一种发动机总成转运装置的制作方法

本发明涉及一种汽车生产流水线的吊运装置，尤其是涉及一种用于将发动机从一条流水线吊运到另一条流水线的发动机转运装置。

背景技术：

汽车在总装过程中，需要先在发动机分装线上对发动机进行分装，然后将处于发动机分装线末端分装好的的发动机总成转运至前桥与发动机合装线，以便在前桥与发动机合装线上进行前桥与发动机合装。在现有技术中，如果要对发动机总成这样重量重、体积大的部件进行转运，通常都是通下面两种方式进行的，一种是通过桥式起重机（又称天车）吊运，桥架型起重机包括两侧的高架轨道以及连接在两侧高架轨道之间的桥架，桥架的两端设有车轮，用以支承桥架在高架轨道上前后运行，桥架上设有可左右移动的起重小车，起重小车上设有起升机构。起升机构可吊挂重物并升降，通过起重小车在桥架上左右移动以及桥架在高架轨道上的前后移动，构成一矩形的工作范围，从而实现重物的吊运。但是桥式起重机本身存在结构复杂、对场地适应性差、前期投入大等问题，并且其转运轨迹受限制，因此其并不适用于在两条流水线之间转运发动机总成。另一种是通过架设在悬挂轨道上的电动葫芦吊运，其中的悬挂轨道悬挂在空中，并可根据场地情况设置成直线状或曲线状，而电动葫芦则可移动地安装在悬挂轨道上。需要转运重物时，先将重物吊挂在电动葫芦的吊钩上，然后上升重物，并由操作人员拉动重物，使电动葫芦沿着悬挂轨道移动至目的地。电动葫芦虽然具有结构简单便于安装使用的优点，但是在转运时需要专人操作，因此劳动强度大，生产效率低，调运过程难以实现自动控制。另外，上述吊运方式容易因操作人员的操作失误导致发动机油底壳磕碰划伤等意外事故。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有的发动机总成在两条流水线之间的转运方式存在的劳动强度大、生产效率低、发动机油底壳容易磕碰划伤等问题，提供一种发动机总成转运装置，可实现发动机转运时的吊装、升降以及转运的自动化，从而有利于提高生产效率，避免发动机出现磕碰划伤现象。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机总成转运装置，包括悬挂轨道、可移动地悬挂在悬挂轨道上的移动升降机构，所述移动升降机构包括驱动电机、驱动轴、自动离合结构、位于驱动电机下方的升降支架，所述驱动轴与所述驱动电机相关联，所述驱动轴上套设有移动车轮和卷绕轮，所述驱动电机通过所述自动离合结构选择性地驱动移动车轮或卷绕轮转动，移动车轮悬挂在悬挂轨道上并与悬挂轨道形成滚动连接，一传动带的一端固定并卷绕在卷绕轮上，所述传动带的另一端与升降支架固定连接，所述升降支架上还设有发动机自动夹取机构以及传动带锁止机构。

本发明将吊装夹取发动机总成的夹取机构和升降移动发动机总成的升降移动机构合为一体。当驱动电机通过自动离合结构将动力传递给卷绕轮时，卷绕轮上的传动带即可带动升降支架升降，而升降支架下降时即可通过发动机自动夹取机构合拢夹取发动机总成，升降支架上升时即可将发动机总成吊起，传动带锁止机构则可锁止传动带，避免升降支架的自动下落。然后驱动电机通过自动离合结构的切换将动力传递给悬挂轨道上的移动车轮，即可使整个转运装置连同发动机总成从发动机分装线末端转运至前桥与发动机合装线，此时，驱动电机再次通过自动离合结构的切换将动力传递给卷绕轮，升降支架连同发动机总成下降至规定高度，然后发动机自动夹取机构复原释放发动机总成并上升至原来的高度，发动机总成则停留在上。整个转运装置可通过可编程逻辑控制器以及相应的位置传感器、行程开关等方便地实现自动控制，从而可显著地提高工作效率，并且升降高度自动精准控制，因此可避免发动机总成在下降时出现磕碰划伤现象。

作为优选，所述自动离合结构包括轴向可移动地设置在驱动轴上的离合盘、与离合盘关联并由电磁阀驱动的电控拨叉，所述离合盘位于所述移动车轮和卷绕轮之间，所述离合盘与驱动轴之间设有扭矩传递结构，所述离合盘的两侧端面分别设有主动端面齿，所述移动车轮和卷绕轮靠近离合盘的一侧端面分别设有可与所述主动端面齿啮合的从动端面齿，电磁阀控制所述电控拨叉使离合盘可在驱动轴上前后移动。

本发明的自动离合结构通过电磁阀控制一个电控拨叉的动作，使驱动轴上的离合盘前后移动。当离合盘与卷绕轮接合时，驱动电机的动力即可通过离合盘传递给卷绕轮，从而卷绕或释放卷绕轮上的传动带，从而带动升降支架的升降。当离合盘与移动车轮接合时，驱动电机的动力即可通过离合盘传递给移动车轮，从而驱动整个转运装置在发动机分装线和前桥与发动机合装线之间来回移动。也就是说，本发明的一个驱动电机即可作为升降和移动两种动作的动力。

作为优选，所述发动机自动夹取机构包括竖直地设置在所述升降支架下部的两个自动夹臂、自动夹臂驱动机构，所述自动夹臂的上端铰接在所述升降支架上，并且在所述自动夹臂与所述升降支架的铰接处设有复位弹簧，从而使所述自动夹臂向外张开，所述自动夹臂的下端设有可勾挂发动机总成的卡勾，所述自动夹臂驱动机构包括驱动气缸以及具有两个拨片的v形拨叉，所述驱动气缸的缸体铰接在所述升降支架上，所述v形拨叉两个拨片的连接处转动连接在所述升降支架上，所述自动夹臂的铰接端上设有凸起的拨动块，所述驱动气缸的活塞杆端部与所述v形拨叉的一个所述拨片的端部相铰接，所述v形拨叉的另一个所述拨片的端部贴靠所述拨动块的侧面，从而可驱动自动夹臂向内合拢。

当升降支架下降到下止点位置时，驱动气缸动作，即可驱动v形拨叉转动，v形拨叉的一个拨片推动自动夹臂上的拨动块，从而使自动夹臂向内转动夹住发动机总成。而需要释放发动机总成时，驱动气缸反向动作，v形拨叉的一个拨片离开自动夹臂上的拨动块，此时的复位弹簧起作用，使自动夹臂向外张开复位，发动机总成即可被释放。由于自动夹臂的长度可远大于拨动块的高度，因此自动夹臂形成一种杠杆效应，拨动块只需一个小角度的转动即可实现自动夹臂对发动机总成的夹持和释放。

作为优选，所述发动机自动夹取机构包括可转动地设置在升降支架左右两侧的两根平行的转动轴，所述转动轴上固定连接竖直地向下延伸的自动夹臂，所述自动夹臂的下端设有可勾挂发动机总成的卡勾，所述转动轴上设有竖直向上的摆动杆，所述升降支架上对应所述摆动杆位置可转动地设有沿左右方向横向布置的调节套筒，所述调节套筒的两端分别螺纹连接一调节螺杆，并且所述调节套筒两端的所述调节螺杆的螺纹旋向相反，所述摆动杆的上端与一过渡杆件的一端相铰接，所述过渡杆件的另一端与相应一侧的调节螺杆的外端相铰接，所述调节套筒通过传动机构与一夹取电机相关联。

当夹取电机通过传动机构驱动调节套筒转动时，调节套筒两端旋向相反的调节螺杆即可同步地向外伸出或向内缩回，从而通过过渡杆件带动摆动杆摆动，实现自动夹臂的自动夹取和释放。由于本方案是由一个夹取电机同时驱动两侧的自动夹臂动作的，因此可实现自动夹臂动作的完全同步一致，确保发动机总成的平稳夹取和释放。

作为优选，所述过渡杆件的两端分别固定连接有与过渡杆件同轴的关节套，所述关节套内具有一个形状为内球面的连接腔，所述连接腔内设有连接圆环，所述连接圆环的外侧面为与连接腔适配的外球面，所述连接圆环的外侧面上设有径向的定位孔，所述关节套的外侧面在对应定位孔的位置设有贯通连接腔的卡位通孔，所述关节套悬空端的端面上设有矩形的开口槽，所述开口槽沿关节套的轴线向内延伸至所述开口槽的两个短边对应的侧面与关节套的连接腔相切，所述连接腔的中心以及开口槽的中心位于所述关节套的轴线上，所述连接圆环的厚度小于所述开口槽的宽度，所述连接圆环的内孔螺纹连接一插销，所述过渡杆件一端的连接圆环内的插销与相应一侧摆动杆的上端相铰接，所述过渡杆件另一端的连接圆环内的插销与相应一侧调节螺杆的外端相铰接。

装配时，我们可将连接圆环翻转90度，然后以厚度对应开口槽的宽度放入开口槽内。由于开口槽的两个短边对应的侧面与关节套的连接腔相切，并且连接圆环的外侧面为与连接腔适配的外球面，因此当连接圆环放入开口槽底部时，连接圆环的外球面即与连接腔的内球面同心，因此，我们可将连接圆环转动90度，使连接圆环与关节套同轴，此时即可将摆动杆上的插销螺纹连接到过渡杆件对应一端连接圆环的内孔上，然后将调节螺杆上的插销螺纹连接到过渡杆件对应的另一端连接圆环的内孔上，最后再将该调节螺杆螺纹连接到调节套筒上即可。由于连接圆环与关节套的连接腔是球面连接，因此，插销可相对关节套做360度的全方位转动，从而可避免因左右两侧摆动杆与调节套筒之间的位置偏差使发动机自动夹取机构在动作时出现过渡杆件的卡死现象。

作为优选，所述传动带采用双面同步带，所述传动带锁止机构包括可转动地设置在所述升降支架上的随动齿轮，所述随动齿轮与传动带一侧的齿相啮合，所述升降支架位于所述传动带的另一侧设有由锁止驱动元件驱动的锁止块，所述锁止块的端部设有与传动带的齿相啮合的锁止齿。

锁止块端部的锁止齿与传动带的齿相啮合，随动齿轮则对传动带起到支承作用，使传动带锁止在随动齿轮和锁止齿之间，避免吊挂有发动机总成的升降支架自动下落。锁止驱动元件可以是电磁铁或者气缸油缸，当锁止驱动元动作，锁止块端部的锁止齿即与传动带的齿脱离，从而使传动带解除锁止，升降支架可自由地升降，而随动齿轮则可跟随传动带转动。

因此，本发明具有如下有益效果：可实现发动机转运时的吊装、升降以及转运的自动化，从而有利于提高生产效率，避免发动机出现磕碰划伤现象。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是发动机自动夹取机构的一种结构示意图。

图3是过渡杆件和摆动杆以及调节螺杆的连接结构示意图。

图中：1、悬挂轨道2、驱动电机21、驱动轴22、安装板3、升降支架31、自动夹臂311、卡勾312、拨动块32、驱动气缸33、v形拨叉34、摆动杆35、调节套筒36、调节螺杆37、过渡杆件38、夹取电机4、移动车轮5、卷绕轮/51、卷绕带6、离合盘7、插销8、关节套81、连接腔82、开口槽83、卡位通孔9、连接圆环91、定位孔。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示，一种发动机总成转运装置，其适用于汽车总装时在发动机分装线和前桥与发动机合装线对分装好的发动机总成进行转运，以便在前桥与发动机合装线上进行前桥与发动机合装。具体地，包括悬挂在空中的悬挂轨道1、可移动地悬挂在悬挂轨道上的移动升降机构。移动升降机构包括驱动电机2、与驱动电机的电机轴相连接的驱动轴21、用于选择性地传递驱动电机动力的自动离合结构、位于驱动电机下方的升降支架3。为了便于安装，我们可将驱动电机固定安装在一块安装板22上，安装板上设置轴承座，驱动轴的悬空端转动连接在轴承座上。驱动轴上套设移动车轮4和卷绕轮5，也就是说，驱动电机带动驱动轴转动时，空套在驱动轴上的移动车轮和卷绕轮不会跟随转动，只有通过自动离合结构才能将驱动电机的转动选择性地传递给移动车轮或卷绕轮。移动车轮悬挂在悬挂轨道上并与悬挂轨道形成滚动连接，当移动车轮转动时，即可带动整个转运装置沿着悬挂轨道移动。为了驱动升降支架上升或下降，一传动带51的一端固定并卷绕在卷绕轮上，传动带的另一端则与下面的升降支架固定连接，这样，当卷绕轮正向转动使传动带卷绕到卷绕轮上时，即可带动升降支架上升；而卷绕轮反向转动释放传动带时，即可使升降支架下降。

本发明的自动离合结构包括设置在驱动轴上的离合盘6、驱动离合盘在驱动轴上移动的电控拨叉（图中未示出），离合盘设置在移动车轮和卷绕轮之间，离合盘与驱动轴采用花键连接，从而使离合盘可在驱动轴上做轴向移动，同时驱动轴可向离合盘传递扭矩。电控拨叉可由电磁阀驱动以实现自动控制，由于离合器拨叉属于现有技术，在此不做过多的描述。离合盘的两侧端面分别设置主动端面齿，相应地，移动车轮上靠近离合盘的一侧端面设置可与主动端面齿啮合的从动端面齿，卷绕轮上靠近离合盘的一侧端面也设置可与主动端面齿啮合的从动端面齿，电磁阀控制电控拨叉使离合盘可在驱动轴上前后移动，当离合盘向移动车轮一侧移动，离合盘上的主动端面齿与移动车轮上的从动端面齿相互啮合时，驱动电机的转动传递给移动车轮，使移动车轮在悬挂轨道上移动；当离合盘向卷绕轮一侧移动，离合盘上的主动端面齿与卷绕轮上的从动端面齿相互啮合，驱动电机的转动传递给卷绕轮，使卷绕轮卷绕或释放传动带，从而带动升降支架上升或下降。

此外，我们需要在升降支架上设置相应的发动机自动夹取机构，以便自动夹取或释放发动机总成，进而实现发动机总成的自动转运。具体地，发动机自动夹取机构包括竖直地设置在所述升降支架下部左右两侧的两个自动夹臂31、自动夹臂驱动机构，升降支架的左右两侧分别固定设置转轴，自动夹臂的上端固定连接一个轴套，每个自动夹臂的轴套可转动地套设在相应一侧的转轴上，从而使自动夹臂的上端铰接在升降支架上，并且在转轴上设置复位弹簧，从而使二个自动夹臂向外张开。复位弹簧可以是套设在转轴上的扭簧或者是一个拉簧，拉簧的一端连接自动夹臂，另一端连接升降支架。自动夹臂的下端设置向内侧弯折的卡勾311，自动夹臂驱动机构可驱动二个自动夹臂向内侧转动以便勾挂发动机上的吊耳。为了控制自动夹臂的动作，自动夹臂驱动机构包括驱动气缸32以及一个v形拨叉33，v形拨叉包括一个套管以及二个连接在套管上的拨片，二个拨片相交成v形，v形拨叉的套管转动连接在升降支架上。自动夹臂上端的轴套上设置凸起的拨动块322，驱动气缸采用双作用气缸，驱动气缸的缸体底部铰接在升降支架上，从而使驱动气缸的活塞杆一端可自由摆动。驱动气缸的活塞杆端部与v形拨叉的一个拨片的端部相铰接，而v形拨叉的另一个拨片的端部则贴靠拨动块的侧面。这样，当驱动气缸一侧腔体内进气时，活塞杆向前伸出，从而推动v形拨叉转动，v形拨叉中贴靠拨动块的拨片即可推动拨动块围绕转轴转动，进而使自动夹臂克服复位弹簧的阻力向内侧转动，自动夹臂下端的卡勾即可勾挂发动机上相应的吊耳。反之，当驱动气缸另一侧腔体内进气时，活塞杆向后回缩，从而拉动v形拨叉反向转动，v形拨叉中贴靠拨动块的拨片与拨动块分离，自动夹臂在复位弹簧的作用下自动向外侧转动张开，自动夹臂下端的卡勾即脱离发动机上相应的吊耳，从而释放发动机总成。

本发明的发动机自动夹取机构还可采用如下结构，具体地，如图2所示，发动机自动夹取机构包括可转动地设置在升降支架左右两侧的两根平行的转动轴，转动轴上固定连接竖直地向下延伸的自动夹臂，自动夹臂的下端设置向内侧弯折的卡勾，以便二个自动夹臂在向内侧转动时可勾挂发动机上的吊耳。二根转动轴上分别设置竖直向上的摆动杆34，二根摆动杆相对设置，升降支架上设置一个支承座，支承座上可转动地设置沿左右方向横向布置的调节套筒35，调节套筒的两端分别与升降支架两侧的摆动杆相对应，调节套筒的两端分别螺纹连接一根调节螺杆36，并且调节套筒两端的调节螺杆的螺纹旋向相反。另外，摆动杆通过过渡杆件37与相应一侧的调节螺杆相连接，从而可通过调节套筒的转动控制摆动杆的摆动。过渡杆件的一端与摆动杆的上端相铰接，过渡杆件的另一端与相应一侧的调节螺杆的外端相铰接，而调节套筒通过传动机构与一夹取电机38相关联，从而当夹取电机带动调节套筒正反向转动时，两端的调节螺杆可同步地伸缩，进而通过过渡杆件和摆动杆带动升降支架两侧转动轴按相反的方向转动，此时固定在转动轴上的自动夹臂即可向内侧转动以夹取发动机总成或向外侧张开以释放发动机总成。可以理解的是，我们可在调节套筒的外侧设置齿圈，夹取电机的电机轴上相应地设置与齿圈啮合的齿轮，从而使夹取电机可驱动调节套筒正反向转动。

为了方便安装，避免过渡杆件出现卡死现象，如图3所示，我们还需在摆动杆的上端铰接一根插销7，在调节螺杆的外端同样铰接一根插销，两根插销的另一端分别设置外螺纹。然后在过渡杆件的两端分别固定连接一个圆柱形的关节套8，关节套与过渡杆件同轴设置，关节套内具有一个连接腔81，该连接腔的内侧面为内球面，连接腔的中心位于关节套的轴线上。连接腔内设置一个连接圆环9，连接圆环的中心设置一个贯通上下端面并具有内螺纹的内孔，连接圆环的外侧面为外球面，连接圆环的外侧面与连接腔的内侧面相适配适配，从而使连接圆环可在连接腔内按任意方向和任意角度转动。为了便于连接圆环安装到连接腔内，我们可在关节套悬空端的端面上设置一个开口槽82，开口槽沿关节套的轴线向内延伸，开口槽的横截面是一个矩形，其两个长边的长度与连接腔的内球面直径相等，两个短边的长度大于连接圆环的厚度，也就是说，连接圆环的厚度小于开口槽的宽度。此外，开口槽矩形横截面的中心应位于关节套的轴线上，开口槽沿关节套的轴线向内延伸至连接腔的中心为止，此时开口槽的两个短边对应的侧面刚好与关节套的连接腔相切。这样，我们可翻转连接圆环，以连接圆环的厚度放入开口槽内直至开口槽的短边与连接腔相切处，此时连接圆环的外侧球面的中心刚好与连接腔的中心重合，我们可将连接圆环转动90度，使连接圆环的内孔轴线与关节套的轴线重合，连接圆环的外侧球面和连接腔的内球面相贴合，连接圆环即可限位在连接腔内不会掉出。

安装时，我们可先将调节螺杆从调节套筒上旋下，并将连接圆环装入关节套的连接腔内，此时可将升降支架一侧摆动杆上的插销螺纹连接到过渡杆件一端的连接圆环的内孔上，然后将调节螺杆上的插销螺纹连接到该过渡杆件另一端连接圆环的内孔上，最后再将该调节螺杆螺纹连接到调节套筒一端。依次类推，可方便地完成升降支架另一侧的过渡杆件与摆动杆、调节螺杆的连接。需要说明的是，为了防止螺纹连接时连接圆环在连接腔内的转动，我们可在连接圆环的外侧面上设置径向的定位孔91，关节套的外侧面在对应定位孔的位置设置贯通连接腔的卡位通孔83。当我们需要将插销螺纹连接到连接圆环上时，可用一细杆通过关节套的卡位通孔插入连接圆环的定位孔内，从而可有效地阻止连接圆环和关节套之间产生相对转动。

为了便于对传动带进行锁止，本发明的传动带可采用双面同步带，同时在升降支架上设置相应的传动带锁止机构。传动带锁止机构包括可转动地设置在升降支架上的随动齿轮，随动齿轮位于传动带的一侧并与传动带一侧的齿相啮合。在升降支架位于传动带的另一侧则设置可自动控制的锁止驱动元件，具体地，锁止驱动元件可采用具有复位弹簧可自动复位的电磁铁，也可采用双作用气缸或者油缸等，然后在电磁铁的铁芯端部、气缸或油缸的活塞杆端部设置锁止块，锁止块的端部设置可与传动带的齿相啮合的锁止齿。本发明的传动带平时处于锁止状态，此时电磁铁的复位弹簧起所用，或者是气缸、油缸的一侧工作腔起作用，使锁止块端部的锁止齿与传动带的齿相啮合，传动带被夹持在随动齿轮和锁止块之间而锁止。当需要解除对传动带的锁止时，锁止驱动元动作，锁止块端部的锁止齿即与传动带的齿脱离，从而使传动带解除锁止，升降支架可自由地升降，而随动齿轮则可跟随传动带转动。

本发明通过一个可编程逻辑控制器以及相应的传感器控制各机构的动作，从而实现自动程序控制，以提高工作效率，并精准控制升降高度，本发明的转运装置在起始状态时，升降支架位于发动机分装线末端上面，离合盘则处于和卷绕轮接合状态，相应地，传动带锁止机构处于锁止状态，升降支架下部的二个自动夹臂处于向外张开状态。需要转运发动机总成时，可编程逻辑控制器首先控制传动带锁止机构解除对传动带的锁止，接着驱动电机转动，驱动电机的动力通过离合盘传递给卷绕轮使卷绕轮反向转动，卷绕轮上的传动带被释放，升降支架下降至设定的下止点位置；随后发动机自动夹取机构动作，二个自动夹臂向内侧转动，自动夹臂下端的卡勾勾住停留在发动机分装线末端的发动机上的吊耳；之后驱动电机带动卷绕轮正向转动，升降支架连同发动机总成上升至设定的上止点位置，传动带锁止机构动作将传动带锁止；可编程逻辑控制器再次控制电控拨叉动作，使离合盘与移动车轮接合，然后驱动电机转动，升降支架在移动车轮的驱动下沿着悬挂轨道从发动机分装线末端移动至前桥与发动机合装线上方；电控拨叉使离合盘再次与卷绕轮接合，然后控制传动带锁止机构解除对传动带的锁止，接着驱动电机转动并带动卷绕轮反向转动，卷绕轮上的传动带被释放，升降支架下降至设定的下止点位置；发动机自动夹取机构动作，二个自动夹臂向外侧张开释放发动机总成使其停留在前桥与发动机合装线上；驱动电机带动卷绕轮正向转动，升降支架重新上升至设定的上止点位置，传动带锁止机构动作将传动带锁止；电控拨叉使离合盘再次与移动车轮接合，然后驱动电机驱动移动车轮反向转动，升降支架在移动车轮的驱动下沿着悬挂轨道从前桥与发动机合装线上方移动至发动机分装线末端上方，从而回复到起始状态，以便再次转运发动机总成。

对于传递控制各机构动作信号的传感器，我们可通过相应的位置传感器控制升降支架的升降行程，在卡勾上设置压力传感器以控制自动夹臂的动作，避免对发动机总成造成过度夹紧。可以理解的是，此类传感器属于现有技术，因此不做过多的描述。