CN114406672B - 一种伸缩臂架组装平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种伸缩臂架组装平台，包括：外臂支撑平台、外臂旋转平台、内臂支撑平台、内臂移动平台、内臂驱动装置、臂架位置检测装置。其中，外臂由外臂支撑平台支撑，且尾端与外臂旋转平台连接；内臂由内臂支撑平台支撑，且法兰与内臂移动平台连接。装配前，臂架位置检测装置可以检测外臂和内臂的姿态，内、外臂支撑平台可以对内、外臂姿态进行调整。装配时，通过内臂驱动装置可以带着内臂朝向外臂移动或退回。待内臂与外臂一面间隙调整完毕后，再控制外臂绕其轴线转动，同时带动内臂绕其轴线转动，直至各面间隙调整完毕。该装置实现了臂架自动拆装，避免了行车吊装和人力推进时的生产危险和装配难度，提高了装配效率，保证了装配质量。

Description

一种伸缩臂架组装平台
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种伸缩臂架组装平台。
背景技术
伸缩臂架是工程机械上常用的组件，通过伸缩臂架的伸缩可以实现需要的工作范围。
目前伸缩臂架的装配主要是通过行车吊装或者使用数控滑轨自动推进式装配。其中使用行车吊装时，需要先将外臂吊装至装配工位，然后使用支撑工装进行支撑，再将内臂吊运至外臂的一端，最后通过人工调平、对准，进而推进组装。而数控滑轨自动推进式装配设备较为昂贵，对于小批量生产规模不适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种伸缩臂架组装平台，可以有效提高伸缩臂架的装配效率，保证装配质量。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种伸缩臂架组装平台，包括：
外臂支撑平台，所述外臂支撑平台用于支撑外臂的外侧，并调整所述外臂的上下和左右位置；
外臂旋转平台，所述外臂旋转平台用于与所述外臂的尾端连接，并控制所述外臂绕其轴线转动；
内臂支撑平台，所述内臂支撑平台用于支撑内臂的外侧，并调整所述内臂的上下和左右位置；
内臂移动平台，所述内臂移动平台用于与所述内臂的法兰连接，并可被动的带着所述内臂绕其轴线转动；
内臂驱动装置，所述内臂驱动装置用于控制所述内臂移动平台移动，以使所述内臂朝向所述外臂的方向移动；
臂架位置检测装置，所述臂架位置检测装置用于检测所述外臂和所述内臂的姿态。
优选地，所述外臂支撑平台和所述内臂支撑平台均包括臂架支撑架、装夹组件、支撑辊和举升装置，所述装夹组件和所述举升装置设置在所述臂架支撑架上，所述举升装置用于驱动所述支撑辊升降，所述装夹组件用于夹持所述内臂或外臂。
优选地，所述臂架支撑架包括两根立柱和一根横梁，所述横梁的两端分别与两根所述立柱连接，所述举升装置安装在所述横梁上，所述装夹组件包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部安装在其中一根所述立柱上，所述第二夹持部安装在另一根所述立柱上。
优选地，所述第一夹持部和所述第二夹持部均包括装夹电机、装夹丝杆、联轴器、导杆、球头座、连接板和装夹基座，所述导杆与所述装夹基座连接，所述装夹丝杆通过所述联轴器与所述装夹电机连接，所述装夹丝杆与所述连接板螺纹连接，所述连接板上设有球头轴，所述球头座连接在所述球头轴上，所述装夹电机用于驱动所述装夹丝杆转动，以带动所述球头座沿所述导杆的轴向方向移动。
优选地，所述外臂旋转平台包括旋转基座、第一轴承座、主动轴、铰支座、销轴和旋转驱动电机，所述主动轴通过第一轴承安装在所述第一轴承座上，所述主动轴的一端与所述铰支座连接，另一端与所述旋转驱动电机连接，所述外臂的外端通过所述销轴与所述铰支座铰接，所述旋转驱动电机用于驱动所述主动轴转动，以通过所述铰支座带动所述外臂转动。
优选地，所述内臂移动平台包括内臂移动基座、第二轴承座、随动轴和四爪卡盘，所述第二轴承座安装在所述内臂移动基座上，所述随动轴通过第二轴承安装在所述第二轴承座上，所述四爪卡盘连接在所述随动轴上，所述内臂的外端卡接在所述四爪卡盘上。
优选地，还包括底部框架，所述内臂移动平台移动连接在所述底部框架上，所述内臂驱动装置、所述内臂支撑平台、所述外臂支撑平台和所述外臂旋转平台安装在所述底部框架上。
优选地，所述内臂驱动装置包括驱动电机、螺杆，所述螺杆与所述内臂移动平台螺纹连接，所述内臂移动平台通过滑块与所述底部框架滑动连接，所述驱动电机用于驱动所述螺杆转动，以带动所述内臂移动平台沿所述螺杆的轴向方向移动。
优选地，还包括拧紧装置，所述拧紧装置用于将螺母拧紧在内臂和外臂表面上的调节螺栓上。
优选地，所述拧紧装置包括支架、存料托盘、抓取识别设备、回转电机、回转臂、平移平台、拧紧枪，所述存料托盘设置在所述支架的外侧，所述回转臂的一端转动连接在所述支架上，所述平移平台连接在所述回转臂上，所述拧紧枪安装在所述平移平台上，所述抓取识别设备设置在所述支架上，用于定位所述存料托盘上的螺母和待拧紧位置，所述回转电机用于驱动所述回转臂绕所述支架转动，以使所述拧紧枪抓取所述存料托盘上的螺母，并回转至臂架的一侧。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种伸缩臂架组装平台，包括：外臂支撑平台、外臂旋转平台、内臂支撑平台、内臂移动平台、内臂驱动装置、臂架位置检测装置。其中，外臂由外臂支撑平台支撑，且尾端与外臂旋转平台连接；内臂由内臂支撑平台支撑，且法兰与内臂移动平台连接。装配前，臂架位置检测装置可以检测外臂和内臂的姿态，当外臂和内臂的姿态不满足装配位置时，可通过外臂支撑平台和内臂支撑平台进行调整。装配时，通过内臂驱动装置可以带着内臂朝向外臂移动或退回。待内臂与外臂一面间隙调整完毕后，再通过外臂旋转平台控制外臂绕其轴线转动，同时带动内臂绕其轴线转动，直至内臂和外臂的各面间隙调整完毕。该装置实现了臂架自动拆装，避免了行车吊装和人力推进时的生产危险和装配难度，提高了装配效率，保证了装配质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明一种具体实施方式所提供的一种伸缩臂架组装平台的结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种伸缩臂架组装平台在装配内臂和外臂时的结构示意图；
图3为底部框架的结构示意图；
图4为内臂驱动装置的结构示意图；
图5为外臂旋转平台的结构示意图；
图6为内臂移动平台的结构示意图；
图7为内臂支撑平台和外臂支撑平台的结构示意图；
图8为装夹组件的剖视结构示意图；
图9为拧紧装置的结构示意图；
图10为臂架检测装置的工作流程示意图。
附图标记如下：
1为底部框架，1-1为导轨，1-2为滑块，1-3为滑轨；
2为外臂旋转平台，2-1为旋转基座，2-2为第一轴承座，2-3为旋转驱动电机，2-4为铰支座，2-5为销轴；
3为外臂支撑平台，3-1为臂架支撑架，3-2为举升装置，3-2-1为支撑辊，3-2-2为托辊座，3-2-3为举升丝杆，3-2-4为举升电机，3-3为装夹组件，3-3-1为装夹基座，3-3-2为装夹电机，3-3-3为装夹联轴器，3-3-4为装夹丝杆，3-3-5为连接板，3-3-6为球头座，3-3-7为导杆；
4为内臂支撑平台；
5为内臂移动平台，5-1为内臂移动基座，5-2为第二轴承座，5-3为四爪卡盘；
6为内臂驱动装置，6-1为驱动电机，6-2为螺杆，6-3为滚动轴承，6-4为定位块；
7为拧紧装置，7-1为支架，7-2为存料托盘，7-3为回转电机，7-4为回转臂，7-5为平移平台，7-6为拧紧枪；
8为外臂；
9为内臂；
10为臂架位置检测装置；
11为抓取识别设备。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参考图1～图9，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种伸缩臂架组装平台的结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种伸缩臂架组装平台在装配内臂和外臂时的结构示意图；图3为底部框架的结构示意图；图4为内臂驱动装置的结构示意图；图5为外臂旋转平台的结构示意图；图6为内臂移动平台的结构示意图；
图7为内臂支撑平台和外臂支撑平台的结构示意图；图8为装夹组件的剖视结构示意图；图9为拧紧装置的结构示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种伸缩臂架组装平台，包括：外臂支撑平台3、外臂旋转平台2、内臂支撑平台4、内臂移动平台5、内臂驱动装置6、臂架位置检测装置10，其中外臂支撑平台3和内臂支撑平台4位于外臂旋转平台2和内臂移动平台5之间，外臂支撑平台3可以支撑在外臂8的外侧，且能够调整外臂8的上下和左右位置；内臂支撑平台4可以支撑在内臂9的外侧，且能够调整内臂9的上下和左右位置。内臂移动平台5与内臂9的法兰连接；内臂驱动装置6与内臂移动平台5连接，用于控制内臂移动平台5移动，以使内臂9朝向外臂8的方向移动，直至达到装配位置为止。在装配之前，臂架位置检测装置10可以检测外臂8和内臂9的姿态，例如检测外臂8和内臂9的水平度、平面位置和高度位置，当外臂8和内臂9的姿态不满足装配位置时，可通过外臂支撑平台3和内臂支撑平台4进行调整。外臂旋转平台2与外臂8的尾端连接，当内臂9和外臂8的一面间隙调整完毕之后，通过外臂旋转平台2控制外臂8绕其轴线转动，同时带动内臂9绕其轴线转动，直至内臂9和外臂8的各面间隙调整完毕。通过内臂驱动装置6可以带着内臂9朝向外臂8移动或退回，实现了臂架自动拆装，避免了行车吊装和人力推进时的生产危险和装配难度，提高了装配效率和装配质量。
在本发明的一个实施例中，如图7和图8所示，外臂支撑平台3和内臂支撑平台4均包括臂架支撑架3-1、装夹组件3-3、支撑辊3-2-1和举升装置3-2，装夹组件3-3和举升装置3-2设置在臂架支撑架3-1上。其中臂架支撑架3-1包括两根立柱和一根横梁，横梁的两端分别与两根立柱连接，优选连接在立柱的中部，即臂架支撑架3-1为H型支撑架。举升装置3-2安装在横梁上，举升装置3-2包括举升基座、举升丝杆3-2-3、举升联轴器、举升电机3-2-4、托辊座3-2-2，支撑辊3-2-1的两端连接在托辊座3-2-2上，支撑辊3-2-1包括滚动轴和滚动轴套，滚动轴的两端与托辊座3-2-2铰接，滚动轴套套设在滚动轴外侧，举升基座安装在横梁上，举升丝杆3-2-3的上端与托辊座3-2-2螺纹连接，底端通过举升联轴器与举升电机3-2-4连接，托辊座3-2-2的两侧与举升基座滑动连接。臂架位置检测装置10可以设置在两根立柱的内侧。当内臂9或外臂8的水平度不满足预设值时，举升电机3-2-4控制举升丝杆3-2-3转动，进而带动支撑辊3-2-1升降，从而达到调整内臂9或外臂8的水平度，从而使得内臂9和外臂8在装配前处于水平状态。其中装夹组件3-3包括第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部安装在其中一根立柱上，第二夹持部安装在另一根立柱上。第一夹持部和第二夹持部均包括装夹电机3-3-2、装夹丝杆3-3-4、装夹联轴器3-3-3、导杆3-3-7、球头座3-3-6、连接板3-3-5和装夹基座3-3-1，导杆3-3-7与装夹基座3-3-1连接，装夹丝杆3-3-4通过装夹联轴器3-3-3与装夹电机3-3-2连接，装夹丝杆3-3-4与连接板3-3-5螺纹连接，连接板3-3-5上设有球头轴，球头座3-3-6连接在球头轴上，进一步地，连接板3-3-5上可设置两根球头轴，每根球头轴上连接一个球头座3-3-6，通过球头座3-3-6可以适应外臂外表面不平整的情况，当内臂或外臂放置在支撑辊3-2-1上之后，装夹电机3-3-2驱动装夹丝杆3-3-4转动，以带动球头座3-3-6沿导杆3-3-7的轴向方向移动，从而夹持内臂9或外臂8，以限定内臂9或外臂8的径向位置。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，外臂旋转平台2包括旋转基座2-1、第一轴承座2-2、主动轴、铰支座2-4、销轴2-5和旋转驱动电机6-12-3，主动轴通过第一轴承安装在第一轴承座2-2上，主动轴的一端与铰支座2-4连接，另一端与旋转驱动电机6-12-3连接，外臂8的外端通过销轴2-5与铰支座2-4铰接。当外臂8的其中一面装配完毕之后，旋转驱动电机6-12-3控制主动轴转动，以通过铰支座2-4带动外臂8转动。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，内臂移动平台5包括内臂移动基座5-1、第二轴承座5-2、随动轴和四爪卡盘5-3，第二轴承座5-2安装在内臂移动基座5-1上，随动轴通过第二轴承安装在第二轴承座5-2上，四爪卡盘5-3连接在随动轴上，内臂9的法兰卡接在四爪卡盘5-3上。
进一步地，还包括底部框架1，如图3所示，底部框架1包括两根横杆和设置在两根横杆之间的多根纵杆，内臂移动平台5移动连接在底部框架1上，例如可以在底部框架1上设置导轨1-1，内臂移动平台5的底部可以通过滑块1-2滑动连接在导轨1-1上，内臂驱动装置6、内臂支撑平台4、外臂支撑平台3和外臂旋转平台2安装在底部框架1上。
其中，如图4所示，内臂驱动装置6包括驱动电机6-1、螺杆6-2，螺杆6-2与内臂移动平台5螺纹连接，螺杆6-2的两端为光轴，光轴通过滚动轴承6-3与底部框架1连接，光轴上还套设有定位块6-4，当定位块6-4与底部框架1固定之后，再将驱动电机6-1以及端盖安装至螺杆6-2的端部法兰上，其中螺杆6-2优选为梯形螺杆6-2。内臂移动平台5通过滑块1-2与底部框架1滑动连接，驱动电机6-1可以驱动螺杆6-2转动，以带动内臂移动平台5沿螺杆6-2的轴向方向移动。
需要说明的是，上述实施例中的丝杠螺母式传动结构只是优选的直线传动方式，除此之外也可采用油缸传动、蜗轮蜗杆、齿轮齿条等直线传动方式。另外举升电机3-2-4、装夹电机3-3-2和驱动电机6-1也可采用手轮、液压马达等其它动力元器件代替。
在本发明的一个实施例中，还包括拧紧装置7，如图9所示，拧紧装置7位于外臂支撑平台3和内臂支撑平台4上，可以将螺母拧紧在内臂和外臂表面上的调节螺栓上。其中，拧紧装置7包括支架7-1、存料托盘7-2、抓取识别设备11、回转电机7-3、回转臂7-4、平移平台7-5、拧紧枪7-6，支架7-1的底部设有滑动块，底部框架1上设有滑轨1-3，滑动块滑动连接在滑轨1-3上，存料托盘7-2设置在支架7-1的外侧，回转臂7-4的一端转动连接在支架7-1上，例如可以在支架7-1上固接有转轴，转轴上套设有轴承，轴承的外圈与回转臂7-4连接，回转电机7-3通过过渡法兰回转臂7-4连接，平移平台7-5连接在回转臂7-4上，拧紧枪7-6安装在平移平台7-5上，抓取识别设备11设置在支架7-1上，用于定位存料托盘7-2上的螺母和待拧紧位置，回转电机7-3可以驱动回转臂7-4绕支架7-1转动，以使拧紧枪7-6抓取存料托盘7-2上的螺母，并回转至臂架的一侧，使得拧紧枪7-6回转至待拧紧位置。通过抓取识别设备11可以实现自动取料、自动对孔和自动拧紧，提高了生产效率、降低了劳动强度。
综上所述，本发明提供的一种伸缩臂架组装平台的工作原理如下所述：
先将外臂吊装至外臂支撑平台3，同时外臂的尾端通过销轴2-5与外臂旋转平台2连接，启动外臂支撑平台3上的举升电机3-2-4，并通过臂架位置检测装置10检测外臂8是否处于水平状态，再启动外臂支撑平台3上的装夹电机3-3-2，并通过臂架位置检测装置10调整外臂8左右对中；
再将内臂9吊装至内臂支撑平台4，同时内臂9的外端通过四爪卡盘5-3连接与内臂移动平台5，启动内臂支撑平台4上的举升电机3-2-4，并通过臂架位置检测装置10调整内臂9水平及与外臂8高度差，再启动内臂支撑平台4上的装夹电机3-3-2，并通过臂架位置检测装置10调整内臂9左右对中；
臂架组装，启动驱动电机6-1，通过螺杆6-2带动内臂移动平台5将内臂9推入外臂8内腔，直至臂架位置检测装置10检测到内外臂法兰间距一定间隔后，驱动电机6-1停止；
启动回转电机7-3，使回转臂7-4带动拧紧枪7-6旋转至存料托盘7-2上方，通过抓取识别设备11定位抓取存料托盘7-2上的螺母，再回转至臂架侧，再次通过抓取识别设备11定位，以将螺母旋入臂架外面耐磨板的调节螺栓上，并依次往复直至内臂9和外臂8表面上的所有螺母均被拧紧，回转电机7-3停止；
启动举升电机3-2-4，使支撑辊3-2-1下移脱离内臂9和外臂8下表面一定距离之后，举升电机3-2-4停止，启动旋转驱动电机6-12-3，使内臂9和外臂8旋转90°，并通过臂架位置检测装置10调整内臂9和外臂8水平后，停止旋转驱动电机6-12-3，其中臂架位置检测装置10的检测流程如图10所示；
最后依次通过上述过程，旋入内臂9和外臂8剩余三个面的螺母即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
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 (7)

1.一种伸缩臂架组装平台，其特征在于，包括：
外臂支撑平台，所述外臂支撑平台用于支撑外臂的外侧，并调整所述外臂的上下和左右位置；
外臂旋转平台，所述外臂旋转平台用于与所述外臂的尾端连接，并控制所述外臂绕其轴线转动；
内臂支撑平台，所述内臂支撑平台用于支撑内臂的外侧，并调整所述内臂的上下和左右位置；
内臂移动平台，所述内臂移动平台用于与所述内臂的法兰连接，并可被动的带着所述内臂绕其轴线转动；
内臂驱动装置，所述内臂驱动装置用于控制所述内臂移动平台移动，以使所述内臂朝向所述外臂的方向移动；
臂架位置检测装置，所述臂架位置检测装置用于检测所述外臂和所述内臂的姿态；
所述外臂支撑平台和所述内臂支撑平台均包括臂架支撑架、装夹组件、支撑辊和举升装置，所述装夹组件和所述举升装置设置在所述臂架支撑架上，所述举升装置用于驱动所述支撑辊升降，所述装夹组件用于夹持所述内臂或外臂；
所述臂架支撑架包括两根立柱和一根横梁，所述横梁的两端分别与两根所述立柱连接，所述举升装置安装在所述横梁上，所述装夹组件包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部安装在其中一根所述立柱上，所述第二夹持部安装在另一根所述立柱上；
所述第一夹持部和所述第二夹持部均包括装夹电机、装夹丝杆、装夹联轴器、导杆、球头座、连接板和装夹基座，所述导杆与所述装夹基座连接，所述装夹丝杆通过所述装夹联轴器与所述装夹电机连接，所述装夹丝杆与所述连接板螺纹连接，所述连接板上设有球头轴，所述球头座连接在所述球头轴上，所述装夹电机用于驱动所述装夹丝杆转动，以带动所述球头座沿所述导杆的轴向方向移动。
2.根据权利要求1所述的伸缩臂架组装平台，其特征在于，所述外臂旋转平台包括旋转基座、第一轴承座、主动轴、铰支座、销轴和旋转驱动电机，所述主动轴通过第一轴承安装在所述第一轴承座上，所述主动轴的一端与所述铰支座连接，另一端与所述旋转驱动电机连接，所述外臂的外端通过所述销轴与所述铰支座铰接，所述旋转驱动电机用于驱动所述主动轴转动，以通过所述铰支座带动所述外臂转动。
3.根据权利要求1所述的伸缩臂架组装平台，其特征在于，所述内臂移动平台包括内臂移动基座、第二轴承座、随动轴和四爪卡盘，所述第二轴承座安装在所述内臂移动基座上，所述随动轴通过第二轴承安装在所述第二轴承座上，所述四爪卡盘连接在所述随动轴上，所述内臂的外端卡接在所述四爪卡盘上。
4.根据权利要求1所述的伸缩臂架组装平台，其特征在于，还包括底部框架，所述内臂移动平台移动连接在所述底部框架上，所述内臂驱动装置、所述内臂支撑平台、所述外臂支撑平台和所述外臂旋转平台安装在所述底部框架上。
5.根据权利要求4所述的伸缩臂架组装平台，其特征在于，所述内臂驱动装置包括驱动电机、螺杆，所述螺杆与所述内臂移动平台螺纹连接，所述内臂移动平台通过滑块与所述底部框架滑动连接，所述驱动电机用于驱动所述螺杆转动，以带动所述内臂移动平台沿所述螺杆的轴向方向移动。
6.根据权利要求1至5任一项所述的伸缩臂架组装平台，其特征在于，还包括拧紧装置，所述拧紧装置用于将螺母拧紧在内臂和外臂表面上的调节螺栓上。
7.根据权利要求6所述的伸缩臂架组装平台，其特征在于，所述拧紧装置包括支架、存料托盘、抓取识别设备、回转电机、回转臂、平移平台、拧紧枪，所述存料托盘设置在所述支架的外侧，所述回转臂的一端转动连接在所述支架上，所述平移平台连接在所述回转臂上，所述拧紧枪安装在所述平移平台上，所述抓取识别设备设置在所述支架上，用于定位所述存料托盘上的螺母和待拧紧位置，所述回转电机用于驱动所述回转臂绕所述支架转动，以使所述拧紧枪抓取所述存料托盘上的螺母，并回转至臂架的一侧。
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