一种列车设备箱自动装配系统的制作方法

本实用新型涉及列车装配设备技术领域，特别涉及一种列车设备箱自动装配系统。

背景技术：

列车设备箱为列车常用的配件组，包括有列车空调机组、电气控制组、生活设施模块组等等常用配件组。设备箱的体积大小不一，在列车设备箱装配的时候，若装配小型的设备箱，可采用液压升降小车等升降设备将小型设备进行运输，运输至对应的列车位置进行装配；若装配较为大型的设备箱，则需要大型的气垫搬运车进行搬运和抬升，而且在气垫车搬运过程中，还需要多人进行陪护，让设备箱不会碰到装配车间的其他设施，随后，当大型设备箱送达至列车装配位置后，若安装位置不准确，设备箱的安装座上的螺栓孔对不准列车上的预先安装的吊挂螺栓，则需要大量装配工人配合对大型设备箱进行挪移位置，耗费大量的人力和时间，导致大型设备箱装配十分不便，装配效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种列车设备箱自动装配系统，所述列车设备箱自动装配系统节省人力和装配时间，大大提高设备箱的装配效率，便于设备箱的装配。

本实用新型提供一种列车设备箱自动装配系统，包括：

搬运平台，底部具有移动底盘，所述移动底盘设置有舵轮驱动装置，所述搬运平台的上侧中部设置有安放槽；

四轴运动机构，设置在所述安放槽内，包括有旋转台、驱动所述旋转台升降的升降装置、驱动所述升降装置和所述旋转台运动的二维平面移动装置；

承载托盘，位于所述搬运平台上方，所述承载托盘的底部安装在所述旋转台上，用于承载设备箱；

导航激光雷达，设置在所述搬运平台的前侧，用于获取空间地图信息；

第一深度摄像头，设置在所述搬运平台的左侧，用于检测列车车身与搬运平台的距离；

控制器，与所述导航激光雷达、所述第一深度摄像头、所述舵轮驱动装置、所述四轴运动机构电连接。

本实用新型实施例的列车设备箱自动装配系统，至少具有如下技术效果：在使用的时候，大型设备箱放置在承载托盘上，控制器驱动舵轮驱动装置启动，让搬运平台移动，随后配合导航激光雷达、第一深度摄像头的数据反馈，推算当前的搬运平台位置，进而调节舵轮驱动装置的移动方向和移动速度，让搬运平台在控制器的导航下慢慢靠近列车的对应的安装位；当到达列车的安装位时，舵轮驱动装置停下，搬运平台停下，随后控制器控制四轴运动机构驱动设备箱进行位置的调整，让设备箱的螺栓孔对应列车上的吊挂螺栓，然后利用螺母与吊挂螺栓连接，将设备箱安装在列车上，则完成设备箱的安装，因此在设备箱的装配过程中，可以免去大量装配工人配合对大型设备箱进行挪移位置的步骤，节省人力和装配时间，大大提高设备箱的装配效率，便于设备箱的装配。

根据本实用新型的一些实施例，所述搬运平台的左侧前端还设置有与所述控制器电连接的避障激光雷达。

根据本实用新型的一些实施例，所述搬运平台的左侧设置有升降推杆，所述升降推杆的上端设置有第二深度摄像头。

根据本实用新型的一些实施例，所述升降推杆的上端设置有放置台，所述第二深度摄像头设置在所述放置台上，所述放置台在所述升降推杆的左侧设置有用于防护所述第二深度摄像头左侧的防护板。

根据本实用新型的一些实施例，所述搬运平台的左侧中部设置有升降座，所述升降推杆设置在所述升降座上，所述第一深度摄像头设置在所述升降座的左侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述承载托盘的底部设置有多根支脚，所述支脚抵接于所述搬运平台的上侧面。

根据本实用新型的一些实施例，所述舵轮驱动装置包括有设置在所述移动底盘底部的两个舵轮和两个万向轮、驱动所述舵轮转动的舵轮电机。

根据本实用新型的一些实施例，所述二维平面移动装置包括有第一丝杆驱动装置和设置在所述第一丝杆驱动装置上的第二丝杆驱动装置，所述第一丝杆驱动装置包括有设置在所述安放槽底部的第一滑座、与所述第一滑座滑动连接的第一滑块、与所述第一滑块螺纹连接的第一驱动丝杆、驱动所述第一驱动丝杆转动的第一驱动电机，所述第二丝杆驱动装置设置在所述第一滑块上。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二丝杆驱动装置包括有设置在所述第一滑块上的第二滑座、与所述第二滑座滑动连接的第二滑块、与所述第二滑块螺纹连接的第二驱动丝杆、驱动所述第二驱动丝杆转动的第二驱动电机，所述升降装置设置在所述第二滑块上。

根据本实用新型的一些实施例，所述承载托盘的边缘设置有围栏。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的列车设备箱自动装配系统的结构示意图；

图2是图1中所示的列车设备箱自动装配系统的另一个视角的结构示意图；

图3是图1中所示的列车设备箱自动装配系统的剖面结构示意图；

图4是图1中所示的四轴运动机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的控制器的电路点解示意图。

附图标记：

搬运平台100、移动底盘110、舵轮驱动装置120、舵轮121、万向轮122、安放槽130、升降推杆140、放置台141、防护板142、第二深度摄像头150、升降座160、

四轴运动机构200、旋转台210、升降装置220、二维平面移动装置230、第一丝杆驱动装置240、第一滑座241、第一滑块242、第一驱动丝杆243、第一驱动电机244、第二丝杆驱动装置250、第二滑座251、第二滑块252、第二驱动丝杆253、第二驱动电机254、

承载托盘300、支脚310、围栏320、

导航激光雷达400、

第一深度摄像头500、

控制器600、

避障激光雷达700。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图5，一种列车设备箱自动装配系统，包括：

搬运平台100，底部具有移动底盘110，移动底盘110设置有舵轮驱动装置120，搬运平台100的上侧中部设置有安放槽130；

四轴运动机构200，设置在安放槽130内，包括有旋转台210、驱动旋转台210升降的升降装置220、驱动升降装置220和旋转台210运动的二维平面移动装置230；

承载托盘300，位于搬运平台100上方，承载托盘300的底部安装在旋转台210上，用于承载设备箱；

导航激光雷达400，设置在搬运平台100的前侧，用于获取空间地图信息；

第一深度摄像头500，设置在搬运平台100的左侧，用于检测列车车身与搬运平台100的距离；

控制器600，与导航激光雷达400、第一深度摄像头500、舵轮驱动装置120、四轴运动机构200电连接。

舵轮驱动装置120设置在移动底盘110的底部，用于驱动移动底盘110运动，即用于驱动搬运平台100进行移动。其中，如图2所示，舵轮驱动装置120包括有设置在移动底盘110底部的两个舵轮121和两个万向轮122、驱动舵轮121转动的舵轮电机。即舵轮电机可以驱动舵轮121转动，让舵轮121驱动搬运平台100进行移动。舵轮121为agv小车上常用的驱动轮，可以进行转向和转动，便于进行各种方向的转弯和平移运动。两个舵轮121分别位于移动底盘110的对角处，便于支撑和驱动搬运平台100运动。舵轮121带有编码器，可以记录舵轮121转动的圈数来计算搬运平台100走过的路程。四轴运动机构200用于驱动承载托盘300进行水平面的二维平面运动、升降运动以及围绕着旋转台210中心轴转动，则可以通过四轴运动机构200来控制承载在承载托盘300上的设备箱进行水平面平移、升降、旋转运动，从而可以调节设备箱与列车之间的相对位置，让设备箱的螺栓孔对应列车的预留孔，便于后续的设备箱的螺栓安装固定，因此可以免去大量装配工人配合对大型设备箱进行挪移位置的步骤，节省人力和装配时间，大大提高设备箱的装配效率，便于设备箱的安装。导航激光雷达400用于检测前方的物体与搬运平台100之间的距离、以及检测前方的物体的运动速度，从而得到当前的空间地图信息，随后反馈给控制器600，让控制器600建立空间地图，便于制定导航路线和控制舵轮驱动装置120的动作，因此可以配合舵轮驱动装置120的编码器来推算当前搬运平台100的速度和移动距离，随后配合第一深度摄像头500获取列车车身与搬运平台100之间的距离，从而可以在控制器600进行推算，得到当前搬运平台100的位置，控制器600根据当前位置调节舵轮121的方向和转速，让搬运平台100慢慢靠近列车，达到精确导航的目的。此处的导航方法与现有的惯性导航系统原理相似，因此不再赘述。而且导航激光雷达400可以检测前方有无障碍物，从而可以让搬运平台100避让障碍物，避免设备箱和搬运平台100在移动中碰撞到前方物体。在使用的时候，大型设备箱放置在承载托盘300上，控制器600驱动舵轮驱动装置120启动，让搬运平台100移动，随后配合导航激光雷达400、第一深度摄像头500的数据反馈，推算当前的搬运平台100位置，进而调节舵轮驱动装置120的移动方向和移动速度，让搬运平台100在控制器600的导航下慢慢靠近列车的对应的安装位；当到达列车的安装位时，舵轮驱动装置120停下，搬运平台100停下，随后控制器600控制四轴运动机构200驱动设备箱进行位置的调整，让设备箱的螺栓孔对应列车上的预留的吊挂螺栓，然后利用螺母将设备箱安装在列车上，则完成设备箱的安装，因此在设备箱的装配过程中，可以免去大量装配工人配合对大型设备箱进行挪移位置的步骤，节省人力和装配时间，大大提高设备箱的装配效率，便于设备箱的安装。需要说明的是，控制器为mcu控制芯片，可进行运算与控制输出，因此可以控制整机按照流程运作。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图2所示，搬运平台100的左侧前端还设置有与控制器600电连接的避障激光雷达700。避障激光雷达700用于检测左侧和左前侧的障碍物距离搬运平台100的距离，然后反馈信息给控制器600，让控制器600在控制舵轮驱动装置120移动的时候，让搬运平台100避让障碍物，避免发生碰撞。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图2所示，搬运平台100的左侧设置有升降推杆140，升降推杆140的上端设置有第二深度摄像头150。第二深度摄像头150可以升降，即可以在承载设备箱的时候，让第二深度摄像头150上升，让第二深度摄像头150的高度高于设备箱的顶部，让第二深度摄像头150可以检测到位于设备箱上侧的障碍物到设备箱之间的距离，从而反馈信息给控制器600，让控制器600控制舵轮驱动装置120改变方向，进而让设备箱避让障碍物，避免设备箱与障碍物碰撞。需要说明的是，升降推杆140为市面上常用的电动推杆，除此之外，还可以为气动或液动的推杆。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图2所示，升降推杆140的上端设置有放置台141，第二深度摄像头150设置在放置台141上，放置台141在升降推杆140的左侧设置有用于防护第二深度摄像头150左侧的防护板142。防护板142的上端高于所述第二深度摄像头150，可以防护左侧的障碍物以及上侧的障碍物直接碰撞第二深度摄像头150，保证第二深度摄像头150不受损坏。而且也能达到检测位于设备箱上侧的障碍物与设备箱之间的距离，达到避免设备箱与障碍物碰撞的效果。为了方便调整设备箱的位置，可预先在列车互为对角的吊挂螺栓底部中心分别粘贴磁性吸附的红色和蓝色的标记物，第二深度摄像头150可以检测到对角的吊挂螺栓的位置，将吊挂螺栓的位置反馈给控制器600，让控制器控制四轴运动机构运动，让设备箱的螺栓孔自动对准吊挂螺栓的位置。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图2所示，搬运平台100的左侧中部设置有升降座160，升降推杆140设置在升降座160上，第一深度摄像头500设置在升降座160的左侧。即第一深度摄像头500和升降推杆140均设置在升降座160上，第一深度摄像头500和第二深度摄像头150均位于搬运平台100的左侧中部，则可以让第二深度摄像头150先检测定位列车靠左的吊挂螺栓，若需要挪动搬运平台100，则第一深度摄像头150可以将搬运平台100的左侧障碍物信息反馈给控制器600，搬运平台100在挪动过程中更好地避障，避免碰撞，确保左侧不会碰撞障碍物，方便了设备箱的定位，减少挪动搬运平台100时的碰撞。第一深度摄像头500和第二深度摄像头150反馈的深度、位置参数相对于搬运平台100的水平坐标相近，便于控制器600对障碍物和车身距离的计算，方便控制。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图2、图3所示，承载托盘300的底部设置有多根支脚310，支脚310抵接于搬运平台100的上侧面。支脚310位于承载托盘300的底部，承载托盘300的底面大于安放槽130的开口，则可以让支脚310更好地支撑在搬运平台100上。在搬运平台100的移动过程中，承载托盘300可以利用支脚310支撑在搬运平台100的上侧面，增加承载托盘300的受力点，分散四轴运动机构200的压力，让支撑效果更好。

在本实用新型的一些实施例中，参照图3、图4，二维平面移动装置230包括有第一丝杆驱动装置240和设置在第一丝杆驱动装置240上的第二丝杆驱动装置250，第一丝杆驱动装置240包括有设置在安放槽130底部的第一滑座241、与第一滑座241滑动连接的第一滑块242、与第一滑块242螺纹连接的第一驱动丝杆243、驱动第一驱动丝杆243转动的第一驱动电机244，第二丝杆驱动装置250设置在第一滑块242上。第二丝杆驱动装置250包括有设置在第一滑块242上的第二滑座251、与第二滑座251滑动连接的第二滑块252、与第二滑块252螺纹连接的第二驱动丝杆253、驱动第二驱动丝杆253转动的第二驱动电机254，升降装置220设置在第二滑块252上。其中第一丝杆驱动装置240的运输方向与第二丝杆驱动装置250的运输方向垂直，因此可以进行二维平面的x、y轴运输，即通过升降装置220、以及旋转台210带动承载托盘300进行二维平面的平移运动，第一丝杆驱动装置240和第二丝杆驱动装置250均可以进行无级调节承载托盘300的位置，从而可以让位置调节更加准确，方便进行四轴运动机构200的控制。其中升降装置220为圆筒式的油缸，可以进行升降驱动。其次。升降装置220还可以为电动的直线驱动模组、或气缸。旋转台210为伺服电机驱动的转动平台，具有伺服电机和转动台，伺服电机驱动转动台转动，转动台与承载托盘300的底部连接。

在本实用新型的一些实施例中，参照图1至图3，承载托盘300的边缘设置有围栏320。围栏320可以增加承载托盘300的边缘高度，让设备箱在承载托盘300上盛放的时候，更加稳固，不会容易掉。

下面参考图1至图5，以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的列车设备箱自动装配系统。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。

搬运平台100的底部具有移动底盘110，移动底盘110设置有舵轮驱动装置120，搬运平台100的上侧中部设置有安放槽130；四轴运动机构200设置在安放槽130内，四轴运动机构200包括有旋转台210、驱动旋转台210升降的升降装置220、驱动升降装置220和旋转台210运动的二维平面移动装置230；承载托盘300位于搬运平台100上方，承载托盘300的底部安装在旋转台210上，用于承载设备箱；导航激光雷达400设置在搬运平台100的前侧，用于获取空间地图信息；第一深度摄像头500设置在搬运平台100的左侧，用于检测列车车身与搬运平台100的距离；控制器600与导航激光雷达400、第一深度摄像头500、舵轮驱动装置120、四轴运动机构200电连接。搬运平台100的左侧前端还设置有与控制器600电连接的避障激光雷达700。搬运平台100的左侧设置有升降推杆140，升降推杆140的上端设置有第二深度摄像头150。升降推杆140的上端设置有放置台141，第二深度摄像头150设置在放置台141上，放置台141在升降推杆140的左侧设置有防护板142。搬运平台100的左侧中部设置有升降座160，升降推杆140设置在升降座160上，第一深度摄像头500设置在升降座160的左侧。承载托盘300的底部设置有多根支脚310，支脚310用于让承载托盘300支撑在搬运平台100的上侧面。舵轮驱动装置120包括有设置在移动底盘110底部的两个舵轮121和两个万向轮122、驱动舵轮121转动的舵轮电机。二维平面移动装置230包括有第一丝杆驱动装置240和设置在第一丝杆驱动装置240上的第二丝杆驱动装置250，第一丝杆驱动装置240包括有设置在安放槽130底部的第一滑座241、与第一滑座241滑动连接的第一滑块242、与第一滑块242螺纹连接的第一驱动丝杆243、驱动第一驱动丝杆243转动的第一驱动电机244，第二丝杆驱动装置250设置在第一滑块242上。第二丝杆驱动装置250包括有设置在第一滑块242上的第二滑座251、与第二滑座251滑动连接的第二滑块252、与第二滑块252螺纹连接的第二驱动丝杆253、驱动第二驱动丝杆253转动的第二驱动电机254，升降装置220设置在第二滑块252的上侧面。承载托盘300的边缘设置有围栏320。在使用的时候，大型设备箱放置在承载托盘300上，控制器600驱动舵轮驱动装置120启动，升降推杆140上升，让第二深度摄像头150的高度高于设备箱的顶部，随后搬运平台100移动，则控制器600配合导航激光雷达400、第一深度摄像头500、第二深度摄像头150、避障激光雷达700和舵轮驱动装置120内置的编码器的数据反馈，推算当前的搬运平台100位置，进而调节舵轮驱动装置120的移动方向和移动速度，让搬运平台100在控制器600的导航下慢慢靠近列车的对应的安装位且避让障碍物；为了方便第一深度摄像头500更容易检测到列车的位置和推算搬运平台100之间的距离，可以预先在列车车体需要安装的安装位值粘贴识别二维码，让搬运平台100在移动过程中，第一深度摄像头500可以更容易地识别和定位，便于搬运平台100的自动导航。为了方便自动定位，可以预想在互为对角的吊挂螺栓的底部中心分别粘贴红色标记物和蓝色标记物，则当到达列车的安装位时，舵轮驱动装置120停下，搬运平台100停下，随后升降推杆140上升，让第二深度摄像头150检测预留在螺栓底部中心的红色和蓝色的标记物，推算当前列车的吊挂螺栓的位置，随后控制器600控制四轴运动机构200驱动设备箱进行位置的调整，即进行前后方向、左右方向、上下方向以及绕转动中心旋转，让设备箱的螺栓孔对应列车上的吊挂螺栓，然后利用螺母和吊挂螺栓连接，将设备箱安装在列车上，则完成设备箱的安装，因此在设备箱的装配过程中，可以免去大量装配工人配合对大型设备箱进行挪移位置的步骤，节省人力和装配时间，大大提高设备箱的装配效率，便于设备箱的安装。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。