一种柔性定位系统技术方案

技术编号:14006722 阅读:41 留言:0更新日期:2016-11-17 02:14
本发明专利技术提供一种柔性定位系统,包括支撑框架、动力机器手系统和多个从动机器手系统,动力机器手系统包括第一立柱和动力机器手,第一立柱滑设在支撑框架的顶部与底部之间,动力机器手具有驱动机构并且滑设在第一立柱上,多个从动机器手系统沿支撑框架的长度方向间隔设置,每一从动机器手系统包括第二立柱和多个间隔设置在第二立柱上的从动机器手,第二立柱滑设在支撑框架的顶部与底部之间,动力机器手在第一立柱的高度方向上滑动时能够带动从动机器手沿第二立柱的高度方向滑动,驱动机构能够带动从动机器手沿第二立柱的宽度方向滑动。上述柔性定位系统能够满足空间三维点阵型定位需求,并且变形时间短、变形精度高、系统制造成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种定位系统,具体涉及一种柔性定位系统
技术介绍
传统的柔性定位技术,通常主要是针对飞机部件的蒙皮或者壁板的装配定位,其主要是因固定型架不能适用于不同表面形状的飞机部件而应运而生。采用柔性定位技术后,飞机部件可以通过柔性定位系统来进行定位和支撑,从而实现空间点阵位置的伸缩,同时通过接口卡具和工装设计来实现对部件的抓取和固定。此外,柔性定位技术还具体应用于大型装备制造行业中,例如铁路装备、船舶制造等。如图1所示,现有的一种柔性定位系统为行列式高速柱阵柔性定位系统,其采用行列式分布柱阵,根据定位部件的支撑点或部件位置,分散设置支撑柱8,其能够进行X、Y、Z三个自由度的空间位置调整(例如POGO柱)。通过对行列式点阵支撑柱8进行手动或自动化调整,从而实现支撑柱8的三维姿态摆放。上述行列式高速柱阵柔性定位系统为动力分散性,即单点具有独立的动力源,通过三维驱动伺服轴、气动轴或液压轴,对单柱体进行X、Y、Z三个自由度的空间位置调整,此种技术只能实现三维空间的柱顶空间定位,单柱体需要三组动力系统,设备柱点较多时,动力系统投资成本高。如图2所示,现有的另一种柔性定位系统为并联机器人定位系统,其是一种具有x、y、z三个方向的平移自由度的定位系统,包括上盘座91、下盘座92和三组连杆93,每组连杆93由主动杆和从动杆构成,从动杆跟随主动杆运动,每组连杆93的两端均分别与上盘座91和下盘座92相连,在下盘座92固定时,上盘座91可以实现3个自由度的定位。上述并联机器人定位系统虽然具有3个平移自由度的定位功能,然而空间作业范围只有上盘座91的活动范围,并联时投资成本较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种柔性定位系统,其能够节约变形时间、提高变形精度、降低系统制造成本及动力装置配套费用。本专利技术提供一种柔性定位系统,包括支撑框架、动力机器手系统和多个从动机器手系统,所述动力机器手系统包括第一立柱和动力机器手,所述第一立柱沿所述支撑框架的长度方向滑设在所述支撑框架的顶部与底部之间,所述动力机器手具有驱动机构并且滑设在所述第一立柱的高度方向上,多个所述从动机器手系统沿所述支撑框架的长度方向间隔设置在所述动力机器手系统的外侧,每一所述从动机器手系统包括第二立柱和多个间隔设置在所述第二立柱高度方向上的从动机器手,所述第二立柱滑设在所述支撑框架的顶部与底部之间,所述动力机器手在所述第一立柱的高度方向上滑动时能够带动所述从动机器手沿所述第二立柱的高度方向滑动,所述驱动机构能够带动所述从动机器手沿所述第二立柱的宽度方向滑动。进一步地,所述从动机器手包括层叠设置的第一座板、第二座板和第三座板,所述第三座板滑设在所述第二立柱的高度方向上,所述第二座板滑设在所述第三座板的长度方向上,所述第一座板滑设在所述第二座板的长度方向上,在所述第二座板的前端设有抓手,所述第一座板在相对所述第二座板滑动时通过连杆和轴承带动所述抓手摆动。进一步地,所述抓手摆动的角度为-45°至45°。进一步地,在所述第三座板的末端设有安全钳,并且在所述动力机器手上设有触发机构,在所述第三座板滑动至预设高度时,所述触发机构触发所述安全钳锁止所述第三座板。进一步地,在所述第二立柱的高度方向设有直线导轨,在所述第三座板上设有滑设于所述直线导轨上的垂直滑块,在所述第三座板和第二座板的顶面分别设有齿轮,在所述第二座板和第一座板的底面分别设有齿条导轨,所述第三座板的齿轮与所述第二座板的齿条导轨啮合,所述第二座板的齿轮与所述第一座板的齿条导轨啮合,在所述第三座板和第二座板的齿轮上分别设有电磁离合器。进一步地,所述动力机器手包括箱体、伺服电机和所述驱动机构,所述伺服电机和所述驱动机构安装在所述箱体中,所述驱动机构包括第一电动伺服缸和第二电动伺服缸,所述第一电动伺服缸能够与所述第一座板连接并驱动所述第一座板沿所述第二立柱的宽度方向滑动,所述第二电动伺服缸能够与所述第二座板连接并驱动所述第二座板沿所述第二立柱的宽度方向滑动。进一步地,在所述第一立柱的高度方向上设有齿条机构,所述伺服电机与齿轮连接并且驱动所述齿轮在所述齿条机构上滑动。进一步地,在所述第一座板和第二座板的末端分别设有V型槽,在所述第一电动伺服缸和第二电动伺服缸的前端分别设有楔形块,所述楔形块能够嵌设于所述V型槽中。进一步地,在所述支撑框架的顶部和底部分别相对设有用于第一立柱滑动的第一底座和用于第二立柱滑动的第二底座,在所述第一立柱和第二立柱的端部分别设有伺服电机和齿轮,在所述第一底座和第二底座上分别设有直线导轨和齿条机构,所述齿条机构设置在所述直线导轨上,所述伺服电机驱动所述齿轮在所述齿条机构上滑动。进一步地,所述动力机器手与控制部和信息采集部连接,所述信息采集部采集所述第二立柱和从动机器手的位置信息,所述控制部通过所述位置信息驱动所述动力机器手。本专利技术的柔性定位系统在空间内建立X轴、Y轴和Z轴三维坐标系,从而能够进行X、Y、Z三个自由度的空间位置调整以满足空间三维点阵型定位需求,其中X轴方向采用驱动机构进行驱动,Y轴和Z轴方向采用动力集中方式,通过动力机器手带动多个从动机器手在Y轴和Z轴方向运动,该柔性定位系统能够为大型装备加工、装配制造工装提供柔性的变形解决方案,不仅能够大大节约系统变形时间、提高变形精度,此外系统制造成本及动力装置配套费用大大降低。附图说明图1为现有的行列式高速柱阵柔性定位系统的结构示意图;图2为现有的并联机器人定位系统的结构示意图;图3为本专利技术一实施方式的柔性定位系统的主视图;图4为本专利技术一实施方式的柔性定位系统的右视图;图5为本专利技术一实施方式的从动机器手的主视图;图6为本专利技术一实施方式的从动机器手的俯视图;图7为本专利技术一实施方式的动力机器手的结构示意图;图8为本专利技术一实施方式的动力机器手与从动机器手的连接结构示意图;图9为本专利技术一实施方式的动力机器手与从动机器手的局部安装示意图。附图标记说明:1:支撑框架;11:第一底座;12:第二底座;13:直线导轨;2:动力机器手系统;3:从动机器手系统;4:第一立柱;5:动力机器手;51:箱体;52:伺服电机;53:第一电动伺服缸;54:第二电动伺服缸;55:楔形块;6:第二立柱;7:从动机器手;71:第一座板;711:齿条导轨;72:第二座板;721:齿条导轨;722:齿轮;723:电磁离合器;724:水平滑块;73:第三座板;731:垂直滑块;732:齿轮;733:电磁离合器;734:水平滑块;74:抓手;75:连杆;76:轴承;77:安全钳;78:V型槽;8:支撑柱;91:上盘座;92:下盘座;93:连杆。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术的附图和实施例,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。结合图3至图9所示,本专利技术的柔性定位系统,包括支撑框架1、动力机器手系统2和多个从动机器手系统3,动力机器手系统2包括第一立柱4和动力机器手5,第一立柱4沿支撑框架1的长度方向(设为X轴方向)滑设在支撑框架1的顶部与底部之间,动力机器手5本文档来自技高网
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一种柔性定位系统

【技术保护点】
一种柔性定位系统,其特征在于,包括支撑框架、动力机器手系统和多个从动机器手系统,所述动力机器手系统包括第一立柱和动力机器手,所述第一立柱沿所述支撑框架的长度方向滑设在所述支撑框架的顶部与底部之间,所述动力机器手具有驱动机构并且滑设在所述第一立柱的高度方向上,多个所述从动机器手系统沿所述支撑框架的长度方向间隔设置在所述动力机器手系统的外侧,每一所述从动机器手系统包括第二立柱和多个间隔设置在所述第二立柱高度方向上的从动机器手,所述第二立柱滑设在所述支撑框架的顶部与底部之间,所述动力机器手在所述第一立柱的高度方向上滑动时能够带动所述从动机器手沿所述第二立柱的高度方向滑动,所述驱动机构能够带动所述从动机器手沿所述第二立柱的宽度方向滑动。

【技术特征摘要】
1.一种柔性定位系统,其特征在于,包括支撑框架、动力机器手系统和多个从动机器手系统,所述动力机器手系统包括第一立柱和动力机器手,所述第一立柱沿所述支撑框架的长度方向滑设在所述支撑框架的顶部与底部之间,所述动力机器手具有驱动机构并且滑设在所述第一立柱的高度方向上,多个所述从动机器手系统沿所述支撑框架的长度方向间隔设置在所述动力机器手系统的外侧,每一所述从动机器手系统包括第二立柱和多个间隔设置在所述第二立柱高度方向上的从动机器手,所述第二立柱滑设在所述支撑框架的顶部与底部之间,所述动力机器手在所述第一立柱的高度方向上滑动时能够带动所述从动机器手沿所述第二立柱的高度方向滑动,所述驱动机构能够带动所述从动机器手沿所述第二立柱的宽度方向滑动。2.根据权利要求1所述的柔性定位系统,其特征在于,所述从动机器手包括层叠设置的第一座板、第二座板和第三座板,所述第三座板滑设在所述第二立柱的高度方向上,所述第二座板滑设在所述第三座板的长度方向上,所述第一座板滑设在所述第二座板的长度方向上,在所述第二座板的前端设有抓手,所述第一座板在相对所述第二座板滑动时通过连杆和轴承带动所述抓手摆动。3.根据权利要求2所述的柔性定位系统,其特征在于,所述抓手摆动的角度为-45°至45°。4.根据权利要求2所述的柔性定位系统,其特征在于,在所述第三座板的末端设有安全钳,并且在所述动力机器手上设有触发机构,在所述第三座板滑动至预设高度时,所述触发机构触发所述安全钳锁止所述第三座板。5.根据权利要求2所述的柔性定位系统,其特征在于,在所述第二立柱的高度方向设有直线导轨,在所述第三座板上设有滑设于所述直线导轨上的垂直滑块,在所述第三座板和第二座板的顶面分别...

【专利技术属性】
技术研发人员:李莹郭培斌郭冬梅勾波杨国良朱书娟
申请(专利权)人:中车唐山机车车辆有限公司
类型:发明
国别省市:河北;13

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