機械自適應輔助對接平臺制造技術

本發明專利技術公開了一種機械自適應輔助對接平臺，它由能夠實現平面內的兩個移動和一個轉動自由度的平動機構和能夠實現空間內兩正交的轉動自由度的轉動機構組成，轉動機構位于平動機構之上，控制電磁制動器的通斷電和楔形塊的離與合，實現本發明專利技術的“鎖死”與“解鎖”功能。本發明專利技術具有靈敏的自適應和自調節的功能，可以防止工件在配合行程中發生微量偏移時出現的過大扭力，使裝配成功，提高了裝配的效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于柔性裝配
，具體地說，涉及一種適應于裝配的五自由度機械 自適應輔助對接平臺。
技術介紹
在工件進行裝配時，工件的姿態位置往往不是處于理想的狀態，而是與理想狀態 之間有一定的傾斜或扭轉，當配合區域比較大時這種傾斜或扭轉會嚴重影響轉配的進行， 因此必須對工件做適時的細微調整才可以實現裝配過程。如果進行人工干預費時費力，對 于一般的應用來說，現有的多自由度對接平臺大多較為復雜且成本較高，于是提出一種簡 易的五自由度的機械自適應輔助對接平臺，該平臺在工件已經完成準確對位后，處于上升 的行程中，由于各種工況的原因，如加工誤差、變形、振動、力等，或人為因素作用于工件，從 而致使工件在上升行程中發生微量的偏移，滑軌與滑槽的幾何中心不重合，這就直接影響 了裝配精度。同時，會有側向作用力產生作用于滑槽上，使得滑軌于滑槽間的摩擦力增大， 最終導致工件與對接體損壞。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種具有自調節和自適應的柔性對接平臺， 可以防止工件在裝配行程中發生微量偏移時產生卡滯而和過大扭力，避免對工件造成傷 害，使裝配順利進行提高裝配效率的機械自適應輔助對接平臺。本專利技術的技術方案如下設計的機械自適應輔助對接平臺，其要點是包括平動 機構和轉動機構；所述平動機構由支撐板、萬向球、底板、連接柱、連接板、電磁制動器和基座組成，其中 在所述基座內安裝所述電磁制動器，在該電磁制動器上固定所述連接板，在該連接板上固 定所述連接柱，所述底板位于所述連接板上方，并該底板支撐在所述基座上，在所述底板上 開有連接通孔，在該底板上固定有一組萬向球，所述支撐板支撐在該組萬向球上，所述連接 柱上端穿過所述連接通孔，并該連接柱上端固定在所述支撐板的下底面，所述連接柱的柱 徑小于所述連接通孔的孔徑；所述轉動機構由電機、楔形塊、頂板、限位板、滑動導軌、絲桿、球形軸承和軸承座組成， 在所述支撐板上端面固定滑動導軌，在所述滑動導軌上相對設置兩個垂直該滑動導軌的所 述楔形塊，并該兩個楔形塊的斜面相對設置，在任一所述楔形塊上設有電機，該電機輸出端 連接所述絲桿，該絲桿穿過固定所述電機的楔形塊后與另一所述楔形塊連接，在該兩個楔 形塊兩側的所述支撐板上端面相對固定兩個所述限位板，在所述支撐板上端面中央固定所 述軸承座，在所述頂板下端面固定所述球形軸承，該球形軸承支撐在所述軸承座上。采用以上結構，上述平動機構能夠實現平面內的兩個移動和一個轉動自由度，當 電磁制動器斷電時，連接柱上端固定的支撐板可以實現轉動，同時由于上述結構中連接柱 的柱徑小于所述連接通孔的孔徑，因此連接柱可以在一定的范圍內移動，從而實現其上端固定的支撐板的移動，故而使得平動機構能夠實現平面內的兩個移動和一個轉動自由度； 上述轉動機構能夠實現空間內兩正交的轉動自由度，以上結構中限位板的作用是限制頂板 在平面內的轉動自由度，絲桿兩端具有旋向相反螺距相同的螺紋，分別與兩楔形塊相連，當 電機通電后，兩個楔形塊在絲桿的作用下可以沿著滑動導軌以相同的速度反向同時滑動， 由于頂板與球形軸承相連，當兩個楔形塊處于相離狀態時頂板可以繞球形軸承的中心在除 水平面內的任意方向轉動，當兩個楔形塊處于相合狀態時頂板被完全固定，不能轉動。為了使兩個楔形塊的運動更加可靠，避免發生傾斜等不足，所述滑動導軌為兩根， 該兩根滑動導軌位于所述兩個限位板的內側，所述絲桿位于所述兩根滑動導軌之間。所述一組萬向球沿所述連接通孔周向均勻分布有在所述底板上，以后結構能夠很 好的實現支撐板的移動。為了減少連接板與底板之間的接觸力在所述連接板與底板之間設置有導軌軟帶。本專利技術的有益效果是本專利技術能夠使工件與對接體之間都為柔性接觸，具有自適 應和自調節的功能，可以防止工件在對位行程中發生微量偏移時出現的過大扭力，避免對 工件造成傷害，使對位成功。整個裝置結構簡單功能可靠，易于操作控制和裝拆維護，可滿 足不同尺寸大小的對接要求。本專利技術結構簡單，成本低，可靠性高，維修簡單，并可根據載荷 大小靈活選用組件，具有靈敏的自適應能力。附圖說明圖1為本專利技術的全剖結構示意圖； 圖2為圖1中的A-A剖視圖3為本專利技術的立體結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明如圖1、圖2和圖3所示的機械自適應輔助對接平臺，包括平動機構和轉動機構；所述 平動機構由支撐板1、萬向球2、底板3、連接柱4、連接板5、電磁制動器6和基座7組成，其 中在所述基座7內安裝所述電磁制動器6，在該電磁制動器6上固定所述連接板5，在該連 接板5上固定所述連接柱4，所述底板3位于所述連接板5上方，并該底板3支撐在所述基 座7上，在所述底板3上開有連接通孔3a，在該底板3上固定有一組萬向球2，所述一組萬 向球2沿所述連接通孔3a周向均勻分布有在所述底板3上，所述支撐板1支撐在該組萬向 球2上，所述連接柱4上端穿過所述連接通孔3a，并該連接柱4上端固定在所述支撐板1的 下底面，所述連接柱4的柱徑小于所述連接通孔3a的孔徑；所述轉動機構由電機8、楔形塊 9、頂板10、限位板11、滑動導軌12、絲桿13、球形軸承14和軸承座15組成，在所述支撐板 1上端面固定滑動導軌12，在所述滑動導軌12上相對設置兩個垂直該滑動導軌12的所述 楔形塊9，并該兩個楔形塊9的斜面相對設置，在任一所述楔形塊9上設有電機8，該電機8 輸出端連接所述絲桿13，該絲桿13穿過固定所述電機8的楔形塊9后與另一所述楔形塊9 連接，在該兩個楔形塊9兩側的所述支撐板1上端面相對固定兩個所述限位板11，在所述支 撐板1上端面中央固定所述軸承座15，在所述頂板10下端面固定所述球形軸承14，該球形 軸承14支撐在所述軸承座15上。在圖3中還可以看出所述滑動導軌12為兩根，該兩根滑動導軌12位于所述兩個 限位板11的內側，所述絲桿13位于所述兩根滑動導軌12之間；在所述連接板5與底板3 之間設置有導軌軟帶16。本專利技術的工作原理是模塊在裝配過程中，由于各種工況的原因，沒有到理想姿 態，往往模塊的一點或是一邊或是一側先受力，在模塊對接的過程中，這種情況有時會影響 對接安裝的效率，甚至損壞模塊，而本專利技術就能夠解決以上問題，將模塊置于頂板10之上， 按照流程，開始準備作業，此時系統處于穩定狀態，電磁制動器6保持通電使支撐板1固定 不動，楔形塊9處于相合狀態使頂板10保持固定，本專利技術處于“鎖死”的狀態。裝配時一旦 工件完成對接，進入裝配行程時便使電磁制動器6斷電，同時驅動楔形塊9使其處于相離狀 態，使本專利技術處于“激活”的狀態，此后由于工件受到各種情況的力時，本專利技術將會根據工件 的受力狀態對工件進行各種姿態的調整和補償，使模塊朝著使受力減小的方向移動，提高 安裝對接的效率及安全性。活動范圍根據連接柱與底板中間孔形成的圓環就是整個機構的活動范圍， S=TIid22-4)(4 , J1為連接柱直徑，毛為中間孔的直徑，自適應平臺克服摩擦所需要的驅動力F = -N{uk+ukl)ld其中4為萬向球與支撐板之間的滾動摩擦系數，W1為萬向球內部的滾動摩擦系數，N為承受的載重，D為萬向球的直徑，因為萬向球是均勻分布的，所以在計算時近似認為每個 萬向球的載重是相同的。經過計算這個力是很小的。舉例說明以一個質量為IOO本文檔來自技高網...

【技術保護點】
機械自適應輔助對接平臺，其特征在于：包括平動機構和轉動機構；所述平動機構由支撐板（１）、萬向球（２）、底板（３）、連接柱（４）、連接板（５）、電磁制動器（６）和基座（７）組成，其中在所述基座（７）內安裝所述電磁制動器（６），在該電磁制動器（６）上固定所述連接板（５），在該連接板（５）上固定所述連接柱（４），所述底板（３）位于所述連接板（５）上方，并該底板（３）支撐在所述基座（７）上，在所述底板（３）上開有連接通孔（３ａ），在該底板（３）上固定有一組萬向球（２），所述支撐板（１）支撐在該組萬向球（２）上，所述連接柱（４）上端穿過所述連接通孔（３ａ），并該連接柱（４）上端固定在所述支撐板（１）的下底面，所述連接柱（４）的柱徑小于所述連接通孔（３ａ）的孔徑；所述轉動機構由電機（８）、楔形塊（９）、頂板（１０）、限位板（１１）、滑動導軌（１２）、絲桿（１３）、球形軸承（１４）和軸承座（１５）組成，在所述支撐板（１）上端面固定滑動導軌（１２），在所述滑動導軌（１２）上相對設置兩個垂直該滑動導軌（１２）的所述楔形塊（９），并該兩個楔形塊（９）的斜面相對設置，在任一所述楔形塊（９）上設有電機（８），該電機（８）輸出端連接所述絲桿（１３），該絲桿（１３）穿過固定所述電機（８）的楔形塊（９）后與另一所述楔形塊（９）連接，在該兩個楔形塊（９）兩側的所述支撐板（１）上端面相對固定兩個所述限位板（１１），在所述支撐板（１）上端面中央固定所述軸承座（１５），在所述頂板（１０）下端面固定所述球形軸承（１４），該球形軸承（１４）支撐在所述軸承座（１５）上。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝志江，石萬凱，宋代平，陳平，孫紅巖，趙萌萌，賈海軍，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：85[中國|重慶]