CN113664814A - 一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，包括多关节工业机器人安装于指定工位上，其末端与末端执行机构相连，所述末端执行机构在多关节工业机器人作用下对应置于汽车制动器底盘处，所述末端执行机构包括支架、桁架、接触定位、挂钩、安装部件，将汽车制动器底盘精准定位拿取后通过螺栓安装至制动器上。本发明设置桁架的突出部适配汽车制动器底盘的下半部作为一级定位，设置能够部分伸入汽车制动器底盘设有的定位孔的接触定位销作为二级定位，设置通过接触作用力以扣合固定或分离汽车制动器底盘中心孔位的挂钩作为三级定位并限制固定汽车制动器底盘，进而能够精准、自动抓取汽车制动器底盘。
Description
技术领域
本发明涉及工业装配机器人技术领域，具体为一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构。
背景技术
随着自动化生产水平的不断提高，工业机器人被大量使用于汽车生产、油漆喷涂、机械生产装配等各式各样不同行业。但另一方面工业机器人也随着行业标准出现越来越具有规范性且结构也呈现单一化，为更好地将工业机器人用于汽车装配，设计一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构。
为了解决上述问题，本案由此而生。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，包括多关节工业机器人安装于指定工位上，其末端与末端执行机构相连，所述末端执行机构在多关节工业机器人作用下对应置于汽车制动器底盘处，所述末端执行机构包括支架，支架位于其端部，且与多关节工业机器人的末端固定；桁架，桁架连接于支架远离多关节工业机器人一侧，其一侧设有突出部与汽车制动器底盘的下半部适配，作为一级定位处；接触定位销，接触定位销连接于桁架另一侧部，在末端执行机构靠近汽车制动器底盘时部分伸入其设有的定位孔中，作为二级定位处；挂钩，挂钩设于支架的中部，挂钩的内侧设有驱动部件，在驱动部件的驱使下朝汽车制动器底盘方向移动或远离，通过接触作用力以扣合固定或分离，作为三级定位，实现汽车制动器底盘的定位固定；还包括安装部件，所述接触定位销在接触制动器后给予信号反馈于安装部件，所述安装部件的输出端连接螺栓，以将汽车制动器底盘通过螺栓安装固定于汽车制动器上。
优选的，所述接触定位销包括前端销、后端销，所述前端销部分位于后端销开设的一级槽口内，前端销与一级槽口内侧端部的侧壁之间留有余量/间隙，所述后端销内还开有二级槽口，二级槽口的尺寸大于一级槽口，且两者相衔接，所述二级槽口内设有弹簧，弹簧与前端销相连。
优选的，所述前端销与后端销之间的余量处还设有金属接触器，在受到挤压时前端销向后端销移动并触碰金属接触器，在没有挤压作用时弹簧复位使得两者脱离。
优选的，所述前端销和桁架的突出部在常态下均相对挂钩的端面更加朝汽车制动器底盘侧突出，且前端销相较于桁架的突出部更突出。
优选的，所述挂钩呈U字形，上下分别具有凸出的两部分作为限位部，该限位部前端部为半圆形，侧端部为一斜面，该斜面与挂钩的拐角处形成一退刀槽，所述限位部能够扣于汽车制动器底盘中心孔位的外侧壁处。
优选的，所述驱动部件包括活塞一，活塞一上枢接有推杆，所述支架相对活塞一处设有气管，从外部给予活塞右侧供气，使得推杆向汽车制动器底盘侧移动，所述挂钩的内侧中部连接有连杆，连杆与推杆的衔接处通过螺纹连接，所述支架内设有齿轮盘，该齿轮盘与推杆转动连接，并通过外部驱动件驱动转动。
优选的，所述推杆的端部连接有环形块，活塞中部开设有环形槽能够容置环形块，进而供其转动；所述推杆前部两侧开设有嵌入槽，齿轮盘内侧面相应开设有滑块，进而在不影响推杆前、后移动的同时能够带动推杆进行转动。
优选的，所述安装部件包括活塞二，活塞二的一端连接有顶杆，所述支架上开设有容置活塞二的腔体，支架位于活塞二的移动前端还开设有内孔，内孔能够导通一个安装螺栓，所述安装螺栓与顶杆相连，外界供应气压于活塞二和腔体使其能够推动活塞二朝向螺栓侧运动。
优选的，所述活塞二的前端枢接有尺寸更小的转座，顶杆的后侧端设有螺头，所述腔体内壁设有轴套，螺头与轴套螺纹连接。
一种工业机器人末端执行器机构装配汽车制动器底盘的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、末端执行机构靠近汽车制动器底盘时，通过桁架的凸出部和接触定位销分别定位汽车制动底盘的下半部和定位孔适配定位，实现以及定位和二级定位；
S2、通过气管从外部给活塞一右边供气，使推杆向左移动推动支撑杆，在挂钩被推出汽车制动器底盘另一侧时，齿轮盘转动通过连杆带动挂钩回收贴合汽车制动器底盘并压紧固定；
S3、末端执行机构带动汽车制动器底盘靠近所需安装位置，接触制动器后触发接触定位销的前端销而向右边移动接通金属接触器并发送信号，控制端收到信号后通过向腔体注入气体迫使活塞二向左边移动，带动顶杆将安装螺栓顶入汽车制动器底盘对应安装孔并实现安装；
S4、气管将气管与活塞一右侧的气体放出，使推杆向右移动带动挂钩回缩与汽车制动器底盘分开完成安装。
(三)有益效果
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具备以下优点：
1、本发明一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，设置桁架的突出部适配汽车制动器底盘的下半部作为一级定位，设置能够部分伸入汽车制动器底盘设有的定位孔的接触定位销作为二级定位，设置通过接触作用力以扣合固定或分离汽车制动器底盘中心孔位的挂钩作为三级定位并限制固定汽车制动器底盘，进而能够精准、自动抓取汽车制动器底盘。
2、一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，末端执行机构带动汽车制动器底盘靠近所需安装位置，接触定位销能够受力传递信号给控制端，末端执行器机构将安装螺栓顶入汽车制动器底盘对应安装孔完成安装，实现汽车制动器底盘的精准装配。
附图说明
图1为本发明末端执行器机构的结构示意图；
图2本发明安装于工业机器人末端的俯视图；
图3是本发明所安装的汽车制动器底盘零件；
图4是本发明驱动挂钩处驱动部件的拆解示意图；
图5是本发明安装螺栓处驱动安装不接剖面示意图；
图6是本发明挂钩连杆执行机构示意图；
图7是本发明接触定位销结构的示意图。
图中：1安装螺栓、2顶杆、3活塞二、4支架、5活塞一、6推杆、7桁架、8连杆、9挂钩、10齿轮盘、11汽车制动器底盘、12金属接触器、13前端销、14弹簧、15电线、16后端销、17安装孔、18定位孔、19环形块、20环形槽、21滑块、22嵌入槽、23轴套、24转座、25螺头、201内孔、301腔体、9a半圆形、9b斜面、9c退刀槽。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1-7所示：一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，
多关节工业机器人a安装于指定工位上，其末端通过螺钉与末端执行机构b的支架4连接。
参见附图6，支架4内部设有推杆6，内有活塞一5通过连杆8与挂钩9连接，连杆8、推杆6与支撑杆10。
挂钩9分为上下分开两部分，其顶部为半圆形9a，在端部有斜面9b，拐角内有退刀槽9c且能够刚好扣上汽车制动器底盘11。
挂钩9的上、下两端部之间的距离稍大于汽车制动器底盘中心空位的径向长度，进而其限位部能够反向扣合与汽车制动器底盘的外侧实现支撑。需注意的是挂钩9的限位部采用钢性材质组成，能够支撑汽车制动器底盘11的质量，且由于尺寸做成稍大于汽车制动器底盘11的中心孔位，进而能够在受到相对较大的回收作用力后与制动器底盘脱钩。
由于挂钩9在推出汽车制动器底盘中心孔位时，限位部与汽车制动器底盘的端面之间具有间距，因此需要回收一小段距离以将汽车制动器底盘贴紧固定，基于该问题，本方案实现过程如下。
参见附图1、4，驱动部件包括活塞一5，活塞一上枢接有推杆6，支架4相对活塞一处设有气管，从外部给予活塞右侧供气，使得推杆6向汽车制动器底盘侧移动，挂钩的内侧中部连接有连杆8，连杆8与推杆6的衔接处通过螺纹连接，支架内设有齿轮盘10，该齿轮盘10与推杆转动连接，并通过外部驱动件驱动转动。推杆的端部连接有环形块19，活塞中部开设有环形槽20能够容置环形块19，进而供其转动。推杆前部两侧开设有嵌入槽22，齿轮盘内侧面相应开设有滑块21，进而在不影响推杆前、后移动的同时能够带动推杆进行转动。
其中转动齿轮盘带动推杆进行转动，从而使得连杆能够沿推杆的轴向进行位移调整，该调整尺寸较小仅供挂钩回收即可，以连杆上的螺纹长度为准。支架外壁上开设有槽位，供齿轮盘通出，并可通过外部置于支架上的电机、齿轮进行带动旋转即可。
桁架7与支架4焊接连接；
参见附图1、5，支架4内含有内孔201，内孔201能够导通一个安装螺栓1，安装螺栓1顶部安装有顶杆2；顶杆2另一端与转动活塞二3连接，活塞二3内嵌于支架4内的腔体301，通过外界供应气压运动。
参见附图7，桁架7顶端焊接有接触定位销m，主要包括前端销13、后端销16、弹簧14、电线15、金属接触器12，金属接触器12通过电线15连入至控制端。
前端销13与后端销16之间的余量处还设有金属接触器，在受到挤压时前端销向后端销移动并触碰金属接触器12，在没有挤压作用时弹簧14复位使得两者脱离。前端销和桁架的突出部在常态下均相对挂钩的端面更加朝汽车制动器底盘侧突出，且前端销相较于桁架的突出部更突出。
本发明使用抓取汽车制动器底盘11时，末端执行机构b通过螺栓被安装于多关节机器人a末端上，当末端执行机构b靠近汽车制动器底盘11时，通过桁架7的凸出部分和接触定位销m分别定位汽车制动底盘11的下半部和定位孔18，通过气管从外部给气缸内的活塞一5右边供气，使推杆向左移动推动支撑杆，在挂钩被推出汽车制动器底盘另一侧时，齿轮盘转动通过连杆带动挂钩回收贴合汽车制动器底盘并压紧固定。
本发明安装汽车制动器底盘11时，末端执行机构a靠近安装位置，使触发接触定位销m的前端销13向右边移动接通金属接触器12并发送信号。
控制端收到信号后通过向腔体301注射气体迫使活塞二3向左边移动带动顶杆2将安装螺栓1顶入(先顶入，后转动拧紧固定)汽车制动器底盘11对应安装孔17，通过气管将气缸内的气体放出，使推杆向右移动带动挂钩回缩与汽车制动器底盘分开完成安装。
其中安装螺栓仅端部设有一小段螺纹，便于快速拧紧安装固定。
还包括安装部件，接触定位销在接触制动器后给予信号反馈于安装部件，安装部件的输出端连接安装螺栓1，以将汽车制动器底盘通过安装螺栓安装固定于汽车制动器上。
参见附图5，安装部件包括活塞二3，活塞二的一端连接有顶杆，支架上开设有容置活塞二的腔体301，支架位于活塞二的移动前端还开设有内孔201，内孔能够导通一个安装螺栓1，安装螺栓1与顶杆相连，外界供应气压于活塞二和腔体使其能够推动活塞二朝向螺栓侧运动。活塞二的前端枢接有尺寸更小的转座24，顶杆的后侧端设有螺头25，所述腔体内壁设有轴套23，螺头与轴套螺纹连接。
在活塞二前移的同时，螺头配合轴套能够进行旋转，进而能够将安装螺栓顶入汽车制动器底盘11对应安装孔17并通过旋转拧紧固定于相应制动器上。
其中前期活塞移动速度可较快，在安装螺栓与制动器螺孔适配需拧紧时，尽量放慢移动速度以拧紧固定。需注意的时，在螺头后端处不设置螺纹，进而具有一小段缓冲的位移能够将支架整个的向外顶，在收回活塞二时不至于将安装螺栓1回拧脱落。
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，包括多关节工业机器人安装于指定工位上，其末端与末端执行机构相连，所述末端执行机构在多关节工业机器人作用下对应置于汽车制动器底盘处，其特征在于：所述末端执行机构包括
支架，支架位于其端部，且与多关节工业机器人的末端固定；
桁架，桁架连接于支架远离多关节工业机器人一侧，其一侧设有突出部与汽车制动器底盘的下半部适配，作为一级定位处；
接触定位销，接触定位销连接于桁架另一侧部，在末端执行机构靠近汽车制动器底盘时部分伸入其设有的定位孔中，作为二级定位处；
挂钩，挂钩设于支架的中部，挂钩的内侧设有驱动部件，在驱动部件的驱使下朝汽车制动器底盘方向移动或远离，通过接触作用力以与汽车制动器底盘扣合固定或分离，作为三级定位，实现汽车制动器底盘的定位固定；
还包括安装部件，所述接触定位销在接触制动器后给予信号反馈于安装部件，所述安装部件的输出端连接安装螺栓，以将汽车制动器底盘通过安装螺栓安装固定于汽车制动器上。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述接触定位销包括前端销、后端销，所述前端销部分位于后端销开设的一级槽口内，前端销与一级槽口内侧端部的侧壁之间留有余量，所述后端销内还开有二级槽口，二级槽口的尺寸大于一级槽口，且两者相衔接，所述二级槽口内设有弹簧，弹簧与前端销相连。
3.根据权利要求2所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述前端销与后端销之间的余量处还设有金属接触器，在受到挤压时前端销向后端销移动并触碰金属接触器，在没有挤压作用时弹簧复位使得两者脱离。
4.根据权利要求1-3任意一条所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述前端销和桁架的突出部在常态下均相对挂钩的端面更加朝汽车制动器底盘侧突出，且前端销相较于桁架的突出部更突出。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述挂钩呈U字形，上下分别具有凸出的两部分作为限位部，该限位部前端部为半圆形，侧端部为一斜面，该斜面与挂钩的拐角处形成一退刀槽，所述限位部能够扣于汽车制动器底盘中心孔位的外侧壁处。
6.根据权利要求5所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述驱动部件包括活塞一，活塞一上枢接有推杆，所述支架相对活塞一处设有气管，从外部给予活塞右侧供气，使得推杆向汽车制动器底盘侧移动，所述挂钩的内侧中部连接有连杆，连杆与推杆的衔接处通过螺纹连接，所述支架内设有齿轮盘，该齿轮盘与推杆转动连接，并通过外部驱动件驱动转动。
7.根据权利要求6所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述推杆的端部连接有环形块，活塞中部开设有环形槽能够容置环形块，进而供其转动；所述推杆前部两侧开设有嵌入槽，齿轮盘内侧面相应开设有滑块，进而在不影响推杆前、后移动的同时能够带动推杆进行转动。
8.根据权利要求1所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述安装部件包括活塞二，活塞二的一端连接有顶杆，所述支架上开设有容置活塞二的腔体，支架位于活塞二的移动前端还开设有内孔，内孔能够导通一个安装螺栓，所述安装螺栓与顶杆相连，外界供应气压于活塞二和腔体使其能够推动活塞二朝向螺栓侧运动。
9.根据权利要求8所述的一种用于汽车制动器底盘装配的工业机器人末端执行器机构，其特征在于：所述活塞二的前端枢接有尺寸更小的转座，顶杆的后侧端设有螺头，所述腔体内壁设有轴套，螺头与轴套螺纹连接。
10.一种工业机器人末端执行器机构装配汽车制动器底盘的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、末端执行机构靠近汽车制动器底盘时，通过桁架的凸出部和接触定位销分别定位汽车制动底盘的下半部和定位孔适配定位，实现以及定位和二级定位；
S2、通过气管从外部给活塞一右边供气，使推杆向左移动推动支撑杆，在挂钩被推出汽车制动器底盘另一侧时，齿轮盘转动通过连杆带动挂钩回收贴合汽车制动器底盘并压紧固定；
S3、末端执行机构带动汽车制动器底盘靠近所需安装位置，接触制动器后触发接触定位销的前端销而向右边移动接通金属接触器并发送信号，控制端收到信号后通过向腔体注入气体迫使活塞二向左边移动，带动顶杆将安装螺栓顶入汽车制动器底盘对应安装孔并实现安装；
S4、气管将气管与活塞一右侧的气体放出，使推杆向右移动带动挂钩回缩与汽车制动器底盘分开完成安装。
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2021
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