位移检测装置和汽车组装设备的制作方法

本发明属于汽车零部件装配的技术领域，具体涉及一种位移检测装置以及具有这种位移检测装置的汽车组装设备。

背景技术：

在汽车的组装过程中，需要将轮胎等零部件装配至车身。

一种现有的汽车零部件装配方式是：车身保持静止，由人工或机械臂拾取相关零部件并将这些零部件组装到车身上。

然而，这种装配方式由于将车身保持静止，因此使得车身在组装生产线上的停留时间过长，从而会降低汽车的制造产能。

技术实现要素：

本发明提供一种位移检测装置和汽车组装设备，以解决汽车装配效率较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种位移检测装置。所述位移检测装置包括：驱动组件，所述驱动组件包括驱动机构和由所述驱动机构驱动进行往复运动的承载件；从动组件，所述从动组件安装在所述承载件上以便由所述承载件带动进行移动，所述从动组件在受到一移动物体推动时还可带动所述承载件进行移动；检测器，所述检测器用于检测所述承载件被所述从动组件带动时的移动距离。

可选地，所述承载件为同步带，所述检测器为编码器，所述驱动组件还包括第一同步轮和第二同步轮，所述第一同步轮和第二同步轮之间通过所述同步带连接，并且所述编码器与所述第一同步轮的支撑轴连接；所述编码器用于检测所述第一同步轮的旋转角度，以便确定所述同步带被所述从动组件带动时的移动距离。

可选地，所述驱动机构为电机，所述电机的旋转端与所述第一同步轮或第二同步轮连接，用于驱动所述第一同步轮或第二同步轮进行旋转；所述第一同步轮或第二同步轮的旋转驱动所述同步带进行移动。

可选地，所述驱动机构为电缸或直线电机。

可选地，所述位移检测装置还包括阻挡件，所述阻挡件设置在所述从动组件的移动路径上；所述从动组件包括安装板，所述安装板固定在所述承载件上，所述安装板上安装有旋转臂和施力部件，所述施力部件对所述旋转臂的第一端施加作用力而使所述旋转臂枢转至第一位置；在所述第一位置，所述旋转臂的第二端能够抵靠所述移动物体；当所述从动组件移动至所述阻挡件时，所述阻挡件与所述旋转臂接合而使所述旋转臂枢转至第二位置；在所述第二位置，所述旋转臂脱离与所述移动物体的抵靠。

可选地，所述施力部件为弹簧，所述弹簧连接在所述安装板和所述旋转臂的第一端之间。

可选地，所述旋转臂的第二端安装有第一滚轮，所述第一滚轮用于抵靠所述移动物体。

可选地，所述承载件为同步带，所述驱动组件还包括第一同步轮和第二同步轮，所述第一同步轮和第二同步轮之间通过所述同步带连接；所述从动组件还包括同步带压板和滚轮安装板，所述安装板和所述同步带压板夹紧固定所述同步带，所述滚轮安装板固定在所述同步带上并且在所述同步带移动方向上的两侧均安装有第二滚轮；所述驱动组件还包括支撑板，所述支撑板设置在所述同步带的下方用于支撑所述同步带压板和所述同步带，所述第二滚轮与所述支撑板的侧表面滚动连接。

可选地，所述阻挡件固定在所述支撑板上。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种汽车组装设备。所述汽车组装设备包括：上述的位移检测装置；搬运工具，所述搬运工具用于接收汽车的车身，并且所述搬运工具作为所述移动物体沿着第一轨道移动；随行组件，所述随行组件包括移动板和安装在所述移动板上的机械手，所述移动板用于带动所述机械手沿着第二轨道移动。所述检测器所检测的所述移动距离的信号传送至所述随行组件，所述随行组件控制所述机械手移动而使所述机械手保持与移动的车身相对静止。

可选地，所述搬运工具是自动导引运输车。

可选地，所述第二轨道与所述第一轨道平行。

可选地，所述随行组件还包括驱动电机、齿轮和齿条，所述驱动电机安装在所述移动板上，所述驱动电机的旋转端连接所述齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿条相对于所述第二轨道固定。

可选地，所述驱动电机为伺服电机或步进电机。

可选地，所述随行组件还包括直线电机或电缸，所述直线电机或电缸用于驱动所述移动板沿着所述第二轨道移动。

本发明的有益效果是：本发明实施例通过使安装在承载件上的从动组件在受到移动物体推动时可带动所述承载件进行移动，并且通过检测器检测承载件被从动组件带动时的移动距离，从而能够实时确定放置在移动物体上的例如车身的构件的移动距离。这种位移检测装置的结构简单、成本低。另外，当将这种位移检测装置应用于汽车组装设备时，所检测的移动距离的信号可传送至随行组件，使随行组件能根随车身的移动距离而使安装在随行组件上的机械手与移动的车身相对静止，从而实现车身在移动的过程将相关零部件通过机械手组装至车身。相应地，由于本发明实施例的汽车组装设备能在车身移动的过程完成相关零部件的组装，减小了车身在组装生产线上的停留时间，因此提高了汽车装配效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是根据本发明实施例的位移检测装置的结构示意图；

图2是图1中的位移检测装置的从动组件的结构示意图；

图3是图1中的位移检测装置的阻挡件的示意图；

图4是根据本发明实施例的汽车组装设备的结构示意图；

图5是图4中的汽车组装设备的随行组件的局部结构示意图；

图6是图4中的汽车组装设备的操作示意图，其中显示了搬运工具移动到与从动组件接触的状态；

图7是图4中的汽车组装设备的操作示意图，其中显示了完成组装后从动组件加速移动到与阻挡件接触的状态；

图8是图4中的汽车组装设备的操作示意图，其中显示了阻挡件使从动组件的旋转臂枢转到搬运工具下方的位置，并且搬运工具继续移动而越过从动组件和阻挡件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其是根据本发明一个实施例的位移检测装置的结构示意图，其中同时显示了一种搬运工具。所述位移检测装置100可包括驱动组件10、从动组件20、检测器30和阻挡件40。

所述搬运工具200用于接收汽车的车身300，并且所述搬运工具200可具有动力装置220，以便所述搬运工具200能够在动力装置220的驱动下沿着第一轨道210移动。

在一个示例中，所述驱动组件10可包括驱动机构11、呈同步带形式的承载件12、第一同步轮13、第二同步轮14和支撑板15。所述承载件12可由所述驱动机构11驱动进行往复运动。所述第一同步轮13和第二同步轮14之间通过所述同步带连接。所述驱动机构11可为电机。所述电机的旋转端111可与所述第一同步轮13连接，用于驱动所述第一同步轮13进行旋转。所述第一同步轮13的旋转驱动所述同步带进行移动。当然，所述电机的旋转端111也可与所述第二同步轮14连接，用于驱动所述第二同步轮14进行旋转。所述第二同步轮14的旋转同样可驱动所述同步带进行移动。

在其它示例中，所述驱动机构11也可为电缸或直线电机。由于电缸或直线电机均是将伺服电机的旋转运动转换成直线运动的装置，因此这种电缸或直线电机中的做直线运动的部件可连接到上述的承载件12上，以便驱动承载件12做往复运动。

所述从动组件20可安装在所述承载件12上以便由所述承载件12带动进行移动。所述从动组件20在受到移动中的所述搬运工具200推动时还可带动所述承载件12进行移动；相应地，所述承载件12的移动又会带动所述第一同步轮13和第二同步轮14旋转。所述承载件12也可为同步带以外的其它形式，只要其能够承载所述从动组件20做往复运动即可。例如，所述承载件12可为刚性条状体，其通过啮合结构与上述的驱动机构11接合，从而能够在驱动机构11的驱动下进行往复运动。

如图2所示，在一个示例中，所述从动组件20可包括安装板21、旋转臂22、施力部件23、同步带压板24和滚轮安装板25。所述安装板21可固定在所述承载件12上，所述旋转臂22和施力部件23安装在所述安装板21上。所述施力部件23可对所述旋转臂22的第一端221施加作用力而使所述旋转臂22枢转至第一位置，该第一位置通常是使旋转臂22的第二端222抬起的位置。在所述第一位置，所述旋转臂22的第二端222能够抵靠所述搬运工具200。所述施力部件23可为弹簧，所述弹簧可连接在所述安装板21和所述旋转臂22的第一端221之间，以便在所述安装板21和所述第一端221之间施加拉力。当然，所述施力部件23也可为其它结构，只要能够对所述旋转臂22施加拉力和/或压力而将所述旋转臂22的第二端222保持在趋于抬起的位置即可。所述旋转臂22的第二端222还可安装有第一滚轮223，所述第一滚轮223用于滚动抵靠所述搬运工具200。容易明白的是，通过第一滚轮223与搬运工具200的滚动接触，可允许第一滚轮223沿着搬运工具200上下滚动，从而减小部件之间的摩擦和损伤。

进一步地，还可通过所述安装板21和所述同步带压板24夹紧固定所述同步带。由于同步带的内侧通常具有与第一同步轮13和第二同步轮14啮合的齿，因此所述同步带压板24的上表面也可设有与这些齿相匹配的齿，以便与同步带牢固结合并固定。所述滚轮安装板25可固定在所述同步带或所述同步带压板24上并且在所述同步带移动方向上的两侧均安装有第二滚轮251，所述第二滚轮251可与所述支撑板15的侧表面滚动连接，以使同步带的移动较为稳定。例如，可在所述滚轮安装板25的前、后、左、右这四个角落位置分别安装一个第二滚轮251(即，总共安装四个第二滚轮251)，以使同步带的移动更加稳定。上述的支撑板15可设置在所述同步带的下方用于支撑所述同步带压板24、所述滚轮安装板25和/或所述同步带，以避免同步带在自身重量及在受到其上安装的从动组件20的重量的影响下下垂而难以沿直线运动。由于同步带呈环形，因此这里所说的“支撑板15设置在同步带的下方”实际上可指的是支撑板15处在同步带所围成的环形之内，并且在顶部的同步带部段的下方，以便对该顶部的同步带部段进行支撑。

再如图1所示，所述检测器30用于检测所述承载件12被所述从动组件20带动时的移动距离。由于在所述承载件12被所述从动组件20带动而移动时，所述搬运工具200也与从动组件20抵靠接触，因此所述的移动距离还代表着所述车身300、所述搬运工具200和所述从动组件20的移动距离。在一个示例中，所述检测器30可为编码器。所述编码器可与所述第一同步轮13的支撑轴131连接。所述编码器用于检测所述第一同步轮13的旋转角度，以便确定所述同步带被所述从动组件20带动时的移动距离。在此示例中，呈编码器形式的检测器30是以间接的方式检测所述承载件12被所述从动组件20带动时的移动距离。在其它示例中，所述检测器30也可直接检测这种移动距离；例如可采用超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器等测距传感器来检测搬运工具200与从动组件20抵靠接触后所述承载件12的移动距离。

如图1和图3所示，所述阻挡件40可设置在所述从动组件20的移动路径上，例如设置在靠近第二同步轮14的位置并且在高度上高于所述承载件12。从而，当所述从动组件20移动至所述阻挡件40时，所述阻挡件40可与所述旋转臂22接合而使所述旋转臂22枢转至第二位置，该第二位置通常是使旋转臂22的第二端222下降的位置。在所述第二位置，所述旋转臂22脱离与所述搬运工具200的抵靠。所述阻挡件40可固定在所述支撑板15上或用于安装所述位移检测装置100的固定结构上。

请参阅图4，其是根据本发明实施例的汽车组装设备的结构示意图。所述汽车组装设备500可包括随行组件400和上述的位移检测装置100与搬运工具200。在一个示例中，所述搬运工具200可为自动导引运输车(automaticguidedvehicle,agv)。

所述随行组件400可包括移动板410和安装在所述移动板410上的机械手420，所述移动板410用于带动所述机械手420沿着第二轨道430移动。所述第二轨道430可与所述搬运工具200的述第一轨道210平行。

一并如图5所示，在一个示例中，所述随行组件400还可包括驱动电机440、齿轮450和齿条460。所述驱动电机440可为伺服电机或步进电机，并且可安装在所述移动板410上，所述驱动电机440的旋转端441连接所述齿轮450，所述齿轮450与所述齿条460啮合。所述齿条460相对于所述第二轨道430固定；例如，所述第二轨道430和所述齿条460均可安装在所述随行组件400的机架470上，或者所述齿条460可固定在所述第二轨道430上。由于第二轨道430通常为相互平行的两条，因此所述齿条460可固定在其中一条第二轨道430上。

在另一个示例中，所述随行组件400可采用直线电机或电缸来驱动所述移动板410沿着所述第二轨道430移动。

所述位移检测装置100的检测器30用于检测在搬运工具200与从动组件20接触期间所带动的同步带的移动距离。所述移动距离的信号可被传送至所述随行组件400，所述随行组件400可响应于所述移动距离的信号而控制所述机械手420移动而使所述机械手420保持与移动的车身300相对静止。所述驱动机构11、所述检测器30和所述驱动电机440等可与一或多个控制装置连接，以便由控制装置接收、分析所述检测器30所检测的信号，并且相应地控制所述驱动机构11和驱动电机440的旋转。

结合图4和图6至图8所示，本发明实施例的汽车组装设备500的操作过程简述如下。

第一，使搬运有车身300的搬运工具200沿着设定的第一轨道210朝着从动组件20移动。此时，所述从动组件20可位于与阻挡件40相远离的位置。

第二，如图6所示，搬运工具200移动到与从动组件20接触的状态。此时，搬运工具200抵压旋转臂22上的滚轮223。随即，搬运工具200驱动从动组件20并带动同步带12移动。随着同步带12的移动，与之有连接关系的支撑轴131也被带动旋转，从而由编码器30感应同步轮13的转动角度，进而可计算出同步带12的移动距离，并将该移动距离的信号传送至随行组件400，使随行组件400上的机械手420与车身的移动距离相同(其中，可以采用随行组件400上的移动板410带动机械手420移动的方式，或者是随行组件400上的移动板410不动，而机械手420通过自身的结构进行移动的方式)，从而使随行装置上的机械手420与移动的车身300相对静止。在此阶段，可通过机械手420执行汽车零部件在车身300上的组装。

第三，如图7所示，当车身300完成组装工序后，位移检测装置100上的驱动组件10通过驱动机构11驱动第一同步轮13旋转，第一同步轮13同时驱动同步带进行移动，同步带则带动从动组件20加速移动，该从动组件20的移动速度超过搬运工具200移动速度，从而搬运工具200不再接触从动组件20。随着从动组件20的移动，该从动组件20的旋转臂22开始接触阻挡件40。

第四，如图8所示，当从动组件20移动至阻挡件40处并且继续移动时，该阻挡件40驱动旋转臂22向下摆动，使旋转臂22旋转至搬运工具200下方，且此时从动组件20停止移动，搬运工具200则可带着完成组装的车身300继续移动。另外，在此期间，移动板410可带着机械手420返回至起始位置。

第五，当搬运工具200越过从动组件20后，位移检测装置100上的驱动机构11沿反方向驱动，从而带动从动组件20返回移动至原点。在此返回动作开始时，随着旋转臂22脱离与阻挡件40的接触，旋转臂22在施力部件23的作用下，旋转至初始位置。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明实施例通过使安装在承载件上的从动组件在受到移动物体推动时可带动所述承载件进行移动，并且通过检测器检测承载件被从动组件带动时的移动距离，从而能够实时确定放置在移动物体上的例如车身的构件的移动距离。这种位移检测装置的结构简单、成本低。另外，当将这种位移检测装置应用于汽车组装设备时，所检测的移动距离的信号可传送至随行组件，使随行组件能根随车身的移动距离而使安装在随行组件上的机械手与移动的车身相对静止，从而实现车身在移动的过程将相关零部件通过机械手组装至车身。相应地，由于本发明实施例的汽车组装设备能在车身移动的过程完成相关零部件的组装，减小了车身在组装生产线上的停留时间，因此提高了汽车装配效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。