CN104401669A - 一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，包括控制柜、传送轨道、抓取装置和车架承载平台，传送轨道包括爬升轨道和转向轨道；传送轨道包括爬升轨道和转向轨道；抓取装置配合安装在传送轨道上，抓取装置可在传送轨道上移动，车架承载平台位于转向轨道的正下方，车架承载平台上架设有车架；爬升轨道包括左轨和右轨；左轨和右轨的前方设有车桥存放架，车桥存放架的下端设有压力传感器；转向轨道包括一号弯轨和二号弯轨。本发明以分布于车架上方的距离传感器为数据采集装置，放置位置合适，对车架及悬架位置监控极为关键，因此降低了控制器的设置数量，之后利用控制柜控制移动支撑平台和承托车的移动。

Description

一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统

技术领域

本发明涉及汽车零部件自动化装配设备技术领域，具体地说是一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统。

背景技术

车桥是通过悬架安装在汽车车架后部下方或前部下方的车架支撑结构，由于车桥位于车架的下方，安装车桥时，先将车架翻转过来，安装悬架，然后将车桥安装在悬架上，车桥的两端安装车轮，在汽车性能影响因素中，悬架对车桥和车架的连接强度是最重要的因素之一，直接决定汽车的驾驶感受和车辆在高速行驶过程中的稳定性。

车桥有整体式车桥和断开式车桥之分，分别适用于非独立悬架和独立悬架，整体式车桥犹如巨大的杠铃，整体质量重，尤其是重型汽车中的车桥，单纯采用人工搬运的方式难以移动，即使七座以下小汽车的车桥仍然具有较大的重量，现有技术中均采用电动葫芦对车桥进行提升、放置和安装，电动葫芦运行速度慢，提升效率低，安装时仍需要人工调整车桥的下落位置，车桥较重，调整不便，严重限制了车桥的高效批量安装，不利于车辆装配自动化。

人们需要一种能有效代替人工自动对车桥进行准确抓取、牢固夹持、快速搬运和精确放置的车桥装配用安放系统，帮助企业提高装配效率，降低人工吊起难度和劳动强度，提高企业自动化生产水平。

发明内容

为了提高车桥的装配效率，提高汽车装配的自动化程度，保证车桥的安装质量，本发明提供一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：

一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，包括控制柜、输送车桥的传送轨道、抓取车桥的抓取装置和放置有车架并用于支撑车桥的车架承载平台。

所述传送轨道包括将车桥向上输送至车架上方的爬升轨道和用于将车桥旋转90°以便将车桥垂直于车架的侧边放置在车架上的转向轨道。

所述抓取装置配合安装在传送轨道上，抓取装置可在传送轨道上移动，所述车架承载平台位于转向轨道的正下方，车架承载平台上架设有车架。

所述爬升轨道包括左轨和右轨；所述左轨和右轨下方设有用于固定左轨和右轨的移动支撑平台，所述移动支撑平台下方前端左右两侧各设有一用于驱动移动支撑平台的伺服电机，所述伺服电机的轴上均套有电机滚轮，所述移动支撑平台下方后端设有带有刹车装置的行走轮；所述左轨右侧面和右轨左侧面上均设有容纳抓取装置的一号滑槽，左轨下侧面左部和右轨下侧面右部均设有与抓取装置配合的一号齿道，左轨和右轨的下端均设有用于将抓取装置限定在左轨和右轨内的底端盖。

所述左轨和右轨的前方设有车桥存放架，所述车桥存放架的下端设有用于检测车桥存放架上是否有车桥的压力传感器。

所述转向轨道包括一号弯轨和二号弯轨，所述一号弯轨的起始端连接在右轨的上端，一号弯轨的末端相对于一号弯轨的起始端弯转90°，所述二号弯轨的起始端连接在左轨的上端，二号弯轨的末端相对于二号弯轨的起始端弯转90°，所述一号弯轨的内侧面和二号弯轨的外侧面上均设有与一号滑槽截面相同的二号滑槽，且一号滑槽与二号滑槽的连接处均平滑过渡，保证取装置在爬升轨道和转向轨道间顺畅移动，一号弯轨和二号弯轨的下侧面中部均设有二号齿道，一号弯轨和二号弯轨的末端均设有顶端盖，所述一号弯轨末端的顶端盖上设有用于检测车架上一侧悬架具体位置的一号传感器，所述二号弯轨末端的顶端盖上设有用于检测车架上另一侧悬架具体位置的二号传感器。

所述抓取装置包括横轴，所述横轴的两端均设有滚轮，横轴左、右两端分别对应设有左抓取架、右抓取架，所述左抓取架包括套在横轴上的侧基板，所述侧基板的下部固定有一号电机，所述一号电机的轴穿过侧基板套有与一号齿道配合的左组合轮，所述侧基板下端左右两侧各设有一辅助轮，所述辅助轮右端面位于左组合轮左端面的左侧，避免辅助轮与左组合轮的运动轨迹产生干涉，辅助轮与滚轮呈品字形卡在左轨上，防止侧基板在左轨上倾斜，另外，为防止辅助轮在二号弯轨上脱出，所述左组合轮的行走轨迹位于辅助轮行走轨迹的右侧，且左组合轮与辅助轮间的距离不宜过小，所述侧基板的中部固定有二号电机，所述二号电机的轴穿过侧基板套有主动齿轮，所述侧基板的上端通过铰接的方式连接有转动卡爪，所述转动卡爪的中部固连有与主动齿轮配合的从动齿轮，转动卡爪上端设有向一侧弯曲的固定爪，转动卡爪上端通过铰接的方式连接有向另一端弯曲的活动爪，所述活动爪的下部通过铰接的方式连接有气缸，所述气缸的另一端通过铰接的方式连接在转动卡爪上，气缸通过伸缩控制活动爪相对于固定爪转动，固定爪在主动齿轮的带动下转动，所述左抓取架与右抓取架除左组合轮以外关于横轴的中央横截面对称。

所述车架承载平台包括装配线轨道，所述装配线轨道上设有用于固定车架的承托车，所述承托车的下部设有三号电机，所述三号电机可驱动承托车前后移动。

所述控制柜分别对应与一号电机、二号电机、三号电机、一号传感器、二号传感器、气缸、伺服电机和压力传感器相连，控制柜通过一号传感器、二号传感器和压力传感器采集传送轨道、抓取装置和车架承载平台之间的相对位置或连接状态信息，根据控制器内的原定程序，利用一号电机、二号电机、三号电机和伺服电机控制各个部分的动作，最终准确将车桥放在车架或悬架的正确位置上。

所述活动爪与固定爪均为弧形卡爪，保证卡爪的包围、锁定效果，活动爪与固定爪均为劣弧，活动爪与固定爪组合时为优弧，将车桥的最大直径包围在活动爪和固定爪内，防止车桥脱出。

所述左组合轮包括与一号齿道配合的左圆柱齿轮和与二号齿道配合的左圆锥齿轮，当抓取装置在爬升轨道上移动时，采用左圆柱齿轮与一号齿道配合。

所述右抓取架与左抓取架上的左组合轮对应处设有右组合轮，所述右组合轮包括与一号齿道配合的右圆柱齿轮和与二号齿道配合的右圆锥齿轮，所述右圆锥齿轮的分度圆锥角与左圆锥齿轮的分度圆锥角朝向相同，当抓取装置移动至转向轨道上时，右圆柱齿轮与左圆柱齿轮均与一号齿道脱离啮合，同时左圆锥齿轮与右圆锥齿轮均与二号齿道进入啮合，由于左抓取架与右抓取架之间做差速运动，左圆锥齿轮与右圆锥齿轮参数不同。

所述一号传感器和二号传感器均为距离传感器，当一号传感器与二号传感器检测到的最近物体的距离与控制柜中设置的悬架上固定车架处到一号传感器或二号传感器的距离不在设定的参数范围内，则继续运行三号电机，沿流水线移动承托车，直至找到正确的位置，若一号传感器或二号传感器的检测数据过大，则应是检测范围偏移至车架的两侧，如探测至地面上，此时伺服电机启动，继续向前移动移动支撑平台，直至一号传感器和二号传感器检测数据恢复正常范围。

本发明的有益效果是：本发明以分布于车架上方的距离传感器为数据采集装置，放置位置合适，对车架及悬架位置监控极为关键，因此降低了控制器的设置数量，节约了成本，提高了检测速率，之后利用控制柜控制移动支撑平台和承托车的移动，由于移动支撑平台和承托车垂直放置，移动支撑平台不影响承托车在流水线上运行，且移动支撑平台与承托车构成二维平面调整关系，保证了距离传感器在平面内的全面可调性。

采用左组合轮、右组合轮分别与左圆锥齿轮和左圆柱齿轮、右圆锥齿轮和右圆柱齿轮啮合，利用同一驱动电机实现了抓取装置主动在直线和曲线轨道上的灵活变换，避免了现有技术中变更上述不同形式的移动轨迹常采用更换驱动装置的手法，减少了设备使用量，降低了成本。

所述抓取装置采用铰接的侧基板和转动卡爪，并由齿轮连接的方式控制两者的相对转动，使转动卡爪的抓取方向灵活可调，从而将车桥绕过抓取装置放到车架上，所述活动爪与固定爪灵活张合，抓取方便，适用于各种型号的车桥，由于固定爪与活动爪的组合为优弧，对车桥抓取、夹紧牢固。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的传送轨道与抓取装置的连接关系示意图；

图3是本发明的传送轨道的右前侧仰视图；

图4是本发明的抓取装置的立体视图；

图5是本发明的抓取装置的左视图；

图6是本发明的抓取装置的立体装配示意图；

图7是本发明的抓取装置除去转动卡爪的连接关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图7所示，一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，包括控制柜1、输送车桥的传送轨道2、抓取车桥的抓取装置3和放置有车架7并用于支撑车桥的车架承载平台4。

所述传送轨道2包括将车桥向上输送至车架7上方的爬升轨道5和用于将车桥旋转90°以便将车桥垂直于车架7的侧边放置在车架7上的转向轨道6。

所述抓取装置3配合安装在传送轨道2上，抓取装置3可在传送轨道2上移动，所述车架承载平台4位于转向轨道6的正下方，车架承载平台4上架设有车架7。

所述爬升轨道5包括左轨8和右轨9；所述左轨8和右轨9下方设有固定左轨8和右轨9的移动支撑平台10，所述移动支撑平台10下方前端左右两侧各设有一用于驱动移动支撑平台10的伺服电机11，所述伺服电机11的轴上均套有电机滚轮12，所述移动支撑平台10下方后端设有带有刹车装置的行走轮13；所述左轨8右侧面和右轨9左侧面上均设有容纳抓取装置3的一号滑槽14，左轨8下侧面左部和右轨9下侧面右部均设有与抓取装置3配合的一号齿道15，左轨8和右轨9的下端均设有用于将抓取装置3限定在左轨8和右轨9内的底端盖16。

所述左轨8和右轨9的前方设有车桥存放架17，所述车桥存放架17的下端设有用于检测车桥存放架17上是否有车桥的压力传感器18。

所述转向轨道6包括一号弯轨19和二号弯轨20，所述一号弯轨19的起始端连接在右轨9的上端，一号弯轨19的末端相对于一号弯轨19的起始端弯转90°，所述二号弯轨20的起始端连接在左轨8的上端，二号弯轨20的末端相对于二号弯轨20的起始端弯转90°，所述一号弯轨19的内侧面和二号弯轨20的外侧面上均设有与一号滑槽14截面相同的二号滑槽21，且一号滑槽14与二号滑槽21的连接处均平滑过渡，保证取装置在爬升轨道5和转向轨道6间顺畅移动，一号弯轨19和二号弯轨20的下侧面中部均设有二号齿道22，一号弯轨19和二号弯轨20的末端均设有顶端盖23，所述一号弯轨19末端的顶端盖23上设有用于检测车架7上一侧悬架具体位置的一号传感器24，所述二号弯轨20末端的顶端盖23上设有用于检测车架7上另一侧悬架具体位置的二号传感器25，所述一号传感器24和二号传感器25均为距离传感器。

所述抓取装置3包括横轴26，所述横轴26的两端均设有滚轮27，横轴26左、右两端分别对应设有左抓取架28、右抓取架29，所述左抓取架28包括套在横轴26上的侧基板30，所述侧基板30的下部固定有一号电机31，所述一号电机31的轴穿过侧基板30套有与一号齿道15配合的左组合轮32，所述左组合轮32包括与一号齿道15配合的左圆柱齿轮33和与二号齿道22配合的左圆锥齿轮34，当抓取装置3在爬升轨道5上移动时，采用左圆柱齿轮33与一号齿道15配合，所述侧基板30下端左右两侧各设有一辅助轮35，所述辅助轮35右端面位于左组合轮32左端面的左侧，避免辅助轮35与左组合轮32的运动轨迹产生干涉，辅助轮35与滚轮27形成品字形组合，卡在左轨8上，防止侧基板30在左轨8上倾斜，另外，为防止辅助轮35在二号弯轨20上脱出，所述左组合轮32的行走轨迹位于辅助轮35行走轨迹的右侧，且左组合轮32与辅助轮35间的距离不宜过小，所述侧基板30的中部固定有二号电机36，所述二号电机36的轴穿过侧基板30套有主动齿轮37，所述侧基板30的上端通过铰接的方式连接有转动卡爪38，所述转动卡爪38的中部固连有与主动齿轮37配合的从动齿轮39，转动卡爪38上端设有向一侧弯曲的固定爪40，转动卡爪38上端通过铰接的方式连接有向另一端弯曲的活动爪41，所述活动爪41的下部通过铰接的方式连接有气缸42，所述气缸42的另一端通过铰接的方式连接在转动卡爪38上，气缸42通过伸缩控制活动爪41相对于固定爪40转动，固定爪40在主动齿轮37的带动下转动，所述左抓取架28与右抓取架29除左组合轮32以外关于横轴26的中央横截面对称，所述活动爪41与固定爪40均为弧形卡爪，保证卡爪的包围、锁定效果，活动爪41与固定爪40均为劣弧，活动爪41与固定爪40组合时为优弧，将车桥的最大直径包围在活动爪41和固定爪40内，防止车桥脱出。

所述右抓取架29与左抓取架28上的左组合轮32对应处设有右组合轮42，所述右组合轮42包括与一号齿道15配合的右圆柱齿轮43和与二号齿道22配合的右圆锥齿轮44，所述右圆锥齿轮44的分度圆锥角与左圆锥齿轮34的分度圆锥角朝向相同，当抓取装置3移动至转向轨道6上时，右圆柱齿轮43与左圆柱齿轮33均与一号齿道15脱离啮合，同时左圆锥齿轮34与右圆锥齿轮44均与二号齿道22进入啮合，由于左抓取架28与右抓取架29之间做差速运动，因此，左圆锥齿轮34与右圆锥齿轮44参数不同。

所述车架承载平台4包括装配线轨道45，所述装配线轨道45上设有用于固定车架7的承托车46，所述承托车46的下部设有三号电机47，所述三号电机47可驱动承托车46前后移动。

所述控制柜1分别对应与一号电机31、二号电机36、三号电机47、一号传感器24、二号传感器25、气缸42、伺服电机11和压力传感器18相连，控制柜1通过一号传感器24、二号传感器25和压力传感器18采集传送轨道2、抓取装置3和车架承载平台4之间的相对位置或连接状态信息，根据控制器内的原定程序，利用一号电机31、二号电机36、三号电机47和伺服电机11控制各个部分的动作，最终准确将车桥放在车架7或悬架的正确位置上。

工作步骤如下：起始时，抓取装置位于爬升轨道下端，当车桥存放架上放置车桥时，所述压力传感器将检测到的信号传送至控制柜内，控制柜启动二号电机，通过主动齿轮带动与从动齿轮固连的转动卡爪向放置车桥的车桥存放架处转动，同时启动气缸，使气缸收缩，活动爪张开，待活动爪转至车桥上方时，推动气缸，使气缸伸出，利用活动爪将车桥卡在固定爪之间，之后启动继续运行二号电机，将转动卡爪向上翻转，使车桥转至爬升轨道上方，然后启动一号电机，利用左组合轮和右组合轮将抓取装置移送至爬升轨道上方，并在转向轨道上转向90°，之后启动伺服电机，若一号传感器或二号传感器的检测数据过大，则应是检测范围偏移至车架的两侧，如探测至地面上，此时继续运行伺服电机启动，继续向前移动移动支撑平台，直至一号传感器和二号传感器检测数据恢复正常范围，当一号传感器与二号传感器检测到的最近物体的距离与控制柜中设置的悬架上固定车架处到一号传感器或二号传感器的距离不在设定的参数范围内，则移动三号电机，沿流水线移动承托车，直至一号传感器和二号传感器的检测范围落入预设的参数范围内，再启动二号电机，转动转动卡爪，将车桥放在车架上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，包括控制柜、传送轨道、抓取装置和车架承载平台，其特征在于：

所述传送轨道包括爬升轨道和转向轨道；

所述抓取装置配合安装在传送轨道上，抓取装置可在传送轨道上移动，所述车架承载平台位于转向轨道的正下方，车架承载平台上架设有车架；

所述爬升轨道包括左轨和右轨；所述左轨和右轨下方设有固定左轨和右轨的移动支撑平台，所述移动支撑平台下方前端左右两侧各设有一伺服电机，所述伺服电机的轴上均套有电机滚轮，所述移动支撑平台下方后端设有带有刹车装置的行走轮；所述左轨右侧面和右轨左侧面上均设有一号滑槽，左轨下侧面左部和右轨下侧面右部均设有一号齿道，左轨和右轨的下端均设有底端盖；

所述左轨和右轨的前方设有车桥存放架，所述车桥存放架的下端设有压力传感器；

所述转向轨道包括一号弯轨和二号弯轨，所述一号弯轨的起始端连接在右轨的上端，一号弯轨的末端相对于一号弯轨的起始端弯转90°，所述二号弯轨的起始端连接在左轨的上端，二号弯轨的末端相对于二号弯轨的起始端弯转90°，所述一号弯轨的内侧面和二号弯轨的外侧面上均设有与一号滑槽截面相同的二号滑槽，且一号滑槽与二号滑槽的连接处均平滑过渡，一号弯轨和二号弯轨的下侧面中部均设有二号齿道，一号弯轨和二号弯轨的末端均设有顶端盖，所述一号弯轨末端的顶端盖上设有一号传感器，所述二号弯轨末端的顶端盖上设有二号传感器；

所述抓取装置包括横轴，所述横轴的两端均设有滚轮，横轴左、右两端分别对应设有左抓取架、右抓取架，所述左抓取架包括套在横轴上的侧基板，所述侧基板的下部固定有一号电机，所述一号电机的轴穿过侧基板套有左组合轮，所述侧基板下端左右两侧各设有一辅助轮，所述辅助轮右端面位于左组合轮左端面的左侧，所述侧基板的中部固定有二号电机，所述二号电机的轴穿过侧基板套有主动齿轮，所述侧基板的上端通过铰接的方式连接有转动卡爪，所述转动卡爪的中部固连有与主动齿轮配合的从动齿轮，转动卡爪上端设有向一侧弯曲的固定爪，转动卡爪上端通过铰接的方式连接有向另一端弯曲的活动爪，所述活动爪的下部通过铰接的方式连接有气缸，所述气缸的另一端通过铰接的方式连接在转动卡爪上；所述左抓取架与右抓取架除左组合轮以外关于横轴的中央横截面对称；

所述车架承载平台包括装配线轨道，所述装配线轨道上设有承托车，所述承托车的下部设有三号电机，所述三号电机可驱动承托车前后移动；

所述控制柜分别对应与一号电机、二号电机、三号电机、一号传感器、二号传感器、气缸、伺服电机和压力传感器相连。

2.根据权利要求1所述的一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，其特征在于：所述活动爪与固定爪均为弧形卡爪，活动爪与固定爪均为劣弧，活动爪与固定爪组合时为优弧。

3.根据权利要求1所述的一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，其特征在于：所述左组合轮包括与一号齿道配合的左圆柱齿轮和与二号齿道配合的左圆锥齿轮。

4.根据权利要求3所述的一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，其特征在于：所述右抓取架与左抓取架上的左组合轮对应处设有右组合轮，所述右组合轮包括与一号齿道配合的右圆柱齿轮和与二号齿道配合的右圆锥齿轮，所述右圆锥齿轮的分度圆锥角与左圆锥齿轮的分度圆锥角朝向相同。

5.根据权利要求1所述的一种可转向运送的自动抓取、爬升、放置系统，其特征在于：所述一号传感器和二号传感器均为距离传感器。