[發(fā)明專利]通過(guò)力覺(jué)控制實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)裝配的自動(dòng)雙頭插線裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110661628.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113504743B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靜蓉;李嘉興;胡廣華;李敏;李蔚東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042;H01R43/26
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 鐘瑞敏

1.一種通過(guò)力覺(jué)控制實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)裝配的自動(dòng)雙頭插線裝置，其特征在于，包括上位控制系統(tǒng)、多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人、夾線機(jī)構(gòu)、連接器安裝架、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和插線輔助機(jī)構(gòu)，多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人、含有力傳感器的夾線機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和插線輔助機(jī)構(gòu)分別連接上位控制系統(tǒng)，并由上位控制系統(tǒng)控制；連接器安裝架相鄰于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，連接器安裝架設(shè)有待插線的連接器；

夾線機(jī)構(gòu)安裝在多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人上并隨多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)而移動(dòng)，夾線機(jī)構(gòu)用于夾持待插線纜進(jìn)入插線輔助機(jī)構(gòu)及連接器的接線孔；

插線輔助機(jī)構(gòu)安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上并隨著運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在水平方向和豎直方向上移動(dòng)，插線輔助機(jī)構(gòu)用于供待插線纜插入，通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)待插插線旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整線纜末端上的端子的姿態(tài)，通過(guò)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的帶動(dòng)下移動(dòng)至連接器并對(duì)準(zhǔn)連接器的接線孔，以引導(dǎo)待插線纜末端上的端子插入連接器的接線孔中；

運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括模組底座、兩個(gè)豎直方向直線模組、水平方向直線模組、過(guò)渡板、傳動(dòng)軸、第一電機(jī)和第二電機(jī)；

其中，兩個(gè)豎直方向直線模組安裝在模組底座上，第一電機(jī)安裝在其中一個(gè)豎直方向直線模組上，上位控制系統(tǒng)連接并控制第一電機(jī)，第一電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸與平行的兩個(gè)豎直方向直線模組傳動(dòng)連接，且通過(guò)傳動(dòng)軸同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)豎直方向直線模組；

水平方向直線模組安裝在豎直方向直線模組的滑塊上，并由豎直方向直線模組帶動(dòng)其豎直移動(dòng)；第二電機(jī)安裝在水平方向直線模組上，上位控制系統(tǒng)通過(guò)第二電機(jī)連接并驅(qū)動(dòng)水平方向直線模組；

插線輔助機(jī)構(gòu)包括線纜姿態(tài)限制機(jī)構(gòu)、線纜角度旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)和線孔裝配導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，線纜姿態(tài)限制機(jī)構(gòu)、線纜角度旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)和線孔裝配導(dǎo)向機(jī)構(gòu)均安裝在過(guò)渡板上并且前后依次排列，三者通過(guò)過(guò)渡板安裝在水平方向直線模組的滑塊上，進(jìn)而在水平方向直線模組上做水平移動(dòng)；

線纜姿態(tài)限制機(jī)構(gòu)包括固定架、第一夾爪氣缸和左、右限制塊，第一夾爪氣缸通過(guò)固定架安裝在過(guò)渡板上，左、右限制塊分別安裝在第一夾爪氣缸的左、右滑塊上，左、右限制塊在頂端還設(shè)有梳齒型結(jié)構(gòu)；

第一夾爪氣缸連接上位控制系統(tǒng)，上位控制系統(tǒng)通過(guò)第一夾爪氣缸驅(qū)動(dòng)兩個(gè)限制塊合攏或分離；插線時(shí)，合攏的左、右限制塊的梳齒型結(jié)構(gòu)相互交叉，并共同合成可容納待插線纜且尺寸大于待插線纜的第一插線槽；

線纜角度旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、齒輪基架以及位于齒輪基架內(nèi)的齒輪組、不完全齒輪、夾爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)夾爪，第三電機(jī)和夾爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別連接上位控制系統(tǒng)，并由上位控制系統(tǒng)控制工作狀態(tài)；

齒輪組和不完全齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝于齒輪基架，不完全齒輪位于齒輪組上方并與齒輪組相互嚙合，第三電機(jī)固定于齒輪基架，第三電機(jī)連接齒輪組并驅(qū)動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)不完全齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

夾爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定于不完全齒輪，旋轉(zhuǎn)夾爪連接于夾爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并由夾爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)以靠近或遠(yuǎn)離不完全齒輪，也即使旋轉(zhuǎn)夾爪閉合或打開(kāi)；

不完全齒輪在其中心軸處還設(shè)有正V形結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)夾爪設(shè)有倒V形結(jié)構(gòu)；插線時(shí)，旋轉(zhuǎn)夾爪閉合，其倒V形結(jié)構(gòu)與不完全齒輪的正V形結(jié)構(gòu)共同合成一可容納待插線纜的第二插線槽，待插線纜位于該第二插線槽中并由旋轉(zhuǎn)夾爪夾緊，且隨不完全齒輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，以改變端子的姿態(tài)；

線孔裝配導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括前端支撐件、前推氣缸、第二夾爪氣缸、過(guò)渡件和左、右導(dǎo)向塊，前端支撐件安裝在過(guò)渡板上，前端支撐件上方按照從下往上順序依次安裝有前推氣缸、過(guò)渡件和第二夾爪氣缸，左、右導(dǎo)向塊分別安裝在第二夾爪氣缸的左、右滑塊上；

前推氣缸和第二夾爪氣缸分別連接上位控制系統(tǒng)，上位控制系統(tǒng)通過(guò)前推氣缸帶動(dòng)兩個(gè)導(dǎo)向塊靠近或遠(yuǎn)離連接器，通過(guò)第二夾爪氣缸帶動(dòng)兩個(gè)導(dǎo)向塊合攏或分離；

左、右導(dǎo)向塊在前端還凸設(shè)有尺寸逐漸縮小到連接器接線孔大小的引導(dǎo)部，插線時(shí)，合攏的左、右導(dǎo)向塊及引導(dǎo)部共同合成可容納待插線纜且尺寸大于待插線纜的第三插線槽，合攏的兩個(gè)引導(dǎo)部用于對(duì)準(zhǔn)并抵接到連接器的接線孔；

上位控制系統(tǒng)用于根據(jù)力傳感器采集的端子入孔過(guò)程中的力反饋信息來(lái)判斷端子是否順利入孔及是否插緊。