一种基于VR的智能装配系统

技术领域

本发明涉及一种汽车装配领域，具体是一种基于VR的智能装配系统。

背景技术

车门是为驾驶员和乘客提供出入车辆的通道，并隔绝车外干扰，在一定程度上减轻侧面撞击，保护乘员。汽车的美观也与车门的造型有关。车门的好坏，主要体现在，车门的防撞性能，车门的密封性能，车门的开合便利性，当然还有其它使用功能的指标等。防撞性能尤为重要，因为车辆发生侧碰时，缓冲距离很短，很容易就伤到车内人员。

车门是汽车不可缺少的组件之间，在对汽车进行组装时，现在采用的方式采用人工抬着车门并将其安装在汽车的框架上，而车门的整体重量较重，人工的搬运车门进行组装，在工人的持续性工作下，工作强度高，并且体力耗费较大，随着工作的不断持续，工人体力逐步不如开始，此时，极易出现扶持不住车门，导致车门意外掉落，不仅会导致车门的掉落摔坏，也会导致车门砸伤工人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VR的智能装配系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于VR的智能装配系统，包括：

机械手，机械手安装在汽车工业流水线的轨道上，机械手的夹持端夹持有车门夹具，车门夹具的夹持端夹持有车门本体；

VR眼镜、机械手松弛控制手柄以及机械手操控部，VR眼镜有工人进行佩戴，并一手手持机械手松弛控制手柄，另一手操控机械手操控部，机械手松弛控制手柄与机械手操控部均与机械手通信连接，可通过机械手松弛控制手柄与机械手操控部对机械手进行相关控制；

所述机械手松弛控制手柄头部的顶部以及尾部均安装有控制按钮，所述机械手松弛控制手柄的尾部分别安装有USB接口与TYPC-C接口，所述机械手松弛控制手柄的内部设置有蓄电池，所述机械手操控部包括控制器箱，且控制器箱的顶端安装有操控摇把。

作为本发明进一步的方案：所述控制器箱的正面开设电池槽,所述电池槽的内部过盈配合有电池架，且电池架上安装有供电电池，所述电池架的正面安装有拉块。

作为本发明再进一步的方案：所述机械手包括机械手底座，所述机械手底座顶部的腔体中安装有驱动电机一，所述驱动电机一的驱动端安装有旋转架一，所述旋转架一头部的安装腔内安装驱动电机二，所述驱动电机二的驱动端安装有旋转架二，所述旋转架二的头部位置安装有驱动电机三，所述驱动电机三的安装有旋转架三，且双头气动夹具上安装有双头气动夹具。

作为本发明再进一步的方案：所述车门夹具包括固定横架，所述固定横架的两侧均安装有双头直线电机，所述双头直线电机上下的两个活动端分别可拆式安装有顶部活动块以及底部活动块，所述顶部活动块的底部可拆安装有上部夹持模具，所述底部活动块的顶部可拆安装有固定横架，且车门本体位于上部夹持模具与车门底部模具之间。

作为本发明再进一步的方案：所述双头直线电机上下两个活动端端面、底部活动块与顶部活动块的顶部均开设有螺纹固定孔二，所述顶部活动块上螺纹固定孔二与双头直线电机上部活动端端面上的螺纹固定孔二之间以及底部活动块上螺纹固定孔二与双头直线电机下部活动端端面上的螺纹固定孔二之间均螺纹安装有固定螺栓。

作为本发明再进一步的方案：所述上部夹持模具采用橡胶材质制成，且上部夹持模具的底部开设有用于夹持车窗的夹槽。

作为本发明再进一步的方案：所述车门底部模具的顶部设置有放置模腔，且放置模腔的内壁面设置有与车门本体契合的契合弧面，所述车门底部模具采用金属材质制成。

作为本发明再进一步的方案：所述底部活动块的顶部以及车门底部模具的底部均开设有螺纹固定孔三，且底部活动块上螺纹固定孔三以及车门底部模具上的螺纹固定孔三之间螺纹安装有固定螺栓。

作为本发明再进一步的方案：所述顶部活动块以及上部夹持模具的顶部均开设有螺纹固定孔一，且顶部活动块上螺纹固定孔一以及上部夹持模具上的螺纹固定孔一之间螺纹安装有固定螺栓。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明，工人人员头戴VR眼镜，一手握持机械手松弛控制手柄，另一手手握操控摇把，并站在远离汽车组装的区域，当车门本体移动到汽车组装处时，由操控摇把驱动机械手进行相对应活动，最终时间将车门本体的销孔与汽车框架上的车门销杆上，当车门本体安装到汽车框架上后，同时按住两个控制按钮，使车门夹具解除对车门本体的夹持，并控制机械手使车门夹具离开汽车组装区域，通过VR技术的配合，实现工人即使身处远处，也可如身临其境般的，感觉身处于汽车的组装区域，并进行控制车门本体与汽车框架间的连接，并且，由机械手与车门夹具的配合，对车门本体进行夹持以及放取，避免了人工搬运的工作强度，利于避免较多的人工搬运时意外掉落，且即时车门意外掉落，工人不处于汽车的装配区域，也不会砸伤工人。

2、本发明，机械手的驱动如下：双头直线电机可带动旋转架一进行水平方向的旋转，驱动电机二可带动旋转架二进行纵向的旋转，驱动电机三通过旋转架三带动双头气动夹具进行顺时针或者逆时针的旋转，可实现多轴联动控制，可实现对车门本体进行多角度的调整。

3、本发明，机械手对车门夹具夹持原理如下：通过操控机械手最终使固定横架位于双头气动夹具的两个夹头之间，然后由双头气动夹具两个夹头的距离缩短，实现对固定横架的夹持，即实现机械手与车门夹具之间的连接，当双头气动夹具接触对固定横架的夹持时，即接触机械手与车门夹具之间的连接。

4、本发明，车门夹具对车门本体的夹持如下：双头直线电机的双头的伸长，对车门底部模具与顶部活动块之间的间距进行扩大，然后将车门本体放在车门底部模具上的放置模腔的内部后，双头直线电机的双头缩短，将车门底部模具与顶部活动块之间的间距缩短，进而将车门本体夹持在车门底部模具与上部夹持模具之间，顶部活动块与底部活动块之间间距的扩大，即可完成对车门本体的拆卸，便于实现快速的对车门本体进行夹持装拆操作，同时，车门本体的玻璃位于上部夹持模具下方开设的夹槽内，而上部夹持模具采用橡胶材质制成，在对其进行夹持时，不会对玻璃造成划伤，并且契合弧面的设置与车门本体的契合，利于提高对车门夹持的牢固性。

5、本发明，底部活动块与顶部活动块均采用螺栓可拆的连接方式与双头直线电机的活动端之间进行连接，并且螺纹固定孔一与上部夹持模具以及车门底部模具与底部活动块之间也均采用螺栓可拆的连接方式进行安装，即可对车门底部模具与上部夹持模具进行拆卸更换，根据不同的车门本体将其更换车与其适配的上部夹持模具以及车门底部模具，保证了车门夹具对不同尺寸的车门本体均可进行牢固的夹持操作。

附图说明

图1为一种基于VR的智能装配系统的机械手工作状态结构示意图；

图2为一种基于VR的智能装配系统中VR眼镜的结构示意图；

图3为一种基于VR的智能装配系统中机械手松弛控制手柄的结构示意图；

图4为一种基于VR的智能装配系统中机械手操控部的结构示意图；

图5为一种基于VR的智能装配系统中机械手的结构示意图；

图6为一种基于VR的智能装配系统中车门夹具的结构示意图；

图7为一种基于VR的智能装配系统中车门底部模具的结构示意图。

图中：机械手1、车门夹具2、车门本体3、VR眼镜4、控制按钮5、机械手松弛控制手柄6、USB接口7、TYPC-C接口8、机械手操控部9、操控摇把10、控制器箱11、电池槽12、拉块13、电池架14、机械手底座15、驱动电机一16、旋转架一17、驱动电机二18、旋转架二19、驱动电机三20、旋转架三21、双头气动夹具22、车门底部模具23、底部活动块24、固定横架25、双头直线电机26、顶部活动块27、螺纹固定孔一28、螺纹固定孔二29、上部夹持模具30、螺纹固定孔三31、放置模腔32、契合弧面33。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～7，本发明提出一种技术方案，一种基于VR的智能装配系统，包括：

机械手1，机械手1安装在汽车工业流水线的轨道上，带动机械手1进行移动，机械手1的夹持端夹持有车门夹具2，车门夹具2的夹持端夹持有车门本体3；

VR眼镜4、机械手松弛控制手柄6以及机械手操控部9，VR眼镜4有工人进行佩戴，并一手手持机械手松弛控制手柄6，另一手操控机械手操控部9，机械手松弛控制手柄6与机械手操控部9均与机械手1通信连接，可通过机械手松弛控制手柄6与机械手操控部9对机械手1进行相关控制；

机械手松弛控制手柄6头部的顶部以及尾部均安装有控制按钮5，两个控制按钮5同时按压才能实现对车门本体3的解除夹持，有助于避免误触碰导致车门本体3意外的接触夹持，机械手松弛控制手柄6的尾部分别安装有USB接口7与TYPC-C接口8，机械手松弛控制手柄6的内部设置有蓄电池，机械手操控部9包括控制器箱11，且控制器箱11的顶端安装有操控摇把10。

由操控摇把10驱动机械手1进行相对应活动，最终时间将车门本体3的销孔与汽车框架上的车门销杆上，当车门本体3安装到汽车框架上后，同时按住两个控制按钮5，使车门夹具2解除对车门本体3的夹持，并控制机械手1使车门夹具2离开汽车组装区域，通过VR技术的配合，实现工人即使身处远处，也可如身临其境般的，感觉身处于汽车的组装区域，并进行控制车门本体3与汽车框架间的连接，并且，由机械手1与车门夹具2的配合，对车门本体3进行夹持以及放取，避免了人工搬运的工作强度，利于避免较多的人工搬运时意外掉落，且即时车门意外掉落，工人不处于汽车的装配区域，也不会砸伤工人。

控制器箱11的正面开设电池槽12,电池槽12的内部过盈配合有电池架14，且电池架14上安装有供电电池，电池架14的正面安装有拉块13，控制器箱11与电池槽12的过盈配合实现安装，便于对电池架14上的供电电池进行装拆。

机械手1包括机械手底座15，机械手底座15顶部的腔体中安装有驱动电机一16，驱动电机一16的驱动端安装有旋转架一17，旋转架一17头部的安装腔内安装驱动电机二18，驱动电机二18的驱动端安装有旋转架二19，旋转架二19的头部位置安装有驱动电机三20，驱动电机三20的安装有旋转架三21，且双头气动夹具22上安装有双头气动夹具22，双头气动夹具22的两个夹头可进行相对移动，驱动电机三20通过驱动旋转架三21带动双头气动夹具22进行旋转，。

车门夹具2包括固定横架25，固定横架25的两侧均安装有双头直线电机26，双头直线电机26上下的两个活动端分别可拆式安装有顶部活动块27以及底部活动块24，顶部活动块27的底部可拆安装有上部夹持模具30，底部活动块24的顶部可拆安装有固定横架25，且车门本体3位于上部夹持模具30与车门底部模具23之间，双头气动夹具22的两个夹头对固定横架25进行夹持。

双头直线电机26上下两个活动端端面、底部活动块24与顶部活动块27的顶部均开设有螺纹固定孔二29，顶部活动块27上螺纹固定孔二29与双头直线电机26上部活动端端面上的螺纹固定孔二29之间以及底部活动块24上螺纹固定孔二29与双头直线电机26下部活动端端面上的螺纹固定孔二29之间均螺纹安装有固定螺栓。

上部夹持模具30采用橡胶材质制成，且上部夹持模具30的底部开设有用于夹持车窗的夹槽，车门本体3的玻璃位于上部夹持模具30下方开设的夹槽内，而上部夹持模具30采用橡胶材质制成，在对其进行夹持时，不会对玻璃造成划伤。

车门底部模具23的顶部设置有放置模腔32，且放置模腔32的内壁面设置有与车门本体3契合的契合弧面33，契合弧面33的设置与车门本体3的契合，利于提高对车门夹持的牢固性，车门底部模具23采用金属材质制成。

底部活动块24的顶部以及车门底部模具23的底部均开设有螺纹固定孔三31，且底部活动块24上螺纹固定孔三31以及车门底部模具23上的螺纹固定孔三31之间螺纹安装有固定螺栓。

顶部活动块27以及上部夹持模具30的顶部均开设有螺纹固定孔一28，且顶部活动块27上螺纹固定孔一28以及上部夹持模具30上的螺纹固定孔一28之间螺纹安装有固定螺栓。

螺纹固定孔一28与上部夹持模具30以及车门底部模具23与底部活动块24之间也均采用螺栓可拆的连接方式进行安装，即可对车门底部模具23与上部夹持模具30进行拆卸更换，根据不同的车门本体3将其更换车与其适配的上部夹持模具30以及车门底部模具23，保证了车门夹具2对不同尺寸的车门本体3均可进行牢固的夹持操作。

本发明的工作原理是：

使用时，将机械手1安装在汽车工业流水线的轨道上；

由车门夹具2对车门本体3进行夹持后，控制机械手1对车门夹具2进行夹持，当机械手1对车门夹具2夹持后，轨道带动机械手1进行移动，将车门本体3移动到汽车的组装处；

此时，工人人员头戴VR眼镜4，一手握持机械手松弛控制手柄6，另一手手握操控摇把10，并站在远离汽车组装的区域

当车门本体3移动到汽车组装处时，由操控摇把10驱动机械手1进行相对应活动，最终时间将车门本体3的销孔与汽车框架上的车门销杆上，当车门本体3安装到汽车框架上后，同时按住两个控制按钮5，使车门夹具2解除对车门本体3的夹持，并控制机械手1使车门夹具2离开汽车组装区域；

机械手1的驱动如下：

双头直线电机26可带动旋转架一17进行水平方向的旋转，驱动电机二18可带动旋转架二19进行纵向的旋转，驱动电机三20通过旋转架三21带动双头气动夹具22进行顺时针或者逆时针的旋转，可实现多轴联动控制，可实现对车门本体3进行多角度的调整；

机械手1对车门夹具2夹持原理如下：

通过操控机械手1最终使固定横架25位于双头气动夹具22的两个夹头之间，然后由双头气动夹具22两个夹头的距离缩短，实现对固定横架25的夹持，即实现机械手1与车门夹具2之间的连接，当双头气动夹具22接触对固定横架25的夹持时，即接触机械手1与车门夹具2之间的连接

车门夹具2对车门本体3的夹持如下：

双头直线电机26的双头的伸长，对车门底部模具23与顶部活动块27之间的间距进行扩大，然后将车门本体3放在车门底部模具23上的放置模腔32的内部后，双头直线电机26的双头缩短，将车门底部模具23与顶部活动块27之间的间距缩短，进而将车门本体3夹持在车门底部模具23与上部夹持模具30之间，顶部活动块27与底部活动块24之间间距的扩大，即可完成对车门本体3的拆卸，便于实现快速的对车门本体3进行夹持装拆操作；

底部活动块24与顶部活动块27均采用螺栓可拆的连接方式与双头直线电机26的活动端之间进行连接，并且螺纹固定孔一28与上部夹持模具30以及车门底部模具23与底部活动块24之间也均采用螺栓可拆的连接方式进行安装，即可对车门底部模具23与上部夹持模具30进行拆卸更换。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。