CN114536293A - 测量平行度的靶标自动定位机器人 - Google Patents

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Abstract

一种测量平行度的靶标自动定位机器人，包括：靶标机构、平台框架以及设置于平台框架上的导向轮机构、车轮机构、竖直方向平移机构和控制机构，靶标机构与竖直方向平移机构相连，竖直方向平移机构设置于平台框架的前端，从而实现靶标的竖直方向运动并保证靶标和被测工件表面的接触，用于控制机器人沿基准面运动的导向轮机构和用于带动机器人在箱体内部的移动的车轮机构分别对应设置于平台框架的上、下表面的四角，控制机构分别与导向轮机构和竖直方向平移机构相连实现各个驱动电机的控制和信号处理以及与外部的通讯。本发明采用可调节偏心轮机构为机器人沿基准面导向，保证与基准面的紧密接触；实现靶标机构左右调整的竖直方向精确定位，采用弹簧实现靶标与被测表面接触。

Description

测量平行度的靶标自动定位机器人
技术领域
本发明涉及的是一种机器人领域的技术，具体是一种测量平行度的靶标自动定位机器人。
背景技术
当工作人员在箱体内进行加工、检测和装配作业时，由于空间狭窄，施展空间小、劳动强度大，难以保证作业质量。如现有技术中关于平行度的检测，工人需爬进箱体内并在特定位置上操作靶标供外部测量仪器瞄准、检测。随着机器人技术的不断发展，机器人代替人工完成箱体内作业是必然趋势。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种测量平行度的靶标自动定位机器人，能够实现靶标在箱体内的定位；采用弹簧实现两个靶标和被测表面的接触压紧，通过刻线显示测量标的，便于仪器一次测量读数。提高了工作效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种测量平行度的靶标自动定位机器人，包括：靶标机构、平台框架以及设置于平台框架上的导向轮机构、车轮机构、竖直方向平移机构和控制机构，其中：靶标机构与竖直方向平移机构相连，竖直方向平移机构设置于平台框架的前端，从而实现靶标的竖直方向运动并保证靶标和被测工件表面的接触，用于控制机器人沿基准面运动的导向轮机构和用于带动机器人在箱体内部的移动的车轮机构分别对应设置于平台框架的上、下表面的四角，控制机构分别与导向轮机构和竖直方向平移机构相连实现各个驱动电机的控制和信号处理以及与外部的通讯。
所述的靶标机构包括：安装板、升降连接板、轴向限位盖、导向套、靶标和带有弹簧的导向杆，其中：安装板与升降连接板相连，轴向限位盖设置于升降连接板的底端，导向套套接于升降连接板外并位于靶标的上方，靶标通过轴承与导向杆连接并用于与被测工件表面接触。
所述的轴向限位盖的下方设有缓冲簧片以实现靶标与被测工件之间平缓受力。
所述的靶标采用单边式或两侧分体式，且其上设有刻线。
所述的安装板上设有多个连接孔以调节与升降连接板的相对位置。
所述的导向轮机构包括：锁紧盘、挡轮以及由内而外依次设置于挡轮内的偏心轴、内套筒、向心球轴承和外套筒，其中：锁紧盘套接于偏心轴的上部。
所述的锁紧盘为沿周向分布有多个位置调整销孔的圆环以通过将偏心轴固定在不同的孔位来调整导向轮机构轮的支撑半径。
所述的车轮机构包括：近靶标机构的两个主动轮和远靶标机构的两个从动轮。
所述的主动轮包括：两个由同步带进行配合的同步带轮、车轮和车轮减速单元，其中：第一同步带轮和车轮并列设置，第二同步带轮与车轮同轴设置，车轮减速单元与车轮相连。
所述的竖直方向平移机构包括：机构减速单元、螺杆、两个相互啮合的齿轮、两套轴承组、导轨、滑块和两个套筒，其中：机构减速单元的输出轴与第一齿轮键连接，螺杆与第二齿轮键连接，两个套筒分别设置于第二齿轮和轴承组之间以及两套轴承组之间，两套轴承组之间的套筒通过螺母与滑块连接，滑块与导轨接触并与靶标机构连接。
所述的滑块和螺母上设有多个安装孔以安装靶标机构。
所述的控制机构包括：车轮电机位置检测模块、车轮电机驱动模块、竖直方向电机驱动模块和竖直方向位置检测模块，其中：车轮电机位置检测模块、竖直方向位置检测模块与靶标相连并传输靶标运动到位信号，车轮驱动模块与车轮减速单元相连并传输车轮转速命令信号，竖直方向驱动模块与机构减速单元相连并传输竖直方向位置指令。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图；
图2为导向轮机构的结构示意图；
图中：a为结构简图；b为侧视图；
图3为车轮机构的结构示意图；
图中：a为正视图；b为侧视图；
图4为竖直方向平移机构的结构示意图；
图5为靶标机构的机构示意图；
图中：靶标机构1、导向轮机构2、车轮机构3、平台框架4、控制机构5、竖直方向平移机构6、偏心轴7、偏心调整锁紧盘8、上端盖9、挡轮10、下端盖11、第一轴端挡板12、向心球轴承13、内套筒14、外套筒15、支架16、位置调整销孔17、减速器支座18、第一同步带轮19、车轮支座20、车轮21、同步带22、第二同步带轮23、车轮减速单元24、第一端盖25、轴承26、第一轴套27、车轮轴28、第二轴套29、第二端盖30、第一同步带轮挡圈31、第二同步带轮挡圈32、机构减速单元33、上轴承座34、螺杆35、减速器支架36、第一齿轮37、第二轴端挡板38、平移机构底板39、第二齿轮40、丝杆挡板41、导轨42、上轴承端盖43、第一套筒44、螺母45、滑块46、第二套筒47、下轴承座48、安装支撑板49、升降连接板50、导向套51、靶标框架52、靶标53、导向杆54、盖板55、缓冲簧片56、弹簧57、滑动轴承58、被测工件59。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括：靶标机构1、平台框架4以及设置于平台框架4上的导向轮机构2、车轮机构3、竖直方向平移机构6和控制机构5，其中：靶标机构1与竖直方向平移机构6相连，竖直方向平移机构6设置于平台框架4的前端，从而实现靶标53的竖直方向运动并保证靶标53和被测工件59表面的接触，用于控制机器人沿基准面运动的导向轮机构2和用于带动机器人在箱体内部的移动的车轮机构3分别对应设置于平台框架4的上、下表面的四角，控制机构5分别与导向轮机构2和竖直方向平移机构6相连实现各个驱动电机的控制和信号处理以及与外部的通讯。
如图2a和图2b所示，所述的导向轮机构2包括：固定设置的偏心轴7、偏心调整锁紧盘8、上端盖9、挡轮10、下端盖11、向心球轴承13、内套筒14、外套筒15和第一轴端挡板12，其中：偏心轴7的外侧依次设置内套筒14、向心球轴承13、外套筒15和挡轮10，偏心轴7通过向心球轴承13相对于支架16转动，偏心调整锁紧盘8设置于偏心轴7的上段，第一轴端挡板12设置于偏心轴7的下方并通过螺钉与支架16连接以在轴向定位偏心轴7，上端盖9和下端盖11分别通过螺钉设置于挡轮10的顶部和底部。
所述的偏心调整锁紧盘8为沿周向分布有多个位置调整销孔17的圆环以通过将偏心轴7固定在不同的孔位来调整导向轮机构2轮的支撑半径。
如图1所示，所述的车轮机构3包括：设置于近靶标机构的两个主动轮和远靶标机构的两个从动轮。
如图3a和图3b所示，所述的主动轮包括：减速器支座18、第一同步带轮19、车轮支座20、车轮21、同步带22、第二同步带轮23、车轮减速单元24、第一端盖25、轴承26、第一轴套27、车轮轴28、第二轴套29、第二端盖30、第一同步带轮挡圈31和第二同步带轮挡圈32，其中：第二同步带轮23与车轮21同轴设置且与第一同步带轮19通过同步带22相配合，第一同步带轮19通过减速器支座18与平台框架4连接，车轮21套于车轮轴28外，轴承26与车轮轴28配合以使车轮21转动，车轮轴28两端的轴承26分别由第一轴套27和第二轴套29固定并分别通过对应的第一端盖25和第二端盖30固定于车轮支座20上，车轮支座20与平台框架4固定连接，车轮电机减速单元24与减速器支座18固定连接，第一同步带轮挡圈31和第二同步带轮挡圈32各自对应设置于第一同步带轮19和第二同步带轮23外。
如图4所示，所述的竖直方向平移机构6包括：机构减速单元33、上轴承座34、螺杆35、减速器支架36、第一齿轮37、第二轴端挡板38、平移机构底板39、第二齿轮40、丝杆挡板41、导轨42、上轴承端盖43、第一套筒44、螺母45、滑块46、第二套筒47和下轴承座48，其中：机构减速单元33的输出轴通过键连接与第一齿轮37连接，第二轴端挡板38设置于输出轴的底端，机构减速单元33通过减速器支架36与平移机构底板39连接，螺杆35的顶端依次设有上轴承座34和上轴承端盖43，螺杆35的底端设有下轴承座48并通过第二套筒47进行轴向固定，上轴承座34和下轴承座48均固定设置于平移机构底板39上，螺杆35与轴承座之间通过轴承26传动，第二齿轮40通过键连接于螺杆35的底部，第二齿轮40与第一齿轮37相啮合，丝杆挡板41设置于螺杆35的底端以用于轴向固定第二齿轮40，第一套筒44设置于下轴承座48上方并通过螺母45与滑块46连接，导轨42固定于平移机构底板39上且与滑块46相接触。
所述的滑块46和螺母45上设有多个安装孔以安装靶标机构1。
如图5所示，所述的靶标机构1包括：安装支撑板49、升降连接板50、导向套51、靶标框架52、靶标53、导向杆54、盖板55、缓冲簧片56、弹簧57和滑动轴承58，其中：安装支撑板49与滑块46和螺母45连接，升降连接板50设置于安装支撑板49上，导向套51通过滑动轴承58与升降连接板50连接，盖板55设置于升降连接板50的末端以限制导向套51的轴向运动，靶标框架52通过螺钉固定设置于导向套51下方，缓冲簧片56设置于升降连接板50和靶标框架52之间以实现靶标53与被测工件59之间平缓受力，靶标53位于靶标框架52内部且分布于靶标框架52两侧，靶标53通过含油滑动轴承58与导向杆54连接，导向杆54与靶标框架52通过螺钉固定连接，弹簧57设置于导向杆54中部以保证靶标53与被测工件59的表面接触。
所述的安装支撑板49上设有多个安装孔以升降连接板50调整位置。
所述的靶标53上设有刻线。
所述的控制机构5包括：车轮电机位置检测模块、车轮电机驱动模块、竖直方向电机驱动模块和竖直方向位置检测模块，其中：车轮电机位置检测模块、竖直方向位置检测模块与靶标55相连并传输靶标运动到位信号，车轮电机驱动模块模块与车轮减速单元24相连并传输车轮转速命令信号，竖直方向电机驱动模块与机构减速单元33相连并传输竖直方向位置指令信号。
在开始测量时，需要将靶标53压缩，使其与被测工件59表面接触，再释放，靶标53通过弹簧57作用于被测工件59表面。靶标机构1通过滑块46上的安装孔调整测量被测工件59横向位置，靶标53通过弹簧57自动定位到被测工件59表面，通过车轮机构3的行走控制靶标53沿被测工件59表面的连续移动或定点放置，通过测量仪器记录靶标53上的刻线位置，即可获得靶标53位置的单点以及连续曲线，配合导向轮机构2的半径调节，可实现多种工件的平行度测量。采用此方法，当导向平面为基准平面，则所测为测量表面相对于基准面的平行度，也可通过两组靶标53获取两个测量表面的平行度和平面度。
与现有技术相比，本发明采用可调节偏心轮机构为机器人沿基准面导向，保证与基准面的紧密接触；末端设有竖直方向平移机构和靶标机构，实现靶标机构左右调整的竖直方向精确定位，采用弹簧实现靶标与被测表面接触，并可通过设置于安装支撑板的螺钉实现靶标左右调整，扩大靶标的测量范围。提高了生产效率和质量，提升了机器人的自动化和智能化水平。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (9)

1.一种测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征在于，包括：靶标机构、平台框架以及设置于平台框架上的导向轮机构、车轮机构、竖直方向平移机构和控制机构，其中：靶标机构与竖直方向平移机构相连，竖直方向平移机构设置于平台框架的前端，从而实现靶标的竖直方向运动并保证靶标和被测工件表面的接触，用于控制机器人沿基准面运动的导向轮机构和用于带动机器人在箱体内部的移动的车轮机构分别对应设置于平台框架的上、下表面的四角，控制机构分别与导向轮机构和竖直方向平移机构相连实现各个驱动电机的控制和信号处理以及与外部的通讯。
2.根据权利要求1所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的靶标机构包括：安装板、升降连接板、轴向限位盖、导向套、靶标和带有弹簧的导向杆，其中：安装板与升降连接板相连，轴向限位盖设置于升降连接板的底端，导向套套接于升降连接板外并位于靶标的上方，靶标通过轴承与导向杆连接并用于与被测工件表面接触。
3.根据权利要求2所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的轴向限位盖的下方设有缓冲簧片以实现靶标与被测工件之间平缓受力；
所述的靶标采用单边式或两侧分体式，且其上设有刻线。
4.根据权利要求1所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的导向轮机构包括：锁紧盘、挡轮以及由内而外依次设置于挡轮内的偏心轴、内套筒、向心球轴承和外套筒，其中：锁紧盘套接于偏心轴的上部。
5.根据权利要求4所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的锁紧盘为沿周向分布有多个位置调整销孔的圆环以通过将偏心轴固定在不同的孔位来调整导向轮机构轮的支撑半径。
6.根据权利要求1所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的车轮机构包括：近靶标机构的两个主动轮和远靶标机构的两个从动轮；
所述的主动轮包括：两个由同步带进行配合的同步带轮、车轮和车轮减速单元，其中：第一同步带轮和车轮并列设置，第二同步带轮与车轮同轴设置，车轮减速单元与车轮相连。
7.根据权利要求1所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的竖直方向平移机构包括：机构减速单元、螺杆、两个相互啮合的齿轮、两套轴承组、导轨、滑块和两个套筒，其中：机构减速单元的输出轴与第一齿轮键连接，螺杆与第二齿轮键连接，两个套筒分别设置于第二齿轮和轴承组之间以及两套轴承组之间，两套轴承组之间的套筒通过螺母与滑块连接，滑块与导轨接触并与靶标机构连接。
8.根据权利要求7所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的滑块和螺母上设有多个安装孔以安装靶标机构。
9.根据权利要求1所述的测量平行度的靶标自动定位机器人，其特征是，所述的控制机构包括：车轮电机位置检测模块、车轮电机驱动模块、竖直方向电机驱动模块和竖直方向位置检测模块，其中：车轮电机位置检测模块、竖直方向位置检测模块与靶标相连并传输靶标运动到位信号，车轮驱动模块与车轮减速单元相连并传输车轮转速命令信号，竖直方向驱动模块与机构减速单元相连并传输竖直方向位置指令。
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