一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置及方法与流程

本发明涉及自动控制，尤其是涉及一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置及方法。

背景技术：

1、在自动化装配中，轴件装入孔件中是最基本的装配形式之一，且轴件与孔件往往是无间隙配合；在半成品装配中，往往遇到空间受限，轴件无法按自由空间下的轴件轴线与孔件的孔心线重合直接装入；这时，初始装配位置是轴件的轴线与孔件的孔心线存在一定夹角，假定孔件固定不动，在轴件装入孔件的孔中时，若轴件装入端面中心点与孔件的孔心线不在同一条直线上，或者轴件初始装入端面中心点与孔件的孔心线在同一条直线上，但在装入过程中不能保证在同一条直线上，这两种情况将都将导致装配中出现卡阻甚至无法实施装配；因此要保证顺利装配，必须保证轴件装入孔件整个过程中，轴件装入端的端面中心点与孔件孔心线始终在同一条直线上；传统的方法是经验取点并采用包络线法得到近似结果，实施装配前没有确定的结果，需要通过装配线安装调试来弥补这一不确定因素，往往造成调试难度大，时间浪费多，有的甚至无法实现装配动作基本要求，不得不多次重新设计与调试，造成资源的大量浪费；伴随自动化装配线的大力推广，这种设计上的近似与随意而导致的问题已不可容忍，须根除。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置及方法，将轴件装入孔件的过程中，轴件装入端的端面中心点运动轨迹为一条完全直线。

2、本发明提供一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，包括水平导轨、垂直导轨和复合曲柄，所述复合曲柄的底端分别安装有始终与所述水平导轨贴合的水平滚轮和始终与所述垂直导轨贴合的垂直滚轮，所述复合曲柄上沿高度方向间隔铰接有相互平行的四杆架和连杆，所述四杆架和所述连杆远离所述复合曲柄的一端均与复合摇杆铰接，所述四杆架外侧安装有限制其只能沿水平方向和垂直方向平动的约束件，所述复合摇杆的底端铰接有摇动构件，所述复合摇杆与所述摇动构件的铰接处安装有锁紧件。

3、进一步的，所述复合曲柄上固定有水平拉杆，所述水平拉杆远离所述复合曲柄的一端与所述水平导轨之间连接有第一拉簧，所述复合曲柄与所述垂直导轨之间连接有第二拉簧。

4、进一步的，所述锁紧件为锁紧螺栓。

5、进一步的，所述复合曲柄、四杆架、连杆和复合摇杆围成平行四边形机构。

6、进一步的，所述复合曲柄为l形结构，所述水平滚轮和所述垂直滚轮分别安装在复合曲柄底端的两个端部，所述水平滚轮和所述垂直滚轮完全相同，所述水平滚轮和所述垂直滚轮的中心点连线与所述复合曲柄的底面平行。

7、进一步的，所述四杆架与所述连杆完全相同，所述四杆架与所述连杆的两端均开设有夹槽，所述复合曲柄和所述复合摇杆分别铰接在所述四杆架和所述连杆两端的夹槽内。

8、一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的方法，包括如权利要求1-6任一所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，该装置中工作时需要满足以下约束条件：

9、s1：复合曲柄转动时，约束水平滚轮始终与水平导轨顶面贴合，约束垂直滚轮始终与垂直导轨的侧面贴合，约束四杆架和连杆始终保持水平；

10、s2：调整摇动构件与复合摇杆之间的夹角关系，使摇动构件上的被控点位于复合摇杆分别与四杆架和连杆的两个铰接中心点连线的延长线上或四杆架分别与复合曲柄和复合摇杆的两个铰接中心点的连线平行且等于垂直滚轮中心点与被控点的连线。

11、进一步的，步骤s1中，复合曲柄旋转过程中平行四边形机构绕四杆架与复合曲柄铰接中心转动。

12、进一步的，步骤s1中对四杆架施加约束，使其只能沿水平方向和竖直方向平动。

13、进一步的，步骤s2中，通过拧动锁紧螺栓实现摇动构件与复合摇杆之间夹角关系的调整。

14、本发明的技术方案相对于现有技术的有益效果是：借助复合曲柄底端的水平滚轮与水平滑轨始终贴合以及垂直滚轮与垂直滑轨始终贴合的位置关系，再通过为四杆架添加约束，使摇动构件上被控点实现完全直线运动，从根本上解决了自动化装配线上在空间受限情形下轴件装入孔件整个过程中，使轴件装入端端面中心点(被控点)始终精准沿孔的中心线移动，确保了装配的顺利实施，避免了由设计偏差引起的卡阻与装配失败。

技术特征：

1.一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，其特征在于，包括水平导轨、垂直导轨和复合曲柄，所述复合曲柄的底端分别安装有始终与所述水平导轨贴合的水平滚轮和始终与所述垂直导轨贴合的垂直滚轮，所述复合曲柄上沿高度方向间隔铰接有相互平行的四杆架和连杆，所述四杆架和所述连杆远离所述复合曲柄的一端均与复合摇杆铰接，所述四杆架外侧安装有限制其只能沿水平方向和垂直方向平动的约束件，所述复合摇杆的底端铰接有摇动构件，所述复合摇杆与所述摇动构件的铰接处安装有锁紧件。

2.根据权利要求1所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，其特征在于，所述复合曲柄上固定有水平拉杆，所述水平拉杆远离所述复合曲柄的一端与所述水平导轨之间连接有第一拉簧，所述复合曲柄与所述垂直导轨之间连接有第二拉簧。

3.根据权利要求1所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，其特征在于，所述锁紧件为锁紧螺栓。

4.根据权利要求1所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，其特征在于，所述复合曲柄、四杆架、连杆和复合摇杆围成平行四边形机构。

5.根据权利要求1所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，其特征在于，所述复合曲柄为l形结构，所述水平滚轮和所述垂直滚轮分别安装在复合曲柄底端的两个端部，所述水平滚轮和所述垂直滚轮完全相同，所述水平滚轮和所述垂直滚轮的中心点连线与所述复合曲柄的底面平行。

6.根据权利要求1所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，其特征在于，所述四杆架与所述连杆完全相同，所述四杆架与所述连杆的两端均开设有夹槽，所述复合曲柄和所述复合摇杆分别铰接在所述四杆架和所述连杆两端的夹槽内。

7.一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的方法，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置，该装置中工作时需要满足以下约束条件：

8.根据权利要求7所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的方法，其特征在于，步骤s1中，复合曲柄旋转过程中平行四边形机构绕四杆架与复合曲柄铰接中心转动。

9.根据权利要求7所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的方法，其特征在于，步骤s1中对四杆架施加约束，使其只能沿水平方向和竖直方向平动。

10.根据权利要求7所述的实现摇动构件上被控点完全直线运动的方法，其特征在于，步骤s2中，通过拧动锁紧螺栓实现摇动构件与复合摇杆之间夹角关系的调整。

技术总结
本发明提供了一种实现摇动构件上被控点完全直线运动的装置及方法，包括水平导轨、垂直导轨和复合曲柄，复合曲柄的底端分别安装有始终与水平导轨贴合的水平滚轮和始终与垂直导轨贴合的垂直滚轮，复合曲柄上沿高度方向间隔铰接有相互平行的四杆架和连杆，四杆架和连杆远离复合曲柄的一端均与复合摇杆铰接，借助复合曲柄底端的水平滚轮与水平滑轨始终贴合以及垂直滚轮与垂直滑轨始终贴合的位置关系，再通过为四杆架添加只能使其沿水平和垂直方向平动的约束，使摇动构件上被控点实现完全直线运动，解决了自动化装配线上在空间受限情形下轴件装入孔件整个过程中，使轴件装入端端面中心点(被控点)始终精准沿孔的中心线移动，确保了装配的顺利实施。

技术研发人员：黄玉果,王煦,静永泽,赵凡慧,秦学健,殷广勤,张成凯,许萌萌
受保护的技术使用者：泰安轻松表计有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14