929 A CN202010760929 A CN 202010760929A CN 111822983 A CN111822983 A CN 111822983A
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秦俊非
董建林
梁伟冬
李继亮
王振文
赵贤华
罗健
张琦
刘召
李振华
孟庆斌
连进
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Tsinghua Tongchuang Robot Co ltd
China Railway Design Corp
China Railway Construction Electrification Bureau Group Co Ltd
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Tsinghua Tongchuang Robot Co ltd
China Railway Design Corp
China Railway Construction Electrification Bureau Group Co Ltd
Third Engineering Co Ltd of China Railway Construction Electrification Bureau Group Co Ltd
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Abstract

一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,用于连接简统化腕臂中的平腕臂和斜腕臂,平腕臂和斜腕臂通过销轴相连接,销轴可拆卸连接有开口销,合装机包括支撑机构、机器人、销轴控制机构和开口销控制机构;支撑机构包括多个沿直线分布的平腕臂底座和多个沿直线分布的斜腕臂底座,并且所有平腕臂底座的连线与所有斜腕臂底座的连线之间留有夹角;机器人用于将平腕臂移动到平腕臂底座上或者将斜腕臂移动到斜腕臂底座上;销轴控制机构包括若干个销轴转移夹爪;开口销控制机构包括第二开口销推杆和移动设置的开口销滑道,其中第二开口销推杆朝向平腕臂和斜腕臂的连接处的下方,开口销滑道与第二开口销推杆相互平行。本发明能够自动完成平腕臂和斜腕臂的合装。

Description

一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备
技术领域
本发明涉及腕臂加工技术领域,具体的说是一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备。
背景技术
在牵引供电系统中,腕臂是接触网的重要组成部分,腕臂通常安装在支柱的上部,用于支撑接触悬挂,并且起到传递负荷的作用,腕臂一般使用圆形钢管制成,长度与接触悬挂的结构高度、支柱侧面限界以及支柱所处位置等因素相关。随着技术的发展,腕臂结构也不断发生变化,目前已经逐渐开始使用简统化腕臂。简统化腕臂主要由平腕臂、斜腕臂、组合承力索座、铝合金支撑、支撑连接器、组合定位环、管帽和定位器等部件组成。其中平腕臂和斜腕臂主要通过销轴相连接,销轴还配合连接有开口销。在现有的腕臂加工技术中,平腕臂与斜腕臂的合装过程是一个难点,为了保证销轴和开口销能够顺利安装,需要非常高的控制精度以及多次调整过程,现有技术中尚没有能够实现自动合装的设备,因此都采用人工合装的方式,效率很低。
发明内容
为了解决现有技术中的不足,本发明提供一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,能够自动完成平腕臂和斜腕臂的合装,从而大幅提高简统化腕臂的加工效率。
为了实现上述目的,本发明采用的具体方案为:一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,用于连接所述简统化腕臂中的平腕臂和斜腕臂,平腕臂和斜腕臂通过销轴相连接,销轴可拆卸连接有开口销,所述合装机包括支撑机构、机器人、销轴控制机构和开口销控制机构;所述支撑机构包括多个沿直线分布的平腕臂底座和多个沿直线分布的斜腕臂底座,并且所有平腕臂底座的连线与所有斜腕臂底座的连线之间留有夹角;所述机器人用于将所述平腕臂移动到所述平腕臂底座上或者将所述斜腕臂移动到所述斜腕臂底座上;所述销轴控制机构包括若干个销轴转移夹爪;所述开口销控制机构包括第二开口销推杆和移动设置的开口销滑道,其中第二开口销推杆朝向所述平腕臂和所述斜腕臂的连接处的下方,开口销滑道与第二开口销推杆相互平行,开口销滑道移动过程中与第二开口销推杆对应或者与第二开口销推杆错开。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述销轴控制机构包括销轴横向输送单元,销轴横向输送单元驱动连接有若干个销轴升降滑台,所述销轴锁紧夹爪一一对应地与销轴升降滑台固定连接。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述销轴横向输送单元包括固定连接的横向推动气缸和导轨,导轨滑动连接有安装板,横向推动气缸与安装板驱动连接,所述销轴升降滑台固定设置在安装板上。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述销轴控制机构包括销轴锁紧夹爪,销轴锁紧夹爪设置在所述平腕臂和所述斜腕臂的连接处的下方,所述第二开口销推杆朝向销轴锁紧夹爪。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述销轴控制机构包括电机和由电机驱动的销轴调节夹爪,并且销轴调节夹爪与所述销轴锁紧夹爪并列设置,销轴调节夹爪上穿设有至少一个套筒,套筒与销轴调节夹爪的容腔连通,套筒中伸缩设置有伸缩杆,销轴调节夹爪的底部固定连接有电机。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述套筒远离所述容腔的一端的内壁上固定设置有连接环,所述伸缩杆从连接环中穿过,伸缩杆的中部固定连接有限位块,限位块与连接环之前通过弹簧相连接。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述伸缩杆朝向所述容腔的一端固定连接有半球状的定位插头。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述开口销控制机构包括滑道调节气缸,滑道调节气缸驱动连接有移动板,所述开口销滑道开设在移动板上,移动板上还设置有开口销料架,开口销料架中容纳有多个上下分布的所述开口销。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述开口销控制机构包括与所述第二开口销推杆相互平行的第一开口销推杆,第一开口销推杆朝向所述开口销料架的下方,所述开口销滑道移动过程中与第一开口销推杆对应或者与第一开口销推杆错开。
作为上述简统化腕臂合装机的进一步优化:所述合装机包括设置在所述平腕臂与所述斜腕臂的连接处上方的视觉滑台,视觉滑台驱动连接有视觉相机。
有益效果:本发明能够自动完成平腕臂和斜腕臂的合装,从而大幅提高简统化腕臂的加工效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是销轴控制机构和开口销控制机构的结构示意图;
图3是销轴控制机构和开口销控制机构的俯视图;
图4是销轴控制机构和开口销控制机构的主视图;
图5是销轴调节夹爪的结构示意图。
附图说明:1-支撑座,2-销轴料道,3-销轴,4-销轴横向输送单元,5-销轴升降滑台,6-销轴转移夹爪,7-销轴调节夹爪,8-第一连接板,9-第二连接板,10-平腕臂,11-斜腕臂,12-销轴锁紧夹爪,13-移动板,14-滑道调节气缸,15-横向推动气缸,16-导轨,17-安装板,18-开口销滑道,19-第一开口销推杆,20-第二开口销推杆,21-开口销料架,22-开口销,23-头部,24-开口销插孔,25-电机,26-容腔,27-套筒,28-伸缩杆,29-限位块,30-弹簧,31-定位插头,32-视觉滑台,33-视觉相机,34-机器人,35-腕臂夹爪调节气缸,36-腕臂夹爪,37-平腕臂底座,38-斜腕臂底座。
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。
请参阅图1至5,一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,用于连接简统化腕臂中的平腕臂10和斜腕臂11,平腕臂10和斜腕臂11通过销轴3相连接,销轴3可拆卸连接有开口销22,合装机包括支撑机构、机器人34、销轴控制机构和开口销控制机构。
支撑机构包括多个沿直线分布的平腕臂底座37和多个沿直线分布的斜腕臂底座38,并且所有平腕臂底座37的连线与所有斜腕臂底座38的连线之间留有夹角。
机器人34用于将平腕臂10移动到平腕臂底座37上或者将斜腕臂11移动到斜腕臂底座38上。
销轴控制机构包括若干个销轴转移夹爪6。
开口销控制机构包括第二开口销推杆20和移动设置的开口销滑道18,其中第二开口销推杆20朝向平腕臂10和斜腕臂11的连接处的下方,开口销滑道18与第二开口销推杆20相互平行,并且开口销滑道18移动过程中与第二开口销推杆20对应或者与第二开口销推杆20错开。
平腕臂10与斜腕臂11具体的连接方式为:平腕臂10固定连接有两个相互平行的第一连接板8,第一连接板8上开设有用于穿设销轴3的第一销孔,斜腕臂11固定连接有一个第二连接板9,第二连接板9上开设有用于穿设销轴3的第二销孔,销轴3的一端一体连接有头部23,销轴3上靠近另外一端的位置开设有用于穿设开口销22的开口销插孔24。在连接时将第二连接板9插入到两个第一连接板8之间,并且使第一销孔和第二销孔对齐,然后将销轴3穿过第一销孔和第二销孔,最后将开口销22插入到开口销插孔24中即可完成平腕臂10与斜腕臂11的连接。
在使用时,首先利用机器人34将斜腕臂11移动到斜腕臂底座38上,然后利用机器人34将平腕臂10移动到平腕臂底座37上,过程中将第二连接板9插入到两个第一连接板8之间,并且使第一销孔和第二销孔对齐,之后利用销轴转移夹爪6对销轴3进行转移,直到将销轴3穿过第一销孔和第二销孔,此时头部23位于上方而开口销插孔24位于下方,并且开口销插孔24伸出位于下方的一个第一连接板8,然后利用开口销滑道18将开口销22转移到与开口销插孔24相对应,最后利用第二开口销推杆20将开口销滑道18中的开口销22推入到开口销插孔24中即可。
本发明能够自动完成销轴3和开口销22的安装,从而实现平腕臂10与斜腕臂11的合装,进而能够有效提升简统化腕臂的加工效率。
为了使销轴转移夹爪6能够完成销轴3的转移和将销轴3插入到销孔中的操作,销轴控制机构包括销轴横向输送单元4,销轴横向输送单元4驱动连接有若干个销轴升降滑台5,销轴锁紧夹爪12一一对应地与销轴升降滑台5固定连接。其中销轴横向输送单元4用于驱动销轴升降滑台5移动,进而通过销轴升降滑台5带动销轴转移夹爪6移动,当销轴转移夹爪6移动到与第一销孔相对应的时候,销轴升降滑台5即可驱动销轴转移夹爪6向第一销孔移动,直到销轴3插入到第一销孔和第二销孔中,考虑到销轴转移夹爪6需要夹持住销轴3的一部分,这就导致难以将销轴3安装到位,因此本发明中将第一连接板8和第二连接板9均水平设置,当销轴转移夹爪6将销轴3插入到第一销孔中之后松开销轴3即可借助销轴3的重力将销轴3安装到位,从而实现了简化安装过程的效果。
销轴横向输送单元4的具体结构为:销轴横向输送单元4包括固定连接的横向推动气缸15和导轨16,导轨16滑动连接有安装板17,横向推动气缸15与安装板17驱动连接,销轴升降滑台5固定设置在安装板17上。在使用时,横向推动气缸15推动安装板17移动,进而通过安装板17带动销轴升降滑台5移动,导轨16则用于对安装板17进行限位,避免出现偏移。
为了避免开口销22在移动过程中推动销轴3转动造成开口销22无法顺利插入到开口销插孔24中,销轴控制机构包括销轴锁紧夹爪12,销轴锁紧夹爪12设置在平腕臂10和斜腕臂11的连接处的下方,第二开口销推杆20朝向销轴锁紧夹爪12。在销轴3穿过第一销孔和第二销孔之后,利用销轴锁紧夹爪12将销轴3锁紧,即可避免销轴3发生转动。
考虑到销轴3本身是圆柱状的,在转移的过程中很有可能会发生转动,进而导致开口销插孔24的方向发生变化,最终导致开口销22无法顺利插入到开口销插孔24中,为了避免这一情况,销轴控制机构包括电机25和由电机25驱动的销轴调节夹爪7,并且销轴调节夹爪7与销轴锁紧夹爪12并列设置,销轴调节夹爪7上穿设有至少一个套筒27,套筒27与销轴调节夹爪7的容腔26连通,套筒27中伸缩设置有伸缩杆28,销轴调节夹爪7的底部固定连接有电机25。销轴转移夹爪6在获取到销轴3之后,首先将销轴3送入到销轴调节夹爪7中,当销轴3进入到容腔26中之后,销轴转移夹爪6继续夹紧销轴3,然后电机25启动带动销轴调节夹爪7转动,销轴调节夹爪7转动过程中伸缩杆28保持伸出的趋势,当伸缩杆28与开口销插孔24对应的时候,伸缩杆28能够顺利进入到开口销插孔24中,随后销轴转移夹爪7松开销轴3,接着电机25复位,并且通过利用伸缩杆28和销轴调节夹爪7带动销轴3转动,电机复位25之后,开口销插孔24的方向被固定,随后利用销轴转移夹爪6重新将销轴3夹紧并且向销轴锁紧夹爪12转移。经过销轴调节夹爪7的调节之后,销轴转移夹爪6转移到销轴锁紧夹爪12中的所有销轴3上的开口销插孔24的方向都是相同的,通过对电机25进行控制,可以保证销轴3在进入到销轴转移夹爪12中之后开口销插孔24与第二开口销推杆20是对应的,从而保证第二开口销推杆20能够顺利地将开口销22插入到开口销插孔24中。
伸缩杆28具体的设置方式为:套筒27远离容腔26的一端的内壁上固定设置有连接环,伸缩杆28从连接环中穿过,伸缩杆28的中部固定连接有限位块29,限位块29与连接环之前通过弹簧30相连接。在初始状态下,弹簧30保持原厂,伸缩杆28的一部分位于容腔26中,当销轴3进入到容腔26中之后对将伸缩杆28挤压到套筒27中,并且通过限位块29将弹簧30压缩,从而能够在销轴调节夹爪7转动的过程中伸缩杆28能够保持伸出的趋势。
为了保证销轴3能够顺利进入到容腔26中以及能够顺利从容腔26中抽出,伸缩杆28朝向容腔26的一端固定连接有半球状的定位插头31。
开口销控制机构的结构进一步包括:开口销控制机构包括滑道调节气缸14,滑道调节气缸14驱动连接有移动板13,开口销滑道18开设在移动板13上,移动板13上还设置有开口销料架21,开口销料架21中容纳有多个上下分布的开口销22。在使用时,滑道调节气缸14首先带动移动板13将开口销滑道18移动到开口销料架21的下方,从而能够承接到从开口销料架21掉下的开口销22,然后滑道调节气缸14驱动移动板13移动,直到开口销滑道18与第二开口销推杆20相对应,即可利用第二开口销推杆20将开口销滑道18中的开口销22推入到开口销插孔24中。
为了避免开口销滑道18中一次进入多个开口销22造成卡死,开口销控制机构包括与第二开口销推杆20相互平行的第一开口销推杆19,第一开口销推杆19朝向开口销料架21的下方,开口销滑道18移动过程中与第一开口销推杆19对应或者与第一开口销推杆19错开。相应的,开口销料架21可以设置为类似弹夹的结构,即开口销料架21中顶部设置一个输出向下推力的推动部件,例如弹簧,在开口销料架21的底部设置一个限位板,利用限位板防止开口销22自动掉落,只有当一个开口销22被第一开口销推杆19从开口销料架21推到开口销滑道18中并且第一开口销推杆19收回之后,推动部件才能够推动其余的开口销22向下移动,从而实现了开口销22的稳定供料,并且能够避免开口销滑道22卡死。
为了实现销轴3的稳定供料,合装机还包括水平设置的销轴料道1,销轴料道1固定设置在一个支撑座1上,销轴料道1中容纳有多个并列设置的销轴3,销轴料道1低于销轴转移夹爪6。销轴料道1可以采用与开口销料架21相似的结构。
机器人34的动端固定连接有一个腕臂夹爪调节气缸35,腕臂夹爪调节气缸35的输出端固定连接有两个用于夹持平腕臂10或者斜腕臂11的腕臂夹爪36,利用腕臂夹爪调节气缸35能够对腕臂夹爪36进行进一步控制,从而提升移动平腕臂10或者斜腕臂11时的精度,通过两个腕臂夹爪36来夹持平腕臂10或者斜腕臂11能够保持平腕臂10或者斜腕臂11在移动过程中的稳定性。
为了保证第一销孔和第二销孔能够对齐,合装机还包括设置在平腕臂10与斜腕臂11的连接处上方的视觉滑台32,视觉滑台32驱动连接有视觉相机33。在平腕臂10和斜腕臂11放好之后,利用视觉相机33对位于上方的一个第一连接板8进行拍摄,若该第一连接板8上的第一销孔中完全无法看到第二连接板9,则说明第一销孔与第二销孔已经对齐,销轴3能够顺利穿过第一销孔和第二销孔。
在本发明一个具体的实施方式中,销轴转移夹爪6设置为两个,相应的销轴升降滑台5也设置为两个,两个销轴转移夹爪6同步移动,当第一个销轴转移夹爪6将销轴调节夹爪7中的销轴3送入到第一销孔和第二销孔并且落入到销轴锁紧夹爪12中的时候,第二个销轴转移夹爪6能够同步从销轴料道1中获取一个销轴3并且送入到销轴调节夹爪7中,从而避免销轴调节夹爪7和销轴锁紧夹爪12长时间空置,加快了合装效率。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,用于连接所述简统化腕臂中的平腕臂(10)和斜腕臂(11),平腕臂(10)和斜腕臂(11)通过销轴(3)相连接,销轴(3)可拆卸连接有开口销(22),其特征在于:所述合装机包括支撑机构、机器人(34)、销轴控制机构和开口销控制机构;
所述支撑机构包括多个沿直线分布的平腕臂底座(37)和多个沿直线分布的斜腕臂底座(38),并且所有平腕臂底座(37)的连线与所有斜腕臂底座(38)的连线之间留有夹角;
所述机器人(34)用于将所述平腕臂(10)移动到所述平腕臂底座(37)上或者将所述斜腕臂(11)移动到所述斜腕臂底座(38)上;
所述销轴控制机构包括若干个销轴转移夹爪(6);
所述开口销控制机构包括第二开口销推杆(20)和移动设置的开口销滑道(18),其中第二开口销推杆(20)朝向所述平腕臂(10)和所述斜腕臂(11)的连接处的下方,开口销滑道(18)与第二开口销推杆(20)相互平行,开口销滑道(18)移动过程中与第二开口销推杆(20)对应或者与第二开口销推杆(20)错开。
2.如权利要求1所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述销轴控制机构包括销轴横向输送单元(4),销轴横向输送单元(4)驱动连接有若干个销轴升降滑台(5),所述销轴锁紧夹爪(12)一一对应地与销轴升降滑台(5)固定连接。
3.如权利要求2所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述销轴横向输送单元(4)包括固定连接的横向推动气缸(15)和导轨(16),导轨(16)滑动连接有安装板(17),横向推动气缸(15)与安装板(17)驱动连接,所述销轴升降滑台(5)固定设置在安装板(17)上。
4.如权利要求1所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述销轴控制机构包括销轴锁紧夹爪(12),销轴锁紧夹爪(12)设置在所述平腕臂(10)和所述斜腕臂(11)的连接处的下方,所述第二开口销推杆(20)朝向销轴锁紧夹爪(12)。
5.如权利要求1所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述销轴控制机构包括电机(25)和由电机(25)驱动的销轴调节夹爪(7),并且销轴调节夹爪(7)与所述销轴锁紧夹爪(12)并列设置,销轴调节夹爪(7)上穿设有至少一个套筒(27),套筒(27)与销轴调节夹爪(7)的容腔(26)连通,套筒(27)中伸缩设置有伸缩杆(28),销轴调节夹爪(7)的底部固定连接有电机(25)。
6.如权利要求5所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述套筒(27)远离所述容腔(26)的一端的内壁上固定设置有连接环,所述伸缩杆(28)从连接环中穿过,伸缩杆(28)的中部固定连接有限位块(29),限位块(29)与连接环之前通过弹簧(30)相连接。
7.如权利要求6所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述伸缩杆(28)朝向所述容腔(26)的一端固定连接有半球状的定位插头(31)。
8.如权利要求1所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述开口销控制机构包括滑道调节气缸(14),滑道调节气缸(14)驱动连接有移动板(13),所述开口销滑道(18)开设在移动板(13)上,移动板(13)上还设置有开口销料架(21),开口销料架(21)中容纳有多个上下分布的所述开口销(22)。
9.如权利要求8所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述开口销控制机构包括与所述第二开口销推杆(20)相互平行的第一开口销推杆(19),第一开口销推杆(19)朝向所述开口销料架(21)的下方,所述开口销滑道(18)移动过程中与第一开口销推杆(19)对应或者与第一开口销推杆(19)错开。
10.如权利要求1所述的一种用于预配简统化腕臂的平斜腕臂装配设备,其特征在于:所述合装机包括设置在所述平腕臂(10)与所述斜腕臂(11)的连接处上方的视觉滑台(32),视觉滑台(32)驱动连接有视觉相机(33)。
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