一种多自由度快换装配平台的制作方法

本实用新型涉及一种装配装置，特别涉及一种多自由度快换装配平台。

背景技术：

对于一些大型设备的装配，比如对大型发动机上的高速齿轮箱、进气机匣或者高涡机匣等部件进行装配时，现有的方法是通过吊装进行装配，不仅操作复杂，费时费力，而且装配的过程中不能将部件进行多角度、多方位的调整，进而使得装配精度和装配效率低。

技术实现要素：

本实用新型旨在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多自由度快换装配平台，不仅操作简单，省时省力，而且装配精度和装配效率高。

根据本实用新型实施例的多自由度快换装配平台，包括：

支撑架；

升降部，可升降地设置于所述支撑架上；

第一转动部，绕水平轴向x轴方向转动设置于所述升降部上；

第二转动部，绕垂直于x轴方向的z轴方向转动设置于所述第一转动部上；

夹持机构，设置于所述第二转动部上，用于夹持工件。

根据本实用新型实施例的多自由度快换装配平台，至少具有如下技术效果：需要将工件装配到设备上时，移动需要装配的工件或者移动本实用新型实施例的多自由度快换装配平台，使工件位于第二转动部下方的地面上或者用于放置工件的平台上，之后绕x轴方向转动第一转动部，使夹持机构朝下，然后绕z轴方向转动第二转动部，使夹持机构与工件的夹持部位相对应，之后朝下移动升降部，当升降部位于设定高度时，操作夹持机构，使夹持机构夹持住工件。之后朝上移动升降部，并转动第一转动部和第二转动部，使工件位于合适的装配位置和装配角度，最后将工件装配至设备上即可。根据本实用新型实施例的多自由度快换装配平台，使工件位于第二转动部的下方，然后控制升降部上下移动，控制第一转动部和第二转动部转动，并操作夹持机构，即可夹持工件并将工件移动至合适的装配位置，操作简单，省时省力。其次，通过升降部的升降、第一转动部和第二转动部的转动，能够使得工件进行多角度、多方位的调整，进而能够提高装配精度和装配效率。此外，本实用新型实施例的多自由度快换装配平台还能够用于设备部件的拆卸，实用性广。

根据实用新型的一些实施例，所述第一转动部设置有环形安装部，所述环形安装部的内侧壁上沿周向设置有环形槽，所述环形槽的轴向与z轴方向同轴，所述第二转动部滑动安装于所述环形槽内。

根据实用新型的一些实施例，所述环形安装部包括对应设置且相互平行的两个环形罩板，两个所述环形罩板之间绕z轴方向依次设置有多个第一定距杆，两个所述环形罩板以及所述第一定距杆之间围成所述环形槽。

根据实用新型的一些实施例，所述第二转动部设置有与z轴方向同轴的第一齿轮，所述第一转动部上设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮连接有第一驱动机构。

根据实用新型的一些实施例，所述第二转动部设置平行于所述第一齿轮的安装板，所述夹持机构设置于所述安装板上，所述安装板与所述第一齿轮之间绕z轴方向依次设置有多个第二定距杆，部分所述第二定距杆的两端延伸至对应的所述安装板和所述第一齿轮相背离的两端面外并设置有导向轮，所述导向轮的外侧壁与所述环形安装部的内侧壁贴合。

根据实用新型的一些实施例，所述夹持机构包括设置于所述第二转动部上的工件托架以及设置于所述工件托架上的至少两个安装杆，所述安装杆远离工件托架的一端设置有压板，所述安装杆的侧壁上设置有挡板。

根据实用新型的一些实施例，所述升降部上沿x轴方向设置有安装轴，所述安装轴上转动套设有安装部，所述第一转动部设置于所述安装部上，所述安装部连接有第二驱动机构。

根据实用新型的一些实施例，所述支撑架上竖直设置有导轨，所述升降部上对应设置有滑块，所述滑块滑动安装于所述导轨上。

根据实用新型的一些实施例，所述支撑架上设置有第三驱动机构，所述第三驱动机构用于控制所述升降部进行升降。

根据实用新型的一些实施例，所述第三驱动机构为电机丝杆机构、气缸或者油缸。

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为本实用新型的整体结构示意图；

图2为第一转动部转动设定角度时的结构示意图；

图3为第二转动部转动设定角度时的结构示意图；

图4为支撑架的结构示意图；

图5为升降部与第三驱动机构的连接示意图；

图6为第一转动部的结构示意图；

图7为第一转动部的剖视图；

图8为第二转动部的结构示意图；

图9为夹持机构的结构示意图；

附图标记：

支撑架100、导轨101、底座102、立柱103、连通槽104、万向轮105、安置孔106；升降部200、滑块201、第三驱动机构202、丝杆电机203、丝杆204、丝杆螺母205、丝杆轴承座206；第一转动部300、环形安装部301、环形槽302、环形罩板303、第一定距杆304、第二齿轮305、第一驱动机构306、安装轴307、安装部308、第二驱动机构309、侧罩板310、手轮311、轴承312、第一配合部313、第二配合部314、插块315、减速机316、第三齿轮317、第四齿轮318；第二转动部400、第一齿轮401、安装板402、第二定距杆403、导向轮404；夹持机构500、工件托架501、安装杆502、压板503、挡板504、安装孔505、支撑杆506。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1至图9描述根据本实用新型实施例的多自由度快换装配平台。

根据本实用新型实施例的多自由度快换装配平台，如图1至图9所示，包括支撑架100、升降部200、第一转动部300、第二转动部400以及夹持机构500，升降部200可升降地设置于支撑架100上，第一转动部300绕水平轴向x轴方向转动设置于升降部200上，第二转动部400绕垂直于x轴方向的z轴方向转动设置于第一转动部300上，夹持机构500设置于第二转动部400上，用于夹持工件。

本实施例中，需要将工件装配到设备上时，移动需要装配的工件或者移动本实用新型实施例的多自由度快换装配平台，使工件位于第二转动部400下方的地面上或者用于放置工件的平台上，之后绕x轴方向转动第一转动部300，使夹持机构500朝下，然后绕z轴方向转动第二转动部400，使夹持机构500与工件的夹持部位相对应，之后朝下移动升降部200，当升降部200位于设定高度时，操作夹持机构500，使夹持机构500夹持住工件。之后朝上移动升降部200，并转动第一转动部300和第二转动部400，使工件位于合适的装配位置和装配角度，最后将工件装配至设备上即可。根据本实用新型实施例的多自由度快换装配平台，使工件位于第二转动部400的下方，然后控制升降部200上下移动，并控制第一转动部300和第二转动部400转动，并操作夹持机构500，即可夹持工件并将工件移动至合适的装配位置，操作简单，省时省力。其次，通过升降部200的升降、第一转动部300和第二转动部400的转动，能够使得工件进行多角度、多方位的调整，进而能够提高装配精度和装配效率。此外，本实用新型实施例的多自由度快换装配平台还能够用于设备部件的拆卸，实用性广。

需要说明的是，水平轴向x轴方向是指x轴的长度方向为水平方向，z轴方向与x轴方向垂直，由于第一转动部300绕x轴方向转动，进而第一转动部300转动的过程中，z轴方向可以处于竖直方向、水平方向或者倾斜方向。本实用新型实施例的多自由度快换装配平台还能够用于设备部件的拆卸，具体的，转动第一转动部300和第二转动部400，使夹持机构500与设备上需要拆卸的部件相对应，并将升降部200移动至对应的高度，然后操作夹持机构500，使夹持机构500夹持住需要拆卸的部件，之后拆除设备与部件之间的紧固件，然后下降升降部200，并转动第一转动部300和第二转动部400，即可将部件移动至地面上或者用于放置工件的平台上。

在本实用新型的一些实施例中，如图6和图7所示，第一转动部300设置有环形安装部301，环形安装部301的内侧壁上沿周向设置有环形槽302，环形槽302的轴向与z轴方向同轴，第二转动部400滑动安装于环形槽302内。第二转动部400配合安装于环形槽302内是指第二转动部400的外端安装于环形槽302内，进而环形槽302能够防止第二转动部400平移以及上下窜动，使第二转动部400只能够绕z轴方向在环形槽302内转动，从而对工件的安装位置和安装角度进行调整时，调整精度更高。环形安装部301设置为框架结构，使得承载在升降部200上的整体质量更轻，不仅使得支撑架100和升降部200所需结构强度更低，而且驱动升降部200升降所需的动力更少。需要说明的是，第一转动部300也可以是板状结构，第一转动部300上绕z轴方向设置有环形导轨，第二转动部400可以安装于环形导轨上并能够沿环形导轨滑动。

在本实用新型的一些实施例中，如图6和图7所示，环形安装部301包括对应设置且相互平行的两个环形罩板303，两个环形罩板303之间绕z轴方向依次设置有多个第一定距杆304，两个环形罩板303以及第一定距杆304之间围成环形槽302。第二转动部400配合安装于环形槽302内，进而第二转动部400的外侧壁只可能与第一定距杆304的内侧壁接触，进而第二转动部400受到的摩擦阻力更少，从而使得第二转动部400转动时更加平顺。需要说明的是，两个环形罩板303对应设置，是指两个环形罩板303的外端可以平齐，两个环形罩板303的内端也可以平齐。两个环形罩板303之间设置有多个第一定距杆304，可以是第一定距杆304垂直于环形罩板303，第一定距杆304的一端与其中一个环形罩板303连接，另一端与另一个环形罩板303连接。两个环形罩板303之间通过第一定距杆304连接，进而设置不同长度的第一定距杆304，即可调整两个环形罩板303之间的距离，从而能够适用不同厚度尺寸的第二转动部400。两个环形罩板303以及第一定距杆304之间围成环形槽302，是指环形槽302由多个第一定距杆304的内侧壁形成的轮廓面与两个环形罩板303相靠近的端面围成。此外，两个环形罩板303的外端之间可以设置有侧罩板310，侧罩板310不仅能够防止环形槽302内积聚灰尘，而且能够起到支撑作用，使环形安装部301的整体结构强度更高。

在本实用新型的一些实施例中，如图6至图8所示，第二转动部400设置有与z轴方向同轴的第一齿轮401，第一齿轮401配合安装于环形槽302内，第一转动部300上设置有与第一齿轮401啮合的第二齿轮305，第二齿轮305连接有第一驱动机构306。第一驱动机构306驱动第二齿轮305转动，第二齿轮305从而带动第一齿轮401绕z轴方向转动，第一齿轮401从而带动第二转动部400绕z轴方向转动，第二转动部400从而带动工件绕z轴方向转动，从而实现工件安装位置和角度的调整。本实施例中，需要绕z轴方向转动工件时，操作第一驱动机构306即可，操作简单方便。需要说明的是，第一驱动机构306可以是驱动电机，驱动电机的输出轴与第二齿轮305同轴连接，进而启动驱动电机，驱动电机即可带动第二齿轮305转动。此外，第一驱动机构306也可以是蜗杆，蜗杆与第二齿轮305啮合，蜗杆的端部延伸至第一转动部300外侧并设置有手轮311，转动手轮311，手轮311即可带动蜗杆转动，蜗杆从而带动第二齿轮305转动。

在本实用新型的一些实施例中，如图8所示，第二转动部400设置有平行于第一齿轮401的安装板402，夹持机构500设置于安装板402上，安装板402与第一齿轮401之间绕z轴方向依次设置有多个第二定距杆403，部分第二定距杆403的两端延伸至对应的安装板402和第一齿轮401相背离的两端面外并设置有导向轮404，导向轮404的外侧壁与环形安装部301的内侧壁贴合。安装板402与第一齿轮401之间通过第二定距杆403连接，进而设置不同长度的第二定距杆403，即可调整安装板402与第一齿轮401之间的距离，使得第二转动部400适用于不同尺寸的环形槽302。导向轮404的外侧壁与环形安装部301的内侧壁贴合，导向轮404起到限制和导向作用，使第二转动部400只能够绕z轴方向转动，此种情况下，安装板402的外侧壁与环形槽302的内侧壁之间、第一齿轮401的外侧壁与环形槽302的内侧壁之间均可以预留有间隙，进而第二转动部400转动时受到的摩擦阻力更少，从而使得第二转动部400转动时更加平顺。需要说明的是，导向轮404可以绕自身轴心转动设置于第二定距杆403上，进而能够减少导向轮404与环形安装部301的内侧壁之间的摩擦力，使得第二转动部400转动时更加平顺。

在本实用新型的一些实施例中，如图9所示，夹持机构500包括设置于第二转动部400上的工件托架501以及设置于工件托架501上的至少两个安装杆502，安装杆502远离工件托架501的一端设置有压板503，安装杆502的侧壁上设置有挡板504。需要夹持工件时，使工件的一端贴合工件托架501，压板503顶持工件远离工件托架501的一端，挡板504顶持工件的外侧壁，从而能够夹紧工件。当然，夹持机构500也可以是其它常见的夹持工具，例如快压钳以及偏心夹紧机构等，只需要能够夹持工件即可。需要说明的是，工件托架501可以是环形板状结构，工件托架501绕自身轴心一周可以依次设置有多个安装孔505，安装杆502可以安装于不同的安装孔505上，进而能够调整对应的压板503和挡板504顶持在工件上的位置，以便于夹紧工件更牢固。此外，工件托架501与第二转动部400之间绕工件托架501的轴心可以设置有多个支撑杆506，设置支撑杆506使得工件托架501与第二转动部400之间的相互作用力更加均匀，此外，通过支撑杆506进行支撑，重量小，进而使得第二转动部400所需结构强度更低。

在本实用新型的一些实施例中，如图6和图7所示，升降部200上沿x轴方向设置有安装轴307，安装轴307上转动套设有安装部308，第一转动部300设置于安装部308上，安装部308连接有第二驱动机构309。具体的，安装轴307的外侧壁上可以安装有轴承312，安装部308配合安装于轴承312的外侧壁上，安装部308的一端可以延伸至安装轴307端部的外侧并设置有第一配合部313，第一配合部313上设置有插槽，第一转动部300上对应设置有第二配合部314，第二配合部314上对应插槽设置有插块315，将插块315配合插设于插槽内，然后通过紧固件将插块315固定在插槽内，即可将第一转动部300可拆卸地安装于安装部308上，当然，第一转动部300也可以焊接在安装部308上，此外，安装部308也可以直接配合套设于安装轴307的外侧壁上并绕安装轴307的轴心转动。启动第二驱动机构309，第二驱动机构309即可带动安装部308绕安装轴307的轴心(也就是绕x轴方向)转动，安装部308进而带动第一转动部300绕x轴方向转动，操作简单，省时省力。需要说明的是，第二驱动机构309可以包括减速机316、第三齿轮317以及第四齿轮318，减速机316通过支撑板安装在升降部200上，第三齿轮317同轴设置在减速机316的输出轴上，第四齿轮318同轴设置在安装部308的外侧壁上并与第三齿轮317啮合，启动减速机316，减速机316即可带动第三齿轮317转动，第三齿轮317从而带动第四齿轮318转动，第四齿轮318从而带动安装部308转动，安装部308从而带动第一转动部300绕x轴方向转动。此外，第二驱动机构309也可以蜗轮蜗杆机构，蜗轮同轴设置在安装部308上，蜗杆转动设置在升降部200上并与蜗轮啮合，转动蜗杆即可带动安装部308转动。

在本实用新型的一些实施例中，如图4和图5所示，支撑架100上竖直设置有导轨101，升降部200上对应设置有滑块201，滑块201滑动安装于导轨101上。升降部200通过滑块201与导轨101的配合滑动安装于支撑架100上，进而使得升降部200的升降更加平顺，同时，导轨101起到导向作用，使升降部200只沿竖直方向移动，避免升降部200上下移动时发生偏移而影响工件的装配精度。需要说明的是，支撑架100可以包括底座102以及竖直设置于底座102上的立柱103，导轨101可以是两根并安装于立柱103相对的两侧壁上，升降部200可以是框架结构并套设于立柱103外，滑块201可以为两个并对应导轨101设置于升降部200相对的两内侧壁上，滑块201上可以设置有与导轨101相适配的滑槽，滑槽套设于导轨101上，从而实现滑块201与导轨101的滑动连接。底座102的底端可以设置有多个万向轮105，以便于多自由度快换装配平台能够朝多个方向快速移动。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，支撑架100上设置有第三驱动机构202，第三驱动机构202用于控制升降部200进行升降。当升降部200需要沿着导轨101上下滑动时，启动第三驱动机构202，第三驱动机构202即可控制升降部200升降，操作简单，省时省力，自动化程度高。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，第三驱动机构202为电机丝杆机构、气缸或者油缸。以第三驱动机构202为电机丝杆机构时为例，第三驱动机构202包括丝杆电机203、丝杆204以及丝杆螺母205，立柱103内沿竖直方向设置有安置孔106，丝杆204位于安置孔106内，丝杆204的两端通过丝杆轴承安装于丝杆轴承座206上，丝杆轴承座206安装于立柱103上。丝杆电机203可以设置于底座102上，丝杆电机203的输出轴与丝杆204同轴连接，丝杆螺母205套设于丝杆204外并与丝杆204螺纹连接，丝杆螺母205位于安置孔106内，立柱103的侧壁上沿竖直方向设置有连通安置孔106与外界的连通槽104，丝杆螺母205上设置有连接部，连接部穿过连通槽104并与升降部200的内侧壁连接。启动丝杆电机203，丝杆电机203即可带动丝杆204转动，由于丝杆螺母205连接升降部200，进而丝杆螺母205不能随丝杆204一起转动，从而使得丝杆螺母205沿丝杆204的长度方向移动，丝杆螺母205从而带动升降部200升降。当升降部200需要进行升降时，启动丝杆电机203即可，操作简单方便，自动化程度高。丝杆204位于安置孔106内，进而能够避免丝杆204积聚灰尘或者遭到外界的损坏，使得电机丝杆机构使用寿命更长。

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。