[发明专利]通过力觉控制实现精准装配的自动双头插线装置及方法

权利要求书

1.一种通过力觉控制实现精准装配的自动双头插线装置，其特征在于，包括上位控制系统、多轴联动机器人、夹线机构、连接器安装架、运动平台和插线辅助机构，多轴联动机器人、含有力传感器的夹线机构、运动平台和插线辅助机构分别连接上位控制系统，并由上位控制系统控制；连接器安装架相邻于运动平台，连接器安装架设有待插线的连接器；

夹线机构安装在多轴联动机器人上并随多轴联动机器人的移动而移动，夹线机构用于夹持待插线缆进入插线辅助机构及连接器的接线孔；

插线辅助机构安装在运动平台上并随着运动平台在水平方向和竖直方向上移动，插线辅助机构用于供待插线缆插入，通过旋转来带动待插插线旋转，以调整线缆末端上的端子的姿态，通过在运动平台的带动下移动至连接器并对准连接器的接线孔，以引导待插线缆末端上的端子插入连接器的接线孔中；

运动平台包括模组底座、两个竖直方向直线模组、水平方向直线模组、过渡板、传动轴、第一电机和第二电机；

其中，两个竖直方向直线模组安装在模组底座上，第一电机安装在其中一个竖直方向直线模组上，上位控制系统连接并控制第一电机，第一电机通过传动轴与平行的两个竖直方向直线模组传动连接，且通过传动轴同时驱动两个竖直方向直线模组；

水平方向直线模组安装在竖直方向直线模组的滑块上，并由竖直方向直线模组带动其竖直移动；第二电机安装在水平方向直线模组上，上位控制系统通过第二电机连接并驱动水平方向直线模组；

插线辅助机构包括线缆姿态限制机构、线缆角度旋转调整机构和线孔装配导向机构，线缆姿态限制机构、线缆角度旋转调整机构和线孔装配导向机构均安装在过渡板上并且前后依次排列，三者通过过渡板安装在水平方向直线模组的滑块上，进而在水平方向直线模组上做水平移动；

线缆姿态限制机构包括固定架、第一夹爪气缸和左、右限制块，第一夹爪气缸通过固定架安装在过渡板上，左、右限制块分别安装在第一夹爪气缸的左、右滑块上，左、右限制块在顶端还设有梳齿型结构；

第一夹爪气缸连接上位控制系统，上位控制系统通过第一夹爪气缸驱动两个限制块合拢或分离；插线时，合拢的左、右限制块的梳齿型结构相互交叉，并共同合成可容纳待插线缆且尺寸大于待插线缆的第一插线槽；

线缆角度旋转调整机构包括第三电机、齿轮基架以及位于齿轮基架内的齿轮组、不完全齿轮、夹爪驱动机构和旋转夹爪，第三电机和夹爪驱动机构分别连接上位控制系统，并由上位控制系统控制工作状态；

齿轮组和不完全齿轮可旋转地安装于齿轮基架，不完全齿轮位于齿轮组上方并与齿轮组相互啮合，第三电机固定于齿轮基架，第三电机连接齿轮组并驱动齿轮组转动，进而带动不完全齿轮转动；

夹爪驱动机构固定于不完全齿轮，旋转夹爪连接于夹爪驱动机构，并由夹爪驱动机构驱动其旋转以靠近或远离不完全齿轮，也即使旋转夹爪闭合或打开；

不完全齿轮在其中心轴处还设有正V形结构，旋转夹爪设有倒V形结构；插线时，旋转夹爪闭合，其倒V形结构与不完全齿轮的正V形结构共同合成一可容纳待插线缆的第二插线槽，待插线缆位于该第二插线槽中并由旋转夹爪夹紧，且随不完全齿轮的旋转而旋转，以改变端子的姿态；

线孔装配导向机构包括前端支撑件、前推气缸、第二夹爪气缸、过渡件和左、右导向块，前端支撑件安装在过渡板上，前端支撑件上方按照从下往上顺序依次安装有前推气缸、过渡件和第二夹爪气缸，左、右导向块分别安装在第二夹爪气缸的左、右滑块上；

前推气缸和第二夹爪气缸分别连接上位控制系统，上位控制系统通过前推气缸带动两个导向块靠近或远离连接器，通过第二夹爪气缸带动两个导向块合拢或分离；

左、右导向块在前端还凸设有尺寸逐渐缩小到连接器接线孔大小的引导部，插线时，合拢的左、右导向块及引导部共同合成可容纳待插线缆且尺寸大于待插线缆的第三插线槽，合拢的两个引导部用于对准并抵接到连接器的接线孔；

上位控制系统用于根据力传感器采集的端子入孔过程中的力反馈信息来判断端子是否顺利入孔及是否插紧。