一种商用车悬浮座椅U形总装装配线的线上夹具机构的制作方法

本发明涉及汽车部件装配技术领域，具体涉及一种商用车悬浮座椅u形总装装配线的线上夹具机构。

背景技术：

在乘用车座椅总成制造工艺中，传统直线型倍速链装配线最为常见，主装配线采用电动机配合链条驱动，线首及线尾装备升降机，主要作用是将线上托盘从线尾经过装配线下部运送回线首。商用车悬浮座椅总成总装工艺区别于乘用车座椅，其主要区别体现在：

1.商用车座椅总成更加宽大，座椅高度更高。

2.商用车座椅总成零件数量相比于乘用车座椅总成更多，平均数量是乘用车座椅总成的3倍以上，在执行总装工艺时需要更大的操作空间。

对于第一点，为最大程度满足人机工程要求，如果使用倍速链式装配线对商用车悬浮座椅总成进行装配，倍速链装配线的线体高度势必设计的较低，(通常倍速链装备线设计高度在850mm左右)，首工位操作者进行上件操作时，将不得不下蹲完成操作，这是严重的人机工程问题。

其次，如果强行满足人机工程降低装备线高度，在机械设计上会面临装备线下侧空间不足的问题，装备线上侧装载夹具托盘，当末工位操作者完成操作以后，托盘会被升降机降下并从线体下侧被链条送回线首，如果装备线高度过低，回传结构和升降机将没有足够的活动空间，即使空间勉强足够，在机械设计上也不得不将原有结构压缩，这样做将降低主装备线的可靠性和安全性。

再次，从项目成本及项目时间角度考虑，一条装配线往往不仅为一类座椅提供总装服务，从其他方面考虑沿用传统装备线解决问题，即将装配线安装基准设计在低于地面高度位置(挖地沟)，这样做不仅不利于装配线的维修和升级改造，也会造成安全风险。

针对上述技术问题，本申请人设计了一种商用车悬浮座椅u形总装装配线，但是由于传统的座椅托盘机构无法在本总装装配线上使用，重新设计一类专门针对与商用车座椅总成的线上夹具机构已经成为一种迫切需求。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种商用车悬浮座椅u形总装装配线的线上夹具机构，用于带动座椅托盘机构在总装装配线上运动，以克服上述现有技术的不足。

本发明提供的商用车悬浮座椅u形总装装配线的线上夹具机构包括：所述线上夹具机构包括：线上夹具架体、滑动连接在悬浮座椅u形总装装配线的两组装配线轨道上的两组滑动支撑机构、与驱动链条机构活动连接用于防止线上夹具机构碰撞操作人员的安全防撞机构，所述安全防撞机构用于带动所述线上夹具机构在所述驱动链条机构上运动；

其中，两个所述滑动支撑机构安装在所述线上夹具架体上对应所述装配线轨道的位置，所述安全防撞机构安装在两组所述滑动支撑机构之间的所述线上夹具架体上并与所述驱动链条机构的位置相对应；

其中，所述滑动支撑机构包括：水平方向滑动机构和两个竖直方向滑动机构，所述水平方向滑动机构带动所述线上夹具机构在所述装配线轨道的顶面滑动，两个所述竖直方向滑动机构带动所述线上夹具机构在所述装配线轨道的两个侧面上滑动。

作为优选，所述水平方向滑动机构包括：第一滑动架、安装在第一滑动架上的至少一组沿水平方向滚动的第一滚子、顶持在第一滑动架两侧的两个第一弹簧复位机构；

所述第一滑动架与所述线上夹具架体之间通过一根竖向设置的连接销进行连接，在连接销的两端设置有螺母或挡片，所述第一滑动架上的连接销穿过孔与所述连接销过盈配合，所述第一滑动架可在所述连接销上微转动，所述第一弹簧复位机构用于当第一滑动架微转动后带动第一滑动架复位。

作为优选，所述第一弹簧复位机构包括：第一压紧弹簧和第一限位柱，所述第一限位柱与所述第一滑动架接触的一端设置有顶帽，所述第一限位柱的另一端穿过所述线上夹具架体并通过螺母进行固定，所述第一限位柱在所述线上夹具架体上的安装位置与所述第一滑动架的位置相对应，所述第一压紧弹簧的一端顶持在所述顶帽上，所述第一压紧弹簧的另一端顶持在所述线上夹具架体上。

作为优选，所述竖直方向滑动机构包括：第二滑动架，安装在第二滑动架上的至少一组沿竖直方向滚动的第二滚子，连接第二滑动架与线上夹具架体的第二弹簧复位机构，所述第二弹簧复位机构包括：两个第二压紧弹簧和两个第二限位柱，两个所述第二限位柱分别固连在所述第二滑动架两端，所述第二限位柱远离所述第二滑动架的一端穿过所述线上夹具架体并通过螺母进行固连，所述第二限位柱在所述线上夹具架体上的安装位置与所述第二滑动架的位置相对应，所述第二压紧弹簧的一端顶持在所述第二滑动架上，所述第二压紧弹簧的另一端顶持在所述线上夹具架体上，所述第二滚子在所述装配线轨道的侧面上滑动。

作为优选，所述安全防撞机构包括：至少一组寄放齿轮、寄放齿轮架、第三弹簧复位机构、气缸顶出机构；

所述寄放齿轮沿水平方向转动连接在所述寄放齿轮架上，所述寄放齿轮啮合在所述线上夹具机构驱动链条上，所述寄放齿轮通过寄放齿轮架带动所述线上夹具机构在线上夹具机构驱动链条上运动，所述寄放齿轮架通过所述第三弹簧复位机构固连在所述线上夹具机构上，所述寄放齿轮的两个端面上均布设置有多个半球形凹槽，所述寄放齿轮架上竖向设置有两个弹力销，所述弹力销的自由端为半球形，两个所述弹力销的自由端分别安装在所述寄放齿轮的两个端面中与弹力销位置相对应的所述半球形凹槽内，其中，在无外力阻止所述线上夹具机构时，所述寄放齿轮通过两个所述弹力销带动所述线上夹具机构在线上夹具机构驱动链条上运动，其中，在有外力阻止所述线上夹具机构时，两个所述弹力销的自由端从所述半球形凹槽内脱离，所述线上夹具机构不随寄放齿轮的转动而运动，所述寄放齿轮随着线上夹具机构驱动链条空转；

所述寄放齿轮架下方设置有承托机构，所述承托机构包括承托架和安装在承托架上的随动轮，所述承托架的上端固连在所述寄放齿轮架的底部，所述承托架的下端安装所述随动轮，所述随动轮在线上夹具架体伸出与地面平行的托起板上滑动；

所述第三弹簧复位机构包括：第三复位弹簧、第三限位柱，所述第三限位柱的一端固连在所述线上夹具机构上，所述第三限位柱的另一端穿过所述寄放齿轮架通过螺栓进行固连，或者所述第三限位柱的一端固连在所述寄放齿轮架上，所述第三限位柱的另一端穿过所述线上夹具机构通过螺栓进行固连，所述第三复位弹簧套装在所述线上夹具机构与所述寄放齿轮架之间的所述第三限位柱上，所述第三复位弹簧的一端顶持在所述线上夹具机构上，另一端顶持在所述寄放齿轮架上；

所述气缸顶出机构安装在所述装配线架体上对应所述寄放齿轮架的位置，所述气缸顶出机构的活塞杆顶持在所述寄放齿轮架上，所述活塞杆带动所述寄放齿轮架运动并挤压所述第三弹簧复位机构的第三复位弹簧蓄力收缩，所述寄放齿轮架带动所述寄放齿轮脱离所述线上夹具机构驱动链条。

本发明的优点及积极效果是：

1、本发明的线上夹具机构的整体设计为l形，在装配线轨道上顶面上安装的水平方向滑动机构，以及，装配线轨道的两个侧面上安装的两组竖直方向滑动机构，用于使线上夹具机构能在主装配线轨道上移动，满足了挂壁式行走机构在移动过程中的受力平衡、稳定性且不发生掉落，而沿z轴方向(竖向)未完全限制其空间自由度，实现了行走机构在转弯及直线轨道上有一定的活动空间，防止快速磨损。

2、本发明的为了防止线上夹具机构移动过程可能发生的震动和倾斜，在水平方向滑动机构和竖直方向滑动机构上设计有弹簧结构，弹簧安装位置在水平方向滑动机构和竖直方向滑动机构的滚轮侧面，在行走机构在主线体移动过程中，允许一定的偏移量，一旦行走机构在移动过程中由于某种不可预测原因出现偏离预定轨道的情况，由于运动机构上(即滚筒和滚轮)安装有弹簧，行走机构也会在弹簧弹力的作用下重新回正，也就是说，弹簧弹力会一直作用在垂直于行走机构运动方向的轨道上，即时修正行走机构移动轨道，这种设计成本低廉，且具有较高的可靠性。

3、本发明的线上夹具机构采用了夹具高度可调节式设计，通过高度调节结构可以看出，线上夹具机构与座椅托盘机构并且非采用整体式设计，而是拆分为两部分，中间的调整座即作为连接结构，调整座由4个长圆孔作为可调限位，在生产线有切换产品需要时，可以根据最适合的高度进行调整夹具的安装高度，达到装配线适应不同类型座椅产品装配座椅需求，有效的控制人机工程水平在一个相对较好的情况，这是传统装配线不具备的。

4、本发明中增加了安全防撞机构，考虑到电子设备在复杂环境下可能发生的由于各种不确定原因引起的功能性失效，商用车悬浮座椅u形总装装配线除采用压力地毯外，还在机械结构的设计上从根本上避免了线上夹具机构在移动时可能将操作者撞倒的风险；其中，寄放齿轮通过一组两个可在驱动链条上滚动的齿轮实现线上夹具机构的活动。以首工位(座靠连接工位)和第2工位(内护板及安全锁装配工位)为例，当首工位操作者完成操作以后，将本工位行走机构(夹具)放行，此时主线体plc接收到放行指令，夹具会适当时刻放行。但是，如果满足放行条件且夹具被放行以后，第2工位操作者由于某种原因再一次进入到了两个工位之间，压力地毯同样被踩下，但此时上一工位线上夹具机构已经被放行且正在移动，此时主线体无法自动处理操作者进入两个操作工位之间的情况，线上夹具机构依然会以默认速度向前移动，这是就有可能发生行走机构(夹具)与操作者接触的情况。当线上夹具机构与操作者接触时，线上夹具机构继续向前移动，当操作者身体顶住线上夹具机构时，线上夹具机构上的寄放齿轮发挥作用，线上夹具机构在人力作用下可以保持在与地面的相对位置上不同，寄放齿轮开始被链条带动并且沿其轴线滚动，本发明的商用车悬浮座椅u形总装装配线由压力地毯和寄放齿轮机构构成双重防护设计，压力地毯作为基本电气防护设备，当电气防护设备由于某种不可预测的原因失效时，机械系统起到再次防护的作用，很大程度上弥补了由于电气系统失效引起的安全隐患。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的线上夹具机构结构立体图。

图2为根据本发明实施例的线上夹具机构的滑动支撑机构结构立体图。

图3为根据本发明实施例的安全防撞机构结构立体图。

图4为根据本发明实施例的线上夹具机构结构侧视图。

图5为根据本发明实施例的气缸顶出机构结构立体图。

图6为根据本发明实施例的水平方向滑动机构主视图的局部结构示意图。

图7为根据本发明实施例的水平方向滑动机构俯视图的局部结构示意图。

图8为根据本发明实施例的线上夹具机构与悬浮座椅u形总装装配线的装配图。

其中的附图标记包括：线上夹具架体1、滑动支撑机构2、安全防撞机构3、水平方向滑动机构4、竖直方向滑动机构5、第一滑动架6、第一滚子7、第一弹簧复位机构8、连接销9、第一限位柱10、第一压紧弹簧11、第二滑动架12、第二滚子13、第二弹簧复位机构14、第二压紧弹簧15、第二限位柱16、寄放齿轮3-1、寄放齿轮架3-2、第三弹簧复位机构3-3、气缸顶出机构3-4、半球形凹槽3-5、弹力销3-6、第三复位弹簧3-7、第三限位柱3-8、承托架3-9、随动轮3-10、配线轨道a、驱动链条机构b。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

图1-8示出了根据本发明实施例的整体结构示意图。

本发明包括：本发明的线上夹具机构滑动连接在悬浮座椅u形总装装配线的两组装配线轨道a上，线上夹具机构通过驱动链条机构b在两组装配线轨道a上滑动，线上夹具机构包括：线上夹具架体1、滑动连接在两组装配线轨道a上的两组滑动支撑机构2、与驱动链条机构b活动连接用于防止线上夹具机构碰撞操作人员的安全防撞机构3；两个滑动支撑机构2安装在线上夹具架体1上对应装配线轨道a的位置，安全防撞机构3安装在两组滑动支撑机构2之间的线上夹具架体1上并与驱动链条机构b的位置相对应；

滑动支撑机构2包括：水平方向滑动机构4和两个竖直方向滑动机构5，水平方向滑动机构4带动线上夹具机构在装配线轨道a的顶面滑动，两个竖直方向滑动机构5带动线上夹具机构在装配线轨道a的两个侧面上滑动。

参阅图1、图2、图6、图7，本发明的水平方向滑动机构4包括：第一滑动架6、安装在第一滑动架6上的一组共五个沿水平方向滚动的第一滚子7、顶持在第一滑动架6两侧的两个第一弹簧复位机构8；第一滚子7在装配线轨道a的顶面上运动，第一滑动架6与线上夹具架体1之间通过一根竖向设置的连接销9进行连接，在连接销9的两端设置有螺母，第一滑动架6上的连接销穿过孔与连接销9过盈配合，连接销9的一端穿过连接销穿过孔通过螺母进行连接，连接销9的另一端穿过第一滑动架6的顶面通过螺母进行连接，第一滑动架6可在连接销9上微转动，间接使得第一滑动架6可相对于装配线架体1微转动，目的是使线上夹具机构在转弯及直线轨道上有一定的活动空间，防止快速磨损；第一弹簧复位机构8用于当第一滑动架6微转动后带动第一滑动架6复位，第一弹簧复位机构8包括：第一压紧弹簧11和第一限位柱10，第一限位柱10与第一滑动架6接触的一端设置有顶帽，第一限位柱10的另一端穿过线上夹具架体1并通过螺母进行固定，第一限位柱10在线上夹具架体1上的安装位置与第一滑动架6的位置相对应，第一压紧弹簧11的一端顶持在顶帽上，第一压紧弹簧11的另一端顶持在线上夹具架体1上；

参阅图1、图2、图6、图7，竖直方向滑动机构5包括：第二滑动架12，安装在第二滑动架12上的一组沿竖直方向滚动的第二滚子13，连接第二滑动架12与线上夹具架体1的第二弹簧复位机构14，第二弹簧复位机构14包括：两个第二压紧弹簧15和两个第二限位柱16，两个第二限位柱16分别固连在第二滑动架12的两端，第二限位柱16远离第二滑动架12的一端穿过线上夹具架体1并通过螺母进行固连，第二限位柱16在线上夹具架体1上的安装位置与第二滑动架12的位置相对应，第二压紧弹簧15的一端顶持在第二滑动架12上，第二压紧弹簧15的另一端顶持在线上夹具架体1上，第二滚子13在装配线轨道的侧面上滑动。

参阅图1、图2、图6、图7，本发明位于装配线轨道a外侧的第二滑动架12上设置有两个第二滚子13，位于装配线轨道a里侧的第二滑动架12上设置有一个第二滚子13，由于线上夹具机构在装配线轨道a上运动时，会产生向外的离心力，所以在位于装配线轨道a外侧设置两个第二滚子13，在位于装配线轨道a里侧设置一个第二滚子13是为了尽量较少竖直方向滑动机构5与装配线轨道a之间的摩擦力，以较少驱动链条机构b的驱动电机的功耗。

参阅图3、图4，本发明的安全防撞机构3包括：两组组寄放齿轮3-1、寄放齿轮架3-2、第三弹簧复位机构3-3、气缸顶出机构3-4；寄放齿轮3-1沿水平方向转动连接在寄放齿轮架3-2上，寄放齿轮3-1啮合在驱动链条机构b上，寄放齿轮3-1通过寄放齿轮架3-2带动线上夹具机构在驱动链条机构b上运动，寄放齿轮架3-2通过第三弹簧复位机构3-3固连在线上夹具机构上，寄放齿轮3-1的两个端面上均布设置有十二个半球形凹槽3-5，寄放齿轮架3-2上竖向设置有两个弹力销3-6，弹力销3-6的自由端为半球形，两个弹力销3-6的自由端分别安装在寄放齿轮3-1的两个端面中与弹力销3-6位置相对应的半球形凹槽3-5内，其中，在无外力阻止线上夹具机构时，寄放齿轮3-1通过两个弹力销3-6带动线上夹具机构在驱动链条机构b上运动，其中，在有外力阻止线上夹具机构时，两个弹力销3-6的自由端从半球形凹槽3-5内脱离，线上夹具机构不随寄放齿轮3-1的转动而运动，寄放齿轮3-1随着驱动链条机构b空转。第三弹簧复位机构3-3包括：第三复位弹簧3-7、第三限位柱3-8，第三限位柱3-8的一端固连在线上夹具机构上，第三限位柱3-8的另一端穿过寄放齿轮架3-2通过螺栓进行固连，第三复位弹簧3-7套装在线上夹具机构与寄放齿轮架3-2之间的第三限位柱3-8上，第三复位弹簧3-7的一端顶持在线上夹具机构上，另一端顶持在寄放齿轮架3-2上；寄放齿轮架3-2下方设置有承托机构，承托机构包括承托架3-9和安装在承托架3-9上的随动轮3-10，承托架3-9的上端固连在寄放齿轮架3-2的底部，承托架3-9的下端安装随动轮3-10，随动轮3-10在线上夹具架体1伸出与地面平行的托起板上滑动，承托架3-9的形状为l形；

本发明的寄放齿轮3-1有两种运动状态：

状态一：当寄放齿轮3-1挂载在驱动链条机构b上随驱动链条机构b时，与寄放齿轮3-1垂直方向的弹力销3-6半球形凹槽3-5里，使寄放齿轮3-1相对于寄放齿轮架3-2固定不动且挂载在驱动链条机构b上，于是线上夹具机构随驱动链条机构b一并向前运动。当有障碍物阻挡线上夹具机构前进时，由于线上夹具机构受到推力，线上夹具机构不再与驱动链条机构b保持同步运动，寄放齿轮3-1克服弹力销3-6锁紧力，将弹力销3-6挤出半球形凹槽3-5，于是寄放齿轮3-1发生滚动，完成线上夹具机构在装配线架体1的位置保持动作，直到弹力销3-6进入下一个半球形凹槽3-5为止。

状态二：寄放齿轮运动状态发生改变时，如果在弹力销3-6进入下一个半球形凹槽3-5之前，线上夹具机构不再受前进方向阻力，则弹力销3-6重新插入下一个半球形凹槽3-5，这时寄放齿轮3-1由滚动状态重新回到静止状态，线上夹具机构重新被驱动链条机构b带动并继续向前移动；如果在弹力销3-6进入下一个半球形凹槽3-5以前线上夹具机构继续受到前进阻力，且前进阻力能够克服弹力销锁紧力，则寄放齿轮3-1持续保持滚动，直到锁紧力大于前进阻力时线上夹具机构才与驱动链条机构b保持相对静止，即随驱动链条机构b一起向前移动。

本发明的气缸顶出机构3-4安装在装配线架体1上对应寄放齿轮架3-2的位置，气缸顶出机构3-4的活塞杆顶持在寄放齿轮架3-2上，活塞杆带动寄放齿轮架3-2运动并挤压第三弹簧复位机构3-3的第三复位弹簧3-7蓄力收缩，寄放齿轮架3-2带动寄放齿轮3-1脱离驱动链条机构b。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。