位置调整机构及定位装置的制作方法

本实用新型涉及机械装配技术领域，尤其涉及一种位置调整机构及定位装置。

背景技术：

在产品组装的过程中，需要先对待组装的两个工件进行定位，使其均处于正确的位置后，再将两个工件组装在一起。随着现代工业自动化的发展，对于定位精度的要求也越来越高。

传统的定位模式大多采用定位孔和定位销配合定位的技术，这种定位模式对待组装工件本身的机械结构的依赖性强，不能普遍适用所有待组装的工件。而且，受限于定位孔及定位销本身的加工精度，这种定位模式无法满足较高的定位精度要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种位置调整机构及定位装置，旨在解决传统的定位模式没有普遍适用性，且采用传统定位模式组装工件无法满足较高的定位精度要求的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种位置调整机构，包括底座、置物台及移位组件，所述移位组件包括驱动部、连接部及转接部，所述驱动部设置于所述底座上，并与所述连接部连接，所述驱动部用于驱动所述连接部相对所述底座移动，所述转接部的一端与所述连接部滑动连接，另一端与所述置物台转动连接，所述连接部相对所述底座移动的方向与所述转接部相对所述连接部移动的方向垂直；

所述位置调整机构包括至少三组所述移位组件，至少一组所述移位组件用于驱动所述置物台沿第一直线方向移动，至少两组所述移位组件用于驱动所述置物台沿第二直线方向移动，所述第一直线方向与所述第二直线方向垂直。

可选地，所述置物台相对所述底座旋转的轴线至所述置物台相对各所述移位组件旋转的轴线的距离相等。

可选地，所述驱动部为线性磁轴电机。

可选地，所述位置调整机构还包括位移传感器，所述位移传感器与所述移位组件一一对应设置，所述位移传感器用于测量所述驱动部驱动所述连接部移动的距离；

所述位移传感器包括读数头及光栅尺，所述底座上设有避位槽，所述读数头设置于所述避位槽内，所述光栅尺设置于所述连接部上。

可选地，所述位置调整机构还包括限位组件，所述限位组件与所述移位组件一一对应设置，所述限位组件用于限制所述连接部运动的位置。

可选地，所述限位组件包括安装部、感应部及遮挡部，所述安装部固定在所述底座上，所述感应部设置于所述安装部上；

所述感应部能够相对所述安装部移动，且所述感应部的移动方向与所述连接部相对所述底座移动的方向平行，所述遮挡部设置于所述连接部上。

可选地，所述转接部包括轴承及轴承座，所述轴承的外圈与所述置物台固定连接，所述轴承的内圈与所述轴承座固定连接，所述轴承座与所述连接部滑动连接。

可选地，所述位置调整机构还包括第一导轨、与第一导轨滑动连接的第一滑块、第二导轨、以及与所述第二导轨滑动连接的第二滑块，所述第一导轨与所述底座固定连接，所述第一滑块与所述连接部固定连接，所述第二导轨与所述连接部固定连接，所述第二滑块与所述转接部固定连接。

可选地，所述位置调整机构还包括摄像组件，所述摄像组件用于获取待组装工件的图像信息。

另外，本实用新型还提供一种定位装置，所述定位装置包括机械手、控制器、处理器、摄像组件及如上述任意一项所述的位置调整机构，所述处理器分别与所述控制器及所述摄像组件电连接，所述机械手及所述位置调整机构中的至少一个设有所述摄像组件，所述摄像组件用于获取待组装工件的图像信息，所述处理器用于处理所述图像信息，并将处理结果发送至所述控制器，所述控制器控制所述机械手及所述位置调整机构中的至少一个运动。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

上述位置调整机构通过设置各移位组件驱动置物台运动的位移的大小和方向，就可以实现置物台相对底座作旋转运动或沿不同方向作直线运动，以调整位于置物台上的待组装工件的位置，提高定位和组装效率。而且，置物台上可以放置各种类型的待组装工件，使得上述位置调整机构具有普遍适用性。同时，使用上述位置调整机构避免了使用定位孔及定位销带来的定位误差，可以提高定位精度。此外，由于通过控制各移位组件驱动置物台运动的位移的大小和方向即可实现置物台相对底座作旋转运动，不需要另外设置驱动置物台旋转的机构，使得位置调整机构的整体结构简单，尺寸较小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中位置调整机构的主视图；

图2为图1所示位置调整机构的右视图；

图3为图2所示位置调整机构沿A-A方向的剖视图；

图4为图1所示位置调整机构的侧视图；

图5为图1所示位置调整机构中移位组件及其周边结构的示意图；

图6为使用图1所示位置调整机构的定位装置的模块框图。

说明书中附图标记如下：

10、位置调整机构；

100、底座；110、避位槽；

200、置物台；

300、移位组件；301、第一移位组件；302、第二移位组件；303、第三移位组件；304、第四移位组件；310、驱动部；311、线圈滑块；312、磁轴；320、连接部；321、第一连接件；3211、缺口；322、第二连接件；330、转接部；331、轴承；332、轴承座；

400、读数头；

500、限位组件；510、安装部；511、滑槽；520、感应部；530、遮挡部；540、定位部；541、第一定位件；542、第二定位件；543、紧固件；

101、第一导轨；102、第一滑块；103、第二导轨；104、第二滑块。

201、控制器；202、机械手；203、处理器；204、第一摄像组件；205、第二摄像组件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

主要参考图1、图3及图5，本实用新型一实施例提供一种位置调整机构10，包括底座100、置物台200及移位组件300。

移位组件300包括驱动部310、连接部320及转接部330，驱动部310设置于底座100上，并与连接部320连接，驱动部310用于驱动连接部320相对底座100移动，转接部330的一端与连接部320滑动连接，另一端与置物台200转动连接，连接部320相对底座100移动的方向与转接部330相对连接部320移动的方向垂直。

在本实施例中，如图1至图3所示，位置调整机构10包括四组移位组件300，其中两组移位组件300用于驱动置物台200沿第一直线方向移动，另外两组移位组件300用于驱动置物台200沿第二直线方向移动，第一直线方向与第二直线方向垂直。

为便于描述，如图3及图4所示，建立图示坐标系，将第一直线方向定义为X轴方向，将第二直线方向定义为Y轴方向。将用于驱动置物台200沿X轴运动的两组移位组件300分别命名为第一移位组件301及第二移位组件302，将用于驱动置物台200沿Y轴运动的两组移位组件300分别命名为第三移位组件303及第四移位组件304。各移位组件300的具体位置不作要求。

下面对位置调整机构10的运动过程作进一步描述：

当第一移位组件301及第二移位组件302同时驱动置物台200沿X轴同向运动且第三移位组件303及第四移位组件304不驱动置物台200移动时，置物台200沿X轴运动。当第三移位组件303及第四移位组件304同时驱动置物台200沿Y轴同向运动且第一移位组件301及第二移位组件302不驱动置物台200移动时，置物台200沿Y轴运动。

当第一移位组件301及第二移位组件302同时驱动置物台200沿X轴同向运动，且第三移位组件303及第四移位组件304驱动置物台200沿Y轴同向运动时，置物台200在X-Y平面内沿与X轴及Y轴均成夹角的方向移动。可以理解的是，第一移位组件301、第二移位组件302、第三移位组件303及第四移位组件304驱动置物台200运动的位移的大小及方向共同决定了置物台200最终运动的位移的大小及方向。例如，当第一移位组件301及第二移位组件302同时驱动置物台200沿+X方向运动，第三移位组件303及第四移位组件304同时驱动置物台200沿+Y方向运动。那么，置物台200在X-Y平面内沿与+X方向及+Y方向均成夹角的方向运动。若第一移位组件301及第二移位组件302同时驱动置物台200沿+X方向运动，第三移位组件303及第四移位组件304同时驱动置物台200沿-Y方向运动。那么，置物台200沿与+X方向及-Y方向均成夹角的方向运动。

当第一移位组件301驱动置物台200沿+X方向运动，第三移位组件303驱动置物台200沿+Y方向运动，第二移位组件302驱动置物台200沿-X方向运动，第四移位组件304驱动置物台200沿-Y方向运动时，以-Z方向为观察方向，置物台200相对底座100按逆时针方向旋转。

当第一移位组件301驱动置物台200沿-X方向移动，第四移位组件304驱动置物台200沿+Y方向运动，第二移位组件302驱动置物台200沿+X方向运动，第三移位组件303驱动置物台200沿-Y方向运动时，以-Z方向为观察方向，置物台200相对底座100按顺时针方向旋转。

应当注意的是，在其他实施例中，移位组件300的数量也可以为三组或者大于四组，只需保证至少一组移位组件300用于驱动置物台200沿第一直线方向移动，至少两组移位组件300用于驱动置物台200沿第二直线方向移动即可。

综上，由于各移位组件300的连接部320能够相对底座100移动，转接部330能够相对连接部320移动，且连接部320相对底座100移动的方向与转接部330相对连接部320移动的方向垂直，即置物台200相对各移位组件300均可以在相互垂直的两个方向运动。这样，当置物台200沿任意方向平移时，各移位组件300都不会限制置物台200移动。此外，由于位置调整机构10包括至少三组移位组件300，通过设置各移位组件300驱动置物台200运动的位移的大小及方向，可以使得驱动置物台200在其所在平面内相对底座100旋转。而且，由于转接部330与置物台200转动连接，置物台200旋转时不会受到各移位组件300的限制。

因此，上述位置调整机构10通过设置各移位组件300驱动置物台200运动的位移的大小和方向，就可以实现置物台200相对底座100作旋转运动或沿不同方向作直线运动，以调整位于置物台200上的待组装工件的位置，提高定位和组装效率。而且，置物台200上可以放置各种类型的待组装工件，使得上述位置调整机构10具有普遍适用性。同时，使用上述位置调整机构10避免了使用定位孔及定位销带来的定位误差，可以提高定位精度。此外，由于通过控制各移位组件300驱动置物台200运动的位移的大小和方向即可实现置物台200相对底座100作旋转运动，不需要另外设置驱动置物台200旋转的机构，使得位置调整机构10的整体结构简单，尺寸较小。

具体地，在本实施例中，如图1及图5所示，位置调整机构10的转接部330包括轴承331及轴承座332，轴承331的外圈与置物台200固定连接，轴承331的内圈与轴承座332固定连接，轴承座332与连接部320滑动连接。通过使用轴承331及轴承座332，可以提高位置调整机构10的运动精度。此外，位置调整机构10还包括第一导轨101、与第一导轨101滑动连接的第一滑块102、第二导轨103、以及与第二导轨103滑动连接的第二滑块104。第一导轨101与底座100固定连接，第一滑块102与连接部320固定连接。第二导轨103与连接部320固定连接，第二滑块104与转接部330固定连接。通过采用导轨滑块的结构，可以提高位置调整机构10的运动精度。

进一步地，如图1及图3所示，为了便于计算各移位组件300的驱动部310驱动连接部320运动的位移与置物台200的位移之间的关系，置物台200相对底座100旋转的轴线与置物台200相对各移位组件300旋转的轴线的距离相等。

在本实施例中，置物台200相对第一移位组件301、第二移位组件302、第三移位组件303及第四移位组件304旋转的轴线在X-Y平面内的投影依次连接后形成正方形，即，L1、L2、L3及L4均相等。而且，第一移位组件301及第二移位组件302对角设置，第三移位组件303及第四移位组件304对角设置，可以有效利用底座100的安装空间，减小位置调整机构10的整体尺寸，还可以使得置物台200运动更加平稳。当然，在其他实施例中，第一移位组件301还可以与第三移位组件303对角设置，第二移位组件302则与第四移位组件304对角设置。

进一步地，在本实施例中，如图5所示，驱动部310为线性磁轴电机，其包括一个磁轴312和一个电流控制的圆柱绕组线圈滑块311。由于线性磁轴电机为非接触式，机械摩擦损耗低，故障较少，降低了位置调整机构10的维护成本。而且，线性磁轴电机没有含铁的芯，所以在线圈滑块311和磁轴312之间没有磁引力，从而消除了齿槽效应。另外，由于线性磁轴电机完全利用了磁通量，所以其效率非常高，而且不需要任何形式的冷却，使得位置调整机构10的结构更加简化。

具体地，如图3及图5所示，为了将驱动部310与连接部320连接，连接部320包括第一连接件321、以及与第一连接件321可拆卸连接的第二连接件322，第一连接件321上设有缺口3211，线性磁轴电机的线圈滑块311位于缺口3211内，线性磁轴电机的磁轴312通过第二连接件322固定在第一连接件321上。通过在第一连接件321上设置缺口3211，固定在底座100上的线圈滑块311容纳于缺口3211内，可以节约安装空间，进而减小位置调整机构10的整体尺寸。

在其他实施例中，也可以将线性磁轴电机的磁轴312固定在底座100上，线性磁轴电机的线圈滑块311则与连接部320连接，同样可以通过线性磁轴电机驱动连接部320运动，从而驱动置物台200移动。当然，在其他实施例中，驱动部310也可以为电机丝杆结构或者气缸等其他形式。

进一步地，在本实施例中，如图3至图5所示，位置调整机构10还包括位移传感器，位移传感器与移位组件300一一对应设置，位移传感器用于测量驱动部310驱动连接部320移动的距离，使位置调整机构10更加精准地控制置物台200移动的距离。

具体地，位移传感器包括读数头400及光栅尺(图中未示出)，底座100上设有避位槽110，读数头400设置于避位槽110内，光栅尺设置于连接部320上。通过设置用于容纳读数头400的避位槽110，可以在保证底座100强度的前提下降低位置调整机构10的整体高度。

进一步地，在本实施例中，如图3至图5所示，位置调整机构10还包括限位组件500，限位组件500与移位组件300一一对应设置，限位组件500用于限制连接部320运动的位置。

在本实施例中，限位组件500包括安装部510、感应部520及遮挡部530，安装部510固定在底座100上，感应部520设置于安装部510上，感应部520能够相对安装部510移动，且感应部520的移动方向与连接部320相对底座100移动的方向平行，遮挡部530设置于连接部320上。

具体地，感应部520为对射型光电传感器，当移位组件300的驱动部310驱动连接部320移动至遮挡部530阻断感应部520的对射光线的位置时，感应部520产生一与连接部320的位置相对应的位置信号，驱动部310根据该位置信号改变运动状态，从而限制连接部320运动的位置，以限制置物台200运动的位置。

为了使感应部520能够相对安装部510移动，安装部510上设有滑槽511，限位组件500还包括用于将感应部520固定在安装部510上的定位部540。定位部540具体包括第一定位件541、第二定位件542及紧固件543，第一定位件541及第二定位件542上均设有与紧固件543相适配的螺纹孔，且第一定位件541设置于滑槽511内。安装时，首先确定第一定位件541相对滑槽511的位置，然后通过紧固件543将第二定位件542固定在第一定位件541上，以将定位部540固定在安装部510上。一个感应部520对应两个定位部540，两个定位部540分别位于感应部520的两侧，以将感应部520固定在安装部510上。通过改变第一定位件541相对滑槽511的位置，可以改变感应部520相对安装部510的位置，从而调整连接部320运动的位置。

在本实施例中，一组限位组件500包括两个感应部520，两个感应部520间隔设置，以限制连接部320相对底座100在两个相反方向运动的极限位置。当然，在其他实施例中，还可以根据需要增加或者减少感应部520的数量。

此外，本实用新型还提供一种定位装置，包括机械手202、处理器203、摄像组件及上述位置调整机构10，处理器203分别与控制器201及摄像组件电连接，机械手202及位置调整机构10中的至少一个设有摄像组件，摄像组件用于获取待组装工件的图像信息，处理器203用于处理图像信息，并将处理结果发送至控制器201，控制器201根据处理结果控制机械手202及位置调整机构10中的至少一个运动。

在本实施例中，如图6所示，摄像组件包括第一摄像组件204及第二摄像组件205，第一摄像组件204设置底座100上，第二摄像组件205设置于机械手202上。

安装之前，将需要组装在一起的两个工件中的一个放置在置物台200上，另一个工件由机械手202抓取。为便于描述，将机械手202抓取的工件称作第一工件，将放置在置物台200上的工件称作第二工件。定位过程中，第一摄像组件204获取第一工件的图像信息，并将第一工件的图像信息发送至处理器203，处理器203将第一工件的图像信息与预设图像比较，得到第一偏差值，并将第一偏差值反馈至控制器201，从而控制器201控制位置调整机构10调整第二工件的位置。然后，控制器201控制机械手202移动，以使第二摄像组件205位于位置调整机构10的上方。然后，第二摄像组件205获取第二工件的图像信息，并将第二工件的图像信息发送至处理器203，处理器203将第二工件的图像信息与预设图像比较，得到第二偏差值。然后，控制器201将第一偏差值与第二偏差值进行比较。若第一偏差值与第二偏差值不同，则位置调整机构10继续调整放置在置物台200上的第二工件的位置，直至第一偏差值与第二偏差值相同。最后，机械手202再将第一工件装配至第二工件上。

在其他实施例中，摄像组件也可以仅安装在位置调整机构10上。此时，摄像组件用于获取机械手202上的第一工件的图像信息，并将第一工件的图像信息发送至处理器203，处理器203将第一工件的图像信息与预设图像比较。然后，控制器201根据比较结果控制位置调整机构10调整第二工件的位置。当然，摄像组件也可以仅安装在机械手202上。此时，摄像组件用于获取位置调整机构10上的第二工件的图像信息，并将第二工件的图像信息发送至处理器203，处理器203将第二工件的图像信息与预设图像比较。然后，控制器201根据比较结果控制位置调整机构10调整第二工件的位置。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。