CN112792542B - 轴孔配合辅助定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴孔配合辅助定位装置，包括：安装底板（1）以及设置于安装底板上（1）的轴孔配合执行器件（2）和轴孔配合控制器件（3），轴孔配合控制器件（3）采集零件位置信息，进而向轴孔配合执行器件（2）发送轴孔配合驱动指令，控制轴孔配合执行组件（201）对零件进行轴孔配合辅助定位，同时将轴孔配合执行组件（201）的动作参数传回至控制板，计算得到包络面直径，进一步验证轴孔配合辅助定位的准确性。本发明所提供的方法旨在解决现有技术中存在的不能对轴的偏移角度进行监测，当偏移角度过大，轴孔配合操作将变得异常困难，导致整个设备无法装配到位的技术问题。

Description

轴孔配合辅助定位装置

技术领域

本发明涉及设备装配技术领域，尤其涉及一种轴孔配合辅助定位装置。

背景技术

在某些装备的使用中，需要将轴***相对应的孔，以完成装备的定位和锁紧（参照图1所示），但是因为制造和装配的不可避免误差，实际的轴中心线相对于配合孔中心线会有位置和角度的偏差(参照图2所示)，其中一种解决问题的办法是，将配合孔做成可调的活动件，依据轴的实际位置调整孔位，直到轴能顺利***孔中，此种方法存在以下两个问题：

1.因为是凭借操作人员经验和目测，轴的位置很难调节到最佳状态，即不能保证轴沿***方向的包络面轴线和孔轴线对齐；

2.一旦轴的偏移角度超过一定范围，那么无论如何调节都无法保证完全***孔中，等效为轴沿***方向的包络面直径不能超过***孔的孔径，目测操作无法对此准确判断；

3.对于预留间隙很小的精密零件，或者需要同时保证多个轴孔配合的密闭空间场合，有一对轴孔没有配合好就会导致整个设备无法装配到位，给装配和现场更换维修带来巨大困难，往往需要反复调节多次。

虽然公开号为CN102962690A的中国发明专利记载了一种万向节轴孔定位夹具，但该技术方案不能对轴的偏移角度进行监测，当偏移角度过大，轴孔配合操作将变得异常困难，导致整个设备无法装配到位。

因此，如何缩短设备装配时轴孔配合的调整时间、提高调整精度，是一个亟需解决的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种轴孔配合辅助定位装置，旨在解决现有技术中存在的不能对轴的偏移角度进行监测，当偏移角度过大，轴孔配合操作将变得异常困难，导致整个设备无法装配到位的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种轴孔配合辅助定位装置，所述轴孔配合辅助定位装置包括：

安装底板；

轴孔配合执行器件，包括相互连接的轴孔配合执行组件和轴孔配合驱动组件，所述轴孔配合驱动组件固定连接于所述安装底板一端，所述轴孔配合执行组件根据所述轴孔配合驱动组件的轴孔配合驱动动作执行轴孔配合辅助定位；

轴孔配合控制器件，设置于所述安装底板另一端开设的腔体内，与所述轴孔配合执行器件电连接，向所述轴孔配合执行器件发送轴孔配合驱动指令。

可选的，轴孔配合执行组件包括：

卡盘和设置于卡盘上的多个卡爪；

齿轮机构，连接轴孔配合驱动组件的传动部与卡盘的卡爪驱动部，将轴孔配合驱动组件的执行动作传动至卡盘。

可选的，轴孔配合执行组件还包括：

支撑壳，设有放置齿轮机构的齿轮腔，连接轴孔配合执行驱动组件壳体与卡盘底座，固定轴孔配合执行组件与轴孔配合驱动组件的相对位置。

可选的，卡爪驱动部为设置于卡盘内部连接多个卡爪的涡旋盘。

可选的，轴孔配合驱动组件包括：

第一卡盘电机：通过连接齿轮机构传动左右固定动作，驱动卡盘上的卡爪左右锁死；

第二卡盘电机：通过连接齿轮机构传动上下固定动作，驱动卡盘上的卡爪上下锁死；

卡爪电机：通过连接齿轮机构传动径向移动动作，驱动卡盘上的卡爪径向移动，接触零件。

可选的，卡爪电机采用编码卡爪电机，记录卡爪电机在轴孔配合辅助定位时的运行转数。

可选的，轴孔配合控制器件包括：

控制板，连接轴孔配合执行器件，为轴孔配合执行器件提供驱动指令；

供电电池，连接控制板，为轴孔配合控制器件以及轴孔配合执行器件提供电源供能。

可选的，轴孔配合辅助定位装置还包括：

感应器件，设置于安装底板腔体外表面，通过安装底板开设的通孔连接设置于腔体内的控制板，将感应的零件位置信息传输至控制板；

开关器件，设置于安装底板腔体外表面，通过安装底板开设的通孔连接设置于腔体内的控制板，将控制板开关指令传输至控制板；

报警指示器件，设置于安装底板腔体外表面，通过安装底板开设的通孔连接设置于腔体内的控制板，对控制板获得的卡爪状态信息进行展示。

可选的，安装底板开设有连通安装底板两端的线缆凹槽，用于放置连接轴孔配合控制器件和轴孔配合执行器件的线缆。

可选的，安装底板开设有将安装底板固定于孔零件的孔位。

本发明中，设置有安装底板以及设置于安装底板上的轴孔配合执行器件和轴孔配合控制器件，通过轴孔配合控制器件采集零件位置信息，进而向轴孔配合执行器件发送轴孔配合驱动指令，控制轴孔配合执行组件对零件进行轴孔配合辅助定位，同时将轴孔配合执行组件的动作参数传回至控制板，计算得到包络面直径，进一步验证轴孔配合辅助定位的准确性。本发明所提供的方法旨在解决现有技术中存在的不能对轴的偏移角度进行监测，当偏移角度过大，轴孔配合操作将变得异常困难，导致整个设备无法装配到位的技术问题。

附图说明

图1为理想状态轴孔配合示意图。

图2为有角度偏转时轴孔配合示意图。

图3为本发明提出的第一种实施例的其一结构原理示意图。

图4为本发明提出的第一种实施例的其二结构原理示意图。

图5为本发明提出的轴孔配合辅助定位装置轴孔处原理示意图。

图6为本发明提出的第二种实施例的定位装置原理示意图。

图7为本发明提出的第二种实施例的复制轴线原理示意图。

图8为本发明提出的第二种实施例的锁环15对靶调整原理示意图。

其中：1-安装底板；2-轴孔配合执行器件；201-轴孔配合执行组件；202-轴孔配合驱动组件；2011-卡盘；2012-卡爪；2013-齿轮机构；2014-支撑壳；2021-第一卡盘电机；2022-第二卡盘电机；2023-卡爪电机；3-轴孔配合控制器件；301-控制板；302-供电电池；4-感应器件；5-开关器件；6-报警指示器件；7-底舱底座；8-锁销；9-轴线复制杆；10-多自由度调节模块；11-轴线复制套筒；12-吸盘；13-对靶组件；14-靶标；15-锁环。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图3和图4，图3为本发明实施例方案涉及的轴孔配合辅助定位装置其一结构原理示意图，图4为本发明实施例方案涉及的轴孔配合辅助定位装置其二结构原理示意图。提出本发明轴孔配合辅助定位装置的第一实施例。

在第一实施例中，轴孔配合辅助定位装置包括：

安装底板1。

轴孔配合执行器件2，包括相互连接的轴孔配合执行组件201和轴孔配合驱动组件202，所述轴孔配合驱动组件202固定连接于所述安装底板1一端，所述轴孔配合执行组件201根据所述轴孔配合驱动组件202的轴孔配合驱动动作执行轴孔配合辅助定位。

轴孔配合控制器件3，设置于所述安装底板1另一端开设的腔体内，与所述轴孔配合执行器件2电连接，向所述轴孔配合执行器件2发送轴孔配合驱动指令。

需要说明的是，轴孔配合执行组件201包括：

卡盘2011和设置于卡盘2011上的多个卡爪2012。

齿轮机构2013，连接轴孔配合驱动组件202的传动部与卡盘2011的卡爪驱动部，将轴孔配合驱动组件202的执行动作传动至卡盘2011。

需要理解的是，轴孔配合执行组件201还包括：

支撑壳2014，设有放置齿轮机构2013的齿轮腔，连接轴孔配合执行驱动组件202壳体与卡盘2011底座，固定轴孔配合执行组件201与轴孔配合驱动组件202的相对位置。

需要理解的是，卡爪驱动部为设置于卡盘2011内部连接多个卡爪2012的涡旋盘。

需要说明的是，轴孔配合驱动组件202包括：

第一卡盘电机2021：通过连接齿轮机构2013传动左右固定动作，驱动卡盘2011上的卡爪2012左右锁死。

在本实施例中，第一卡盘电机2021为左右锁紧电机。

第二卡盘电机2022：通过连接齿轮机构2013传动上下固定动作，驱动卡盘2011上的卡爪2012上下锁死。

在本实施例中，第二卡盘电机2021为上下锁紧电机。

卡爪电机2023：通过连接齿轮机构2013传动径向移动动作，驱动卡盘2011上的卡爪2012径向移动，接触零件。

在具体实现过程中，卡爪电机2023采用编码卡爪电机，记录卡爪电机2023在轴孔配合辅助定位时的运行转数。

在具体实现过程中，轴孔配合控制器件3包括：

控制板301，连接轴孔配合执行器件3，为轴孔配合执行器件3提供驱动指令。

供电电池302，连接控制板301，为轴孔配合控制器件3以及轴孔配合执行器件2提供电源供能。

在本实施例中，供电电池302采用锂电池。

在具体实现过程中，轴孔配合辅助定位装置还包括：

感应器件4，设置于安装底板1腔体外表面，通过安装底板1开设的通孔连接设置于腔体内的控制板301，将感应的零件位置信息传输至控制板301。

在本实施例中，感应器件为红外反射传感器。

开关器件5，设置于安装底板1腔体外表面，通过安装底板1开设的通孔连接设置于腔体内的控制板301，将控制板开关指令传输至控制板301。

在本实施例中，开关器件为拨动开关。

报警指示器件6，设置于安装底板1腔体外表面，通过安装底板1开设的通孔连接设置于腔体内的控制板301，对控制板301获得的卡爪状态信息进行展示。

在本实施例中，报警指示器件包括指示灯和蜂鸣器。

在具体实现过程中，安装底板1开设有连通安装底板1两端的线缆凹槽，用于放置连接轴孔配合控制器件和轴孔配合执行器件的线缆。

在本实施例中，线缆凹槽上设置有电机线缆护罩。

在具体实现过程中，安装底板1开设有将安装底板固定于孔零件的孔位。

在具体实现过程中，先将孔零件取下，留出安装孔位，孔大小和间距与待调节孔零件一致，卡盘轴线方向和轴孔配合方向一致。

将安装底板1通过两个安装孔固定于孔零件的相应孔位，并调节到初始位，打开开关。

将轴零件沿正常***方向***，红外传感器感应到轴位置后启动延时命令，待轴运动到终止位并停留一定时间后，卡爪电机2023启动，通过齿轮机构2013传动至卡盘2011，卡盘2011内部的涡旋盘带动8个卡爪2012同时径向移动，直到接触轴零件，在轴的反作用力作用下，整个卡盘2011卡爪2012沿左右和上下滑动，最终完全卡住轴零件时停止，左右锁紧电机和上下锁紧电机启动，将卡爪2012位置固定锁死，这时8个卡爪2012的内切圆直径即为轴零件沿***方向的最大圆柱包络面直径，其大小通过带编码器电机测定的转数和控制板301计算得出，如图5所示。

测出的包络面直径可以作为轴是否可以正常***的判断依据，测出的包络面轴线即卡盘2011轴线可以作为孔零件调节的基准。

在本实施例中，设置有安装底板1以及设置于安装底板1上的轴孔配合执行器件2和轴孔配合控制器件3，通过轴孔配合控制器件3采集零件位置信息，进而向轴孔配合执行器件2发送轴孔配合驱动指令，控制轴孔配合执行组件201对零件进行轴孔配合辅助定位，同时将轴孔配合执行组件201的动作参数传回至控制板301，计算得到包络面直径，进一步验证轴孔配合辅助定位的准确性。本发明所提供的方法旨在解决现有技术中存在的不能对轴的偏移角度进行监测，当偏移角度过大，轴孔配合操作将变得异常困难，导致整个设备无法装配到位的技术问题。

参照图6，图6为本发明实施例方案涉及的轴孔配合辅助定位装置结构用于飞机舱盖锁销和锁环15的原理示意图。提出本发明轴孔配合辅助定位装置的第二实施例，基于上述图3所示的第一实施例，提出本发明的第二实施例。

在第二实施例中，一种用于飞机舱盖锁销8和锁环15辅助调整装置（参照图6），该舱盖在装配及更换维修时需要调整座舱上面的多个锁环15位置，以保证舱盖上面左右对称布置的多个锁销8都能准确***相应锁环15，并且***深度到位，才能保证舱盖的正常关闭和锁紧，实施步骤如下：

1.先将设置于底舱底座7上座舱的两侧锁环15全部取下，每个锁环15的安装孔位留出待用。

2.每个锁环15位置都替换安装为该调整装置，利用吸盘12以及安装底板1的两个安装孔固定于锁环15相应孔位。

3.左右上下滑块通过刻线调节到初始位，打开所有开关，装置开始自检，卡爪2022运动到最大直径状态作为初始位，为锁销8***让出空间同时也作为最终测量依据。

4.所有装置准备就绪，盖上舱盖，红外传感器感应到锁销8经过时启动延时命令，时间到后卡爪电机2023启动，随后完成卡爪抱轴，并利用多自由度调节模块10完成锁紧动作，卡爪2012脱开到最大直径状态，蜂鸣器启动报警，操作人员判断动作完成，可以打开舱盖。

5.开舱盖后，每个调整装置都已找到对应锁销8的圆柱包络轴线，对于个别偏转角度超差的锁销8指示灯会给出红色报警，证明该锁销8需要重新安装和修配，才能完成调整，对于其他正常锁销8，测出的圆柱包络轴线即可作为锁环15调整参考。

6.因该调整装置占据了锁环15的安装空间，需增加一个轴线复制装置，将测得的包络轴线通过轴线复制杆9和轴线复制套筒11轴孔配合完成复制（参照图7）。

7.最后将对靶组件13安装于锁环15上，靶标14安装于套筒上，旋拧调整螺杆，调整锁环15左右上下位置，直到对齐靶标14相应刻线，调整完成（参照图8所示）。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.轴孔配合辅助定位装置，其特征在于，所述轴孔配合辅助定位装置包括：

安装底板（1）；

轴孔配合执行器件（2），包括相互连接的轴孔配合执行组件（201）和轴孔配合驱动组件（202），所述轴孔配合驱动组件（202）固定连接于所述安装底板（1）一端，所述轴孔配合执行组件（201）根据所述轴孔配合驱动组件（202）的轴孔配合驱动动作执行轴孔配合辅助定位；

轴孔配合控制器件（3），设置于所述安装底板（1）另一端开设的腔体内，与所述轴孔配合执行器件（2）电连接，向所述轴孔配合执行器件（2）发送轴孔配合驱动指令；

所述安装底板（1）上设有将安装底板固定于孔零件的孔位；

所述轴孔配合执行组件（201）包括：卡盘（2011）和设置于卡盘（2011）上的多个卡爪（2012）；齿轮机构（2013），连接轴孔配合驱动组件（202）的传动部与卡盘（2011）的卡爪驱动部，将轴孔配合驱动组件（202）的执行动作传动至卡盘（2011）；还包括：支撑壳（2014），设有放置齿轮机构（2013）的齿轮腔，连接轴孔配合驱动组件（202）壳体与卡盘（2011）底座，固定轴孔配合执行组件（201）与轴孔配合驱动组件（202）的相对位置；

所述卡爪驱动部为设置于卡盘（2011）内部连接多个卡爪（2012）的涡旋盘；

所述轴孔配合驱动组件（202）包括：

第一卡盘电机（2021）：通过连接齿轮机构（2013）传动左右固定动作，驱动卡盘（2011）上的卡爪（2012）左右锁死；

第二卡盘电机（2022）：通过连接齿轮机构（2013）传动上下固定动作，驱动卡盘（2011）上的卡爪（2012）上下锁死；

卡爪电机（2023）：通过连接齿轮机构（2013）传动径向移动动作，驱动卡盘（2011）上的卡爪（2012）径向移动，接触轴零件；

所述卡爪电机（2023）采用编码卡爪电机，记录卡爪电机（2023）在轴孔配合辅助定位时的运行转数；

所述轴孔配合辅助定位装置的工作原理包括以下步骤：

S1.先将孔零件取下，留出安装孔位，孔大小和间距与待调节孔零件一致，卡盘轴线方向和轴孔配合方向一致；

S2.将安装底板（1）通过两个安装孔固定于孔零件的相应孔位，并调节到初始位，打开开关；

S3.将轴零件沿正常***方向***，红外传感器感应到轴零件位置后启动延时命令，待轴零件运动到终止位并停留一定时间后，卡爪电机（2023）启动，

S4.通过齿轮机构（2013）传动至卡盘（2011），卡盘（2011）内部的涡旋盘带动8个卡爪（2012）同时径向移动，直到接触轴零件，在轴零件的反作用力作用下，整个卡盘（2011）卡爪（2012）沿左右和上下滑动，最终完全卡住轴零件时停止；

S5. 第一卡盘电机（2021）和第二卡盘电机（2022）启动，将卡爪（2012）位置固定锁死；

S6. 测出的包络面直径作为轴是否可以正常***的判断依据，测出的包络面轴线即卡盘（2011）轴线作为孔零件调节的基准；

其中，在S5步骤中8个卡爪（2012）的内切圆直径即为轴零件沿***方向的最大圆柱包络面直径，其大小通过编码卡爪电机测定的转数和控制板（301）计算得出。

2.如权利要求1所述的轴孔配合辅助定位装置，其特征在于，所述轴孔配合控制器件（3）包括：

控制板（301），连接轴孔配合执行器件（2），为轴孔配合执行器件（2）提供驱动指令；

供电电池（302），连接控制板（301），为轴孔配合控制器件（3）以及轴孔配合执行器件（2）提供电源供能。

3.如权利要求2所述的轴孔配合辅助定位装置，其特征在于，所述轴孔配合辅助定位装置还包括：

感应器件（4），设置于安装底板（1）腔体外表面，通过安装底板（1）开设的通孔连接设置于腔体内的控制板（301），将感应的零件位置信息传输至控制板（301）；

开关器件（5），设置于安装底板（1）腔体外表面，通过安装底板（1）开设的通孔连接设置于腔体内的控制板（301），将控制板开关指令传输至控制板（301）；

报警指示器件（6），设置于安装底板（1）腔体外表面，通过安装底板（1）开设的通孔连接设置于腔体内的控制板（301），对控制板（301）获得的卡爪状态信息进行展示。

4.如权利要求1所述的轴孔配合辅助定位装置，其特征在于，所述安装底板（1）开设有连通安装底板（1）两端的线缆凹槽，用于放置连接轴孔配合控制器件和轴孔配合执行器件的线缆。

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