一种多路微波旋转关节装配设备及装配方法与流程

1.本发明主要涉及电子机械装配的技术领域，特别是涉及一种多路微波旋转关节装配设备及装配方法。


背景技术：

2.微波旋转关节泛指连接在相对旋转运动的结构之间用于传递能量或信号的结构连接件。在各类机械扫描的雷达系统中，旋转关节的作用是保持天线在连续旋转过程中馈电传输线的射频信号连续不断，因而它是雷达馈电传输线中关键元器件之一。随着宽带、超宽带雷达技术的发展，旋转关节呈现出高集成、多通道、高功率等特点，对装配技术能力提出新的需求。
3.多通道微波旋转关节一般采用模块化设计，先将内外导体、线缆等零部件精密装配成单路或者双路旋转模块，各模块调试正常后进行微波旋转关节总装。一些大型雷达产品的微波旋转关节通道数多达几十个，重量达到了100kg以上，总体长度超过3m；在模块拼装时需同时关注的装配要素有端面密封圈、径向密封圈、内环电缆表面防护、内环电缆与传动拨叉角度、传动拨叉、外环孔位角度等，装配难度大。
4.多路微波旋转关节通常的装配方法是：将已组装配的模块平放在台面上，已装配的内环电缆从待装配模块内腔中穿出，梳理整齐；多名操作人员借助登高平台，将已装配旋转模块、待装配旋转模块及内环半刚电缆调整至竖直状态；人工辅助保持竖直姿态，将端面密封圈、径向密封圈、传动拨叉等调整、对准，均匀下压将两组旋转模块装配到位；确认对接无误后，再由多名操作人员将已组装的旋转模块重新水平放置在工作台上，进行下一组旋转模块装配，直至完成所有通道装配。这样的安装方法效率低，劳动强度大，存在安全风险，严重影响个人安全和产品生产周期。


技术实现要素：

5.针对大体量多路微波旋转关节装配的劳动强度大、工作效率低、存在安全风险等问题，本发明提供了一种多路微波旋转关节装配设备及装配方法，配置了旋转关节夹持机构、回转机构和升降机构等，能快捷实现旋转关节装夹、姿态调整及精准对接，提高多路微波旋转关节装配效率和装配质量。
6.为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种多路微波旋转关节装配设备，包括升降机构、回转机构、夹具托架、以及旋转关节夹爪，所述旋转关节夹爪可活动的设置在所述具托架上，夹持多路微波旋转关节，所述升降机构带动所述回转机构上下运动调整高度，所述回转机构转动从而带动夹具托架调整多路微波旋转关节在水平方向和竖直方向的装配姿态。
8.进一步的，还包括平台框架，所述平台框架包括调平撑腿、万向轮、底座、立柱、以及顶板，所述底座的四角分别设置万向轮，万向轮的外侧设置调平撑腿，立柱设置在底座上，顶板设置在立柱的顶部。
9.进一步的，所述升降机构包括升降电机、滚珠丝杆、导轨、滑块、升降固定板、以及升降限位开关；所述升降电机通过滚珠丝杆带动升降固定板沿导轨、滑块上下移动，升降限位开关设置在升降固定板运动轨迹的上下极限位置。
10.进一步的，所述回转机构包括回转法兰盘、回转限位开关、回转减速机、回转支承以及回转电机；所述回转支承安装在升降固定板上，回转减速机以及回转电机驱动回转支承和回转法兰盘转动。
11.进一步的，所述夹具托架包括夹具滑轨、电缆托板和电缆限位盘；所述夹具滑轨安装在回转法兰盘上，电缆托板和电缆限位盘安装在夹具滑轨端部。
12.进一步的，所述旋转关节夹爪包括夹具体、快速夹具、夹具滑座、以及锁紧螺钉；所述夹具滑座设置在夹具滑轨的导槽内，滑动移位后通过锁紧螺钉锁紧固定；所述夹具体上设置快速夹具，快速夹具闭合夹具体实现对应双路旋转模块的快速夹紧。
13.进一步的，所述旋转关节夹爪还包括磁吸，所述磁吸由一对镶嵌在夹具体和夹具滑座的异性磁块构成，在旋转关节夹爪未使用时通过磁力吸引而保持打开的姿态；所述夹具体的夹持位置设有橡胶垫。
14.进一步的，还包括plc控制系统，所述plc控制系统控制升降机构、回转机构、夹具托架、以及旋转关节夹爪的运行。
15.进一步的，还包括设备罩壳，所述设备罩壳设置在所述平台框架外围，所述设备罩壳上设有状态指示灯和控制按键。
16.本发明还提供一种多路微波旋转关节装配设备的装配方法，其步骤包括：
17.步骤一，调整设备夹具，调整升降机构至合适高度，调整回转机构至水平位置，在夹具滑轨上排布旋转关节夹爪至适当位置；
18.步骤二，第一组旋转模块装夹，将最顶部一组旋转模块通过夹具托架顶端一组旋转关节夹爪夹持稳定；
19.步骤三，旋转模块水平姿态预装，将步骤二夹持的旋转模块所带的半刚同轴电缆穿过后续一组旋转模块内腔，后续一组旋转模块通过夹爪夹持固定，保留调整间隙，暂不与前一组拼接，半刚同轴电缆梳理后在电缆限位盘对应孔绑扎；
20.步骤四，旋转模块竖直姿态精确对接，调整回转机构至竖直姿态，调整升降机构至装配高度；将端面密封圈、径向密封圈、传动拨叉对准，半刚同轴电缆梳理整齐后松开夹爪锁紧螺钉，均匀下压将两组双路旋转模块装配到位；
21.步骤五，重复步骤三、步骤四，完成多路微波旋转关节装配。
22.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
23.(1)本发明的多路微波旋转关节的装配设备，旋转机构先将已装配模块调整至水平姿态，便于模块套装及半刚线缆梳理；预装到位后调整至竖直状态，便于完成密封圈、拨叉等精确调整，提高装配效率，保证装配质量；
24.(2)本发明的多路微波旋转关节的装配设备，升降机构可根据操作舒适性进行对应装配高度调整，同时对于不同长度规格的多路旋转关节产品具有一定通用性；
25.(3)本发明的多路微波旋转关节的装配设备，旋转模块夹持机构可快速换装，根据不同产品的型号规格更换相应夹具即可，对于不同规格的多路微波旋转关节具有通用性。
26.(4)本发明的多路微波旋转关节的装配设备，电缆托板、电缆限位盘旋转关节内环
电缆按统一次序进行梳理限位，保证电缆整齐美观及布局一致性。
27.(5)本发明的多路微波旋转关节的装配方法，能够提高多路微波旋转关节的组装效率，降低劳动强度，适用于大体量多路微波旋转关节的精密装配成型。
附图说明
28.当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
29.图1为本发明设备的主体结构示意图；
30.图2为本发明设备装配罩壳后示意图；
31.图3为多路微波旋转关节及双路旋转模块结构示意图；
32.图4为升降机构示意图；
33.图5为回转机构示意图；
34.图6为旋转关节夹持机构示意图；
35.图7为本发明适用的多路微波旋转关节水平装配姿态示意图；
36.图8为本发明适用的多路微波旋转关节竖直装配姿态示意图；
37.附图中：1、平台框架；101、调平撑腿；102、万向轮；103、底座；104、立柱；105、顶板；
38.2、多路微波旋转关节；201、双路旋转模块；202、半刚同轴电缆；203、端面密封圈；204、径向密封圈；205、传动拨叉座；
39.3、升降机构；301、升降电机；302、滚珠丝杆；303、导轨；304、滑块；305升降固定板；306、升降限位开关；
40.4、回转机构；401、回转法兰盘；402、回转限位开关；403回转减速机；404、回转支承；405、回转电机；
41.5、夹具托架；501、夹具滑轨；502、电缆托板；503；电缆限位盘；
42.6、旋转关节夹爪；601、夹具体；602、快速夹具；603、夹具滑座；604、橡胶垫；605、磁吸；606、锁紧螺钉；
43.7、plc控制系统；
44.8、设备罩壳；801、钣金罩壳；802、状态指示灯；803、控制按键；804；伸缩罩。
具体实施方式
45.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
46.如图1至图2所示，为一种多路微波旋转关节装配设备，包括平台框架1、升降机构3、回转机构4、夹具托架5、旋转关节夹爪6、plc控制系统7和设备罩壳8。
47.其中，所述平台框架1用于放置升降机构3、回转机构4，并实现设备的移位和调平；所述升降机构3设置在所述平台框架1的立柱内，用于调整多路旋转关节的装配高度，提高操作舒适性，满足不同规格产品装配需求；所述回转机构4设置在所述升降机构3一侧，用于
多路微波旋转关节水平装配姿态和竖直装配姿态切换；所述夹具托架5，设置在所述回转机构4上，用于旋转关节夹爪6的装配、滑动移位及线缆的绑扎梳理；所述旋转关节夹爪6设置在所述夹具托架5的导槽内，用于旋转模块的夹持、移位及精确对接；所述plc控制系统7设置在所述平台框架1后侧；所述设备罩壳8设置在所述平台框架1外围，用于设备防护，操控、指示设备安装。
48.如图1所示，所述平台框架1包括调平撑腿101、万向轮102、底座103、立柱104、以及顶板105；所述底座103的四角分别设置万向轮102，万向轮102的外侧设置调平撑腿101，立柱104设置在底座103上，顶板105设置在立柱104的顶部。
49.如图4所示，所述升降机构3包括升降电机301、滚珠丝杆302、导轨303、滑块304、升降固定板305、以及升降限位开关306；所述升降电机301安装在顶板105的上侧，通过滚珠丝杆302带动升降固定板305沿导轨303、滑块304平稳移动，升降限位开关306设置在升降固定板305运动轨迹的上下极限位置，接触到升降限位开关306后plc控制系统7执行相应动作。
50.如图5所示，所述回转机构4包括回转法兰盘401、回转限位开关402、回转减速机403、回转支承404、回转电机405；所述回转支承404安装在升降固定板305上，回转减速机403以及回转电机405驱动回转支承404和回转法兰盘401平稳转动，回转法兰盘401接触到升降限位开关302后plc控制系统7执行相应动作。
51.因所述回转支承404安装在升降固定板305上，故升降机构3运行的同时可带动回转机构4同步升降。
52.所述夹具托架5包括夹具滑轨501、电缆托板502、电缆限位盘503；所述夹具滑轨501安装在回转法兰盘401上，电缆托板502和电缆限位盘503安装在夹具滑轨501端部，安装位置可根据不同型号旋转关节2调整。
53.所述电缆限位盘503根据旋转关节2型号更换，印刷有线缆标号，同轴电缆202上套有标号标签；电缆限位盘503限位孔位置与同轴电缆202的排布位置一一对应。
54.如图6所示，所述旋转关节夹爪6包括夹具体601、快速夹具602、夹具滑座603、橡胶垫604，磁吸605、以及锁紧螺钉606；所述夹具滑座603设置在夹具滑轨501的导槽内，滑动移位后通过锁紧螺钉606锁紧固定；所述夹具体60为2个弧形夹具，两者配合可组成环形夹具，弧形夹具的一端可活动的设置在夹具滑座603上，另一端设有可以相互配合快速夹具602，快速夹具602闭合夹具体60后可实现对应双路旋转模块201快速夹紧。所述夹具体60的夹持位置为模块中部法兰处，配合橡胶垫604进行防护缓冲；调整快速夹具602的伸缩螺杆，使得夹紧力度适当，保证模块稳定夹持不脱落即可，避免壳体零件受压变形。
55.所述旋转关节夹爪6可从夹具滑轨501导槽内快捷换装，从而根据不同多路微波旋转关节2特征更换不同的旋转关节夹爪6。
56.所述磁吸605由一对镶嵌在夹具体601和夹具滑座603的异性磁块构成，在旋转关节夹爪6未使用时通过磁力吸引使其保持打开的姿态。
57.所述设备罩壳包括钣金罩壳801、状态指示灯802、控制按键803、以及伸缩罩804；所述钣金罩壳801设置在所述立柱104和顶板的外侧，所述状态指示灯802和控制按键803设置钣金罩壳801的侧面，所述伸缩罩804设置在升降机构3和回转机构4之间，不影响回转机构4的移动。
58.本实施例中的多路微波旋转关节装配设备适用于装配如图3、图7～图8中所示的
多路微波旋转关节2，该类型多路微波旋转关节基于模块化设计，通过多组双路旋转模块201拼装组成，装配过程中需要保证端面密封圈203装配到位、径向密封圈204装配到位、传动拨叉座205对准，内环半刚电缆202梳理整齐；本实施例中内环半刚电缆202用于传输高功率微波信号，装配过程中不得扭曲、划伤、挤压变形；由于电缆直径10cm左右且具有一定刚性且内环电缆过孔尺寸较小，装配过程中要及时完成半刚电缆202梳理、保护及绑扎。
59.本实施例采用的装配方法按从上至下的次序对各模块进行对接，首先装配最顶部一组旋转模块(线缆最长的一组)，按设计模型次序依次装配，最后装配底部一组旋转模块(线缆最短的一组)。具体步骤如下：
60.步骤一、设备夹具调整：接通设备电源，操作对应控制按键803，通过plc控制系统7调整升降机构3至1m左右高度，便于操作人员操作，升降限位开关606限位保护；调整回转机构4至水平位置，回转限位开关402保护；根据装配的多路微波旋转关节2结构特征，依次将与旋转模块对应数量和规格的旋转关节夹爪6在夹具滑轨501适当位置排布，磁吸605保持夹具体601呈打开姿态。
61.步骤二、第一组旋转模块装夹：参照多路微波旋转关节2个模块的装配次序编号，将最顶部一组旋转模块201通过夹具托架5顶端一组旋转关节夹爪6夹持稳定；旋转模块201夹持前进行试装，夹持位置为模块中部法兰处，配合橡胶垫604进行防护缓冲；调整快速夹具602的伸缩螺杆，使得夹紧力度适当，保证模块稳定夹持不脱落即可，避免壳体零件受压变形。
62.步骤三、旋转模块水平姿态预装：如图7所示，将步骤二夹持的旋转模块201所带的半刚同轴电缆202穿过后续一组旋转模块201内腔，装配前预先套入模块间的端面密封圈203、径向密封圈204；所述后续一组旋转模块通过夹爪6夹持固定，前后两组模块暂不拼接到位，保持10cm左右间隙，锁紧螺钉606锁定；半刚同轴电缆202梳理后在电缆限位盘503对应孔绑扎，绑扎时注意核对电缆标签和限位盘孔位标识，保证线缆整齐美观，台套间布线一致；
63.步骤四、旋转模块竖直姿态精确对接：如图8所示，通过plc控制系统7调整回转机构4至竖直姿态，要求，保持10
°
/s速度缓慢平稳回转，回转限位开关402限位保护；根据装配位置调整升降机构3至便于装配高度；将端面密封圈203、径向密封圈204、传动拨叉205等调整对准，半刚同轴电缆202梳理整齐后松开夹爪锁紧螺钉606，均匀下压将两组双路旋转模块201装配到位，对应模块间紧固螺钉紧固；正反双向转动内环，观察所有模块内环是否同步转动，确认传动拨叉205对准无误后将夹爪锁紧螺钉606重新紧固。
64.步骤五，重复步骤三、步骤四，完成本实施例多路微波旋转关节2装配。
65.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。