一种大尺寸重载筒形工件搬运对接装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种筒形工件对接装置，特别是涉及一种大尺寸重载筒形工件搬运对 接装置。
【背景技术】
[0002] 大尺寸重载筒形工件在部装和总装时，需要进行工序间的流转搬运和装配对接。 通常采用架车或者行车将筒形工件搬运至装配工序，然后采用辅助工装将待装配部件缓慢 移动，人工调整位姿、插销定位的装配对接方式。架车搬运转弯半径大，运动灵活性不足，难 以根据装配对接位置调整车体姿态，行车的运行受到车间限制，跨车间的搬运不便。人工调 整位姿、插销定位的装配方式效率低，对接面孔销配合精度低，装配应力大，影响工件的疲 劳强度。
[0003] 针对大型工件的对接，公开号为CN104330261A的中国专利公开了一种发动机大部 件的自动对接装置，其利用了图像测量组件、激光测距组件、倾角传感器组件配合姿态调整 支架和运动对接支架进行发动机部件的姿态调整和对接。但是该技术方案存在两方面问 题，首先姿态调整支架和运动对接支架是固定在地面的，待对接的工件仍需要采用驾车或 者行车搬运并吊装至相应位置，才能进行对接工作;其次，发动机部件空间姿态的调整需要 依靠多个多种类传感器，图像测量组件测量标靶位置来控制对接面的对接方向，通过激光 测距组件测量部件前后距离差判断部件的横向偏转，倾角传感器测量垂直偏转，因此整个 传感与控制装置复杂，测量基准不同造成对接流程需要反复进行逐步调整才能达到理想状 ??τ O
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种大尺寸重载筒形工件搬运对 接装置，解决大尺寸工件搬运不便、对接装置复杂，对接流程繁琐的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的：一种大尺寸重载筒形工件搬 运对接装置，包括搬运平台、姿态调整对接装置和支架组件，所述搬运平台包括通过连接组 件相互连接并上下位移的Mecanum轮全向移动平台和气垫平台，所述Mecanum轮全向移动平 台包括底盘和Mecanum轮，所述气垫平台包括双层盖板和设置在双层盖板底部的气垫，所述 连接组件包括导轨、丝杆、滑块、凸轮、支座、楔形限位块、弹簧和顶杆，所述滑块设置在导轨 上滑动，所述丝杆与滑块配合随滑块的滑动而转动，所述凸轮设置在丝杆上，所述楔形限位 块设有楔形空腔并嵌设在所述支座内，所述顶杆轴线与所述丝杆的轴向垂直，所述顶杆末 端与所述楔形空腔配合，所述弹簧设置在顶杆的末端与支座之间，所述顶杆的头端与所述 凸轮边缘抵触，所述导轨、支座分别与所述底盘固定连接，所述滑块与所述双层盖板固定连 接；
[0006] 所述姿态调整对接装置设置在气垫平台上，所述姿态调整对接装置包括四组三轴 移动定位器、托架、激光测距传感器和控制器，所述三轴移动定位器的顶端与所述托架球铰 连接，所述托架用于承载主动对接工件，所述托架上与主动对接工件的对接面同向的侧面 设有三个激光测距传感器，所述三个激光测距传感器成三角形布置；
[0007] 所述支架组件用于承载被动对接工件，所述支架组件上与被动对接工件的对接面 同向的侧面设有三个靶球，所述靶球布置方式与所述激光测距传感器布置方式相同；所述 控制器接收所述激光测距传感器扫描靶球测得的数据并控制所述三轴移动定位器动作使 主动对接工件和被动对接工件对接。
[0008] 为了使气垫平台承载工件重量，所述双层盖板的顶部高于所述底盘的顶部。
[0009] 进一步的，所述底盘包括前底盘和后底盘，所述前底盘和后底盘通过横梁连接。
[0010] 进一步的，所述双层盖板包括左右两组，分别设置在所述横梁的两侧。
[0011] 进一步的，所述两组双层盖板通过四个连接组件与前底盘和后底盘连接。
[00?2 ] 进一步的，所述前底盘设有四个Mecanum轮，所述后底盘设有四个Mecanum轮。
[0013]为了提升测量精度及便于控制，进一步的，所述三个激光测距传感器成直角三角 形布置，且直角三角形相垂直的两条边分别为水平方向和垂直方向。
[0014] 为了便于调整主动对接工件自身的转动，所述托架设有前后两组滚轮架，每组所 述滚轮架包括相对布置的主动滚轮和从动滚轮，所述主动对接工件由所述两组滚轮架承 载。
[0015] 为了提升控制器控制效果，加快对接前主动对接工件的姿态调整，进一步的，所述 托架设有三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，所述控制器接收三轴陀螺仪和三轴加速度传感 器信息以及激光测距传感器扫描靶球测得的数据并控制所述三轴移动定位器动作。
[00?6]本发明所提供的技术方案的优点在于，1、将Mecanum轮全向移动平台的运动灵活 性与气垫搬运平台重载搬运的优势结合起来，气垫搬运平台充气后顶升工件，Mecanum轮全 向移动平台通过连接部件带动气垫搬运平台移动，可实现大尺寸重载工件的工序间灵活搬 运，并可结合位姿传感器实现在设定装配区域内的粗定位，全向移动平台与气垫搬运平台 间的连接部件可提高气垫平台在运动及对接过程中的平稳性;2、通过成直角三角形布置的 三组激光测距传感器、三个靶球和位姿传感器，控制系统在根据靶球坐标设定的扩展搜索 区域内，采用行扫描的方式扫描测距，利用三点确定平面的方式控制四组三轴移动定位器， 实现两个工件的轴线自动精确定位对接，简化了对接装置的传感器测量部分，大大提高了 装配对接的效率和精度。
【附图说明】
[0017]图1为本发明立体结构示意图。
[0018]图2为本发明主视结构示意图。
[0019]图3为连接组件立体结构示意图。
[0020]图4为连接组件剖面结构示意图。
[0021 ]图5为托架与支架组件布置示意图。
[0022]图6为三轴移动定位器结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
[0024]请参见图1及图2,大尺寸重载筒形工件搬运对接装置，包括搬运平台、姿态调整对 接装置和支架组件9。搬运平台和姿态调整对接装置是用于承载和搬运主动对接工件6,并 调整其姿态以实现对接的。其中搬运平台包括通过连接组件5相互连接并上下位移的 Mecanum轮全向移动平台1和气垫平台2，Mecanum轮全向移动平台1包括底盘102和Mecanum 轮101，底盘102采用箱型梁式结构，包括前底盘102a和后底盘102b，前底盘102a和后底盘 102b通过横梁102c连接。前底盘102a和后底盘102b分别设有四个Mecanum轮101，成对称布 置，采用八套伺服电机驱动。Mecanum轮全向移动平台1主要负责进行平面内的移动，运动学 方程为：
[0026] 其中：R为Mecanum轮半径，θ?为Mecanum轮的转速，Lo、Li、L2为Mecanum轮中心在平 台坐标系中的位置尺寸，V x、Vy、ω为Mecanum轮全向移动平台速度。
[0027] 气垫平台2包括双层盖板201和设置在双层盖板201底部的气垫202,气垫平台2分 成左右两部分设置在横梁102c的两侧，每个部分的双层盖板201底部设置两个高压气垫 202。每个部分的双层盖板201通过两个连接组件5,整个气垫平台2共四个连接组件5分别与 前底盘102a和后底盘102b连接。
[0028] 请参见图3及图4,连接组件5包括导轨504、丝杆503、滑块502、凸轮501、支座508、 楔形限位块507、弹簧506和顶杆505,滑块502设置在导轨504上滑动，丝杆503与滑块502配 合随滑块502的滑动而转动，凸轮501设置在丝杆503上，楔形限位块507设有楔形空腔并嵌 设在支座508内，顶杆505轴线与丝杆503的轴向垂直，顶杆505末端与楔形空腔配合，弹簧 506设置在顶杆505的末端与支座508之间，顶杆505的头端与凸轮501边缘抵触，导轨504、支 座508分别与Mecanum轮全向移动平台1的底盘102固定连接，滑块502与气垫平台2的双层盖 板201固定连接，连接后双层盖板201顶部的高度高于底盘102顶部的高度。气垫平台2的气 垫202充气时，双层盖板201带动滑块502向上移动，进而驱动丝杆503带动凸轮501转动，凸 轮501将与其抵触的顶杆505向楔形限位块507内推进，分块设置的楔形限位块507随着顶杆 505的压入向外胀开压紧支座508直至无法继续推进