| 专利名称： | 汽车换挡操纵机构检测机器人 | ||
| 专利名称(英文)： | Automobile shift operating mechanism of the detecting robot | ||
| 专利号： | CN201610218402.8 | 申请时间： | 20160409 |
| 公开号： | CN105643635A | 公开时间： | 20160608 |
| 申请人： | 北京工业大学 | ||
| 申请地址： | 100124 北京市朝阳区平乐园100号 | ||
| 发明人： | 赵京; 龚世秋 | ||
| 分类号： | B25J11/00; B25J9/12 | 主分类号： | B25J11/00 |
| 代理机构： | 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 | 代理人： | 沈波 |
| 摘要： | 本发明公开了汽车换挡操纵机构检测机器人，其组成包括：主丝杠移动装置、副丝杠移动装置、换挡器固定装置。其中主丝杠移动装置利用电机驱动丝杠螺母系统运动，实现副丝杠移动装置与换挡器固定装置的相对位移，从而实现了前后换挡动作。副丝杠移动装置同样利用电机驱动螺母系统，使丝杠螺母与换挡器固定装置发生相对位移，从而实现了左右换挡动作，活塞管的运动补偿换挡器摇杆的纵向位移。换挡器固定装置用于固定待检测换挡器。整个装置以PLC作为控制器，以电机为动力装置。本发明成本低、结构简单、制造容易、可靠性高、生产效率高，可以很好的完成汽车换挡器检测工作中的自动换挡的动作。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a vehicle shift control mechanism detecting robot, its composition includes : main lead screw mobile device, the mobile device vice-guide screw, the gear shifting device fixing device. Wherein the main screw the mobile device to utilize the motor-driven screw-nut system, realizing vice-guide screw mobile device and the shifting device for the relative displacement of the fixed device, thus realizing the fore and aft shifting movement. vice-guide screw mobile device likewise utilizes a motor-driven nut system, the nut and the gear shifting device for the relative displacement of the fixing device, thereby realizing the left and right shifting action, the piston shifting device for the motion compensation of the longitudinal displacement of the joystick. Shifter fixing device is used for fixing the selector to be detected. As the PLC controller to the whole device, uses the motor as the power device. The invention has the advantages of low cost, simple structure, easy manufacturing, high reliability, high production efficiency, can be very good for detecting the completion of the gear shifting device for an automobile in the work of the action of the automatic gear shifting. | ||
1.汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：该机构由主丝杠移动装置(A)、副丝杠移动装置(B)、换挡器固定装置(C)组成； 主丝杠移动装置(A)能够实现推动换挡器前后换挡；主丝杠移动装置(A)固定于主梁(3)上，主梁(3)通过螺钉固定在焊接机架(1)上；标准滑块(5)和标准直线滑轨(4)相配合，标准直线滑轨(4)通过螺钉固定于主梁(3)上；主丝杠(15)两端分别由第一支架(16)和第二支架(11)支撑，第一支架(16)和第二支架(11)通过螺钉与第一垫块(2)、第二垫块(6)连接，第一垫块(2)、第二垫块(6)通过螺钉与主梁固连；第一丝杠螺母(14)通过螺钉和第一螺母套(13)，第一螺母套(13)和连接块(12)固连，连接块(12)与标准滑块(5)固连；第一电机(8)固定于第一电机支架(9)上，第一电机支架(9)与电机垫块(7)固连，电机垫块(7)固定于主梁(3)上，第一联轴器(10)连接主丝杠(15)和第一电机(8)； 副丝杠移动装置(B)能够实现推动换挡器左右换挡；副梁(17)通过螺钉与第一螺母套(13)固连；第一圆孔板(35)和第二圆孔板(22)均固定于副梁(17)上；第一方孔板(33)和第二方孔板(23)通过销轴(34)分别与第一圆孔板(35)和第二圆孔板(22)配合；第一方孔板(33)和第二方孔板(23)固连于安装板(20)上，副丝杠(25)两端分别由第三支架(30)和第四支架(24)支撑，第三支架(30)和第四支架(24)通过螺钉与第三垫块(19)、第四垫块(21)连接，第三垫块(19)、第四垫块(21)通过螺钉与安装板(20)固连；第二电机(32)固定于第二电机支架(18)上，第二电机支架与安装板固连，第二联轴器(31)连接副丝杠和电机；第二丝杠螺母(29)通过螺钉和第二螺母套(28)，第二螺母套(28)上端和安装板接触；U型叉(27)通过圆柱销轴(26)与第二螺母套(28)相连；活塞杆(36)固连于U型叉(27)，活塞管(37)与活塞杆(36)相配合并实现相对移动； 换挡器固定装置(C)能够实现固定换挡器的作用，因为换挡器摇杆的运动为前后换挡和左右换挡，所以此处以球销副代替实际换挡器，球销杆(39)替代换挡器摇杆，球销座(40)替代换挡器壳体；底板(42)固定于焊接机架上，支撑柱(41)固连于底板，换挡器与支撑柱相连，检测杆(38)下端与换挡器相连，上端固定于活塞管；换挡器由球销杆(39)和球销座(40)组成，球销杆(39)安装在球销座(40)上。
2.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：使用两个电机便实现了具有三自由度的换挡动作；利用电机驱动丝杆提供运动所需的力，利用标准滑块(5)和标准直线滑轨(6)来卸载竖直方向的力。
3.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：方孔板和圆孔板之间相对转动，U型叉(27)和第二螺母套(28)相对转动，这两对转动形成了万向节。
4.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：活塞管(37)和活塞杆(36)相对运动消除了换挡器摇杆摆动过程中产生的纵向位移。
5.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：首先将待检测换挡器安装在支撑柱(41)上，握住活塞管(37)向上推送，通过摇动调整使检测器(38)插入换挡器摇杆；按下外部开关，第一PLC控制电机(8)正转或反转，通过第一联轴器(10)带动主丝杠(15)旋转，主丝杠(15)旋转带动第一丝杠螺母(14)移动，第一主丝杠螺母(14)的移动带动第一螺母套(13)移动，第一螺母套(13)移动带动副丝杠移动装置(B)与换挡器装置(C)产生相对移动，此相对移动带动方孔板(33)和圆孔板(35)之间相对转动，从而拉动换挡器摇杆运动，活塞杆(36)和活塞管(37)之间相对移动消除纵向位移，实现向前或向后换挡动作；同理，第二电机(32)旋转可带动第二丝杠螺母(29)与换挡器的相对移动，从而带动U型叉(27)转动和活塞管(37)移动，最终完成左右换挡工作；待所有档位检测完毕，再取出换挡器。
1.汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：该机构由主丝杠移动装置(A)、副丝杠移动装置(B)、换挡器固定装置(C)组成； 主丝杠移动装置(A)能够实现推动换挡器前后换挡；主丝杠移动装置(A)固定于主梁(3)上，主梁(3)通过螺钉固定在焊接机架(1)上；标准滑块(5)和标准直线滑轨(4)相配合，标准直线滑轨(4)通过螺钉固定于主梁(3)上；主丝杠(15)两端分别由第一支架(16)和第二支架(11)支撑，第一支架(16)和第二支架(11)通过螺钉与第一垫块(2)、第二垫块(6)连接，第一垫块(2)、第二垫块(6)通过螺钉与主梁固连；第一丝杠螺母(14)通过螺钉和第一螺母套(13)，第一螺母套(13)和连接块(12)固连，连接块(12)与标准滑块(5)固连；第一电机(8)固定于第一电机支架(9)上，第一电机支架(9)与电机垫块(7)固连，电机垫块(7)固定于主梁(3)上，第一联轴器(10)连接主丝杠(15)和第一电机(8)； 副丝杠移动装置(B)能够实现推动换挡器左右换挡；副梁(17)通过螺钉与第一螺母套(13)固连；第一圆孔板(35)和第二圆孔板(22)均固定于副梁(17)上；第一方孔板(33)和第二方孔板(23)通过销轴(34)分别与第一圆孔板(35)和第二圆孔板(22)配合；第一方孔板(33)和第二方孔板(23)固连于安装板(20)上，副丝杠(25)两端分别由第三支架(30)和第四支架(24)支撑，第三支架(30)和第四支架(24)通过螺钉与第三垫块(19)、第四垫块(21)连接，第三垫块(19)、第四垫块(21)通过螺钉与安装板(20)固连；第二电机(32)固定于第二电机支架(18)上，第二电机支架与安装板固连，第二联轴器(31)连接副丝杠和电机；第二丝杠螺母(29)通过螺钉和第二螺母套(28)，第二螺母套(28)上端和安装板接触；U型叉(27)通过圆柱销轴(26)与第二螺母套(28)相连；活塞杆(36)固连于U型叉(27)，活塞管(37)与活塞杆(36)相配合并实现相对移动； 换挡器固定装置(C)能够实现固定换挡器的作用，因为换挡器摇杆的运动为前后换挡和左右换挡，所以此处以球销副代替实际换挡器，球销杆(39)替代换挡器摇杆，球销座(40)替代换挡器壳体；底板(42)固定于焊接机架上，支撑柱(41)固连于底板，换挡器与支撑柱相连，检测杆(38)下端与换挡器相连，上端固定于活塞管；换挡器由球销杆(39)和球销座(40)组成，球销杆(39)安装在球销座(40)上。
2.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：使用两个电机便实现了具有三自由度的换挡动作；利用电机驱动丝杆提供运动所需的力，利用标准滑块(5)和标准直线滑轨(6)来卸载竖直方向的力。
3.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：方孔板和圆孔板之间相对转动，U型叉(27)和第二螺母套(28)相对转动，这两对转动形成了万向节。
4.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：活塞管(37)和活塞杆(36)相对运动消除了换挡器摇杆摆动过程中产生的纵向位移。
5.根据权利要求1所述汽车换挡操纵机构检测机器人，其特征在于：首先将待检测换挡器安装在支撑柱(41)上，握住活塞管(37)向上推送，通过摇动调整使检测器(38)插入换挡器摇杆；按下外部开关，第一PLC控制电机(8)正转或反转，通过第一联轴器(10)带动主丝杠(15)旋转，主丝杠(15)旋转带动第一丝杠螺母(14)移动，第一主丝杠螺母(14)的移动带动第一螺母套(13)移动，第一螺母套(13)移动带动副丝杠移动装置(B)与换挡器装置(C)产生相对移动，此相对移动带动方孔板(33)和圆孔板(35)之间相对转动，从而拉动换挡器摇杆运动，活塞杆(36)和活塞管(37)之间相对移动消除纵向位移，实现向前或向后换挡动作；同理，第二电机(32)旋转可带动第二丝杠螺母(29)与换挡器的相对移动，从而带动U型叉(27)转动和活塞管(37)移动，最终完成左右换挡工作；待所有档位检测完毕，再取出换挡器。
翻译：技术领域
本发明属于一种汽车换挡器检测台中进行自动换挡的装置。具 体涉及到汽车换挡器生产线自动检测工艺的技术领域。
背景技术
目前，汽车零部件生产设备正面临着更新换代，实现自动化流 水线生产是改革的必然趋势。现存汽车换挡机构生产线检测工艺大 多使用三驱动串联机器臂来进行自动换挡。三驱动串联机器臂的购 买和维护成本高，不利于中小企业的购买。因此，设计一款成本低 又可靠的专用换挡机器人具有重大意义。
本装置通过机械设计，实现双驱动自动换挡器，通过合理的机 构设计，用两个步进电机为驱动，以PLC作为运动控制器，实现自 动换挡功能。本装置在保证自动换挡功能的前提下极大地降低了设 备成本，十分有利于汽车换挡器生产行业的设备改革。
发明内容
本发明的目的是实现两自由度专用换挡机器人，大幅度降低自 动换挡机器人的成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种两自由度汽车 自动换挡机构，该机构由主丝杠移动装置(A)、副丝杠移动装置(B)、 换挡器固定装置(C)组成。
主丝杠移动装置(A)能够实现推动换挡器前后换挡。主丝杠移 动装置(A)固定于主梁(3)上，主梁(3)通过螺钉固定在焊接机 架(1)上。标准滑块(5)和标准直线滑轨(4)相配合，标准直线 滑轨(4)通过螺钉固定于主梁(3)上。主丝杠(15)两端分别由 第一支架(16)和第二支架(11)支撑，第一支架(16)和第二支 架(11)通过螺钉与第一垫块(2)、第二垫块(6)连接，第一垫块 (2)、第二垫块(6)通过螺钉与主梁固连。第一丝杠螺母(14)通 过螺钉和第一螺母套(13)，第一螺母套(13)和连接块(12)固连， 连接块(12)与标准滑块(5)固连。第一电机(8)固定于第一电 机支架(9)上，第一电机支架(9)与电机垫块(7)固连，电机垫 块(7)固定于主梁(3)上，第一联轴器(10)连接主丝杠(15) 和第一电机(8)。
副丝杠移动装置(B)能够实现推动换挡器左右换挡。副梁(17) 通过螺钉与第一螺母套(13)固连。第一圆孔板(35)和第二圆孔 板(22)均固定于副梁(17)上。第一方孔板(33)和第二方孔板 (23)通过销轴(34)分别与第一圆孔板(35)和第二圆孔板(22) 配合。第一方孔板(33)和第二方孔板(23)固连于安装板(20) 上，副丝杠(25)两端分别由第三支架(30)和第四支架(24)支 撑，第三支架(30)和第四支架(24)通过螺钉与第三垫块(19)、 第四垫块(21)连接，第三垫块(19)、第四垫块(21)通过螺钉与 安装板(20)固连。第二电机(32)固定于第二电机支架(18)上， 第二电机支架与安装板固连，第二联轴器(31)连接副丝杠和电机； 第二丝杠螺母(29)通过螺钉和第二螺母套(28)，第二螺母套(28) 上端和安装板接触。U型叉(27)通过圆柱销轴(26)与第二螺母 套(28)相连。活塞杆(36)固连于U型叉(27)，活塞管(37)与 活塞杆(36)相配合并实现相对移动。
换挡器固定装置(C)能够实现固定换挡器的作用，因为换挡器 摇杆的运动为前后换挡和左右换挡，所以此处以球销副代替实际换 挡器，球销杆(39)替代换挡器摇杆，球销座(40)替代换挡器壳 体。底板(42)固定于焊接机架上，支撑柱(41)固连于底板，换 挡器与支撑柱相连，检测杆(38)下端与换挡器相连，上端固定于 活塞管。换挡器由球销杆(39)和球销座(40)组成，球销杆(39) 安装在球销座(40)上。
使用两个电机便实现了具有三自由度的换挡动作；利用电机驱动 丝杆提供运动所需的力，利用标准滑块(5)和标准直线滑轨(6)来 卸载竖直方向的力。
方孔板和圆孔板之间相对转动，U型叉(27)和第二螺母套(28) 相对转动，这两对转动形成了万向节。
活塞管(37)和活塞杆(36)相对运动消除了换挡器摇杆摆动过 程中产生的纵向位移。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1为整体装配二维主视图；
图2为整体装配二维左视图；
图3为整体装配三维示意图；
图4为主丝杠移动装置三维示意图；
图5为副丝杠移动三维示意图；
图6为换挡器固定装置三维示意图；
图中：A.主丝杠移动装置，B.副丝杠移动装置，C.换挡器固 定装置，1.焊接机架，2.第一垫块，3.主梁，4.标准直线滑轨，5.标 准滑块，6.第二垫块，7.电机垫块，8.第一电机，9.第一电机支架， 10.第一联轴器，11.第二支架，12.连接块，13.第一螺母套，14.第一 丝杠螺母，15.主丝杠，16.第一支架，17.副梁，18.第二电机支架， 19.第三垫块，20.安装板，21.第四垫块，22.第二圆孔板，23.第二 方孔板，24.第四支架，25.副丝杠，26.圆柱销轴，27.U型叉，28. 第二螺母套，29.第二丝杠螺母，30.第三支架，31.第二联轴器，32. 第二电机，33.第一方孔板，34.销轴，35.第一圆孔板，36.活塞杆， 37.活塞管，38.检测杆，39.球销杆，40.球销座，41.支撑杆，42.底板。
具体实施方式
下面结合附图说明下具体实施方式：
如图1、图2、图3所示，二自由度汽车自动换挡机构由主丝杠 移动装置(A)、副丝杠移动装置(B)、换挡器固定装置(C)组成； 主丝杠移动装置(A)主要完成换挡器前后换挡动作；副丝杠移动装 置(B)完成换挡器左右换挡动作以及消除纵向位移；换挡器固定装 置(C)主要完成换挡器的固定和检测器的安装；
如图4所示，主丝杠移动装置(A)固定于主梁(3)，主梁(3) 通过螺钉固定在焊接机架(1)上。标准滑块(5)安装在标准直线 滑轨(4)上，标准直线滑轨(4)通过螺钉固定于主梁(3)上。主 丝杠(15)两端分别由第一支架(16)和第二支架(11)支撑，第 一支架(16)、第二支架(11)通过螺钉与第一垫块(2)、第二垫块 (6)连接，第一垫块(2)和第二垫块(6)通过螺钉与主梁(3) 固连。第一丝杠螺母(14)通过螺钉和第一螺母套(13)，第一螺母 套(13)和连接块(12)固连，连接块(12)与标准滑块(5)固连。 第一电机(8)固定于第一电机支架(9)上，第一电机支架(9)与 电机垫块(7)固连，电机垫块(7)固定于主梁(3)上。第一联轴 器(10)连接主丝杠(15)和第一电机(8).
如图5所示，副梁(17)通过螺钉与第一螺母套(13)固连。 第一圆孔板(35)和第二圆孔板(22)均固定于副梁(17)。第一方 孔板(33)和第二方孔板(23)通过销轴(34)分别与第一圆孔板 (35)、第二圆孔板(22)配合，销轴(34)一端紧配合嵌入第一方 孔板(33)和第二方孔板223)。第一方孔板(33)和第二方孔板(23) 固连于安装板(20)上。副丝杠(25)两端分别由第三支架(30) 和第四支架(24)支撑，第三支架(30)、第四支架(24)通过螺钉 与第三垫块(19)、第四垫块(21)连接，第三垫块(19)和第四垫 块(21)通过螺钉与安装板(20)固连。第二电机(32)固定于第 二电机支架(18)上，第二电机支架(18)与安装板(20)固连。 第二联轴器(31)连接副丝杠(25)和第二电机(32)，第二丝杠螺 母(29)通过螺钉和第二螺母套(28)，第二螺母套(28)上端和安 装板(20)接触。U型叉(27)通过圆柱销轴(26)与第二螺母套 (28)相连。活塞杆(36)固连于U型叉(27)，活塞管(37)与活 塞杆(36)相配合可相对移动。
如图6所示，底板(42)固定于焊接机架(1)上，支撑柱(41) 固连于底板(42)，换挡器与支撑柱(41)相连，检测杆(38)下端 与换挡器相连，上端固定于活塞管(37)。换挡器由球销杆39和球 销座40组成，球销杆39安装在球销座40上。
动作实现过程：
首先将待检测换挡器安装在支撑柱(41)上，工人握住活塞管 (37)向上推送，通过摇动调整使检测器(38)插入换挡器(39， 40)摇杆。按下外部开关，第一PLC控制电机(8)正转或反转， 通过第一联轴器(10)带动主丝杠(15)旋转，主丝杠(15)旋转 带动第一丝杠螺母(14)移动，第一主丝杠螺母(14)的移动带动 第一螺母套(13)移动，第一螺母套(13)移动带动副丝杠移动装 置(B)与换挡器装置(C)产生相对移动，此相对移动带动方孔板 (33)和圆孔板(35)之间相对转动，从而拉动换挡器摇杆运动， 活塞杆(36)和活塞管(37)之间相对移动消除纵向位移，实现向 前或向后换挡动作。同理，第二电机(32)旋转可带动第二丝杠螺 母(29)与换挡器的相对移动，从而带动U型叉(27)转动和活塞 管(37)移动，最终完成左右换挡工作。待所有档位检测完毕，工 人再取出换挡器。
