一种用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线的制作方法

本实用新型提供了一种用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线，属于非标自动化设备技术领域。

背景技术：

作为海洋监船上的一种声纳用品，耐压骨架，用量巨大。装备海洋监船时，目前主要通过大量的人工将耐压骨架穿上软绳后使用。因此，人工穿绳的低效率严重抑制了耐压骨架的组装效率，迫需设计一种耐压骨架自动穿绳的柔性装配线。

技术实现要素：

本实用新型针对现有耐压骨架采用人工穿绳存在作业效率低、劳动强度大以及现有自动穿绳设备复杂等方面的不足，提出了一种用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线，尤其适用于不同型号的耐压骨架自动穿绳操作。

本实用新型通过如下方案解决上述技术问题：

一种用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线，包括穿绳机构、供料机构、软绳投放车和输送机构，所述穿绳机构左侧放置供料机构，右侧依次放置输送机构、软绳投放车；

所述穿绳机构包括用以套装耐压骨架的串并联搬运机构、用以协同夹持引导柱的组合夹紧机构和用以平移耐压骨架的第二搬运机械手；所述串并联搬运机构包括一个三自由的并联平台和一个三自由度的第一搬运机械手；所述并联平台包括定平台和安装在定平台下方的动平台，定平台与动平台之间设有三组上连杆和下连杆，上连杆以螺纹副与下连杆相连；所述第一搬运机械手安装在动平台底面上；

所述组合夹紧机构安装在定平台底面的右端，包括至少一组的左端夹紧机构、右端夹紧机构和两根引导柱；所述第二搬运机械手安装在定平台底面的右端，且位于左端夹紧机构与右端夹紧机构之间；

所述供料机构包括落料机构、拨料机构和传送机构；落料机构包括组合料斗和支撑柱，组合料斗设有上端的柱型料斗、中段的竖直落料斗和下段的斜置落料斗，竖直落料斗的前后两侧装有支撑柱；所述拨料机构安装在竖直落料斗上；所述传送机构安装在斜置落料斗右下方；

所述软绳投放车包括具有两根平行导轨的投绳车和安装在投绳车上的软绳中心距调节机构；所述投绳车包括车体一、车体一上至少设有两捆软绳、用于锁紧软绳的锁紧装置，以及用于连接软绳左端与引导柱的快速接头；所述软绳中心距调节机构包括圆盘、安装于圆盘左端面T型槽内的两个T型滑块，两个T型滑块中部分别穿过一根软绳，两个T型滑块共同安装在具有驱动电机的丝杆上；

所述输送机构包括输送车体，输送车体横跨在两根导轨上，且能沿导轨移动，输送车体顶部至少装有一个第三搬运机械手，所述第三搬运机械手包括直线电机二、升降缸三、夹紧缸三、夹爪三；所述直线电机定子二安装在输送车体顶部；所述直线电机动子二可直线移动地安装在直线电机定子二上；所述升降缸三固定在直线电机动子二上，升降缸的活塞杆与夹紧缸三相连；所述夹紧缸三装有夹爪三，输送车体上方装有棚板，棚板经支撑腿三与输送车体顶部相连，所述棚板上装有升降缸四，升降缸四输出轴连接U型支架二，U型支架二两输出端上均设有可容纳引导柱的矩形槽。

进一步改进，所述定平台底面的四角设有支撑腿一，定平台左端装有一个智能相机；所述三根上连杆以球铰与定平台相连，且三个球铰位于定平台上一个圆的三等分处；所述三根下连杆以球铰与定平台相连，且三个球铰位于定平台上一个圆的三等分处。

进一步改进，所述第一搬运机械手包括U型支架、驱动装置二、T型摆轴、旋转缸一和夹紧缸一，所述U型支架固定在动平台下端面上；所述T型摆轴两端可转动地安装在U型支架上，T型摆轴中间输出端连接旋转缸一；所述旋转缸一输出端连接夹紧缸一，所述夹紧缸一设有三个可同时夹紧或松开的夹爪一。

进一步改进，所述左端夹紧机构和右端夹紧机构平行地安装在定平台右端底面上，均包括U型门架、两个驱动装置三、两个夹爪支架、V型四个夹爪和四个导向杆；U型门架两侧立板的上端与定平台的底面固连，U型门架两侧立板上对应位置分别安装了一个驱动装置三，驱动装置三为液压缸，液压缸的活塞杆末端与一个夹爪支架的一侧固定相连；两个导向杆的一端与一个夹爪支架的一端固连，另一端活动式穿过U型门架的一侧立板；每个夹爪支架另一侧设两个V 型夹爪；两个夹爪支架相对设置，对应的四个V型夹爪组成两个卡爪；左端夹紧机构和右端夹紧机构可协同夹紧两根引导柱。

进一步改进，每个第二搬运机械手包括直线电机一、升降缸一、夹紧缸二和两个夹爪二；所述直线电机定子安装在定平台下底面上，且位于一个左端夹紧机构与一个右端夹紧机构的U型门架之间；所述直线电机动子一可直线移动地安装在直线电机定子一上；所述升降缸一固定在直线电机动子一上，升降缸一活塞杆与夹紧缸二相连；所述夹紧缸二装有两个夹爪二。

进一步改进，所述竖直落料斗纵向宽度大于耐压骨架的一倍直径，且小于耐压骨架的两倍直径；所述斜置落料斗高度大于耐压骨架轴向的一倍高度，且小于耐压骨架轴向的两倍高度。

进一步改进，所述拨料机构包括驱动电机、电机安装架、第一主动轮、第一从动轮、第二从动轮、拨料轴一、拨料轴二和连接带，在装于竖直落料斗左侧外壁上的电机安装架上安装驱动电机，驱动电机输出轴上装有第一主动轮，第一主动轮经连接带与第一从动轮和第二从动轮，第一从动轮和第二从动轮分别安装在拨料轴一和拨料轴二上，拨料轴一和拨料轴二的两端通过轴承与竖直落料斗侧壁转动连接，拨料轴一和拨料轴二的间距大于耐压骨架轴向的一倍高度。

进一步改进，所述传送机构包括传送支架和传送带，所述传送支架左侧支撑柱上装有一个驱动电机二，驱动电机二输出轴穿过左侧支撑柱装接第二主动轮，第二主动轮经过连接带二连接第三从动轮，第四从动轮与第三从动轮同轴，第四从动轮、辅助轮和第五从动轮转动设置在传送支架上，第四从动轮经过连接带三连接辅助轮和第五从动轮；

第一从动带轮与第四从动轮的转轴固连，第二从动带轮与第五从动轮的转轴固连，第三从动带轮与辅助轮的转轴固连，传送带套设在第一从动带轮、第二从动带轮和第三从动带轮上；所述斜置落料斗的底板下端搭接于传送带左端的上表面。

进一步改进，所述两根软绳的中心距与两根引导柱的中心距一致，均等于耐压骨架两穿绳孔的中心距。

本实用新型具有如下效果：

1、通过设计供料机构的落料机构、拨料机构和传送机构，使穿绳机构能获得易于抓取的直立耐压骨架；2、通过设计穿绳机构的串并联搬运机构、组合夹紧机构和第二搬运机械手，实现了耐压骨架的自动穿绳操作，且能使耐压骨架能克服软绳的阻力进行平移；3、软绳投放车的设置，可根据需穿绳的耐压骨架数量和穿绳孔的中心距，自动调整两根软绳的长度和中心距；4、输送机构的设置，可根据需耐压骨架所需位于穿绳上的位置，自动将耐压骨架送至指定位置；5、穿绳机构、供料机构、软绳投放车和输送机构的协同设计，有效解决了耐压骨架的自动穿绳操作，显著提高不同型号耐压骨架的组装效率。

附图说明

图1为根据本实用新型的用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线示意图。

图2为本实用新型的穿绳机构示意图。

图3为本实用新型的串并联机构示意图。

图4为本实用新型的左端夹紧机构、右端夹紧机构示意图。

图5为本实用新型的平移机构装接的倒置示意图。

图6为本实用新型的供料机构示意图。

图7为本实用新型的落料机构示意图。

图8为本实用新型的拨料机构示意图。

图9为本实用新型的传送机构示意图。

图10为图9的局部视图。

图11为本实用新型的软绳投放车与穿绳机构装接示意图。

图12为图11的局部视图。

图13为本实用新型的软绳投放车示意图。

图14为本实用新型的软绳中心距调整机构示意图。

图15为本实用新型的输送机构示意图。

图16为本实用新型的耐压骨架示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例对用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线进行详细阐述。

图1是本实用新型公开的一种用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线，包括穿绳机构1000、供料机构2000、软绳投放车3000、输送机构4000。其中，穿绳机构1000左侧放置供料机构2000，右侧依次放置输送机构4000软绳投放车3000、。

如图2和图3所示，穿绳机构1000包括用以套装耐压骨架5000的串并联搬运机构1100、用以协同夹持引导柱1201的组合夹紧机构1200和用以平移耐压骨架5000的两个第二搬运机械手1300；

所述串并联搬运机构1100包括一个三自由的并联平台1110和一个三自由度的第一搬运机械手1120；并联平台1110包括定平台1111和安装在定平台1111 下方的动平台1112，定平台1111与动平台1112之间设有三组上连杆1113和下连杆1114，上连杆1113下端以螺纹副与下连杆1114上端相连；第一搬运机械手 1120安装在动平台1112底面上；

所述定平台1111底面的四角设有支撑腿一1115，定平台1111左端装有一个智能相机1116；三根上连杆1113上端以球铰与定平台1111相连，且三个球铰位于定平台1111上一个圆的三等分处；三根下连杆1114下端以球铰与定平台1111 相连，且三个球铰位于定平台1111上一个圆的三等分处；

三根上连杆1113为空心套管，在空心套管的一端设置内螺纹；三根下连杆 1114均为实心圆棒，在实心圆棒上设置一段外螺纹，空心套管与实心圆棒之间可以通过螺纹副连接并且还可以通过螺纹副调节长度，使得串联型第一搬运机械手1120的夹指1126更可靠的抓取耐压骨架5000。

其中，第一搬运机械手1120包括U型支架1121、驱动装置二1122、T型摆轴1123、旋转缸一1124和夹紧缸一1125，U型支架1121固定在动平台1112下端面上；T型摆轴1123两端可转动地安装在U型支架1121上，T型摆轴1123 中间输出端固定连接旋转缸一1124；旋转缸一1124输出端连接夹紧缸一1125，夹紧缸一1125设有三个可同时夹紧或松开的夹爪一1126。

所述组合夹紧机构1200安装在定平台1111底面的右端，包括两组的左端夹紧机构、两组右端夹紧机构和两根引导柱1201。

如图4所示，左端夹紧机构和右端夹紧机构平行地安装在定平台1101右端底面上，均包括U型门架1202、两个驱动装置三1203、两个夹爪支架1204、四个V型夹爪1205和四个导向杆1206；U型门架1202两侧立板的上端与定平台1101的底面固连，U型门架1202两侧立板上对应位置分别安装了一个驱动装置三1203，驱动装置三1203为液压缸，液压缸的活塞杆末端与一个夹爪支架1204 的一侧固定相连；两个导向杆1206的一端与一个夹爪支架1204的一端固连，另一端活动式穿过U型门架1202的一侧立板；每个夹爪支架1204另一侧设两个V 型夹爪1205；两个夹爪支架1204相对设置，对应的四个V型夹爪1205组成两个卡爪；左端夹紧机构和右端夹紧机构可协同夹紧两根引导柱1201。

所述第二搬运机械手1300安装在定平台1111底面的右端，如图5所示，每个第二搬运机械手1300包括直线电机、升降缸一1303、夹紧缸二1304和两夹爪二1305；直线电机定子一1301安装在定平台1111下底面上，且位于一个左端夹紧机构与一个右端夹紧机构的U型门架之间；直线电机动子一1302可直线移动地安装在直线电机定子一1301上；升降缸一1303固定在直线电机动子一 1302上，升降缸一1303活塞杆与夹紧缸二1304相连；夹紧缸二1304装有两个夹爪二1305。

如图6、图7、图8、图9和图10所示，供料机构2000包括落料机构2100、拨料机构2200和传送机构2300；落料机构2100包括组合料斗2110和支撑柱 2120，组合料斗2110设有上端的柱型料斗2111、中段的竖直落料斗2112和下段的斜置落料斗2113，竖直落料斗2112的前后两侧装支撑柱2120；竖直落料斗 2112纵向宽度大于耐压骨架5000的一倍直径，且小于耐压骨架5000的两倍直径；所述斜置落料斗2113高度大于耐压骨架5000轴向的一倍高度，且小于耐压骨架5000轴向的两倍高度；

其中，拨料机构2200安装在竖直落料斗2112上，包括驱动电机2202、电机安装架2201、第一主动轮2203、第一从动轮2204、第二从动轮2205、拨料轴一2206、拨料轴二2207和连接带2208，在装于竖直落料斗2112左侧外壁上的电机安装架2201上安装驱动电机2202，驱动电机2202输出轴上安装第一主动轮2203，第一主动轮2203经连接带2208与第一从动轮2204和第二从动轮2205，第一从动轮2204和第二从动轮2205分别安装在拨料轴一2206和拨料轴二2207 上，拨料轴一2206和拨料轴二2207的两端通过轴承与竖直落料斗2112侧壁转动连接，拨料轴一2206和拨料轴二2207的间距大于耐压骨架5000轴向的一倍高度；

所述传送机构2300安装在斜置落料斗2113右下方，包括传送支架2301和传送带2302，传送支架2301左侧支撑柱上装有一个驱动电机二2303，驱动电机二2303输出轴上安装第二主动轮2304，第二主动轮2304经过连接带二2306连接第三从动轮2305，第四从动轮2309与第三从动轮2305同轴，第四从动轮2309、辅助轮2307和第五从动轮2308转动设置在传送支架2301上，第四从动轮2309 经过连接带三2310连接辅助轮2307和第五从动轮2308；

第一从动带轮与第四从动轮2309的转轴固连，第二从动带轮与第五从动轮 2308的转轴固连，第三从动带轮与辅助轮2307的转轴固连，传送带2302套设在第一从动带轮、第二从动带轮和第三从动带轮上；所述斜置落料斗2113的底板下端搭接于传送带2302左端的上表面；

如图11、图12、图13所示，软绳投放车3000包括具有两根平行导轨3102 的投绳车3100和安装在投绳车3100上的软绳中心距调节机构3200；投绳车3100 包括车体一3101、车体一3101上设有两捆软绳3103、用于锁紧软绳3103的锁紧装置3104，以及用于连接软绳3103左端与引导柱1201的快速接头3105；

所述软绳中心距调节机构3200包括圆盘3201、安装于圆盘3201左端面T 型槽3201-1内的两个T型滑块3203，两个T型滑块中部分别穿过一根软绳3103，两个T型滑块共同安装在具有驱动电机3202的丝杆上，如图14所示。

如图15所示，输送机构4000包括输送车体4001，输送车体4001横跨在两根导轨3102上，且能沿导轨3102移动，输送车体4001顶部装有两个第三搬运机械手，第三搬运机械手包括直线电机二、升降缸三4005、夹紧缸三4007和夹爪三4008；直线电机定子二安装在输送车体4001顶部；直线电机动子二可直线移动地安装在直线电机定子二上；升降缸三4005固定在直线电机动子二4004 上，升降缸三4005的活塞杆4006与夹紧缸三4007相连；夹紧缸三4007装有夹爪三4008，输送车体4001上方装有棚板4003，棚板4003经支撑腿三4002与输送车体4001顶部相连，棚板4003上装有升降缸四4009，升降缸四4009输出轴连接U型支架二4010，U型支架二4010两输出端上均设有可容纳引导柱1201 的矩形槽。

图16所示为本实用新型的柔性组装线需要穿绳的耐压骨架结构模型。两根软绳3105的中心距与两根引导柱1201的中心距一致，均等于耐压骨架5000两穿绳孔的中心距。

本实用新型涉及的一种用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线的工作步骤如下：

A)、根据耐压骨架5000上两穿绳孔的中心距，穿绳机构1000通过组合夹紧机构1200自动调整两根引导柱1201的中心距等于两穿绳孔的中心距；

B)、启动软绳投放车3000，由软绳中心距调节机构3200自动调节两个T 型滑块3203的中心距等于两穿绳孔的中心距，松开锁紧装置3104，将软绳3106 经快速接头3105与两根引导柱1201相连，根据需要穿绳的耐压骨架5000的数量和位置，投绳车3100自动调整软绳3106的长度；

C)、将多个耐压骨架5000一次性倒入组合料斗2110中，启动落料机构 2100、拨料机构2200和传送机构2300，将直立的耐压骨架5000送至串并联搬运机构1200左端的下方；

D)、启动串并联搬运机构1100，并联型搬运机构1200配合第一搬运机械手1120工作，第一搬运机械手1120内的第夹紧缸一1125工作驱动三个夹爪一 1126夹取的耐压骨架5000，旋转缸一1124工作，将耐压骨架5000上的穿绳孔转动到与两根引导柱1201对准的位置处，将耐压骨架5000对准并套装到两根引导柱两根引导柱1201上；第二搬运机械手1300来回穿过组合夹持机构1200，将夹持的耐压骨架5000平移到组合夹持机构1200的右端，经快速接头3106套到软绳3105上；

E)、启动输送机构4000，由第三搬运机械手将耐压骨架5000搬至输送车体4001的上方；启动棚板4003上的升降缸四4009，带动U型支架二4010插入两根引导柱1201上；启动输送车体4001，由U型支架二4010带动耐压骨架5000 将其送至软绳3105上的指定位置；至此完成柔性装配线的一个耐压骨架自动穿绳操作。

以上所述仅为本实用新型涉及的用于耐压骨架自动穿绳的柔性装配线的一个较佳实施案例，但本实用新型的实施范围并不局限于此例。