本发明涉及电气化铁路接触网零件制造技术领域，具体涉及一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置。
背景技术
电气化铁道客运专线接触网大量采用客运专线和普速铁路钢腕臂系统，斜腕臂作为钢腕臂系统支持结构中的重要零件，需要从规格上、材质、性能、接口方式等方面与腕臂系统的其他零件相适配，且在要求安装简单的同时要保证其安全性能。要实现钢腕臂系统的机器自动化安装，必须设计一套与机器配合使用的寻孔装置。对于较长的斜腕臂的安装孔，现有的寻孔方式一般采用人工操作耗时耗力，而且很难保证斜腕臂移动或转动到准确位置，给工人装配带来了极大的困难。
技术实现要素：
本发明提供了一种斜腕臂安装孔寻孔装置，解决了以上所述的技术问题。
本发明解决上述技术问题的方案如下：一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置，用于对斜腕臂的安装孔进行寻孔定位以便进行后续工序，包括寻孔装置，所述寻孔装置包括至少一支撑装置、至少一第一自动夹爪、至少一第二自动伸缩机构、上平台、直线传送机构、寻孔机构、第二自动夹爪、第一驱动件、减速机构、机架、位置传感器及控制器；所述支撑装置设置于所述斜腕臂的下方，所述上平台设置于所述斜腕臂的上方，所述直线传送机构设置于所述上平台的上表面，所述第二自动伸缩机构的一端固定于所述直线传送机构的下表面，所述第二自动伸缩机构的另一端固定于所述第一自动夹爪，所述第一自动夹爪用于夹持斜腕臂，所述第一驱动件的输出轴与所述减速机构的输入端固定连接，所述减速机构的输出端与所述第二自动夹爪固定连接，所述第二自动夹爪用于夹持住所述斜腕臂的一端进行辅助转动，所述减速机构的输出端还设有用于对斜腕臂的安装孔进行寻孔定位的寻孔机构，所述减速机构设置于所述机架上，所述控制器与第一自动夹爪、第二自动伸缩机构、直线传送机构、寻孔机构、第二自动夹爪、第一驱动件及位置传感器电连接。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置，其结构简单、设计新颖，具有以下优点：1、通过将所述上平台设置于所述斜腕臂的上方，所述直线传送机构设置于所述上平台的上表面，第一自动夹爪通过第二自动伸缩机构与直线传送机构的下表面连接，能够自动将斜腕臂向前进行传送至精确位置，省时省力；2、通过将所述位置传感器固定于所述减速机构上并与所述斜腕臂相对，用来感应所述斜腕臂的实时位置并将这些位置信息传送至控制器，当斜腕臂的安装孔端移动到寻孔机构之间时，控制器随即命令直线传送机构停止运动，便于控制将斜腕臂向前进行传送至精确位置；3、利用减速机构对第二自动夹爪及寻孔机构进行转动，便于对斜腕臂进行微调转动以及轴向定位，以便于后续的寻孔操作。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述支撑装置包括第一自动伸缩机构、支撑座及滚动轴承；所述第一自动伸缩机构的输出轴与所述支撑座固定连接，所述支撑座的上部呈“v”字形，所述支撑座的上部两侧各转动连接有一用于支撑所述斜腕臂的所述滚动轴承。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将支撑座的上部设计呈“v”字形，所述支撑座的上部两侧各转动连接有所述滚动轴承，便于所述斜腕臂向前移动；通过第一自动伸缩机构的输出轴与支撑座固定连接，便于将支撑座自动上下移动。
进一步，所述第一自动夹爪内设有用于控制抓紧和松开的第三自动伸缩机构。
进一步，所述减速机构包括小齿轮、皮带及大齿轮，所述第一驱动件的输出端与所述小齿轮固定连接，所述小齿轮通过所述皮带与所述大齿轮传动连接，所述大齿轮与所述第二自动夹爪固定连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：所述第二自动夹爪的内部也可设有用于控制抓紧和松开的自动伸缩机构。
进一步，所述减速机构还包括伸出杆，所述大齿轮通过所述伸出杆与所述第二自动夹爪固定连接。
进一步，所述寻孔机构包括两支柱及两第四自动伸缩机构，两所述支柱通过两所述第四自动伸缩机构分别固定于所述伸出杆的两侧，各所述支柱上固定有对孔杆，其中一所述对孔杆上设有激光发射器，另一所述对孔杆上设有激光接收器，所述激光发射器及所述激光接收器分别位于所述斜腕臂的安装孔的两侧，所述控制器与所述激光接收器、所述激光发射器及第四自动伸缩机构电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过激光发送和激光接收这种方式，便于对斜腕臂的定位孔进行精确定位，具体定位原理为：通过控制器启动第一驱动件，驱动减速机构带动寻孔机构从水平位置开始进行旋转，当激光发射器发射的光线第一次刚好穿过定位孔使得激光接收器接收到时，激光接收器传送信号变化给所述控制器，所述控制器记录下寻孔机构的第一旋转角度a1，此时寻孔机构继续同向旋转，当激光发射器发射的光线第一次刚好无法穿过定位孔使得激光接收器不能接收到时，激光接收器传送信号变化给所述控制器，所述控制器记录下寻孔机构的第二旋转角度a2，从而可得知斜腕臂的安装孔的轴线与水平面之间的夹角为(a1+a2)/2，从而寻孔机构开始反向旋转至其旋转角度也为(a1+a2)/2后停止转动,两第四自动伸缩机构同时开始缩回直至两对孔杆插入所述斜腕臂的安装孔，接着寻孔机构继续反向旋转，所述第二自动夹爪夹持住所述斜腕臂的一端进行辅助转动，直至斜腕臂的安装孔的轴线处于水平位置。
进一步，所述寻孔装置还包括滑动座、第二驱动件、丝杠、导轨、第四自动伸缩机构及支撑座，所述第二驱动件、所述导轨及所述丝杠支撑座固定于所述机架上，所述滑动座滑动固定于所述导轨上，所述滑动座上设有螺纹孔、环形孔、安装板、固定环、第一夹持块及第二夹持块，所述伸出杆在所述环形孔内进行转动，所述第二驱动件的输出轴与所述丝杠的一端固定连接，所述丝杠的另一端经过所述螺纹孔后转动固定于所述丝杠支撑座，所述固定环、所述第一夹持块及所述第二夹持块固定于所述安装板上，所述第四自动伸缩机构固定于所述固定环上，所述第一夹持块及所述第二夹持块上均设有通孔，所述第四自动伸缩机构的伸缩轴与所述第一夹持块的通孔及所述第二夹持块的通孔相对，当斜腕臂的安装孔端位于所述第一夹持块及所述第二夹持块之间时，所述伸缩轴穿过所述第一夹持块的通孔、所述斜腕臂的安装孔直至所述第二夹持块的通孔后对斜腕臂进行定位固定。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过采用第二驱动件驱动所述滑动座向前运动，当斜腕臂的安装孔端位于所述第一夹持块及所述第二夹持块之间时，所述伸缩轴穿过所述第一夹持块的通孔、所述斜腕臂的安装孔直至所述第二夹持块的通孔后对斜腕臂进行定位固定。该定位结构简单、设计合理，使用起来较为方便。
进一步，所述减速机构还包括弹性件，所述皮带之间夹设有所述弹性件。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在所述皮带之间夹设有所述弹性件，弹性件用于将皮带收紧，便于该减速机构实现精确的减速比、增强其抗震性以及延长其使用寿命。
进一步，各所述自动伸缩机构的驱动方式为液压式或气压式。
进一步，所述支撑装置的个数为3个，所述第一自动夹爪的个数为2个，所述第二自动伸缩机构的个数为2个。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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。在附图中：
图1为本发明一实施例提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置在一视角下的立体结构示意图；
图2为本发明提供的一种斜腕臂的结构示意图；
图3为图1提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置在另一视角下的立体示意图；
图4为图1提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置在另一视角下的立体示意图；
图5为图1提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置中支撑装置的立体结构示意图；
图6为图1提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置中自动夹爪机构的立体结构示意图；
图7为图1提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置中旋转机构在一视角下的立体结构示意图；
图8为图1提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置中旋转机构在另一视角下的立体结构示意图；
图9为图1提供的一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置中旋转机构在另一视角下的立体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
100、寻孔装置；10、支撑装置；11、第一自动伸缩机构；12、支撑座；13、滚动轴承；20、第一自动夹爪；21、第三自动伸缩机构；30、第二自动伸缩机构；40、上平台；50、直线传送机构；60、寻孔机构；61、支柱；62、对孔杆；63、第四自动伸缩机构；70、第二自动夹爪；80、第一驱动件；90、减速机构；91、伸出杆；92、小齿轮；93、皮带；94、大齿轮；101、滑动座；1011、螺纹孔；1012、环形孔；1013、安装板；1014、固定环；1015、第一夹持块；1016、第二夹持块；102、穿孔机构；103、第二驱动件；104、丝杠；105；导轨；106、机架；107、第四自动伸缩机构；1071、伸缩轴；108、位置传感器；109、弹性件；110、丝杠支撑座；200、斜腕臂。
具体实施方式
以下结合附图1-9对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-9所示，本发明提供了一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置，用于对斜腕臂200的安装孔进行寻孔定位以便进行后续工序，包括寻孔装置100，所述寻孔装置100包括至少一支撑装置10、至少一第一自动夹爪20、至少一第二自动伸缩机构30、上平台40、直线传送机构50、寻孔机构60、第二自动夹爪70、第一驱动件80、减速机构90、机架106、位置传感器108及控制器；所述支撑装置10设置于所述斜腕臂200的下方，所述上平台40设置于所述斜腕臂200的上方，所述直线传送机构50设置于所述上平台40的上表面，所述第二自动伸缩机构30的一端固定于所述直线传送机构50的下表面，所述第二自动伸缩机构30的另一端固定于所述第一自动夹爪20，所述第一自动夹爪20用于夹持斜腕臂200，所述第一驱动件80的输出轴与所述减速机构90的输入端固定连接，所述减速机构90的输出端与所述第二自动夹爪70固定连接，所述第二自动夹爪70用于夹持住所述斜腕臂200的一端进行辅助转动，所述减速机构90的输出端还设有用于对斜腕臂200的安装孔进行寻孔定位的寻孔机构60，所述减速机构90设置于所述机架106上，所述控制器与第一自动夹爪20、第二自动伸缩机构30、直线传送机构50、寻孔机构60、第二自动夹爪70、第一驱动件80及位置传感器108电连接。
上述实施例中提供了一种斜腕臂安装孔自动寻孔装置，其结构简单、设计新颖，具有以下优点：1、通过将所述上平台40设置于所述斜腕臂200的上方，所述直线传送机构50设置于所述上平台40的上表面，第一自动夹爪20通过第二自动伸缩机构30与直线传送机构50的下表面连接，能够自动将斜腕臂向前进行传送至精确位置，省时省力；2、通过将所述位置传感器108固定于所述减速机构90上并与所述斜腕臂200相对，用来感应所述斜腕臂200的实时位置并将这些位置信息传送至控制器，当斜腕臂200的安装孔端移动到寻孔机构60之间时，控制器随即命令直线传送机构50停止运动，便于控制将斜腕臂向前进行传送至精确位置；3、利用减速机构90对第二自动夹爪70进行转动，便于对斜腕臂200进行微调转动，以便于进行寻孔操作。
优选的，如图5所示，所述支撑装置10包括第一自动伸缩机构11、支撑座12及滚动轴承13；所述第一自动伸缩机构11的输出轴与所述支撑座12固定连接，所述支撑座12的上部呈“v”字形，所述支撑座12的上部两侧各转动连接有一用于支撑所述斜腕臂200的所述滚动轴承13。
通过将支撑座12的上部设计呈“v”字形，所述支撑座12的上部两侧各转动连接有所述滚动轴承13，便于所述斜腕臂200向前移动；通过第一自动伸缩机构11的输出轴与支撑座12固定连接，便于将支撑座12自动上下移动。
优选的，如图6所示，所述第一自动夹爪20内设有用于控制抓紧和松开的第三自动伸缩机构21。所述第三自动伸缩机构21可设计为小型气缸。
优选的，所述减速机构90包括小齿轮92、皮带93及大齿轮94，所述第一驱动件80的输出端与所述小齿轮92固定连接，所述小齿轮92通过所述皮带93与所述大齿轮94传动连接，所述大齿轮94与所述第二自动夹爪70固定连接。所述第二自动夹爪70的内部也可设有用于控制抓紧和松开的自动伸缩机构。
优选的，所述减速机构90还包括伸出杆91，所述大齿轮94通过所述伸出杆91与所述第二自动夹爪70固定连接。
优选的，所述寻孔机构60包括两支柱61及两第四自动伸缩机构63，两所述支柱61通过两所述第四自动伸缩机构63分别固定于所述伸出杆91的两侧，各所述支柱61上固定有对孔杆62，其中一所述对孔杆62上设有激光发射器，另一所述对孔杆62上设有激光接收器，所述激光发射器及所述激光接收器分别位于所述斜腕臂200的安装孔的两侧，所述控制器与所述激光接收器、所述激光发射器及第四自动伸缩机构63电连接。
通过激光发送和激光接收这种方式，便于对斜腕臂200的定位孔进行精确定位，具体定位原理为：通过控制器启动第一驱动件80，驱动减速机构90带动寻孔机构60从水平位置开始进行旋转，当激光发射器发射的光线第一次刚好穿过定位孔使得激光接收器接收到时，激光接收器传送信号变化给所述控制器，所述控制器记录下寻孔机构60的第一旋转角度a1，此时寻孔机构60继续同向旋转，当激光发射器发射的光线第一次刚好无法穿过定位孔使得激光接收器不能接收到时，激光接收器传送信号变化给所述控制器，所述控制器记录下寻孔机构60的第二旋转角度a2，从而可得知斜腕臂200的安装孔的轴线与水平面之间的夹角为(a1+a2)/2，从而寻孔机构60开始反向旋转至其旋转角度也为(a1+a2)/2后停止转动,两第四自动伸缩机构63同时开始缩回直至两对孔杆62插入所述斜腕臂200的安装孔，接着寻孔机构60继续反向旋转，所述第二自动夹爪70夹持住所述斜腕臂200的一端进行辅助转动，直至斜腕臂200的安装孔的轴线处于水平位置。
优选的，如图7-8所示，所述寻孔装置100还包括滑动座101、第二驱动件103、丝杠104、导轨105、第四自动伸缩机构107及支撑座110，所述第二驱动件103、所述导轨105及所述丝杠支撑座110固定于所述机架106上，所述滑动座101滑动固定于所述导轨105上，所述滑动座101上设有螺纹孔1011、环形孔1012、安装板1013、固定环1014、第一夹持块1015及第二夹持块1016，所述伸出杆91在所述环形孔1012内进行转动，所述第二驱动件103的输出轴与所述丝杠104的一端固定连接，所述丝杠104的另一端经过所述螺纹孔1011后转动固定于所述丝杠支撑座110，所述固定环1014、所述第一夹持块1015及所述第二夹持块1016固定于所述安装板1013上，所述第四自动伸缩机构107固定于所述固定环1014上，所述第一夹持块1015及所述第二夹持块1016上均设有通孔，所述第四自动伸缩机构107的伸缩轴1071与所述第一夹持块1015的通孔及所述第二夹持块1016的通孔相对，当斜腕臂200的安装孔端位于所述第一夹持块1015及所述第二夹持块1016之间时，所述伸缩轴1071穿过所述第一夹持块1015的通孔、所述斜腕臂200的安装孔直至所述第二夹持块1016的通孔后对斜腕臂200进行定位固定。
所述穿孔机构102包括所述第四自动伸缩机构107、所述固定环1014、所述第一夹持块1015及所述第二夹持块1016。
通过采用第二驱动件103驱动所述滑动座101向前运动，当斜腕臂200的安装孔端位于所述第一夹持块1015及所述第二夹持块1016之间时，所述伸缩轴1071穿过所述第一夹持块1015的通孔、所述斜腕臂200的安装孔直至所述第二夹持块1016的通孔后对斜腕臂200进行定位固定。该定位结构简单、设计合理，使用起来较为方便。
优选的，如图9所示，所述减速机构90还包括弹性件109，所述皮带93之间夹设有所述弹性件109。通过在所述皮带之间夹设有所述弹性件，弹性件用于将皮带收紧，便于该减速机构实现精确的减速比、增强其抗震性以及延长其使用寿命。所述弹性件109可设计为拉伸弹簧。
优选的，各所述自动伸缩机构的驱动方式为液压式或气压式。
优选的，如图1所示，所述支撑装置10的个数为3个，所述第一自动夹爪20的个数为2个，所述第二自动伸缩机构30的个数为2个。
可以理解的是，控制器可设计为plcsimatics7-400系列，制造厂商可选为天拓四方厂家。其功能最为强大，它可以成功实现全集成自动化(tia)解决方案，其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备，无风扇设计和较高扩展能力，并具有全面的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便。各所述驱动件可设计为驱动电机，可选用玉豹品牌的型号为ye2的0.75kw三相交流异动电动机。所述位置传感器108可选用华博汽配品牌的型号为12141703221的位置传感器；所述直线传送机构50为皮带输送机。
本发明的具体工作原理及使用方法为：首先通过控制器启动第一自动伸缩机构11，第一自动伸缩机构11将支撑座12伸缩至合适位置停止；接着启动所述第二自动伸缩机构30向下伸出，然后第一自动夹爪20夹持住所述斜腕臂200，接着启动所述直线传送机构50将斜腕臂200向寻孔机构60方向推进，当斜腕臂200的安装孔端移动到寻孔机构60之间的合适位置时，位置传感器108将感应到的所述斜腕臂200的实时位置并将这些位置信息传送至控制器，控制器随即命令直线传送机构50停止运动，第一自动夹爪20松开斜腕臂200，通过第二自动伸缩机构30向上缩回；
通过控制器启动第一驱动件80，驱动减速机构90带动寻孔机构60从水平位置开始进行旋转，当激光发射器发射的光线第一次刚好穿过定位孔使得激光接收器接收到时，激光接收器传送信号变化给所述控制器，所述控制器记录下寻孔机构60的第一旋转角度a1，此时寻孔机构60继续同向旋转，当激光发射器发射的光线第一次刚好无法穿过定位孔使得激光接收器不能接收到时，激光接收器传送信号变化给所述控制器，所述控制器记录下寻孔机构60的第二旋转角度a2，从而可得知斜腕臂200的安装孔的轴线与水平面之间的夹角为(a1+a2)/2，从而寻孔机构60开始反向旋转至其旋转角度也为(a1+a2)/2后停止转动,两第四自动伸缩机构63同时开始缩回直至两对孔杆62插入所述斜腕臂200的安装孔，接着寻孔机构60继续反向旋转，所述第二自动夹爪70夹持住所述斜腕臂200的一端进行辅助转动，直至斜腕臂200的安装孔的轴线处于水平位置，所述控制器随即关闭所述第一驱动件80，停止减速机构90对斜腕臂200进行转动，松开第二自动夹爪70和两第四自动伸缩机构63同时开始向外完全伸出；接着通过启动第二驱动件103驱动所述滑动座101向前运动，当斜腕臂200的安装孔端位于所述第一夹持块1015及所述第二夹持块1016之间时，所述伸缩轴1071穿过所述第一夹持块1015的通孔、所述斜腕臂200的安装孔直至所述第二夹持块1016的通孔后对斜腕臂200进行定位固定，以便后续的加装套耳工序。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。