浮动机构和装配机器人的制作方法

1.本实用新型涉及自动化装配技术领域，具体而言，涉及一种浮动机构和一种装配机器人。


背景技术：

2.目前，在流水线加工时，通常会利用机器人进行装配，特别是将车门安装到车身上时，一般是利用工具通过螺栓实现车门和车身的连接。相关技术中，如果机器人直接带着拧紧轴去拧紧螺栓，实际操作时，由于车门每次的安装位置都会存在一定的偏差，机器人在拧入时会存在卡拧或无法拧入等问题，无法实现自动化装配。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.有鉴于此，本实用新型的一个目的在于提供一种浮动机构。
5.本实用新型的另一个目的在于提供一种装配机器人。
6.为了实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种浮动机构，包括：基座，基座的一侧设有层叠设置的中板，基座用于固定至机器人；气缸，设于基座的另一侧，气缸的杆体穿过基座和中板；多个第一导轨，设于基座沿第一方向的两端，中板与第一导轨相连；多个第二导轨，设于中板沿第二方向的两端，第一方向和第二方向相垂直；浮动板，设于中板远离基座的一侧，浮动板与第二导轨相连，气缸的杆体的端部与浮动板相抵，浮动板上设有用于装配工具装配的装配区域；其中，气缸伸长至第一工位，浮动板相对于基座的位置固定，气缸由第一工位缩回至任意长度，浮动板能够沿第一方向和/或第二方向移动。
7.本实用新型提供的浮动机构，主要包括基座、中板和浮动板三个主体，中板和浮动板层叠设置在基座的一侧，另一侧则设置有气缸，在基座上设置有沿第一方向延伸的第一导轨，且多个第一导轨分别置于基座的两端，中板与第一导轨相连，从而使得中板会在第一导轨的作用下沿第一方向移动，即中板可相对于基座产生第一方向的移动。对于中板而言，其上设置有多个眼第二方向延伸的第二导轨，且多个第二导轨分别置于中板的两端，第二导轨上连接有浮动板，从而可使得浮动板会相对于中板在第二方向上产生移动。综上，浮动板相对于基座可在第一方向和第二方向中的至少一个方向上发生移动。需要强调的是，本技术正是利用浮动板相对于基座可产生第一方向和第二方向的位移的特性，在带动装配工具对装配物体进行组装时，可通过浮动板的移动进行对准，最终便于完成装配。
8.需要补充的是，气缸设置在基座的下侧，即远离浮动板的一侧，且气缸的杆体会穿过基座和中板伸入浮动板处，当杆体伸入至第一工位时，会对浮动板的位置进行锁止，此时可减少整个浮动机构在移动过程中工具由于惯量的原因产生的偏差，保证装配的精准。而当控制杆体缩回时，浮动板的锁止效果消失，在该情况下，浮动板可正常相对于基座产生两个垂直的方向上的移动。
9.在上述技术方案中，基座上设有沿第一方向延伸的第一凸台，多个第一导轨设于
第一凸台的两侧；中板上设有沿第二方向延伸的第二凸台，多个第二导轨设于第二凸台的两侧；其中，杆体穿过第一凸台和第二凸台。
10.在该技术方案中，在基座上设置有凸出的第一凸台，第一凸台沿第一方向延伸，与第一导轨的延伸方向保持一致，将第一导轨设置在第一凸台的两侧时，会平衡基座的受力，同时也为中板的移动提供更平稳的支撑。对于中板而言，其设置在第一导轨上，且中板上设有凸出的第二凸台，第二凸台沿第二方向延伸，与第二导轨的延伸方向保持一致，将第二导轨设置在第二凸台的两侧时，会平衡中板的受力，同时也为浮动板的移动提供更平稳的支撑。
11.进一步地，多个第一导轨对称且均匀的设置在第一凸台的两侧。
12.进一步地，多个第二导轨对称且均匀的设置在第二凸台的两侧。
13.在上述技术方案中，还包括：配合孔，设于浮动板上；第一限位块，设于杆体的端部，第一限位块的形状与配合孔的形状相适配，气缸伸长至第一工位，第一限位块与配合孔的内壁止抵。
14.在该技术方案中，在浮动板上设有配合孔，在杆体的端部设置有第一限位块，配合孔和第一限位块的形状是适配的，当气缸伸长至第一工位时，第一限位块会直接抵接于配合孔的内壁，从而对浮动板在第一方向和第二方向的位置同时进行限制。
15.可以理解，配合孔的形状可以为圆柱形、圆锥形、棱锥形或是棱柱形，只要能够限制配合孔相对于第一限位块在第一方向和第二方向上的移动，即可限制浮动板的移动。
16.在上述技术方案中，还包括：套筒，设于第一凸台上；第二限位块，设于套筒远离第一凸台的一端；其中，气缸的杆体穿过套筒和第二限位块。
17.在该技术方案中，通过在第一凸台上设置套筒，在套筒的伸出端，即远离第一凸台的一端设置有第二限位块，在第二限位块的作用下，可对杆体进行装配和限制，即气缸的杆体会穿过套筒和第二限位块。
18.进一步地，第二限位块用于与杆体的阶梯轴进行配合，以便于实现伸长和缩回。
19.在上述技术方案中，还包括：第一调整机构，设于基座沿第一方向的一端；第二调整机构，设于中板沿第二方向的一端；其中，通过第一调整机构和第二调整机构以平衡装配工具的重量。
20.在一个实施例中，在基座上设置第一调整机构，在中板上设置第二调整机构，两个调整机构分别设置在第一方向和第二方向的一端，第一调整机构和第二调整机构是设置在整个浮动机构的相邻两个侧面的，通过两个调整机构可对装配工具的重量进行平衡，从而实现对准操作。
21.在上述技术方案中，第一调整机构具体包括：第一t形块，设于基座的一侧；第一连接桥，设于浮动板的一侧，第一连接桥的两端分别设有第一连接孔；两个第一弹性柱，分别由一个第一连接孔插入第一连接桥，且每个第一弹性柱的一端与第一t形块相抵。
22.在该技术方案中，对于第一调整机构而言，主要包括第一t形块、第一连接桥和两个第一弹性柱，第一t形块设置在基座上，具体为基座的一侧，第一连接桥则设置在浮动板上，具体为浮动板的一侧，通过将第一弹性柱伸入到第一连接桥的第一连接孔处，可实现对浮动板单侧的位置调节，在两个第一弹性柱和第一连接桥的共同配合作用下，即可实现对浮动板在第二方向上的位置调节。
23.进一步地，第一调整机构设置在基座和浮动板沿第一方向的侧壁上，第一弹性柱沿第二方向设置。
24.在上述技术方案中，第一t形块具体包括：相连的第一连接块和第一止抵块，第一连接块与基座的侧面相连接，第一止抵块的一端伸入至两个第一连接孔之间。
25.在该技术方案中，第一t形块主要包括第一连接块和第一止抵块，第一连接块和第一止抵块是相垂直的，即第一连接块的延伸方向和第一止抵块的延伸方向是垂直的，在第一连接块的作用下会连接至基座的侧面，具体为基座沿第一方向的一个侧面，第一止抵块沿浮动机构的层叠方向延伸，直至伸入到两个第一连接孔之间，以便于对第一弹性柱提供抵接对象，便于实现缓冲和定位的效果。
26.在上述技术方案中，第二调整机构具体包括：第二t形块，设于基座的一侧；第二连接桥，设于中板的一侧，第二连接桥的两端分别设有第二连接孔；两个第二弹性柱，分别由一个第二连接孔插入第二连接桥，且每个第二弹性柱的一端与第二t形块相抵。
27.在该技术方案中，对于第二调整机构而言，主要包括第二t形块、第二连接桥和两个第二弹性柱，第二t形块设置在基座上，具体为基座的一侧，第二连接桥则设置在中板上，具体为中板的一侧，通过将第二弹性柱伸入到第二连接桥的第二连接孔处，可实现对中板单侧的位置调节，在两个第二弹性柱和第二连接桥的共同配合作用下，即可实现对中板在第一方向上的位置调节。
28.进一步地，第二调整机构设置在基座和中板沿第二方向的侧壁上，第二弹性柱沿第一方向设置。
29.在上述技术方案中，第二t形块具体包括：相连的第二连接块和第二止抵块，第二连接块与基座的侧面相连接，第二止抵块的一端伸入至两个第二连接孔之间。
30.在该技术方案中，第二t形块主要包括第二连接块和第二止抵块，第二连接块和第二止抵块是相垂直的，即第二连接块的延伸方向和第二止抵块的延伸方向是垂直的，在第二连接块的作用下会连接至基座的侧面，具体为基座沿第一方向的一个侧面，第二止抵块沿浮动机构的层叠方向延伸，直至伸入到两个第二连接孔之间，以便于对第二弹性柱提供抵接对象，便于实现缓冲和定位的效果。
31.本实用新型第二方面的技术方案提供了一种装配机器人，包括机器人本体；上述第一方面任一技术方案的浮动机构，浮动机构的基座与机器人本体相连，浮动机构的浮动板上设有装配工具。
32.根据本实用新型提供的装配机器人，包括机器人本体以及与机器人相连的浮动机构，具体地，浮动机构的基座连接至机器人本体上，浮动板上则连接有装配工具，以便于对螺栓进行拧紧。需要说明的是，由于装配机器人包括上述任一浮动机构，故而具有上述任一浮动机构的有益效果，在此不再赘述。
33.进一步地，装配工具可以为拧紧轴，直接实现对螺栓的拧紧操作。
34.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
35.图1是本实用新型的一个实施例的浮动机构的结构示意图；
36.图2是本实用新型的一个实施例的浮动机构的分解结构示意图；
37.图3是本实用新型的一个实施例的浮动机构的结构示意图；
38.图4是本实用新型的一个实施例的装配机器人的结构示意图。
39.其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
40.100：浮动机构；102：基座；1022：第一凸台；1024：套筒；1026：第二限位块；104：中板；1042：第二凸台；106：浮动板；1062：配合孔；108：第一导轨；110：第二导轨；112：气缸；114：杆体；1142：第一限位块；116：第一调整机构；1162：第一t形块；1163：第一连接块；1164：第一止抵块；1165：第一连接桥；1166：第一连接孔；1168：第一弹性柱；118：第二调整机构；1182：第二t形块；1183：第二连接块；1184：第二止抵块；1185：第二连接桥；1186：第二连接孔；1188：第二弹性柱；200：装配机器人；202：机器人本体。
具体实施方式
41.为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
43.下面参照图1至图4描述根据本实用新型的一些实施例。
44.实施例1
45.如图1和图2所示，根据本实用新型提出的一个实施例的浮动机构100，主要包括基座102、中板104和浮动板106三个主体，中板104和浮动板106层叠设置在基座102的一侧，另一侧则设置有气缸112，在基座102上设置有沿第一方向延伸的第一导轨108，且多个第一导轨108分别置于基座102的两端，中板104与第一导轨108相连，从而使得中板104会在第一导轨108的作用下沿第一方向移动，即中板104可相对于基座102产生第一方向的移动。对于中板104而言，其上设置有多个眼第二方向延伸的第二导轨110，且多个第二导轨110分别置于中板104的两端，第二导轨110上连接有浮动板106，从而可使得浮动板106会相对于中板104在第二方向上产生移动。综上，浮动板106相对于基座102可在第一方向和第二方向中的至少一个方向上发生移动。需要强调的是，本技术正是利用浮动板106相对于基座102可产生第一方向和第二方向的位移的特性，在带动装配工具对装配物体进行组装时，可通过浮动板106的移动进行对准，最终便于完成装配。
46.需要补充的是，气缸112设置在基座102的下侧，即远离浮动板106的一侧，且气缸112的杆体会穿过基座102和中板104伸入浮动板106处，当杆体伸入至第一工位时，会对浮动板106的位置进行锁止，此时可减少整个浮动机构100在移动过程中工具由于惯量的原因产生的偏差，保证装配的精准。而当控制杆体缩回时，浮动板106的锁止效果消失，在该情况下，浮动板106可正常相对于基座102产生两个垂直的方向上的移动。
47.进一步地，在基座102上设置有凸出的第一凸台1022，第一凸台1022沿第一方向延伸，与第一导轨108的延伸方向保持一致，将第一导轨108设置在第一凸台1022的两侧时，会平衡基座102的受力，同时也为中板104的移动提供更平稳的支撑。对于中板104而言，其设
置在第一导轨108上，且中板104上设有凸出的第二凸台1042，第二凸台1042沿第二方向延伸，与第二导轨110的延伸方向保持一致，将第二导轨110设置在第二凸台1042的两侧时，会平衡中板104的受力，同时也为浮动板106的移动提供更平稳的支撑。
48.进一步地，多个第一导轨108对称且均匀的设置在第一凸台1022的两侧。
49.进一步地，多个第二导轨110对称且均匀的设置在第二凸台1042的两侧。
50.在一个具体的实施例中，如图3所示，在浮动板106上设有配合孔1062，在杆体的端部设置有第一限位块1142，配合孔1062和第一限位块1142的形状是适配的，当气缸112伸长至第一工位时，第一限位块1142会直接抵接于配合孔1062的内壁，从而对浮动板106在第一方向和第二方向的位置同时进行限制。
51.可以理解，配合孔1062的形状可以为圆柱形、圆锥形、棱锥形或是棱柱形，只要能够限制配合孔1062相对于第一限位块1142在第一方向和第二方向上的移动，即可限制浮动板106的移动。
52.进一步地，在第一凸台1022上设置套筒1024，在套筒1024的伸出端，即远离第一凸台1022的一端设置有第二限位块1026，在第二限位块1026的作用下，可对杆体进行装配和限制，即气缸112的杆体会穿过套筒1024和第二限位块1026。
53.进一步地，第二限位块1026用于与杆体的阶梯轴进行配合，以便于实现伸长和缩回。
54.实施例2
55.如图1和图2所示，根据本实用新型提出的一个实施例的浮动机构100，主要包括基座102、中板104和浮动板106三个主体，中板104和浮动板106层叠设置在基座102的一侧，另一侧则设置有气缸112，在基座102上设置有沿第一方向延伸的第一导轨108，且多个第一导轨108分别置于基座102的两端，中板104与第一导轨108相连，从而使得中板104会在第一导轨108的作用下沿第一方向移动，即中板104可相对于基座102产生第一方向的移动。对于中板104而言，其上设置有多个眼第二方向延伸的第二导轨110，且多个第二导轨110分别置于中板104的两端，第二导轨110上连接有浮动板106，从而可使得浮动板106会相对于中板104在第二方向上产生移动。综上，浮动板106相对于基座102可在第一方向和第二方向中的至少一个方向上发生移动。需要强调的是，本技术正是利用浮动板106相对于基座102可产生第一方向和第二方向的位移的特性，在带动装配工具对装配物体进行组装时，可通过浮动板106的移动进行对准，最终便于完成装配。
56.需要补充的是，气缸112设置在基座102的下侧，即远离浮动板106的一侧，且气缸112的杆体会穿过基座102和中板104伸入浮动板106处，当杆体伸入至第一工位时，会对浮动板106的位置进行锁止，此时可减少整个浮动机构100在移动过程中工具由于惯量的原因产生的偏差，保证装配的精准。而当控制杆体缩回时，浮动板106的锁止效果消失，在该情况下，浮动板106可正常相对于基座102产生两个垂直的方向上的移动。
57.在一个具体的实施例中，在基座102上设置第一调整机构116，在中板104上设置第二调整机构118，两个调整机构分别设置在第一方向和第二方向的一端，第一调整机构116和第二调整机构118是设置在整个浮动机构100的相邻两个侧面的，通过两个调整机构可对装配工具的重量进行平衡，从而实现对准操作。
58.具体的，对于第一调整机构116而言，主要包括第一t形块1162、第一连接桥1165和
两个第一弹性柱1168，第一t形块1162设置在基座102上，具体为基座102的一侧，第一连接桥1165则设置在浮动板106上，具体为浮动板106的一侧，通过将第一弹性柱1168伸入到第一连接桥1165的第一连接孔1166处，可实现对浮动板106单侧的位置调节，在两个第一弹性柱1168和第一连接桥1165的共同配合作用下，即可实现对浮动板106在第二方向上的位置调节。
59.进一步地，第一调整机构116设置在基座102和浮动板106沿第一方向的侧壁上，第一弹性柱1168沿第二方向设置。
60.第一t形块1162主要包括第一连接块1163和第一止抵块1164，第一连接块1163和第一止抵块1164是相垂直的，即第一连接块1163的延伸方向和第一止抵块1164的延伸方向是垂直的，在第一连接块1163的作用下会连接至基座102的侧面，具体为基座102沿第一方向的一个侧面，第一止抵块1164沿浮动机构100的层叠方向延伸，直至伸入到两个第一连接孔1166之间，以便于对第一弹性柱1168提供抵接对象，便于实现缓冲和定位的效果。
61.实施例3
62.如图1和图2所示，根据本实用新型提出的一个实施例的浮动机构100，主要包括基座102、中板104和浮动板106三个主体，中板104和浮动板106层叠设置在基座102的一侧，另一侧则设置有气缸112，在基座102上设置有沿第一方向延伸的第一导轨108，且多个第一导轨108分别置于基座102的两端，中板104与第一导轨108相连，从而使得中板104会在第一导轨108的作用下沿第一方向移动，即中板104可相对于基座102产生第一方向的移动。对于中板104而言，其上设置有多个眼第二方向延伸的第二导轨110，且多个第二导轨110分别置于中板104的两端，第二导轨110上连接有浮动板106，从而可使得浮动板106会相对于中板104在第二方向上产生移动。综上，浮动板106相对于基座102可在第一方向和第二方向中的至少一个方向上发生移动。需要强调的是，本技术正是利用浮动板106相对于基座102可产生第一方向和第二方向的位移的特性，在带动装配工具对装配物体进行组装时，可通过浮动板106的移动进行对准，最终便于完成装配。
63.需要补充的是，气缸112设置在基座102的下侧，即远离浮动板106的一侧，且气缸112的杆体会穿过基座102和中板104伸入浮动板106处，当杆体伸入至第一工位时，会对浮动板106的位置进行锁止，此时可减少整个浮动机构100在移动过程中工具由于惯量的原因产生的偏差，保证装配的精准。而当控制杆体缩回时，浮动板106的锁止效果消失，在该情况下，浮动板106可正常相对于基座102产生两个垂直的方向上的移动。
64.在一个具体的实施例中，在基座102上设置第一调整机构116，在中板104上设置第二调整机构118，两个调整机构分别设置在第一方向和第二方向的一端，第一调整机构116和第二调整机构118是设置在整个浮动机构100的相邻两个侧面的，通过两个调整机构可对装配工具的重量进行平衡，从而实现对准操作。
65.具体的，对于第二调整机构118而言，主要包括第二t形块、第二连接桥和两个第二弹性柱，第二t形块1182设置在基座102上，具体为基座102的一侧，第二连接桥1185则设置在中板104上，具体为中板104的一侧，通过将第二弹性柱1188伸入到第二连接桥1185的第二连接孔1186处，可实现对中板104单侧的位置调节，在两个第二弹性柱1188和第二连接桥1185的共同配合作用下，即可实现对中板104在第一方向上的位置调节。
66.进一步地，第二调整机构118设置在基座102和中板104沿第二方向的侧壁上，第二
弹性柱1188沿第一方向设置。
67.第二t形块1182主要包括第二连接块1183和第二止抵块1184，第二连接块1183和第二止抵块1184是相垂直的，即第二连接块1183的延伸方向和第二止抵块1184的延伸方向是垂直的，在第二连接块1183的作用下会连接至基座102的侧面，具体为基座102沿第一方向的一个侧面，第二止抵块1184沿浮动机构100的层叠方向延伸，直至伸入到两个第二连接孔1186之间，以便于对第二弹性柱1188提供抵接对象，便于实现缓冲和定位的效果。
68.实施例4
69.如图4所示，根据本实用新型提出的一个实施例的装配机器人200，包括机器人本体202以及与机器人相连的浮动机构100，具体地，浮动机构100的基座102连接至机器人本体202上，浮动板106上则连接有装配工具，以便于对螺栓进行拧紧。需要说明的是，由于装配机器人200包括上述任一浮动机构100，故而具有上述任一浮动机构100的有益效果，在此不再赘述。
70.进一步地，装配工具可以为拧紧轴，直接实现对螺栓的拧紧操作。此时利用本技术提供的浮动机构100，拧紧轴可自用浮动，使拧紧时，通过认帽过程把拧紧轴调整到正确位置，使螺钉能顺利拧入。
71.进一步地，在气缸推动整个机构朝图1至3中任一附图的上方移动时，会使得整个浮动机构100自动对准且锁止在0位，减少机器人移动过程中工具由于惯量的原因产生偏差。具体地，浮动板106上设置有拧紧轴，利用两层导轨(即第一调整机构和第二调整机构)实现四相浮动，再利用弹簧柱塞(即第一弹性柱和第二弹性柱)平衡工具的重量，实现工具能调整到理论0位。
72.以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，通过本实用新型的技术方案，利用浮动板相对于基座可产生第一方向和第二方向的位移的特性，在带动装配工具对装配物体进行组装时，可通过浮动板的移动进行对准，最终便于完成装配。
73.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
74.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
75.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
76.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域
的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。