CN219404278U - 一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，包括支撑立柱、X轴机械臂、Y轴机械臂、多个Z轴机械臂和工具端，Z轴机械臂的底部连接工具端用于下心盘螺栓组装、拆解；X轴机械臂、Y轴机械臂、多个Z轴机械臂和工具端分别与控制机构通信连接；支撑立柱竖立设置在地面，支撑立柱上横向搭设有X轴机械臂，X轴机械臂上垂直铺设有Y轴机械臂且Y轴机械臂可在X轴机械臂上进行X轴方向移动；Z轴机械臂竖立设置在Y轴机械臂上且Z轴机械臂可在Y轴机械臂上进行Y轴方向移动；Z轴机械臂可在Y轴机械臂上进行升降。本实用新型通过桁架形式，实现高负载工具端的功能；通过双Z轴方式满足不同型号穿插作业的需求，节省大量换型时间。

Description

一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，涉及一种桁架机构，尤其涉及一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构。

背景技术

随着我国轨道建设的不断发展，市场对于各种类型的工具的需求日益增大。

目前转向架心盘组装和拆解等工作仍然大量采用人工作业，辅助以半自动设备，或搭配龙门架机器人等方式实现。

目前现有生产技术情况比较落后，生产效率低，机器人负载有限，人工作业更加会涉及安全问题，而且，产品质量一致性控制也存在一定的问题。

因此，需要一种能解决上述各种问题的货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构的出现。

发明内容

针对现有技术中存在的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构。

本实用新型通过桁架形式，实现高负载工具端的功能；以实现满足更多拧紧轴同步作业的方式，来大幅度提高效率；通过完全自动化代替人工作业，保证产品一致性；通过双Z轴方式实现两种型号无缝衔接换型，满足不同型号穿插作业的需求，节省大量换型时间。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，所述桁架机构包括支撑立柱、X轴机械臂、Y轴机械臂、多个Z轴机械臂和工具端，Z轴机械臂的底部连接所述工具端用于下心盘螺栓组装、拆解；X轴机械臂、Y轴机械臂、多个Z轴机械臂和工具端分别与控制机构通信连接；支撑立柱竖立设置在地面，支撑立柱上横向搭设有X轴机械臂，X轴机械臂上垂直铺设有Y轴机械臂且Y轴机械臂可在X轴机械臂上进行X轴方向的移动；Z轴机械臂竖立设置在Y轴机械臂上且Z轴机械臂可在Y轴机械臂上进行Y轴方向的移动；Z轴机械臂可在Y轴机械臂上进行升降。

进一步的，所述Z轴机械臂包括Z1轴机械臂和Z2轴机械臂，二者分别设置在Y轴机械臂的两侧。

更进一步的，所述Z1轴机械臂和Z2轴机械臂独立升降。

进一步的，所述Y轴机械臂连接有视觉机构，视觉机构随Y轴机械臂在X轴机械臂上实现同步平移。

进一步的，所述支撑立柱的设置数量为至少2根。

更进一步的，所述支撑立柱的底部通过紧固螺栓固定在地面，或者，支撑立柱的底部通过焊接的方式固定在地面。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型通过自动化作业，双Z轴设计大幅度提高工作效率，避免换型带来的节拍浪费；

(2)本实用新型通过桁架大幅度增加负载能力，以满足重载工具的条件，实现工具端轴的数量增加，进一步增加工作效率；

(3)本实用新型相校于机器人有占地更小的优点，且结构简单有效；

(4)本实用新型安全性更高：由于桁架式机械臂各个机械臂运动轨迹成直线，活动范围受限于导轨，因此本实用新型受其结构影响，运行速度也不易突变，也没有机器人失速，自由度过高带来的安全问题。

附图说明

图1是本实用新型货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构示意图1；

图2是本实用新型货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构示意图2；

图3是工具端的示意图(去掉外壳)；

图4是工具端的扳手自动变位机构示意图；

图5是工具端的扳手自动变位机构爆炸示意图；

图6是工具端的螺栓拧紧机构的组装爆炸图；

图7是工具端的螺栓拧紧机构的结构图；

图8是工具端的螺栓拧紧机构的剖面图；

图中各标号表示：A、支撑立柱，B、X轴机械臂，C、Y轴机械臂，D、Z1轴机械臂，E、Z2轴机械臂，F、视觉机构，G、第一工具端，H、第二工具端。

其中，4、螺栓拧紧机构、5、扳手自动变位机构，6、固定支架；

41、第一锁紧螺钉；42、伺服电机；43、第二锁紧螺钉；44、伺服减速机；45、键；46、扭矩传感器；47、第三锁紧螺钉；48、孔用挡圈；49、转轴套；410、第一半月扣；411、第四锁紧螺钉；412、传动轴；413、弹簧；414、弹簧挡圈；415、固定箱；416、固定板；417、第五锁紧螺钉；418、第二直线轴承；419、第六锁紧螺钉；420、第二半月扣；421、止动螺丝；422、第七锁紧螺钉；423、传动轴套；424、锁紧方头；425、第八锁紧螺钉；426、开口销；427、带孔销轴；428、套筒；429、下心盘螺栓；

51、气缸；52、活动连接件；53、导轨定位套；54、导向轮；55、轴连接块；56、旋转轴；57、限位块；58、第一锁紧螺丝；59、定位板；510、第一直线轴承、511、六角扳手；512、带孔销轴；513、开口销；514、第二锁紧螺丝；515、第三锁紧螺丝；516、、第四锁紧螺丝；517、第五锁紧螺丝。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实施例的结构为货车转向架下心盘组装、拆解的专用桁架机构。

本实施例的货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构包括支撑立柱A、X轴机械臂B、Y轴机械臂C、Z1轴机械臂D、Z2轴机械臂E、视觉结构F、第一工具端G和第二工具端H。

X轴机械臂B、Y轴机械臂C、Z1轴机械臂D、Z2轴机械臂E、视觉结构F、第一工具端G和第二工具端H均与控制机构(如PLC控制系统)通信连接从而自动化作业移动。

其中，支撑立柱A竖立设置在地面。

支撑立柱A的设置数量为至少2根，本实施例中的支撑立柱A设有2根。

优选的，支撑立柱A的底部通过紧固螺栓固定在地面。

或者，优选的，支撑立柱A的底部通过焊接的方式固定在地面。

支撑立柱A的顶部横向搭设有X轴机械臂B，形成直角拱门结构，如图1和图2所示。X轴机械臂B上设有沿X轴方向的轨道。

X轴机械臂B上垂直铺设有Y轴机械臂C，X轴机械臂B和Y轴机械臂C相互垂直设置，且Y轴机械臂C可在X轴机械臂B沿X轴机械臂B上的轨道进行X轴方向的移动。

Y轴机械臂C上垂直设有Z轴机械臂，即Z轴机械臂竖立设置在Y轴机械臂C上，Z轴机械臂可在Y轴机械臂C上沿Y轴机械臂C上的轨道进行Y轴方向的移动。

而且，Z轴机械臂可在Y轴机械臂C上进行升降，即进行Z轴方向上的移动。

Z轴机械臂的底部设有工具端，用于下心盘螺栓组装、拆解。

Y轴机械臂C上可垂直设有多个Z轴机械臂。

本实施例中，Z轴机械臂包括Z1轴机械臂D和Z2轴机械臂E，二者分别设置在Y轴机械臂3的两侧。

以上支撑立柱A、X轴机械臂B、Y轴机械臂C、Z1轴机械臂D、Z2轴机械臂E组成双Z轴桁架结构。

Z1轴机械臂D和Z2轴机械臂E可以根据情况升降，同时抓取两个工具结构(即第一工具端G和第二工具端H)，实现两种型号用哪个调用哪个。

第一工具端G和第二工具端H共用X轴机械臂B和Y轴机械臂C，但分别对应两个Z轴机械臂。两个Z轴机械臂连带着两个工具端相对独立、互不影响，实际作业时，一般只是用到一个Z轴机械臂和一个工具端，另一个Z轴机械臂和一个工具端待机。

通过双Z轴方式可实现两种型号的下心盘螺栓无缝衔接换型，满足不同型号的下心盘螺栓穿插作业的需求，节省大量换型时间，进一步提高作业效率。

此外，Y轴机械臂C还连接有视觉机构F，该视觉机构F为3D视觉定位系统或者3D视觉定位引导系统、激光3D视觉等，属于现有的常规技术手段，主要是根据不同的产品进行识别特征进行定位，购买厂家如基恩士，杭州蓝芯科技、深眸科技、迁移科技、埃尔森智能科技等。视觉机构F和Y轴机械臂C固定连接，视觉机构F随着Y轴机械臂C在X轴机械臂B上实现同步平移。

此处的第一工具端G和第二工具端H可以为一个气缸配两个夹爪，也可以是一个吸盘配一个支架和真空系统，属于抓取工装，属于常规技术手段。

此处的第一工具端G和第二工具端H也可以是特殊设计的一体式组装装置，包括固定支架6、螺栓拧紧机构4和扳手自动变位机构5，固定支架6作为基础框架，固定支架6中竖直设置四个螺栓拧紧机构4，每个螺栓拧紧机构4的旁边配套设置一个扳手自动变位机构5。其操作过程如下：四个螺栓拧紧机构4上的套筒428同时套在一组四个螺栓429上后，相应的扳手自动变位机构5的气缸51通过旋转轴56带动六角扳手511上移，四个六角扳手511会自动旋转至套筒428中心位置，分别夹住四个螺母并且气缸51保持夹住压力。螺栓拧紧机构4的伺服电机42通过伺服减速机44减速并带动四个套筒428顺时针旋转，当套筒428带动螺栓429旋转一定角度时，螺母511落入扳手卡槽内不能跟随螺栓429一起转动。完成组装后，扳手自动变位机构5的退出，自动旋转复位：气缸51带动扳手511下移，扳手511自动旋转90度避让转向架空间。

具体的，关于螺栓拧紧机构4：从外部来看，伺服电机42连接伺服减速机44，通过伺服电机42动力输出带动伺服减速机44。伺服减速机44连接扭矩传感器46，扭矩传感器46连接固定箱415，固定箱415下方通过固定板416和固定支架6进行固定。扭矩传感器46进行套筒428输出的扭矩值与伺服减速机42的输出扭矩值比对，完成螺栓组装同步全检工作。从内部来看：伺服减速机44的输出轴通过键45连接转轴套49，转轴套49位于键45的外部，转轴套49连接传动轴412。传动轴412和传动轴套423嵌套并通过弹簧413连接，弹簧413套设在传动轴412的外侧，实现缓冲效果。传动轴412在传动轴套423中相对滑动运行，通过弹簧413实现缓冲滑动方向缓冲，并滑动过程中仍可保持伺服电机42转动力矩传动到终端的套筒428上。传动轴套423的外侧套设有第二直线轴承418，第二直线轴承418设置在固定板16的空腔中，传动轴套423在第二直线轴承418中可以轴向滑动和旋转。传动轴套423的末端和锁紧方头424连接，锁紧方头424输出端和套筒428连接，套筒428连接下心盘螺栓429。优选的，传动轴套423的末端和锁紧方头424输出轴采用可拆卸的方式进行连接，锁紧方头424输出端在磨损后更换方便，且后期可以灵活替换其他功能接头。

具体的，关于扳手自动变位机构5：定位板59作为固定基准板固定在框架6上；定位板59的下方设有第一直线轴承510，方便旋转轴56穿过定位板59上的空腔并在第一直线轴承510内轴向移动和旋转。导轨定位套53固定在定位板59的上方，导轨定位套53设为中空筒状结构，旋转轴56在导轨定位套53内轴向移动和旋转。导轨定位套53的侧壁上设有两条轨道槽，两条轨道槽呈对向方向设置(两直线段相互平行且相对设置，两个曲线段的旋转方向相同，始终保证两个导向轮54带动旋转轴56在轴心方向始终围绕轴心旋转，对称受力，平衡受力状态，耐用性提高)。轨道槽沿导轨定位套53的轴向方向延伸，轨道槽依次包括直线段、曲线段和直线延伸段，三者相互连通，曲线段缠绕导轨定位套53进行延伸旋转，曲线段的最终旋转角度为90°，直线延伸段可以不设置。旋转轴56的末端连接六角扳手511，用于卡住螺母。气缸51的伸缩轴的端部连接活动连接件52，活动连接件52连接轴连接块55，轴连接块55连接上述旋转轴56的首端。活动连接件52和轴连接块55轴向通过T型槽限位，旋转不受限制，活动连接件52只轴向运动，轴连接块55可轴向运动以及相对于活动连接件52发生旋转。限位块57固定在活动连接件52上，运动时沿导轨定位套3上的直线导向槽运动，可以防止活动连接件52跟随轴连接块55旋转而导致和气缸1的杆端螺纹脱开，即限位块57限制活动连接件52只轴向运动不发生旋转。轴连接块55上凸出设置有导向轮54，当气缸51推动旋转轴56轴向前进后退时，导向轮54沿轨道槽运动，即轨道槽对导向轮54的活动区间进行引导，使旋转轴56随着导向轮54进行转动。

以上所述仅为本实用新型的优选例实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，其特征在于，所述桁架机构包括支撑立柱、X轴机械臂、Y轴机械臂、多个Z轴机械臂和工具端，Z轴机械臂的底部连接所述工具端用于下心盘螺栓组装、拆解；X轴机械臂、Y轴机械臂、多个Z轴机械臂和工具端分别与控制机构通信连接；

支撑立柱竖立设置在地面，支撑立柱上横向搭设有X轴机械臂，X轴机械臂上垂直铺设有Y轴机械臂且Y轴机械臂可在X轴机械臂上进行X轴方向的移动；Z轴机械臂竖立设置在Y轴机械臂上且Z轴机械臂可在Y轴机械臂上进行Y轴方向的移动；Z轴机械臂可在Y轴机械臂上进行升降。

2.如权利要求1所述的一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，其特征在于，所述Z轴机械臂包括Z1轴机械臂和Z2轴机械臂，二者分别设置在Y轴机械臂的两侧。

3.如权利要求2所述的一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，其特征在于，所述Z1轴机械臂和Z2轴机械臂独立升降。

4.如权利要求1或2所述的一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，其特征在于，所述Y轴机械臂连接有视觉机构，视觉机构随Y轴机械臂在X轴机械臂上实现同步平移。

5.如权利要求1或2所述的一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，其特征在于，所述支撑立柱的设置数量为至少2根。

6.如权利要求5所述的一种货车转向架下心盘组装、拆解专用桁架机构，其特征在于，所述支撑立柱的底部通过紧固螺栓固定在地面，或者，支撑立柱的底部通过焊接的方式固定在地面。