医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站

摘要

本发明属于医疗辅助设备制造设备技术领域，具体涉及一种医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站。料盘振动部挑选轴心线沿前后方向、重心落在底盘正上方的四方管进入单行导料部。四方管推送气缸把四方管平移推到右端。四方管搬运组件把四方管精确搬运到位。下横管推进气缸推动下横管至两对翻转光轮正上方，下横管旋转，金属感应传感器检测下横管横孔一的中心线方向，下横管搬运组件夹持住下横管向前推送穿入四方管的孔，四方管夹持组件替换四方管搬运组件，继续推送，下横管夹持组件一夹持住下横管。本发明工作站自动组对，焊接机器人自动点焊，误差较小，精度较高，工作效率提高，劳动强度降低。

权利要求

1.一种医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站，包括焊接机器人和机架；焊接机器人的底座和机架固定联接；

其特征在于还包括四方管夹持组件、下横管夹持组件一、四方管供料组件、下横管供料组件、下横管翻转总成、下横管搬运组件和四方管搬运组件；

四方管夹持组件包括180度开闭型气动手指四和两个四方管夹持指；180度开闭型气动手指四包括气动手指缸体四和两个气动手指四；两个四方管夹持指分别和两个气动手指四固定联接；四方管夹持指上设有四方管夹持平面，180度开闭型气动手指四驱动两个四方管夹持指，两个四方管夹持平面从左右两边分别夹持住边架焊接主体的四方管的相对的两个四方面；气动手指缸体四和两个气动手指四联接的一端朝上，气动手指缸体四和机架固定联接；

下横管夹持组件一包括180度开闭型气动手指一和两个下横管夹持指一；180度开闭型气动手指一包括气动手指缸体一和两个气动手指一；两个下横管夹持指一分别和两个气动手指一固定联接；下横管夹持指一上设有下横管夹持V型槽，180度开闭型气动手指一驱动两个下横管夹持指一，两个下横管夹持V型槽从左右两边分别夹持住边架焊接主体的下横管的外圆柱面；气动手指缸体一和两个气动手指一联接的一端朝上，气动手指缸体一和机架固定联接；

四方管供料组件包括振动料盘、料盘振动电机、橡胶柱和四方管推送组件；

振动料盘包括料盘振动部和料盘固定部两个部分，料盘振动部由后至前分为进料部、缩口导料部和单行导料部三个部分，料盘振动部包括底盘和边沿，边沿围绕在底盘的周围；

进料部在左右方向上的尺寸大于单行导料部在左右方向上的尺寸；单行导料部宽度尺寸只容前后方向的一行轴心线前后方向的四方管在里面移动；缩口导料部后部开口大，前部开口小；料盘振动部的底盘倾斜设置，料盘振动部的底盘后端高度比前端高度高；进料部和缩口导料部之间设置一个左右方向的挡料板，挡料板的左右两端分别固定联接在料盘振动部左侧和右侧的边沿上，挡料板的下表面与料盘振动部底盘的上表面之间的距离大于四方管相对的两个倒角楞边之间的距离，并且小于四方管轴心线方向的长度；缩口导料部和单行导料部的连接部位左侧设有选料缺口，选料缺口右侧的底盘宽度比四方管外四方对边距离的一半大二至四毫米，选料缺口在前后方向上的长度比四方管沿轴心线方向的长度大三至二十毫米；缩口导料部和单行导料部的连接部位上部设有剔料斜板，剔料斜板上有一个垂直于底盘的剔料平面，剔料平面在底盘上的投影直线的走向是左前-右后方向，剔料平板的底面与底盘的上表面之间的距离大于四方管外四方对边距离，并且小于相对的两个倒角楞边的距离；单行导料部后端左侧、选料缺口的前面设有导料斜板，设有导料斜板的这一段单行导料部前端宽度小，后端宽度大；

料盘固定部是左右两端通透的槽形部件，料盘固定部包括水平的料盘底板、料盘固定部前侧板和料盘固定部后侧板；料盘固定部前侧板的右端比料盘底板短；料盘固定部后侧板的左端比料盘底板短；单行导料部的前端和料盘固定部的左端连通；料盘振动部的底盘底面通过橡胶柱和机架连接；料盘振动电机和料盘振动部的底盘底面固定联接；

四方管推送组件包括四方管推送气缸和四方管推送方杆；四方管推送气缸是带导杆型气缸；四方管推送气缸包括四方管推送气缸体和四方管推送气缸活塞杆与导杆的组合；四方管推送气缸体和机架固定联接；四方管推送方杆的左端和四方管推送气缸活塞杆与导杆的组合固定联接；四方管推送气缸通过四方管推送方杆把位于料盘固定部左端的四方管推到右端；

四方管搬运组件包括四方管左右搬运气缸、四方管前后搬运气缸、四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指；四方管左右搬运气缸和四方管前后搬运气缸都是带导杆型气缸；四方管左右搬运气缸包括四方管左右搬运气缸体和四方管左右搬运气缸活塞杆与导杆的组合；四方管前后搬运气缸包括四方管前后搬运气缸体和四方管前后搬运气缸活塞杆与导杆的组合；四方管搬运平行开闭型三爪包括四方管搬运平行开闭型三爪缸体和三个四方管搬运平行开闭型支撑爪；四方管搬运手指上设有四方管搬运手指立面和四方管搬运手指圆周面；四方管搬运手指圆周面在前后方向的长度是四方管轴向长度的0.3至0.6倍；

三个四方管搬运手指分别和三个平行开闭型支撑爪固定联接，三个四方管搬运手指立面在同一个平面上，都朝向后方；平行开闭型三爪缸体和四方管前后搬运气缸活塞杆与导杆的组合固定联接；四方管前后搬运气缸体和四方管左右搬运气缸活塞杆与导杆的组合固定联接；四方管左右搬运气缸体和机架固定联接；四方管搬运平行开闭型三爪驱动三个四方管搬运手指相对于四方管搬运平行开闭型三爪的中心线平行开闭；四方管前后搬运气缸带动四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指的组合前后平移；四方管左右搬运气缸带动四方管前后搬运气缸、四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指的组合左右平移；

下横管供料组件包括料斗组件、阻尼块、下横管推进组件和下横管翻转挡板；

料斗组件包括V型料斗和下横管水平通道；V型料斗的下口和下横管水平通道的左端联通，下横管水平通道内空间上下方向的高度是下横管直径的1.05至1.5倍；下横管水平通道顶壁上设有阻尼块安装槽；阻尼块的上顶面固定联接在阻尼块安装槽内；阻尼块上有面向左下方的阻尼块左坡面和面向右下方的阻尼块右坡面；在下横管水平通道的右后侧设有朝向正前方的水平通道后挡板；

下横管翻转挡板包括前挡板、挡板销轴和挡板重锤；前挡板和挡板重锤分别和挡板销轴固定联接；在下横管水平通道的右前侧下方设有左右水平方向的翻转挡板安装孔；下横管翻转挡板上设有翻转挡板挡面；挡板销轴和翻转挡板安装孔配合组成铰链，在挡板重锤的力矩作用下下横管翻转挡板有翻转的趋势，翻转挡板挡面靠在下横管水平通道前侧壁上，水平通道后挡板和前挡板前后相对；

下横管推进组件包括下横管推进气缸和下横管推板；下横管推进气缸是带导杆型气缸；下横管推进气缸包括下横管推进气缸体和下横管推进气缸活塞杆与导杆的组合；下横管推进气缸体和机架固定联接；下横管推进气缸活塞杆与导杆的组合和下横管推板固定联接；和下横管水平通道左右相对的V型料斗的壁上设有推板避让孔；下横管推板通过推板避让孔伸入下横管水平通道；

下横管翻转总成包括两套下横管翻转组件和金属感应传感器；金属感应传感器和机架固定联接；

下横管翻转组件包括摆动组件和翻转气缸；

摆动组件包括摆动架、两个翻转轮组件、同步带、驱动同步轮和下横管旋转电机；翻转轮组件包括翻转光轮、翻转同步轮和翻转轮轴；翻转光轮和翻转同步轮分别与翻转轮轴固定联接；两个翻转轮轴分别和摆动架通过转动副联接；两个翻转光轮的轴心线都沿前后水平方向布置，左右对齐，高度相同；下横管旋转电机的外壳法兰和摆动架固定联接；驱动同步轮和下横管旋转电机的输出轴固定联接；同步带张紧地包绕在两个翻转同步轮和一个驱动同步轮上；摆动架上还设有翻转销轴和推动销轴；翻转销轴和机架上的孔组合成翻转铰链；翻转气缸包括翻转气缸体和翻转气缸活塞杆；翻转气缸体的下端和机架通过翻转气缸尾端铰链相连；翻转气缸活塞杆的上端和推动销轴组合成活塞杆末端铰链；翻转铰链在活塞杆末端铰链的前边；两套下横管翻转组件的左右四个翻转光轮的轴心线分别两两前后对齐；下横管水平通道的右端位于左右成对翻转光轮共同的上方；

下横管搬运组件包括下横管搬运平移部、下横管搬运伺服电机、齿轮和滑块；下横管搬运平移部包括下横管平移板、直线导轨、齿条、下横管夹持组件二和下横管夹持组件三；下横管搬运伺服电机的外壳法兰和滑块分别与机架固定联接，齿轮和下横管搬运伺服电机的输出轴固定联接；

下横管夹持组件二包括180度开闭型气动手指二和两个下横管夹持指二；180度开闭型气动手指二包括气动手指缸体二和两个气动手指二；气动手指缸体二和两个气动手指二联接的一端朝下，气动手指缸体二的尾部朝上固定联接在下横管平移板上；两个下横管夹持指二分别和两个气动手指二固定联接；下横管夹持指二上设有V型槽二，180度开闭型气动手指二驱动两个下横管夹持指二闭合，两个V型槽二从左右两边夹紧下横管的外圆柱面；

下横管夹持组件三包括180度开闭型气动手指三和两个下横管夹持指三；180度开闭型气动手指三包括气动手指缸体三和两个气动手指三；气动手指缸体三和两个气动手指三联接的一端朝下，气动手指缸体三的尾部朝上固定联接在下横管平移板上；两个下横管夹持指三分别和两个气动手指三固定联接；下横管夹持指三上设有夹紧平面，夹紧平面上设有定位圆销，180度开闭型气动手指三驱动两个下横管夹持指三闭合，两个夹紧平面分别从左右两边夹紧下横管的外圆柱面，两个定位圆销分别从左右两边插入下横管横孔二；

直线导轨和齿条分别与下横管平移板固定联接，直线导轨和滑块组成直线导轨副，齿条和齿轮啮合，下横管搬运伺服电机通过齿条和齿轮的组合驱动下横管搬运组件沿直线导轨在前后水平方向上平移。

2.根据权利要求1所述的医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站，其特征在于下横管搬运组件还包括下横管搬运振动电机，下横管搬运振动电机和气动手指缸体二固定联接。

说明书

医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站

技术领域

[0001] 本发明属于医疗辅助设备制造设备技术领域，涉及一种脑瘫儿童轮椅的制造设备，具体涉及一种医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站。

背景技术

[0002] 医疗辅助用脑瘫儿童轮椅的边架焊接主体1，包括下横管11和四方管12。下横管11使用直径25.4毫米、壁厚2毫米、长度581毫米的无缝钢管制造，前后水平方向设置。下横管
11上有一个直径6.2毫米、通透的下横管横孔一111，下横管横孔一111的中心线距离下横管
11前端面25.4毫米。下横管11上还有一个直径8.2毫米、通透的下横管横孔二112，下横管横
孔二112的中心线距离下横管11后端面61毫米。下横管横孔一111和下横管横孔二112的中
心线分别和下横管11的轴心线垂直交叉并且水平设置。四方管12的外四方对边距离是28.6
毫米，内孔直径是25.4毫米，四个楞边有倒角，横截面的最大内接圆直径是34.5毫米，沿轴
心线方向的长度是是40毫米，四方管12的内孔套在下横管11外围，四方管12的前端面距离
下横管11的前端面70.4毫米，四方管12其中一个四方面121朝正上方。下横管11的后端面被
一个直径为25.4毫米、轴心线竖直的圆柱面切去一部分得到下横管后端弧面113，下横管后
端弧面113的轴心线在下横管11的后端面的后面距离6.7毫米处。还包括边架弯管13和其它
若干个小体积的零部件，边架弯管13是由直径25.4毫米、壁厚2毫米的无缝钢管弯折得到
的，边架弯管13有两个竖直朝下的端面，位于前面的朝下的端面高度比位于后面的朝下的
端面的高度高，位于前面的朝下的端面与四方管12朝正上方的四方面121紧密贴合在一起，
位于后面的朝下的直管外圆柱面与下横管后端弧面113贴合。各处相邻边点焊连接。

[0003] 传统的制造工艺是人工完成的，首先人工测量尺寸，在下横管11上需要放置四方管12的位置使用石笔或铅笔画出标志线，用于确定四方管12的位置和角度方向，在边架弯
管13后面朝下的直管外圆柱面上画出与下横管后端弧面113贴合位置的标志线，然后再边
组对边点焊。测量和使用石笔或铅笔在材料表面画线是有误差的，在组对时材料与标志线
对齐还会有误差，多个环节的误差会累积在一起，误差较大，所以人工制造工艺精度较差，
零件的可互换性较差；一些简单的工作人工重复做，工作效率较低，劳动强度较大。组对和
焊接下横管11和四方管12，确定它们的位置最为重要，是正确焊接其它工件的前提条件，否
则会给后续的安装工作和维修维护工作带来不必要的麻烦。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种不需要人工重复测量、不需要画标志线、工作站自动组对、焊接机器人自动点焊、误差较小、精度较高、互换性较好、
工作效率提高、劳动强度降低的医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作
站。

[0005] 本发明是通过以下技术方案来实现的：

[0006] 一种医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站，包括焊接机器人、机架、四方管夹持组件、下横管夹持组件一、四方管供料组件、下横管供料组件、下横管
翻转总成、下横管搬运组件和四方管搬运组件；焊接机器人的底座和机架固定联接；

[0007] 四方管夹持组件包括180度开闭型气动手指四和两个四方管夹持指；180度开闭型气动手指四包括气动手指缸体四和两个气动手指四；两个四方管夹持指分别和两个气动手
指四固定联接；四方管夹持指上设有四方管夹持平面，180度开闭型气动手指四驱动两个四
方管夹持指，两个四方管夹持平面从左右两边分别夹持住边架焊接主体的四方管的相对的
两个四方面；气动手指缸体四和两个气动手指四联接的一端朝上，气动手指缸体四和机架
固定联接；

[0008] 下横管夹持组件一包括180度开闭型气动手指一和两个下横管夹持指一；180度开闭型气动手指一包括气动手指缸体一和两个气动手指一；两个下横管夹持指一分别和两个
气动手指一固定联接；下横管夹持指一上设有下横管夹持V型槽，180度开闭型气动手指一
驱动两个下横管夹持指一，两个下横管夹持V型槽从左右两边分别夹持住下横管的外圆柱
面；气动手指缸体一和两个气动手指一联接的一端朝上，气动手指缸体一和机架固定联接；

[0009] 四方管供料组件包括振动料盘、料盘振动电机、橡胶柱和四方管推送组件；

[0010] 振动料盘包括料盘振动部和料盘固定部两个部分，料盘振动部由后至前分为进料部、缩口导料部和单行导料部三个部分，料盘振动部包括底盘和边沿，边沿围绕在底盘的周
围，边沿防止里面的物料从底盘四周掉落；进料部在左右方向上的尺寸大于单行导料部在
左右方向上的尺寸；进料部的上口尺寸较大，以便于把多个放置没有规律的四方管倾倒进
入进料部；单行导料部宽度尺寸较小，只容前后方向的一行轴心线前后方向的四方管在里
面移动；缩口导料部后部开口较大，以便于与进料部的前部衔接，缩口导料部前部开口较
小，以便于与单行导料部的后部衔接；料盘振动部的底盘倾斜设置，料盘振动部的底盘后端
高度比前端高度高；进料部和缩口导料部之间设置一个左右方向的挡料板，挡料板的左右
两端分别固定联接在料盘振动部左侧和右侧的边沿上，挡料板的下表面与料盘振动部底盘
的上表面之间的距离大于四方管相对的两个倒角楞边之间的距离，即大于34.5毫米，并且
小于四方管轴心线方向的长度，即小于40毫米；缩口导料部和单行导料部的连接部位左侧
边沿缺失、底盘缺失形成选料缺口，选料缺口右侧的底盘宽度比四方管外四方对边距离的
一半大二至四毫米，选料缺口在前后方向上的长度比四方管沿轴心线方向的长度大三至二
十毫米，从此经过的四方管如果重心落在底盘以外则会从选料缺口落下；轴心线沿前后方
向、其中一个四方面贴紧底盘、重心落在底盘正上方的四方管能顺利进入单行导料部；缩口
导料部和单行导料部的连接部位上部设有剔料斜板，剔料斜板上有一个垂直于底盘的剔料
平面，剔料平面在底盘上的投影直线的走向是左前-右后方向，剔料平板的底面与底盘的上
表面之间的距离大于四方管外四方对边距离，即大于28.6毫米，小于相对的两个倒角楞边
的距离，即小于34.5毫米；倒角楞边靠在底盘上的四方管经过剔料平面的导向作用会从选
料缺口落下；单行导料部后端左侧、选料缺口的前面设有导料斜板，设有导料斜板的这一段
单行导料部前端宽度小，后端宽度大，轴心线与前后方向有较小的夹角、其中一个四方面贴
紧底盘、重心落在底盘正上方的四方管经过导料斜板的导向纠正方向后能顺利进入单行导
料部；

[0011] 料盘固定部是左右两端通透的槽形部件，料盘固定部包括水平的料盘底板、料盘固定部前侧板和料盘固定部后侧板；料盘固定部前侧板的右端比料盘底板短；料盘固定部
后侧板的左端比料盘底板短；单行导料部的前端和料盘固定部的左端连通；料盘振动部的
底盘底面通过橡胶柱和机架连接；料盘振动电机和料盘振动部的底盘底面固定联接；

[0012] 四方管推送组件包括四方管推送气缸和四方管推送方杆；四方管推送气缸是带导杆型气缸；四方管推送气缸包括四方管推送气缸体和四方管推送气缸活塞杆与导杆的组
合；四方管推送气缸体和机架固定联接；四方管推送方杆的左端和四方管推送气缸活塞杆
与导杆的组合固定联接；四方管推送气缸通过四方管推送方杆把位于料盘固定部左端的四
方管推到右端；

[0013] 四方管搬运组件包括四方管左右搬运气缸、四方管前后搬运气缸、四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指；四方管左右搬运气缸和四方管前后搬运气缸都是带
导杆型气缸；四方管左右搬运气缸包括四方管左右搬运气缸体和四方管左右搬运气缸活塞
杆与导杆的组合；四方管前后搬运气缸包括四方管前后搬运气缸体和四方管前后搬运气缸
活塞杆与导杆的组合；四方管搬运平行开闭型三爪包括四方管搬运平行开闭型三爪缸体和
三个四方管搬运平行开闭型支撑爪；四方管搬运手指上设有四方管搬运手指立面和四方管
搬运手指圆周面；四方管搬运手指圆周面在前后方向的长度是四方管轴向长度的0.3至0.6
倍；三个四方管搬运手指分别和三个平行开闭型支撑爪固定联接，三个四方管搬运手指立
面在同一个平面上，都朝向后方；平行开闭型三爪缸体和四方管前后搬运气缸活塞杆与导
杆的组合固定联接；四方管前后搬运气缸体和四方管左右搬运气缸活塞杆与导杆的组合固
定联接；四方管左右搬运气缸体和机架固定联接；四方管搬运平行开闭型三爪驱动三个四
方管搬运手指相对于四方管搬运平行开闭型三爪的中心线平行开闭；四方管前后搬运气缸
带动四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指的组合前后平移；四方管左右搬运
气缸带动四方管前后搬运气缸、四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指的组合
左右平移；

[0014] 下横管供料组件包括料斗组件、阻尼块、下横管推进组件和下横管翻转挡板；

[0015] 料斗组件包括V型料斗和下横管水平通道；V型料斗的下口和下横管水平通道的左端联通，下横管水平通道内空间上下方向的高度是下横管直径的1.05至1.5倍，即只容一行
下横管从左向右通过；下横管水平通道顶壁上设有阻尼块安装槽；阻尼块的上顶面固定联
接在阻尼块安装槽内；阻尼块上有面向左下方的阻尼块左坡面和面向右下方的阻尼块右坡
面；阻尼块左坡面能阻止V型料斗内的下横管向下横管水平通道内滚落，阻尼块右坡面能防
止下横管在下横管水平通道内自由滚动；在下横管水平通道的右后侧设有朝向正前方的水
平通道后挡板；下横管翻转挡板包括前挡板、挡板销轴和挡板重锤；前挡板和挡板重锤分别
和挡板销轴固定联接；在下横管水平通道的右前侧下方设有左右水平方向的翻转挡板安装
孔；下横管翻转挡板上设有翻转挡板挡面；挡板销轴和翻转挡板安装孔配合组成铰链，在挡
板重锤的力矩作用下下横管翻转挡板有翻转的趋势，翻转挡板挡面靠在下横管水平通道前
侧壁上，水平通道后挡板和前挡板前后相对，对位于中间的下横管起定位作用；

[0016] 下横管推进组件包括下横管推进气缸和下横管推板；下横管推进气缸是带导杆型气缸；下横管推进气缸包括下横管推进气缸体和下横管推进气缸活塞杆与导杆的组合；下
横管推进气缸体和机架固定联接；下横管推进气缸活塞杆与导杆的组合和下横管推板固定
联接；和下横管水平通道左右相对的V型料斗的壁上设有推板避让孔；下横管推板通过推板
避让孔伸入下横管水平通道；

[0017] 下横管翻转总成包括两套下横管翻转组件和金属感应传感器；金属感应传感器和机架固定联接；

[0018] 下横管翻转组件包括摆动组件和翻转气缸；

[0019] 摆动组件包括摆动架、两个翻转轮组件、同步带、驱动同步轮和下横管旋转电机；翻转轮组件包括翻转光轮、翻转同步轮和翻转轮轴；翻转光轮和翻转同步轮分别与翻转轮
轴固定联接；两个翻转轮轴分别和摆动架通过转动副联接；两个翻转光轮的轴心线都沿前
后水平方向布置，左右对齐，高度相同；下横管旋转电机的外壳法兰和摆动架固定联接；驱
动同步轮和下横管旋转电机的输出轴固定联接；同步带张紧地包绕在两个翻转同步轮和一
个驱动同步轮上；摆动架上还设有翻转销轴和推动销轴；翻转销轴和机架上的孔组合成翻
转铰链；翻转气缸包括翻转气缸体和翻转气缸活塞杆；翻转气缸体的下端和机架通过翻转
气缸尾端铰链相连；翻转气缸活塞杆的上端和推动销轴组合成活塞杆末端铰链；翻转铰链
在活塞杆末端铰链的前边；两套下横管翻转组件的左右四个翻转光轮的轴心线分别两两前
后对齐；下横管水平通道的右端位于左右成对翻转光轮共同的上方；

[0020] 下横管搬运组件包括下横管搬运平移部、下横管搬运伺服电机、齿轮和滑块；下横管搬运平移部包括下横管平移板、直线导轨、齿条、下横管夹持组件二和下横管夹持组件
三；下横管搬运伺服电机的外壳法兰和滑块分别与机架固定联接，齿轮和下横管搬运伺服
电机的输出轴固定联接；

[0021] 下横管夹持组件二包括180度开闭型气动手指二和两个下横管夹持指二；180度开闭型气动手指二包括气动手指缸体二和两个气动手指二；气动手指缸体二和两个气动手指
二联接的一端朝下，气动手指缸体二的尾部朝上固定联接在下横管平移板上；两个下横管
夹持指二分别和两个气动手指二固定联接；下横管夹持指二上设有V型槽二，180度开闭型
气动手指二驱动两个下横管夹持指二闭合，两个V型槽二从左右两边夹紧下横管的外圆柱
面；

[0022] 下横管夹持组件三包括180度开闭型气动手指三和两个下横管夹持指三；180度开闭型气动手指三包括气动手指缸体三和两个气动手指三；气动手指缸体三和两个气动手指
三联接的一端朝下，气动手指缸体三的尾部朝上固定联接在下横管平移板上；两个下横管
夹持指三分别和两个气动手指三固定联接；下横管夹持指三上设有夹紧平面，夹紧平面上
设有定位圆销，180度开闭型气动手指三驱动两个下横管夹持指三闭合，两个夹紧平面分别
从左右两边夹紧下横管的外圆柱面，两个定位圆销分别从左右两边插入下横管横孔二；

[0023] 直线导轨和齿条分别与下横管平移板固定联接，直线导轨和滑块组成直线导轨副，齿条和齿轮啮合，下横管搬运伺服电机通过齿条和齿轮的组合驱动下横管搬运组件沿
直线导轨在前后水平方向上平移；

[0024] 180度开闭型气动手指，包括180度开闭型气动手指四、180度开闭型气动手指一、180度开闭型气动手指二和180度开闭型气动手指三，是工业自动化中使用比较成熟的技
术，包括气动手指缸体和两个气动手指，两个气动手指向气动手指缸体两侧伸展成180度，
然后朝相对的方向各摆动90度成平行状，把工件夹紧。

[0025] 下横管搬运组件还包括下横管搬运振动电机，下横管搬运振动电机和气动手指缸体二固定联接。

[0026] 本发明的工作过程如下所述。

[0027] 0)把多个四方管无规则地倒入进料部。把多个下横管放入V型料斗，下横管的轴心线成前后水平方向，下横管横孔一朝前，下横管后端弧面朝后。

[0028] 1)启动下横管搬运振动电机，料盘振动部随着振动，进料部内的四方管在激振力作用下自后向前朝低洼处移动；如果四方管的其中一个四方面或者其中一个倒角楞边与底
盘贴在一起，则四方管通过挡料板与料盘振动部底盘之间的空间进入缩口导料部；如果四
方管的其中一个端面与底盘贴在一起，则四方管高处的另一端被挡料板挡住，下端继续自
后向前移动，然后四方管倾倒成其中一个四方面或者一个倒角楞边与底盘贴在一起，通过
挡料板与料盘振动部底盘之间的空间进入缩口导料部；如果两个四方管摞在一起，则上面
的四方管被挡料板挡住落入进料部内，下面的四方管通过挡料板与料盘振动部底盘之间的
空间进入缩口导料部。经过下横管搬运振动电机、进料部和挡料板的整理，四方管都变成轴
心线与底盘平行地放置，并且没有摞在一起的情况。

[0029] 2)多个四方管在缩口导料部内边自后向前平移边振动。轴心线沿前后方向或者与前后方向有较小夹角、其中一个四方面贴紧底盘、重心落在底盘正上方的四方管能顺利进
入单行导料部。其余的都从选料缺口落下，落入下面的四方管周转箱，四方管周转箱内积攒
的四方管多了，则由人工倒入进料部重新剔选。单行导料部内的四方管排成一列移动，最前
边一个进入料盘固定部的左端。

[0030] 3)四方管推送气缸通过四方管推送方杆把位于料盘固定部左端的四方管平移推到右端。

[0031] 4)四方管前后搬运气缸带动四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指的组合自前向后平移，三个四方管搬运手指圆周面伸入到四方管的内孔，三个四方管搬运
手指立面推动四方管的前端面，直到四方管的后端面靠紧料盘固定部后侧板，使四方管搬
运手指立面与四方管的前端面充分贴合在一起，四方管搬运平行开闭型三爪驱动三个四方
管搬运手指相对于四方管搬运平行开闭型三爪的中心线平行撑开，三个四方管搬运手指圆
周面撑紧四方管的内孔。

[0032] 5)四方管前后搬运气缸带动四方管搬运平行开闭型三爪、三个四方管搬运手指和四方管的组合自后向前平移，四方管的后端面解除对料盘固定部后侧板的压力并离开料盘
固定部后侧板。

[0033] 6)四方管左右搬运气缸带动四方管前后搬运气缸、四方管搬运平行开闭型三爪、三个四方管搬运手指和四方管的组合自左向右平移，四方管平移到四方管夹持组件的正上
方。此时的四方管已被精确定位，四个四方面分别朝向正上方、正右方、正下方和正左方。

[0034] 7)下横管推进气缸推动下横管推板，下横管推板通过推板避让孔伸入下横管水平通道，并把被阻尼块左坡面阻挡住的一个下横管向右推送，阻尼块受到挤压发生弹性变形，
为下横管让开通路，然后阻尼块右坡面对下横管产生阻力，使下横管在下横管水平通道内
始终靠着下横管推板的右端面不能自由滚动。直到把下横管推出下横管水平通道、推到两
对翻转光轮共同的正上方，下横管与左边和右边的四个翻转光轮的外柱面同时处于相切的
位置。下横管的后端由水平通道后挡板限位，前端由前挡板限位，处于比较精准的位置。

[0035] 8)下横管旋转电机启动，通过同步带和驱动同步轮驱动两对翻转轮组件等速同向转动，带动下横管朝相反的方向，同时金属感应传感器检测下横管横孔一，当下横管横孔一
的中心线处于左右水平方向时下横管旋转电机停止，下横管停止转动。本款所述的旋转方
向都是指自前向后观察的结果。

[0036] 9)180度开闭型气动手指三驱动两个下横管夹持指三闭合，两个夹紧平面分别从左右两边夹紧下横管的外圆柱面，两个定位圆销分别从左右两边插入下横管横孔二。定位
圆销能精确定位，并且能防止和下横管相对滑动。

[0037] 10)180度开闭型气动手指二驱动两个下横管夹持指二闭合，两个V型槽二分别从左右两边夹紧下横管的外圆柱面。下横管被精确定位。

[0038] 11)翻转气缸启动，驱动摆动组件绕翻转铰链向下摆动，为下横管搬运平移部和下横管的组合让开通道，翻转光轮向下摆动离开下横管。

[0039] 12)下横管搬运伺服电机启动，通过齿条和齿轮的组合驱动下横管搬运组件和下横管的组合沿直线导轨自后向前平移。下横管推动前挡板，下横管翻转挡板克服挡板重锤
的力矩作用向前翻转，为下横管让开通路。下横管搬运振动电机启动，下横管搬运组件和下
横管的组合一边振动一边自后向前平移。下横管的前端穿入步骤6)中所述已被精确定位的
四方管内孔的后端，插入深度是四方管轴向长度的0.6至0.3倍。下横管搬运振动电机关停，
下横管搬运伺服电机关停。因为该步骤是需要将下横管插入四方管的孔中，所以通过四方
管搬运平行开闭型三爪夹持住孔来定位是最精确的，夹持相对的两个四方面定位的精度就
会差很多。

[0040] 13)180度开闭型气动手指四驱动两个四方管夹持指闭合，两个四方管夹持平面从左右两边分别夹持住四方管相对的两个四方面。

[0041] 14)四方管搬运平行开闭型三爪驱动三个四方管搬运手指解除对四方管内孔的夹持。四方管前后搬运气缸带动四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指的组合自
后向前平移，四方管搬运手指离开四方管。四方管左右搬运气缸带动四方管前后搬运气缸、
四方管搬运平行开闭型三爪和三个四方管搬运手指的组合自右向左平移回到初始位置，为
下横管11让开通道。

[0042] 15)下横管搬运伺服电机和下横管搬运振动电机同时启动，下横管搬运组件和下横管的组合一边振动一边继续自后向前平移，下横管穿入四方管的孔内，直到四方管的前
端面距离下横管的前端面70.4毫米，下横管搬运伺服电机和下横管搬运振动电机关停。有
激振力的存在，可以减小下横管穿入四方管孔时的阻力，有效防止被卡住、捌住。

[0043] 16)180度开闭型气动手指一驱动两个下横管夹持指一，两个下横管夹持V型槽从左右两边分别夹持住下横管的外圆柱面。

[0044] 17)180度开闭型气动手指二驱动两个下横管夹持指二打开，两个V型槽二解除夹紧下横管的外圆柱面。同时180度开闭型气动手指三驱动两个下横管夹持指三打开，两个夹
紧平面分别从左右两边离开下横管的外圆柱面，两个定位圆销分别从左右两边离开下横管
横孔二。从而解除对下横管的夹紧。

[0045] 18)下横管搬运伺服电机启动，通过齿条和齿轮的组合驱动下横管搬运组件沿直线导轨自前向后平移回到初始位置，为焊接机器人让开活动空间。处于打开位置的下横管
夹持指二和下横管夹持指三在回退时与前挡板不干涉。

[0046] 19)焊接机器人点焊连接下横管和四方管之间的相邻边，完成了边架焊接主体组对焊接工作中最为重要的工作。

[0047] 本发明的有益效果：不需要人工重复测量，不需要画标志线，工作站自动组对，焊接机器人自动点焊，误差较小，精度较高，工作效率提高，劳动强度降低。

附图说明

[0048] 图1是本发明实施例的三维结构示意图；

[0049] 图2是四方管夹持组件3的三维结构示意图；

[0050] 图3是下横管夹持组件一4的三维结构示意图；

[0051] 图4是四方管供料组件5的三维结构示意图；

[0052] 图5是振动料盘51的三维结构示意图；

[0053] 图6是四方管推送组件54的三维结构示意图；

[0054] 图7是四方管搬运组件9的三维结构示意图；

[0055] 图8是下横管供料组件6的三维结构示意图；

[0056] 图9是料斗组件61的三维结构局部剖视示意图；

[0057] 图10是阻尼块62的三维结构示意图；

[0058] 图11是下横管推进组件63的三维结构示意图；

[0059] 图12是下横管翻转挡板64的三维结构示意图；

[0060] 图13是下横管翻转总成7的三维结构示意图，摆动组件711处于工作位置的状况；

[0061] 图14是下横管翻转总成7的三维结构示意图，摆动组件711绕翻转铰链701向下摆动，为下横管搬运平移部81和下横管11的组合让开通道，翻转光轮71121向下摆动离开下横
管11的状况；

[0062] 图15是摆动组件711的三维结构示意图，翻转光轮71121被剖切开的状况；

[0063] 图16是翻转轮组件7112的三维结构示意图；

[0064] 图17是下横管搬运组件8的三维结构示意图；

[0065] 图18是下横管夹持组件三815的三维结构示意图；

[0066] 图19是边架焊接主体1的三维结构示意图，边架弯管13局部剖视的状况；

[0067] 图中所示：1.边架焊接主体；11.下横管；111.下横管横孔一；112.下横管横孔二；113.下横管后端弧面；12.四方管；121.四方面；13.边架弯管；2.机架；3.四方管夹持组件；
31.180度开闭型气动手指四；311.气动手指缸体四；312.气动手指四；32.四方管夹持指；
321.四方管夹持平面；320.处于打开位置的四方管夹持指；4.下横管夹持组件一；41.180度
开闭型气动手指一；411.气动手指缸体一；412.气动手指一；42.下横管夹持指一；421.下横
管夹持V型槽；420.处于打开位置的下横管夹持指一；5.四方管供料组件；51.振动料盘；
511.料盘振动部；5111.进料部；5112.缩口导料部；5113.挡料板；5114.单行导料部；5115.
选料缺口；5116.导料斜板；5117.剔料斜板；51171.剔料平面；512.料盘固定部；5121.方杆
通过口；5122.料盘固定部前侧板；5123.料盘固定部后侧板；52.料盘振动电机；53.橡胶柱；
54.四方管推送组件；541.四方管推送气缸；5411.四方管推送气缸体；5412.四方管推送气
缸活塞杆与导杆的组合；542.四方管推送方杆；6.下横管供料组件；61.料斗组件；611.V型
料斗；612.下横管水平通道；613.推板避让孔；614.翻转挡板安装孔；615.阻尼块安装槽；
616.手指三避让槽；617.手指四避让槽；618.水平通道后挡板；62.阻尼块；621.阻尼块左坡
面；622.阻尼块右坡面；63.下横管推进组件；631.下横管推进气缸；6311.下横管推进气缸
体；6312.下横管推进气缸活塞杆与导杆的组合；632.下横管推板；6321.摆动组件避让槽；
64.下横管翻转挡板；641.前挡板；642.挡板销轴；643.挡板重锤；644.翻转挡板挡面；7.下
横管翻转总成；71.下横管翻转组件；711.摆动组件；7111.摆动架；71111.翻转销轴；71112.
推动销轴；7112.翻转轮组件；71121.翻转光轮；71122.翻转同步轮；71123.翻转轮轴；7113.
改向轮；7114.同步带；7115.驱动同步轮；7116.下横管旋转电机；712.翻转气缸；7121.翻转
气缸体；7122.翻转气缸活塞杆；72.金属感应传感器；701.翻转铰链；702.活塞杆末端铰链；
703.翻转气缸尾端铰链；8.下横管搬运组件；81.下横管搬运平移部；811.下横管平移板；
812.直线导轨；813.齿条；814.下横管夹持组件二；8141.180度开闭型气动手指二；81411.
气动手指缸体二；81412.气动手指二；8142.下横管夹持指二；815.下横管夹持组件三；
8151.180度开闭型气动手指三；81511.气动手指缸体三；81512.气动手指三；8152.下横管
夹持指三；81520.处于打开位置的下横管夹持指三；81521.定位圆销；81522.夹紧平面；
816.下横管搬运振动电机；8170.下横管11的位置；82.下横管搬运伺服电机；83.齿轮；84.
滑块；9.四方管搬运组件；91.四方管左右搬运气缸；911.四方管左右搬运气缸体；912.四方
管左右搬运气缸活塞杆与导杆的组合；92.四方管前后搬运气缸；921.四方管前后搬运气缸
体；922.四方管前后搬运气缸活塞杆与导杆的组合；93.四方管搬运平行开闭型三爪；931.
四方管搬运平行开闭型三爪缸体；932.四方管搬运平行开闭型支撑爪；94.四方管搬运手
指；941.四方管搬运手指立面；942.四方管搬运手指圆周面；100.四方管周转箱。

具体实施方式

[0068] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

[0069] 实施例：参见图1至图19。

[0070] 一种医疗辅助用脑瘫儿童轮椅边架焊接主体机器人焊接工作站，包括焊接机器人、机架2、四方管夹持组件3、下横管夹持组件一4、四方管供料组件5、下横管供料组件6、下
横管翻转总成7、下横管搬运组件8和四方管搬运组件9；焊接机器人的底座和机架2固定联
接；

[0071] 四方管夹持组件3包括180度开闭型气动手指四31和两个四方管夹持指32；180度开闭型气动手指四31包括气动手指缸体四311和两个气动手指四312；两个四方管夹持指32
分别和两个气动手指四312固定联接；四方管夹持指32上设有四方管夹持平面321，180度开
闭型气动手指四31驱动两个四方管夹持指32，两个四方管夹持平面321从左右两边分别夹
持住四方管12相对的两个四方面121；气动手指缸体四311和两个气动手指四312联接的一
端朝上，气动手指缸体四311和机架2固定联接；由于四个四方面121能围成一个正四楞柱，
如果能使夹持住的四方管12相对的两个四方面121成竖直方向，则朝上的四方面121就能保
持为水平方向，确保在后续的焊接环节中边架弯管13位于前面的竖直朝下的端面和四方管
12朝正上方的四方面121紧密贴合在一起；

[0072] 下横管夹持组件一4包括180度开闭型气动手指一41和两个下横管夹持指一42；180度开闭型气动手指一41包括气动手指缸体一411和两个气动手指一412；两个下横管夹
持指一42分别和两个气动手指一412固定联接；下横管夹持指一42上设有下横管夹持V型槽
421，180度开闭型气动手指一41驱动两个下横管夹持指一42，两个下横管夹持V型槽421从
左右两边分别夹持住下横管11的外圆柱面；气动手指缸体一411的和两个气动手指一412联
接的一端朝上，气动手指缸体一411和机架2固定联接；

[0073] 四方管供料组件5包括振动料盘51、料盘振动电机52、橡胶柱53和四方管推送组件54；振动料盘51包括料盘振动部511和料盘固定部512两个部分，料盘振动部511由后至前分
为进料部5111、缩口导料部5112和单行导料部5114三个部分，料盘振动部511包括底盘和边
沿，边沿围绕在底盘的周围，边沿防止里面的物料从底盘四周掉落；进料部5111在左右方向
上的尺寸大于单行导料部5114在左右方向上的尺寸；进料部5111的上口尺寸较大，以便于
把多个放置没有规律的四方管12倾倒进入进料部5111；单行导料部5114宽度尺寸较小，只
容前后方向的一行轴心线前后方向的四方管12在里面移动；缩口导料部5112后部开口较
大，以便于与进料部5111的前部衔接，缩口导料部5112前部开口较小，以便于与单行导料部
5114的后部衔接；料盘振动部511的底盘倾斜设置，料盘振动部511的底盘后端高度比前端
高度高；进料部5111和缩口导料部5112之间设置一个左右方向的挡料板5113，挡料板5113
的左右两端分别固定联接在料盘振动部511左侧和右侧的边沿上，挡料板5113的下表面与
料盘振动部511底盘的上表面之间的距离是38毫米；缩口导料部5112和单行导料部5114的
连接部位左侧边沿缺失、底盘缺失形成选料缺口5115，选料缺口5115右侧的底盘宽度是31
毫米，选料缺口5115在前后方向上的长度是50毫米，从此经过的四方管12如果重心落在底
盘以外则会从选料缺口5115落下；轴心线沿前后方向、其中一个四方面贴紧底盘、重心落在
底盘正上方的四方管12能顺利进入单行导料部5114；缩口导料部5112和单行导料部5114的
连接部位上部设有剔料斜板5117，剔料斜板5117上有一个垂直于底盘的剔料平面51171，剔
料平面51171在底盘上的投影直线的走向是左前-右后方向，剔料斜板5117的底面与底盘的
上表面之间的距离是31毫米；倒角楞边靠在底盘上的四方管12经过剔料平面51171的导向
作用会从选料缺口5115落下；单行导料部5114后端左侧、选料缺口5115的前面设有导料斜
板5116，设有导料斜板5116的这一段单行导料部5114前端宽度小，后端宽度大，轴心线与前
后方向有较小的夹角、其中一个四方面贴紧底盘、重心落在底盘正上方的四方管12经过导
料斜板5116的导向纠正方向后能顺利进入单行导料部5114；料盘固定部512是左右两端通
透的槽形部件，料盘固定部512包括水平的料盘底板、料盘固定部前侧板5122和料盘固定部
后侧板5123；料盘固定部前侧板5122的右端比料盘底板短；料盘固定部后侧板5123的左端
比料盘底板短；单行导料部5114的前端和料盘固定部512的左端连通；料盘振动部511的底
盘底面通过橡胶柱53和机架2连接；料盘振动电机52和料盘振动部511的底盘底面固定联
接；四方管推送组件54包括四方管推送气缸541和四方管推送方杆542；四方管推送气缸541
是带导杆型气缸；四方管推送气缸541包括四方管推送气缸体5411和四方管推送气缸活塞
杆与导杆的组合5412；四方管推送气缸体5411和机架2固定联接；四方管推送方杆542的左
端和四方管推送气缸活塞杆与导杆的组合5412固定联接；四方管推送气缸541通过四方管
推送方杆542把位于料盘固定部512左端的四方管12推到右端；

[0074] 四方管搬运组件9包括四方管左右搬运气缸91、四方管前后搬运气缸92、四方管搬运平行开闭型三爪93和三个四方管搬运手指94；四方管左右搬运气缸91和四方管前后搬运
气缸92都是带导杆型气缸；四方管左右搬运气缸91包括四方管左右搬运气缸体911和四方
管左右搬运气缸活塞杆与导杆的组合912；四方管前后搬运气缸92包括四方管前后搬运气
缸体921和四方管前后搬运气缸活塞杆与导杆的组合922；四方管搬运平行开闭型三爪93包
括四方管搬运平行开闭型三爪缸体931和三个四方管搬运平行开闭型支撑爪932；四方管搬
运手指94上设有四方管搬运手指立面941和四方管搬运手指圆周面942；四方管搬运手指圆
周面942在前后方向的长度是四方管12轴向长度的0.4倍；三个四方管搬运手指94分别和三
个平行开闭型支撑爪932固定联接，三个四方管搬运手指立面941在同一个平面上，都朝向
后方；平行开闭型三爪缸体931和四方管前后搬运气缸活塞杆与导杆的组合922固定联接；
四方管前后搬运气缸体921和四方管左右搬运气缸活塞杆与导杆的组合912固定联接；四方
管左右搬运气缸体911和机架2固定联接；四方管搬运平行开闭型三爪93驱动三个四方管搬
运手指94相对于四方管搬运平行开闭型三爪93的中心线平行开闭；四方管前后搬运气缸92
带动四方管搬运平行开闭型三爪93和三个四方管搬运手指94的组合前后平移；四方管左右
搬运气缸91带动四方管前后搬运气缸92、四方管搬运平行开闭型三爪93和三个四方管搬运
手指94的组合左右平移；

[0075] 下横管供料组件6包括料斗组件61、阻尼块62、下横管推进组件63和下横管翻转挡板64；料斗组件61包括V型料斗611和下横管水平通道612；V型料斗611的下口和下横管水平
通道612的左端联通，下横管水平通道612内空间上下方向的高度是下横管11直径的1.1倍，
即只容一行下横管11从左向右通过；下横管水平通道612顶壁上设有阻尼块安装槽615；阻
尼块62的上顶面固定联接在阻尼块安装槽615内；阻尼块62上有面向左下方的阻尼块左坡
面621和面向右下方的阻尼块右坡面622；阻尼块左坡面621能阻止V型料斗611内的下横管
11向下横管水平通道612内滚落，阻尼块右坡面622能防止下横管11在下横管水平通道612
内自由滚动；在下横管水平通道612的右后侧设有朝向正前方的水平通道后挡板618；下横
管翻转挡板64包括前挡板641、挡板销轴642和挡板重锤643；前挡板641和挡板重锤643分别
和挡板销轴642固定联接；在下横管水平通道612的右前侧下方设有左右水平方向的翻转挡
板安装孔614；下横管翻转挡板64上设有翻转挡板挡面644；挡板销轴642和翻转挡板安装孔
614配合组成铰链，在挡板重锤643的力矩作用下下横管翻转挡板64有翻转的趋势，翻转挡
板挡面644靠在下横管水平通道612前侧壁上，水平通道后挡板618和前挡板641前后相对，
对位于中间的下横管11起定位作用；下横管推进组件63包括下横管推进气缸631和下横管
推板632；下横管推进气缸631是带导杆型气缸；下横管推进气缸631包括下横管推进气缸体
6311和下横管推进气缸活塞杆与导杆的组合6312；下横管推进气缸体6311和机架2固定联
接；下横管推进气缸活塞杆与导杆的组合6312和下横管推板632固定联接；和下横管水平通
道612左右相对的V型料斗611的壁上设有推板避让孔613；下横管推板632通过推板避让孔
613伸入下横管水平通道612；

[0076] 下横管翻转总成7包括两套下横管翻转组件71和金属感应传感器72；金属感应传感器72和机架2固定联接；下横管翻转组件71包括摆动组件711和翻转气缸712；摆动组件
711包括摆动架7111、两个翻转轮组件7112、同步带7114、驱动同步轮7115和下横管旋转电
机7116；翻转轮组件7112包括翻转光轮71121、翻转同步轮71122和翻转轮轴71123；翻转光
轮71121和翻转同步轮71122分别与翻转轮轴71123固定联接；两个翻转轮轴71123分别和摆
动架7111通过转动副联接；两个翻转光轮71121的轴心线都沿前后水平方向布置，左右对
齐，高度相同；下横管旋转电机7116的外壳法兰和摆动架7111固定联接；驱动同步轮7115和
下横管旋转电机7116的输出轴固定联接；同步带7114张紧地包绕在两个翻转同步轮71122
和一个驱动同步轮7115上；摆动架7111上还设有翻转销轴71111和推动销轴71112；翻转销
轴71111和机架2上的孔组合成翻转铰链701；翻转气缸712包括翻转气缸体7121和翻转气缸
活塞杆7122；翻转气缸体7121的下端和机架通过翻转气缸尾端铰链703相连；翻转气缸活塞
杆7122的上端和推动销轴71112组合成活塞杆末端铰链702；翻转铰链701在活塞杆末端铰
链702的前边；两套下横管翻转组件71的左右四个翻转光轮71121的轴心线分别两两前后对
齐；下横管水平通道612的右端位于左右成对翻转光轮71121共同的上方；

[0077] 下横管搬运组件8包括下横管搬运平移部81、下横管搬运伺服电机82、齿轮83和滑块84；下横管搬运平移部81包括下横管平移板811、直线导轨812、齿条813、下横管夹持组件
二814和下横管夹持组件三815；下横管搬运伺服电机82的外壳法兰和滑块84分别与机架2
固定联接，齿轮83和下横管搬运伺服电机82的输出轴固定联接；下横管夹持组件二814包括
180度开闭型气动手指二8141和两个下横管夹持指二8142；180度开闭型气动手指二8141包
括气动手指缸体二81411和两个气动手指二81412；气动手指缸体二81411和两个气动手指
二81412联接的一端朝下，气动手指缸体二81411的尾部朝上固定联接在下横管平移板811
上；两个下横管夹持指二8142分别和两个气动手指二81412固定联接；下横管夹持指二8142
上设有V型槽二，180度开闭型气动手指二8141驱动两个下横管夹持指二8142闭合，两个V型
槽二从左右两边夹紧下横管11的外圆柱面；下横管夹持组件三815包括180度开闭型气动手
指三8151和两个下横管夹持指三8152；180度开闭型气动手指三8151包括气动手指缸体三
81511和两个气动手指三81512；气动手指缸体三81511和两个气动手指三81512联接的一端
朝下，气动手指缸体三81511的尾部朝上固定联接在下横管平移板811上；两个下横管夹持
指三8152分别和两个气动手指三81512固定联接；下横管夹持指三8152上设有夹紧平面
81522，夹紧平面81522上设有定位圆销81521，180度开闭型气动手指三8151驱动两个下横
管夹持指三8152闭合，两个夹紧平面81522分别从左右两边夹紧下横管11的外圆柱面，两个
定位圆销81521分别从左右两边插入下横管横孔二112；直线导轨812和齿条813分别与下横
管平移板811固定联接，直线导轨812和滑块84组成直线导轨副，齿条813和齿轮83啮合，下
横管搬运伺服电机82通过齿条813和齿轮83的组合驱动下横管搬运组件8沿直线导轨812在
前后水平方向上平移；

[0078] 180度开闭型气动手指，包括180度开闭型气动手指四31、180度开闭型气动手指一41、180度开闭型气动手指二8141和180度开闭型气动手指三8151，是工业自动化中使用比
较成熟的技术，包括气动手指缸体和两个气动手指，两个气动手指向气动手指缸体两侧伸
展成180度，然后朝相对的方向各摆动90度成平行状，把工件夹紧。

[0079] 下横管搬运组件8还包括下横管搬运振动电机816，下横管搬运振动电机816和气动手指缸体二81411固定联接。

[0080] 本实施例的工作过程如下所述。

[0081] 0)把多个四方管12无规则地倒入进料部5111。把多个下横管11放入V型料斗611，下横管11的轴心线成前后水平方向，下横管横孔一111朝前，下横管后端弧面113朝后。

[0082] 1)启动下横管搬运振动电机816，料盘振动部511随着振动，进料部5111内的四方管12在激振力作用下自后向前朝低洼处移动；如果四方管12的其中一个四方面或者其中一
个倒角楞边与底盘贴在一起，则四方管12通过挡料板5113与料盘振动部511底盘之间的空
间进入缩口导料部5112；如果四方管12的其中一个端面与底盘贴在一起，则四方管12高处
的另一端被挡料板5113挡住，下端继续自后向前移动，然后四方管12倾倒成其中一个四方
面或者一个倒角楞边与底盘贴在一起，通过挡料板5113与料盘振动部511底盘之间的空间
进入缩口导料部5112；如果两个四方管12摞在一起，则上面的四方管12被挡料板5113挡住
落入进料部5111内，下面的四方管12通过挡料板5113与料盘振动部511底盘之间的空间进
入缩口导料部5112。经过下横管搬运振动电机816、进料部5111和挡料板5113的整理，四方
管12都变成轴心线与底盘平行地放置，并且没有摞在一起的情况。

[0083] 2)多个四方管12在缩口导料部内边自后向前平移边振动。轴心线沿前后方向或者与前后方向有较小夹角、其中一个四方面贴紧底盘、重心落在底盘正上方的四方管12能顺
利进入单行导料部5114。其余的都从选料缺口5115落下，落入下面的四方管周转箱100，四
方管周转箱100内积攒的四方管12多了，则由人工倒入进料部5111重新剔选。单行导料部
5114内的四方管12排成一列移动，最前边一个进入料盘固定部512的左端。

[0084] 3)四方管推送气缸541通过四方管推送方杆542把位于料盘固定部512左端的四方管12平移推到右端。

[0085] 4)四方管前后搬运气缸92带动四方管搬运平行开闭型三爪93和三个四方管搬运手指94的组合自前向后平移，三个四方管搬运手指圆周面942伸入到四方管12的内孔，三个
四方管搬运手指立面941推动四方管12的前端面，直到四方管12的后端面压紧料盘固定部
后侧板5123，使四方管搬运手指立面941与四方管12的前端面充分贴合在一起，四方管搬运
平行开闭型三爪93驱动三个四方管搬运手指94相对于四方管搬运平行开闭型三爪93的中
心线平行撑开，三个四方管搬运手指圆周面942撑紧四方管12的内孔。以上所述的“直到四
方管12的后端面靠紧料盘固定部后侧板5123”，可以设计成四方管前后搬运气缸92的行程
大于料盘固定部后侧板5123所允许的行程，由于料盘固定部后侧板5123的阻挡四方管前后
搬运气缸92不能完全伸展开。

[0086] 5)四方管前后搬运气缸92带动四方管搬运平行开闭型三爪93、三个四方管搬运手指94和四方管12的组合自后向前平移，四方管12的后端面解除对料盘固定部后侧板5123的
压力并离开料盘固定部后侧板5123。

[0087] 6)四方管左右搬运气缸91带动四方管前后搬运气缸92、四方管搬运平行开闭型三爪93、三个四方管搬运手指94和四方管12的组合自左向右平移，四方管12平移到四方管夹
持组件3的正上方。此时的四方管12已被精确定位，四个四方面分别朝向正上方、正右方、正
下方和正左方。

[0088] 7)下横管推进气缸631推动下横管推板632，下横管推板632通过推板避让孔613伸入下横管水平通道612，并把被阻尼块左坡面621阻挡住的一个下横管11向右推送，阻尼块
62受到挤压发生弹性变形，为下横管11让开通路，然后阻尼块右坡面622对下横管11产生阻
力，使下横管11在下横管水平通道612内始终靠着下横管推板632的右端面不能自由滚动。
直到把下横管11推出下横管水平通道612、推到两对翻转光轮71121共同的正上方，下横管
11与左边和右边的四个翻转光轮71121的外柱面同时处于相切的位置。下横管11的后端由
水平通道后挡板618限位，前端由前挡板641限位，处于比较精准的位置。

[0089] 8)下横管旋转电机7116启动，通过同步带7114和驱动同步轮7115驱动两对翻转轮组件7112等速顺时针转动，带动下横管11朝相反的方向，即逆时针方向转动，同时金属感应
传感器72检测下横管横孔一111，当下横管横孔一111的中心线处于左右水平方向时下横管
旋转电机7116停止，下横管11停止转动。本款所述的顺时针和逆时针是指自前向后观察的
结果。

[0090] 9)180度开闭型气动手指三8151驱动两个下横管夹持指三8152闭合，两个夹紧平面81522分别从左右两边夹紧下横管11的外圆柱面，两个定位圆销81521分别从左右两边插
入下横管横孔二112。定位圆销81521能精确定位，并且能防止和下横管11相对滑动。

[0091] 10)180度开闭型气动手指二8141驱动两个下横管夹持指二8142闭合，两个V型槽二分别从左右两边夹紧下横管11的外圆柱面。下横管11被精确定位。

[0092] 11)翻转气缸712启动，驱动摆动组件711绕翻转铰链701向下摆动，为下横管搬运平移部81和下横管11的组合让开通道，翻转光轮71121向下摆动离开下横管11。

[0093] 12)下横管搬运伺服电机82启动，通过齿条813和齿轮83的组合驱动下横管搬运组件8和下横管11的组合沿直线导轨812自后向前平移。下横管11推动前挡板641，下横管翻转
挡板64克服挡板重锤643的力矩作用向前翻转，为下横管11让开通路。下横管搬运振动电机
816启动，下横管搬运组件8和下横管11的组合一边振动一边自后向前平移。下横管11的前
端穿入步骤6)中所述已被精确定位的四方管12内孔的后端，插入深度是四方管12轴向长度
的0.4倍。下横管搬运振动电机816关停，下横管搬运伺服电机82关停。因为该步骤是需要将
下横管11插入四方管12的孔中，所以通过四方管搬运平行开闭型三爪93夹持住孔来定位是
最精确的，相对来说夹持相对的两个四方面121定位的精度就会差很多。

[0094] 13)180度开闭型气动手指四31驱动两个四方管夹持指32闭合，两个四方管夹持平面321从左右两边分别夹持住四方管12相对的两个四方面121。

[0095] 14)四方管搬运平行开闭型三爪93驱动三个四方管搬运手指94解除对四方管12内孔的夹持。四方管前后搬运气缸92带动四方管搬运平行开闭型三爪93和三个四方管搬运手
指94的组合自后向前平移，四方管搬运手指94离开四方管12。四方管左右搬运气缸91带动
四方管前后搬运气缸92、四方管搬运平行开闭型三爪93和三个四方管搬运手指94的组合自
右向左平移回到初始位置，为下横管11让开通道。

[0096] 15)下横管搬运伺服电机82和下横管搬运振动电机816同时启动，下横管搬运组件8和下横管11的组合一边振动一边继续自后向前平移，下横管11穿入四方管12的孔内，直到
四方管12的前端面距离下横管11的前端面70.4毫米，下横管搬运伺服电机82和下横管搬运
振动电机816关停。有激振力的存在，可以减小下横管11穿入四方管12孔时的阻力，有效防
止被卡住、捌住。

[0097] 16)180度开闭型气动手指一41驱动两个下横管夹持指一42，两个下横管夹持V型槽421从左右两边分别夹持住下横管11的外圆柱面。

[0098] 17)180度开闭型气动手指二8141驱动两个下横管夹持指二8142打开，两个V型槽二解除夹紧下横管11的外圆柱面。同时180度开闭型气动手指三8151驱动两个下横管夹持
指三8152打开，两个夹紧平面81522分别从左右两边离开下横管11的外圆柱面，两个定位圆
销81521分别从左右两边离开下横管横孔二112。从而解除对下横管11的夹紧。

[0099] 18)下横管搬运伺服电机82启动，通过齿条813和齿轮83的组合驱动下横管搬运组件8沿直线导轨812自前向后平移回到初始位置，为焊接机器人让开活动空间。处于打开位
置的下横管夹持指二8142和下横管夹持指三8152在回退时与前挡板641不干涉。

[0100] 19)焊接机器人点焊连接下横管11和四方管12之间的相邻边，完成了边架焊接主体1组对焊接工作中最为重要的工作。

[0101] 本实施例的有益效果：不需要人工重复测量，不需要画标志线，工作站自动组对，焊接机器人自动点焊，误差较小，精度较高，工作效率提高，劳动强度降低。