CN219255318U - 一种快速限制空间5个自由度装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速限制空间5个自由度装置，涉及汽车装配领域，包括凹座和凸座，凹座底部设置安装底板，在安装底板中间开设凹槽，凹槽两侧设置第一斜面；凸座顶部设置安装顶板，在安装顶板上与凹槽相对应位置处设置凸起，凸起的左右两侧设置第二斜面，通过第二斜面与第一斜面贴合定位，使凸座相对凹座在X向上的平动自由度以及Y向和Z向上的转动自由度受到限制；凹槽中心设置定位销，凸起上与定位销相对应位置处开设定位销孔，定位销伸入定位销孔内，使凸座相对凹座在Y向上的平动自由度以及X向上的转动自由度受到限制。本实用新型能够快速实现五个自由度的限制，解决了现有技术中零件难以精确定位而影响后道工序的问题。

Description

一种快速限制空间5个自由度装置

技术领域

本实用新型涉及汽车装配的领域，具体涉及一种快速限制空间5个自由度装置。

背景技术

在汽车生产制造中，汽车夹具需要用到多种定位装置来固定目标零件，便于下道工序进行焊接或者装配。目前，现有技术中，主要通过平面定位或者利用二根定位销实现定位。但采用这样的方式，往往会导致定位装置与目标零件的接触面上存在间隙无法完全贴合，造成定位不精准，进而影响后道工序。此外，还存在定位时间长、效率低的问题。

中国专利文献(CN1588556A)公开了一种五自由度精密定位平台，采用压电驱动器驱动，该平台由基体及其底部的第一支座和第二支座构成，该基体包含第一动平台、第二动平台和第三动平台，其中第一动平台实现x方向平动，第二动平台实现y方向平动，第三动平台实现z轴转动，第一支座和第二支座单独伸长，通过伸长量的同异带动基体实现z方向平移和一维转动，所述的第三动平台分别通过第一转动副柔性铰链和第二转动副柔性铰链与底部的第一支座和第二支座连接。其采用压电陶瓷作为驱动装置，柔性铰链机构作为传动装置，能够实现亚微米级、纳米级别定位。但其存在运动行程较小的问题，而且由于其结构较为复杂，应用在汽车装配场景中成本高昂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种快速限制空间5个自由度装置，解决了现有技术中零件难以精确定位而影响后道工序的问题。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种快速限制空间5个自由度装置，包括凹座和凸座，所述凹座底部设置安装底板，以安装底板的长度方向为X向、宽度方向为Y向、高度方向为Z向，在安装底板中间开设凹槽，凹槽两侧设置第一斜面；所述凸座顶部设置安装顶板，在安装顶板上与凹槽相对应位置处设置凸起，凸起的左右两侧设置第二斜面，通过第二斜面与第一斜面贴合定位，使凸座相对凹座在X向上的平动自由度以及Y向和Z向上的转动自由度受到限制；所述凹槽中心设置定位销，凸起上与所述定位销相对应位置处开设定位销孔，所述定位销伸入定位销孔内，使凸座相对凹座在Y向上的平动自由度以及X向上的转动自由度受到限制。

作为进一步的技术方案，所述安装底板及安装顶板上均开设若干安装孔，用于固定连接汽车夹具或目标零件。

作为进一步的技术方案，所述定位销采用菱形定位销，该菱形定位销顶部设置锥形头部。

本实用新型的有益效果为：

1、利用凸起与凹槽表面的斜面贴合定位，实现X向上的平动自由度以及Y向和Z向上的转动自由度的限制，斜面的存在可以在定位时快速消除配合间隙，保证定位的精确度；

2、菱形定位销在其锥形头部的导向下，能够快速伸入定位销孔内，进而限制Y向上的平动自由度以及X向上的转动自由度，因此在凸座与凹座配合后，可以实现快速限制五个自由度；

3、凸座和凹座上均开设安装孔，便于固定在汽车夹具或汽车零部件上，从而在生产、装配过程中保证较高的定位精度。

附图说明

图1为本实用新型中凹座与凸座分离时的结构示意图。

图2为本实用新型中凹座与凸座配合时的结构示意图。

图3为本实用新型中凹座与凸座配合时的结构剖视图。

图4为本实用新型中菱形定位销的结构示意图。

附图标记说明：凹座1、安装底板11、凹槽12、第一斜面13、菱形定位销2、锥形头部21、凸座3、安装顶板31、凸起32、第二斜面33、定位销孔34、安装孔4。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：如附图1～4所示，这种快速限制空间5个自由度装置，包括凹座1、安装底板11、凹槽12、第一斜面13、菱形定位销2、锥形头部21、凸座3、安装顶板31、凸起32、第二斜面33、定位销孔34和安装孔4。

参考附图1，在凹座1底部设置安装底板11，以安装底板11的长度方向为X向、宽度方向为Y向、高度方向为Z向(如图中箭头所示)，在安装底板11上表面的中间开设凹槽12，凹槽12的两侧设置由第一斜面13。凸座3顶部设置安装顶板31，在安装顶板31的下表面上与凹槽12相对应位置处设置凸起32，凸起32的左右两侧设置第二斜面33。如图2所示，通过第二斜面33与第一斜面13贴合定位，使凸座3相对凹座1在X向上的平动自由度以及Y向和Z向上的转动自由度受到限制，即凸座3无法沿X向左右移动，同时无法绕Y轴和Z轴自由转动。如图3所示，在凹槽12中心设置菱形定位销2，凸起32上与菱形定位销2相对应位置处开设定位销孔34，菱形定位销2伸入定位销孔34内，使凸座3相对凹座1在Y向上的平动自由度以及X向上的转动自由度受到限制，即凸座3无法沿Y向前后移动，同时无法绕X轴自由转动。如图4所示，采用菱形定位销2相较于常规的圆柱形定位销来说，其锥形头部21能够起到更好的导向作用，便于定位销孔34顺利且快速的套在菱形定位销2上。

进一步的，安装底板11及安装顶板31上均开设若干安装孔4，安装孔4用来固定连接汽车夹具或目标零件，装配时，汽车夹具和目标零件借助该快速限制空间5个自由度装置实现精确定位。

本实用新型的工作过程：汽车装配生产过程中，需要将目标零件通过夹具进行夹持固定时，通过安装孔4将凹座1(凸座3)固定在夹具上，通过安装孔4将凸座3(凹座1)固定在目标零件上。然后，借助机械手(或其他驱动设备)使目标零件向夹具靠拢，定位销孔34在锥形头部21的导向作用下逐渐套在菱形定位销2上，同时第一斜面13与第二斜面33相互贴合定位，进而快速实现目标零件与夹具之间共五个自由度(X、Y向的平动自由度以及X、Y、Z向的转动自由度)的限制。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种快速限制空间5个自由度装置，其特征在于：包括凹座(1)和凸座(3)，所述凹座(1)底部设置安装底板(11)，以安装底板(11)的长度方向为X向、宽度方向为Y向、高度方向为Z向，在安装底板(11)中间开设凹槽(12)，凹槽(12)两侧设置第一斜面(13)；所述凸座(3)顶部设置安装顶板(31)，在安装顶板(31)上与凹槽(12)相对应位置处设置凸起(32)，凸起(32)的左右两侧设置第二斜面(33)，通过第二斜面(33)与第一斜面(13)贴合定位，使凸座(3)相对凹座(1)在X向上的平动自由度以及Y向和Z向上的转动自由度受到限制；所述凹槽(12)中心设置定位销，凸起(32)上与所述定位销相对应位置处开设定位销孔(34)，所述定位销伸入定位销孔(34)内，使凸座(3)相对凹座(1)在Y向上的平动自由度以及X向上的转动自由度受到限制。

2.根据权利要求1所述的快速限制空间5个自由度装置，其特征在于：所述安装底板(11)及安装顶板(31)上均开设若干安装孔(4)，用于固定连接汽车夹具或目标零件。

3.根据权利要求1所述的快速限制空间5个自由度装置，其特征在于：所述定位销采用菱形定位销(2)，该菱形定位销(2)顶部设置锥形头部(21)。

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