一种高效轮毂装配机构的制作方法

1.本技术涉及轮毂装配的领域，尤其是涉及一种高效轮毂装配机构。


背景技术：

2.随着现代社会的进步，人们的出行越来越多的依赖汽车这一交通工具，因此汽车生产行业也得到了飞速发展。汽车是指以汽油、柴油、天然气等燃料或者以电池、太阳能等新型能源由发动机作动力的运输工具，一般具有四个或四个以上车轮，不依靠轨道或架线而在陆地行驶的车辆。汽车通常被用作载运客、货和牵引客、货挂车，也有为完成特定运输任务或作业任务而将其改装或经装配了专用设备成为专用车辆，但不包括专供农业使用的机械。全挂车和半挂车并无自带动力装置，他们与牵引汽车组成汽车列车时才属于汽车范畴。
3.汽车装配线是人和机器的有效组合，最充分体现设备的灵活性，它将输送系统、随行夹具和在线专机、测设备有机的组合，以满足汽车零件的装配要求。汽车装配流水线的传输方式有同步传输的/(强制式)也可以是非同步传输/(柔性式)，根据配置的选择，实现汽车零件手工装配或半自动装配。装配线在汽车的批量生产中不可或缺。随着汽车工业和零部件工业的发展，汽车装配线技术水平也有了较大的提高，国内对直接影响汽车产品质量及使用寿命和汽车产品生产最后环节的装配及出厂试验日趋重视，促进了汽车产品装配、试验工艺及装备技术水平的提高。
4.汽车产品(包括整车及总成等)的装配是汽车产品制造过程中最重要工艺环节之一。是把经检验合格的数以百计、或数以千计的各种零部件按着一定的技术要求组装成整车及发动机、变速器等总成的工艺过程。汽车轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性；提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。汽车装配线是汽车生产中最后一道工序，由于汽车属于高技术含量集合体，其零部件需要人工进行装配组合，而轮毂与车轴之间需要多个螺栓进行了连接，目前常用的轮毂螺栓装配工具为单头结构，操作工人需要依次安装轮毂螺栓，费时费力，严重影响装配效率同时也增加了装配工人的劳动强度。
5.针对上述中的相关技术，实用新型人认为目前汽车装配过程中对与轮毂与车轴的固定工作，往往需要工人手动将螺栓一个个安装旋紧，导致装配效率较低。


技术实现要素：

6.为了改善目前汽车装配过程中对与轮毂与车轴的固定工作，往往需要工人手动将螺栓一个个安装旋紧，导致装配效率较低的问题，本技术提供一种高效轮毂装配机构。
7.第一方面，本技术提供一种高效轮毂装配机构，采用如下的技术方案：
8.一种高效轮毂装配机构，包括机械手主体和用于盛放螺栓的螺栓筒，所述机械手
主体的输出端设有用于将螺栓旋紧将轮毂固定在汽车上的固定机构，所述固定机构包括五轴电机，所述五轴电机的五个输出轴均沿其长度方向设置有连接杆，五根所述连接杆呈周向设置，五根所述连接杆的端部均同轴连接有用于卡接螺栓的旋转头。
9.通过采用上述技术方案，在汽车装配过程中前道工序将轮毂安装在汽车车轴上后，通过机械手主体带动固定机构，使得固定机构的五个旋转头带着预先安装的螺栓插入汽车轮毂的螺栓安装孔内，五轴电机的五个输出轴同时转动带动五个旋转头转动，进而实现将高效快速地将轮毂固定在在汽车车架上，达到有效提高汽车装配效率的效果。
10.优选的，所述固定机构还包括若干根固定杆，若干根所述固定杆沿五轴电机周向设置，且若干根所述固定杆均与连接杆相互平行。
11.通过采用上述技术方案，通过若干个固定杆的设置，在机械手主体带动固定机构运动使得固定机构的五个旋转头带着预先安装的螺栓插入汽车轮毂的螺栓安装孔内时，若干个固定杆的端部均与汽车轮毂的轮胎进行抵接，实现对汽车轮毂的限位，能够有效防止轮毂因为状况移动导致轮毂上螺栓安装孔与车轴上螺母错位的现象发生，确保固定机构能够稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果。
12.优选的，所述旋转头远离连接杆的一端开设有用于容纳螺栓端部的卡接槽，所述卡接槽的槽底嵌设有磁铁。
13.通过采用上述技术方案，通过卡接槽的设置，便于螺栓的装配和旋紧，能够有效提高螺栓的安装效率，同时通过在卡接槽的槽底嵌设磁铁，能够对卡接在卡接槽内螺栓进行吸附，避免固定机构移动过程中螺栓出现脱落现象，确保固定机构能够高效稳定将螺栓插入汽车轮毂的螺栓孔内，进而实现稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果。
14.优选的，所述卡接槽内沿其槽壁粘设有弹性橡胶垫，所述弹性橡胶垫的厚度沿卡接槽槽口到槽底的方向逐渐加厚。
15.通过采用上述技术方案，通过橡胶弹性垫的设置，能够对卡入卡接槽内螺栓进行固定，使得螺栓与卡接槽的连接更加牢固，便于螺栓的装配和旋紧，能够有效提高螺栓的安装效率。
16.优选的，若干根所述固定杆远离五轴电机的一端抵接板，所述抵接板远离固定杆的一端设有橡胶吸盘。
17.通过采用上述技术方案，通过抵接板和橡胶吸盘的设置，能够对轮胎进行保护，使得固定杆抵在轮胎上时并不会对轮胎造成影响，同时通过橡胶吸盘的设置，能够使得固定杆和轮胎结合更加紧密，进而有效提高固定杆的固定效果，能够有效防止轮毂因为状况移动导致轮毂上螺栓安装孔与车轴上螺母错位的现象发生，确保固定机构能够稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果。
18.优选的，若干根所述固定杆均连接有固定气缸，所述固定气缸的活塞杆运动方向沿固定杆长度方向设置，若干个所述固定气缸沿五轴电机周向设置且与五轴电机固定连接。
19.通过采用上述技术方案，通过固定气缸的设置，在机械手主体带动固定机构运动使得五个旋转头带着预先安装的螺栓即将插入汽车轮毂的螺栓安装孔内时，控制固定气缸的活塞杆伸出使得固定杆端部的橡胶吸盘率先与轮胎抵接，进而实现对轮胎进行固定，再
随着旋转头的插入过程逐渐收回活塞杆，通过先行通过固定杆固定轮胎，能够有效避免出现旋转头插入过程中安装孔与车轴上螺母错位导致螺栓无法顺利插入的现象发生，确保固定机构能够稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果；在完成轮毂上的螺栓安装后，控制固定气缸的活塞杆伸出为机械手主体提供辅助力，便于快速高效将旋转头拔出，使得旋转头与安装在轮毂上的螺栓脱离，达到有效提高汽车装配效率的效果。
20.优选的，所述螺栓筒包括筒体，所述筒体上开设有五个用于存储螺栓的存储槽，所述存储槽内沿其高度方向设置有弹簧，所述存储槽的槽底开设有用于容纳压缩状态弹簧的容纳槽，所述弹簧卡接设置在容纳槽内；所述弹簧的孔径大于螺栓直径，所述弹簧顶部设有环形固定板，所述环形固定板内环端沿其周向设有固定布套，所述固定布套底部与存储槽的槽底固定连接。
21.通过采用上述技术方案，通过存储槽的设置，只需提前将螺栓堆积放置在各个存储槽内，弹簧配合固定布套对存储在存储槽内螺栓进行限位固定；具体过程为机械手主体在每次完场上个轮毂安装后，机械手主体带动固定机构运动使得固定机构的五个旋转头竖直插入存储槽内，旋转头与环形固定板抵接，随着旋转头的插入固定板下降直至存储槽内螺栓端部卡入旋转头的卡接槽内，此时弹簧和固定布套均处于压缩状态，在卡入螺栓后，机械手主体提起固定机构，带动螺栓脱离存储槽；此时压缩状态的弹簧在自身弹力作用下回复形变，带动环形固定板和固定布套顶部上升，固定布套回复舒展状态面对存储槽内剩余的螺栓进行限位和整理；通过存储槽的设置，便于固定机构的旋转头内的螺栓的装配，进一步提高了汽车装配的效率。另外通过容纳槽的设置，能够对压缩状态的弹簧进行限位和容纳，确保固定机构能够取到位于存储槽最底部的螺栓。
22.优选的，所述存储槽槽底的侧壁上嵌设有用于检测存储存储槽内是否存在螺栓的红外探测器，所述固定布套上开设有供红外探测器检测的检测口，所述螺栓筒的外壁上设有用于指示螺栓筒是否有螺栓的指示灯，所述红外探测器与指示灯连接。
23.通过采用上述技术方案，通过红外检测器的设置，能够实时监测各个存储槽内是否存在螺栓，并通过指示灯进行指示，在存储槽内螺栓消耗完时通过指示灯提醒管理人员更换螺栓筒或者向螺栓筒内补充螺栓，确保轮毂装配工序高效进行，达到有效提高汽车装配效率的效果。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
25.1.在汽车装配过程中前道工序将轮毂安装在汽车车轴上后，通过机械手主体带动固定机构，使得固定机构的五个旋转头带着预先安装的螺栓插入汽车轮毂的螺栓安装孔内，五轴电机的五个输出轴同时转动带动五个旋转头转动，进而实现将高效快速地将轮毂固定在在汽车车架上，达到有效提高汽车装配效率的效果；
26.2.通过固定气缸的设置，在机械手主体带动固定机构运动使得五个旋转头带着预先安装的螺栓即将插入汽车轮毂的螺栓安装孔内时，控制固定气缸的活塞杆伸出使得固定杆端部的橡胶吸盘率先与轮胎抵接，进而实现对轮胎进行固定，再随着旋转头的插入过程逐渐收回活塞杆，通过先行通过固定杆固定轮胎，能够有效避免出现旋转头插入过程中安装孔与车轴上螺母错位导致螺栓无法顺利插入的现象发生，确保固定机构能够稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果；在完成轮毂上的螺
栓安装后，控制固定气缸的活塞杆伸出为机械手主体提供辅助力，便于快速高效将旋转头拔出，使得旋转头与安装在轮毂上的螺栓脱离，达到有效提高汽车装配效率的效果；
27.3.通过存储槽的设置，只需提前将螺栓堆积放置在各个存储槽内，弹簧配合固定布套对存储在存储槽内螺栓进行限位固定；具体过程为机械手主体在每次完场上个轮毂安装后，机械手主体带动固定机构运动使得固定机构的五个旋转头竖直插入存储槽内，旋转头与环形固定板抵接，随着旋转头的插入固定板下降直至存储槽内螺栓端部卡入旋转头的卡接槽内，此时弹簧和固定布套均处于压缩状态，在卡入螺栓后，机械手主体提起固定机构，带动螺栓脱离存储槽；此时压缩状态的弹簧在自身弹力作用下回复形变，带动环形固定板和固定布套顶部上升，固定布套回复舒展状态面对存储槽内剩余的螺栓进行限位和整理；通过存储槽的设置，便于固定机构的旋转头内的螺栓的装配，进一步提高了汽车装配的效率；
28.4.通过红外检测器的设置，能够实时监测各个存储槽内是否存在螺栓，并通过指示灯进行指示，在存储槽内螺栓消耗完时通过指示灯提醒管理人员更换螺栓筒或者向螺栓筒内补充螺栓，确保轮毂装配工序高效进行，达到有效提高汽车装配效率的效果。
附图说明
29.图1是本技术实施例中一种高效轮毂装配机构的整体结构示意图；
30.图2是本技术实施例中固定机构的侧视图；
31.图3是本技术实施例中固定机构的正视图；
32.图4是本技术实施例中螺栓筒的俯视图；
33.图5是本技术实施例中螺栓筒的剖面示意图。
34.附图标记说明：1、机械手主体；2、固定机构；21、五轴电机；22、连接杆；23、旋转头；231、卡接槽；232、磁铁；233、弹性橡胶垫；24、固定杆；241、抵接板；242、橡胶吸盘；243、固定气缸；3、螺栓筒；31、筒体；311、指示灯；32、存储槽；321、容纳槽；322、红外探测器；33、弹簧；331、固定板；332、固定布套；333、检测口。
具体实施方式
35.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
36.机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。
37.本技术实施例公开一种高效轮毂装配机构。参照图1和图2，一种高效轮毂装配机构，包括机械手主体1和用于盛放螺栓的螺栓筒3。所述机械手主体1的输出端设有用于将螺
栓旋紧将轮毂固定在汽车上的固定机构 2，所述固定机构2包括五轴电机21。五轴电机21可以为五个单轴步进电机的集合体，也可以为单个单机通过齿轮或皮带机构带动五个输出轴转动，具体结构为现有技术在此不在赘述。所述五轴电机21的五个输出轴均沿其长度方向设置有连接杆22，五根所述连接杆22呈周向设置，五根所述连接杆22的端部均同轴连接有用于卡接螺栓的旋转头23。在汽车装配过程中前道工序将轮毂安装在汽车车轴上后，通过机械手主体1带动固定机构 2，使得固定机构2的五个旋转头23带着预先安装的螺栓插入汽车轮毂的螺栓安装孔内，五轴电机21的五个输出轴同时转动带动五个旋转头23转动，进而实现将高效快速地将轮毂固定在在汽车车架上，达到有效提高汽车装配效率的效果。
38.参照图2和图3，所述旋转头23远离连接杆22的一端开设有用于容纳螺栓端部的卡接槽231，所述卡接槽231的槽底嵌设有磁铁232。通过卡接槽231的设置，便于螺栓的装配和旋紧，能够有效提高螺栓的安装效率，同时通过在卡接槽231的槽底嵌设磁铁232，能够对卡接在卡接槽231内螺栓进行吸附，避免固定机构2移动过程中螺栓出现脱落现象。确保固定机构2能够高效稳定将螺栓插入汽车轮毂的螺栓孔内，进而实现稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果。所述卡接槽231内沿其槽壁粘设有弹性橡胶垫233，所述弹性橡胶垫233 的厚度沿卡接槽231槽口到槽底的方向逐渐加厚。通过橡胶弹性垫的设置，能够对卡入卡接槽231内螺栓进行固定，使得螺栓与卡接槽231的连接更加牢固，便于螺栓的装配和旋紧，能够有效提高螺栓的安装效率。
39.参照图2和图3，固定机构2还包括若干根固定杆24，若干根所述固定杆24沿五轴电机21周向设置，且若干根所述固定杆24均与连接杆22 相互平行。通过若干个固定杆24的设置，在机械手主体1带动固定机构2 运动使得固定机构2的五个旋转头23带着预先安装的螺栓插入汽车轮毂的螺栓安装孔内时，若干个固定杆24的端部均与汽车轮毂的轮胎进行抵接，实现对汽车轮毂的限位，能够有效防止轮毂因为状况移动导致轮毂上螺栓安装孔与车轴上螺母错位的现象发生。确保固定机构2能够稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果。
40.参照图2和图3，若干根所述固定杆24远离五轴电机21的一端抵接板241，所述抵接板241远离固定杆24的一端设有橡胶吸盘242。通过抵接板241和橡胶吸盘242的设置，能够对轮胎进行保护，使得固定杆24抵在轮胎上时并不会对轮胎造成影响。同时通过橡胶吸盘242的设置，能够使得固定杆24和轮胎结合更加紧密，进而有效提高固定杆24的固定效果，能够有效防止轮毂因为状况移动导致轮毂上螺栓安装孔与车轴上螺母错位的现象发生，确保固定机构2能够稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率的效果。
41.若干根所述固定杆24均连接有固定气缸243，所述固定气缸243的活塞杆运动方向沿固定杆24长度方向设置，若干个所述固定气缸243沿五轴电机21周向设置且与五轴电机21固定连接。通过固定气缸243的设置，在机械手主体1带动固定机构2运动使得五个旋转头23带着预先安装的螺栓即将插入汽车轮毂的螺栓安装孔内时，控制固定气缸243的活塞杆伸出使得固定杆24端部的橡胶吸盘242率先与轮胎抵接，进而实现对轮胎进行固定。在随着旋转头23的插入过程逐渐收回活塞杆，通过先行通过固定杆 24固定轮胎，能够有效避免出现旋转头23插入过程中安装孔与车轴上螺母错位导致螺栓无法顺利插入的现象发生。确保固定机构2能够稳定高效实现将汽车轮毂固定在汽车车轴上，达到有效提高汽车装配效率
的效果。在完成轮毂上的螺栓安装后，控制固定气缸243的活塞杆伸出为机械手主体1提供辅助力，便于快速高效将旋转头23拔出，使得旋转头23与安装在轮毂上的螺栓脱离，达到有效提高汽车装配效率的效果。
42.参照图4和图5，所述螺栓筒3包括筒体31，所述筒体31上开设有五个用于存储螺栓的存储槽32。所述存储槽32内沿其高度方向设置有弹簧 33，所述存储槽32的槽底开设有用于容纳压缩状态弹簧33的容纳槽321，所述弹簧33卡接设置在容纳槽321内。所述弹簧33的孔径大于螺栓直径，所述弹簧33顶部设有环形固定板331。所述环形固定板内环端沿其周向设有固定布套332，所述固定布套332底部与存储槽32的槽底固定连接。通过存储槽32的设置，只需提前将螺栓堆积放置在各个存储槽32内，弹簧 33配合固定布套332对存储在存储槽32内螺栓进行限位固定。具体过程为机械手主体1在每次完场上个轮毂安装后，机械手主体1带动固定机构 2运动使得固定机构2的五个旋转头23竖直插入存储槽32内，旋转头23 与环形固定板331抵接，随着旋转头23的插入固定板331下降直至存储槽 32内螺栓端部卡入旋转头23的卡接槽231内。此时弹簧33和固定布套332 均处于压缩状态，在卡入螺栓后，机械手主体1提起固定机构2，带动螺栓脱离存储槽32。此时压缩状态的弹簧33在自身弹力作用下回复形变，带动环形固定板331和固定布套332顶部上升，固定布套332回复舒展状态面对存储槽32内剩余的螺栓进行限位和整理。通过存储槽32的设置，便于固定机构2的旋转头23内的螺栓的装配，进一步提高了汽车装配的效率。另外通过容纳槽321的设置，能够对压缩状态的弹簧33进行限位和容纳，确保固定机构2能够取到位于存储槽32最底部的螺栓。
43.参照图1和图5，所述存储槽32槽底的侧壁上嵌设有用于检测存储存储槽32内是否存在螺栓的红外探测器322。所述固定布套332上开设有供红外探测器322检测的检测口333。所述螺栓筒3的外壁上设有用于指示螺栓筒3是否有螺栓的指示灯311，所述红外探测器322与指示灯311连接。通过红外检测器的设置，能够实时监测各个存储槽32内是否存在螺栓，并通过指示灯311进行指示，在存储槽32内螺栓消耗完时通过指示灯311 提醒管理人员更换螺栓筒3或者向螺栓筒3内补充螺栓，确保轮毂装配工序高效进行，达到有效提高汽车装配效率的效果。
44.本实施例的实施原理：在汽车装配过程中前道工序将轮毂安装在汽车车轴上后，通过机械手主体1带动固定机构2运动，使得五个旋转头23带着预先安装的螺栓即将插入汽车轮毂的螺栓安装孔内时。控制固定气缸243 的活塞杆伸出使得固定杆24端部的橡胶吸盘242率先与轮胎抵接，进而实现对轮胎进行固定，再随着旋转头23的插入过程逐渐收回活塞杆。五轴电机21的五个输出轴同时转动带动五个旋转头23转动，进而实现将高效快速地将轮毂固定在在汽车车架上。随后机械手主体1带动固定机构2运动使得固定机构2的五个旋转头23竖直插入存储槽32内，旋转头23与环形固定板331抵接，随着旋转头23的插入固定板331下降直至存储槽32内螺栓端部卡入旋转头23的卡接槽231内，螺栓端部在卡接槽231以及卡接槽231内的磁铁232和弹性橡胶垫233作用下紧紧卡嵌在卡接槽231内。此时弹簧33和固定布套332均处于压缩状态。在卡入螺栓后，机械手主体1提起固定机构2，带动螺栓脱离存储槽32，完成螺栓的预装。此时压缩状态的弹簧33在自身弹力作用下回复形变，带动环形固定板331和固定布套332顶部上升，固定布套332回复舒展状态面对存储槽32内剩余的螺栓进行限位和整理。
45.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对实用新型的保护范围进行
限制。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本实用新型各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本实用新型的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本实用新型所要保护的范围。