一种工位器具刹车装置及制动方法.pdf

本发明公开了一种工位器具刹车装置及制动方法，所述刹车装置包括刹车脚及设于所述工位器具底框底端上的安装板，所述安装板上设有柱套，所述刹车脚上设有套装在所述柱套内的伸缩柱；所述伸缩柱和柱套通过制动执行机构相连接；该种工位器具的制动方法，利用上所述的工位器具刹车装置来实现工位器具的制动；本发明不仅能减少因刹车操作对万向轮造成的磨损，且操作方便、简单、实用；同时刹车动作一步操作可完成，减少操作时间，提高工作效率。

1.  一种工位器具刹车装置，其特征在于：包括刹车脚及设于所述工位器具底框底端上的安装板，所述安装板上设有柱套，所述刹车脚上设有套装在所述柱套内的伸缩柱；所述伸缩柱和柱套通过制动执行机构相连接。

2.  如权利要求1所述的工位器具刹车装置，其特征在于：所述制动执行机构包括连接板及制动踏板，所述连接板的一端和所述柱套上所设两端穿出所述柱套的螺栓Ⅰ活动连接，所述柱套内设有压紧在所述螺栓Ⅰ上的弹簧；所述连接板的另一端和所述制动踏板一端活动连接，所述制动踏板另一端为制动平板，所述制动踏板两端之间和所述伸缩柱上所设两端穿出所述伸缩柱的螺栓Ⅱ活动连接。

3.  如权利要求2所述的工位器具刹车装置，其特征在于：所述柱套上设有用于所述螺栓Ⅰ两端穿出的通孔，所述通孔为腰型孔，所述螺栓Ⅰ套入所述通孔在所述通孔内上下移动。

4.  如权利要求2所述的工位器具刹车装置，其特征在于：和所述踏板连接的连接板一端上设有踏杆。

5.  如权利要求4所述的工位器具刹车装置，其特征在于：所述踏杆为“几”字形结构。

6.  如权利要求2所述的工位器具刹车装置，其特征在于：所述制动踏板包括两V形钢板，两V形钢板的一端通过制动平板相连接，两V形钢板的另一端和所述连接板通过连接销铰接；两V形钢板的顶点位置分别位于所述伸缩柱两侧空套在所述螺栓Ⅱ上。

7.  如权利要求2所述的工位器具刹车装置，其特征在于：所述连接板包括两矩形板，两矩形板分别位于所述柱套两侧上，两矩形板一端空套在所述螺栓Ⅰ上，两矩形板的另一端端部通过连接钢板连接。

8.  如权利要求1所述的工位器具刹车装置，其特征在于：所述刹车脚上设有调整螺栓及套装在所述调整螺栓上的定位螺母，所述伸缩套下端和所述调整螺栓连接。

9.  如权利要求8所述的工位器具刹车装置，其特征在于：所述刹车脚为底端为平面的圆盘结构。

10.  一种工位器具的制动方法，利用权利要求1-9任一项所述的工位器具刹车装置来实现，其特征在于：具体操作过程为：
当工位器具停止需刹车时，操作人员踩踏制动踏板，连接板及制动踏板活动连接处向柱套靠近，制动踏板与伸缩柱活动连接处向远离安装板方向运动；直至连接板和柱套活动连接处、连接板及制动踏板活动连接处及制动踏板与伸缩柱活动连接处同处柱套所在直线上，伸缩柱达到最大行程并处于锁死状态；弹簧的弹力通过和螺栓Ⅰ连接的连接板、制动踏板和伸缩柱传递使刹车脚压紧地面，实现工位器具刹车功能；
当工位器具需解除刹车时，操作人员踩踏踏杆，连接板及制动踏板活动连接处远离柱套，使连接板及制动踏板活动连接处与连接板和制动踏板活动连接处及制动踏板和伸缩柱活动连接处不在同一直线；在弹簧弹力的作用下，制动踏板与伸缩柱活动连接处向靠近安装板方向运动，直至制动踏板与伸缩柱活动连接的螺栓Ⅱ与轴套接触限位达到稳定状态，工位器具解除刹车状态。

一种工位器具刹车装置及制动方法
技术领域
本发明涉及汽车生产辅助工具的技术领域，具体涉及一种工位器具刹车装置及制动方法。
背景技术
目前，汽车生产过程中，焊装车间、总装车间零件在车间内部物流区至工位或工位之间进行转运时，所使用的工位器具其刹车机构安装在万向行走轮上。工位器具刹车机构由安装在万向轮上的刹车片和刹车踏板组成，踩下刹车踏板后刹车片会压紧万向轮弹性材料轮面，达到刹车的目的；踩下解除刹车踏板后刹车片弹起，解除刹车。
在零件转运过程中，工位器具的刹车机构会随万向轮一同转动至工位器具底框下，造成无法进行刹车或解除刹车操作的情况。此时，需要操作人员转动工位器具使刹车机构踏板露出工位器具底框，进行刹车或解除刹车操作；同时，两个万向轮上均安装刹车机构，刹车或解除刹车操作均需分两步完成，导致增加操作时间、影响工作效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种刹车操作方便，能提高工作效率的工位器具刹车装置及制动方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该种工位器具刹车装置，包括刹车脚及设于所述工位器具底框底端上的安装板，所述安装板上设有柱套，所述刹车脚上设有套装在所述柱套内的伸缩柱；所述伸缩柱和柱套通过制动执行机构相连接。
所述制动执行机构包括连接板及制动踏板，所述连接板的一端和所述柱套上所设两端穿出所述柱套的螺栓Ⅰ活动连接，所述柱套内设有压紧在所述螺栓Ⅰ上的弹簧；所述连接板的另一端和所述制动踏板一端活动连接，所述制动踏板另一端为制动平板，所述制动踏板两端之间和所述伸缩柱上所设两端穿出所述伸缩柱的螺栓Ⅱ活动连接。
所述柱套上设有用于所述螺栓Ⅰ两端穿出的通孔，所述通孔为腰型孔，所述螺栓Ⅰ套入所述通孔在所述通孔内上下移动。
和所述踏板连接的连接板一端上设有踏杆。
所述踏杆为“几”字形结构。
所述制动踏板包括两V形钢板，两V形钢板的一端通过制动平板相连接，两V形钢板的另一端和所述连接板通过连接销铰接；两V形钢板的顶点位置分别位于所述伸缩柱两侧空套在所述螺栓Ⅱ上。
所述连接板包括两矩形板，两矩形板分别位于所述柱套两侧上，两矩形板一端空套在所述螺栓Ⅰ上，两矩形板的另一端端部通过连接钢板连接。
所述刹车脚上设有调整螺栓及套装在所述调整螺栓上的定位螺母，所述伸缩套下端和所述调整螺栓连接。
所述刹车脚为底端为平面的圆盘结构。
该种工位器具的制动方法，利用上所述的工位器具刹车装置来实现，具体操作过程为：
当工位器具停止需刹车时，操作人员踩踏制动踏板，连接板及制动踏板活动连接处向柱套靠近，制动踏板与伸缩柱活动连接处向远离安装板方向运动；直至连接板和柱套活动连接处、连接板及制动踏板活动连接处及制动踏板与伸缩柱活动连接处同处柱套所在直线上，伸缩柱达到最大行程并处于锁死状态； 弹簧的弹力通过和螺栓Ⅰ连接的连接板、制动踏板和伸缩柱传递使刹车脚压紧地面，实现工位器具刹车功能；
当工位器具需解除刹车时，操作人员踩踏踏杆，连接板及制动踏板活动连接处远离柱套，使连接板及制动踏板活动连接处与连接板和制动踏板活动连接处及制动踏板和伸缩柱活动连接处不在同一直线；在弹簧弹力的作用下，制动踏板与伸缩柱活动连接处向靠近安装板方向运动，直至制动踏板与伸缩柱活动连接的螺栓Ⅱ与轴套接触限位达到稳定状态，工位器具解除刹车状态。
本发明的优点在于：该工位器具刹车装置及制动方法，工位器具通过设立独立的刹车装置，不仅减少因刹车操作对万向轮造成的磨损，且操作方便、简单、实用；同时刹车动作一步操作可完成，减少操作时间，提高工作效率。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明工位器具刹车装置的结构示意图。
图2为本发明工位器具刹车装置的安装板及柱套的连接结构示意图。
图3为本发明工位器具刹车装置的连接板、制动踏板及伸缩柱的连接结构示意图。
图4为本发明工位器具刹车装置的刹车脚、调整螺栓、定位螺母的连接结构示意图。
上述图中的标记均为：
1、安装板，2、柱套，3、制动踏板，4、连接销，5、踏杆，6、螺栓Ⅰ，7、弹簧，8、连接板，9、伸缩柱，10、螺栓Ⅱ，11、调整螺栓，12、定位螺母，13、刹车脚，14、通孔，15、制动平板。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图4所示，该工位器具刹车装置，包括刹车脚13及设于工位器具底框底端上的安装板1，安装板1为矩形板，安装板1四角上设有四个安装孔和工位器具底框固定连接；安装板1上设有柱套2，柱套2为圆管结构，柱套2焊接在安装板1几何中心位置，保证刹车装置的制动力作用均匀；刹车脚13上设有套装在柱套2内的伸缩柱9；伸缩柱9和柱套2通过制动执行机构相连接。
该工位器具通过设立独立的刹车装置，不仅减少因刹车操作对万向轮造成的磨损，且操作方便、简单、实用；同时刹车动作一步操作可完成，相对于万向轮刹车需要两步操作完成的方式，刹车动作减少操作时间，提高工作效率。
制动执行机构包括连接板8、制动踏板3、螺栓Ⅰ6及螺栓Ⅱ10；柱套2上设有两端穿出柱套2的螺栓Ⅰ6，连接板8的一端和柱套2上所设螺栓Ⅰ6活动连接，柱套2内设有压紧在螺栓Ⅰ6上的弹簧7；连接板8的另一端和制动踏板3一端活动连接，制动踏板3另一端为制动平板15，伸缩柱9上设两端穿出伸缩柱9的螺栓Ⅱ10，制动踏板3两端之间和伸缩柱9上所设螺栓Ⅱ10活动连接。制动平板15使得制动力平稳作用在制动执行机构上，工位器具制动可靠平稳。
柱套2上设有用于螺栓Ⅰ6两端穿出的通孔14，通孔14为腰型孔，螺栓Ⅰ6套入通孔14在通孔14内上下移动；弹簧7安装在柱套2内，且设在安装板1与螺栓Ⅰ6之间，使螺栓Ⅰ6在弹簧7的弹力挤压下保持在通孔14内向远离连接板8的一端运动的趋势。
和制动踏板3连接的连接板8一端上设有踏杆5。踏杆5为圆柱杆，用力踩踏踏杆5，刹车装置即可解除刹车作用。
作为优选方案，踏杆5为“几”字形结构，踏杆5焊接在连接板8上，踩 踏踏杆5的任一端，均可快速解除刹车作用。
制动踏板3包括两V形钢板，两V形钢板的一端通过制动平板15相连接，两V形钢板的另一端和连接板8通过连接销4铰接；两V形钢板的顶点位置分别位于伸缩柱9两侧空套在螺栓Ⅱ10上。两V形钢板和连接板8连接的一端为半圆弧结构，两V形钢板的顶点设有倒圆角。制动踏板3结构合理，制动执行机构运动过程中，不会和其它部件产生干涉。
即制动踏板3由两片V形钢板及平面踏板组成，平面踏板将两片V形钢板连接，两片V形钢板一端通过两个连接销4与连接板8的两片矩形钢板铰接；两片V形钢板中间弯形部位分居伸缩柱9两侧，通过套在螺栓Ⅱ10上与伸缩柱9铰接。两V形钢板8的顶点位置空套在螺栓Ⅱ10伸出伸缩柱9的两端上，在螺栓Ⅱ10两端端部分别套装有限位螺母。制动平板15位于远离连接板8的一端，制动平板15为平面踏脚。
连接板8包括两矩形板，两矩形板分别位于柱套2两侧上，两矩形板一端空套在螺栓Ⅰ6上，两矩形板的另一端端部通过连接钢板连接。优选两矩形板空套在螺栓Ⅰ6上的一端端部为半圆弧结构。连接板8结构合理，制动执行机构运动过程中，不会和其它部件产生干涉。
即连接板8由两片两端均开孔的矩形钢板及连接钢板组成，两片矩形钢板分别位于柱套2两侧，由螺栓Ⅰ6通过连接板8的孔和柱套2的通孔14铰接，另一端焊接几字形圆钢踏杆5并通过两个连接销4分别与制动踏板3的V形钢板铰接，另一端端部通过连接钢板连接。两矩形板一端空套在螺栓Ⅰ6伸出柱套2的两端上，在螺栓Ⅰ6两端端部分别套装有限位用螺母。
刹车脚13上设有调整螺栓11及套装在调整螺栓11上的定位螺母12，伸缩柱9下端和调整螺栓11连接。伸缩柱9一端安装在柱套2内，伸缩柱9两端之 间由螺栓Ⅱ10通过圆孔与制动踏板3一端铰接，伸缩柱9的另一端通过内螺纹与调整螺栓11连接；调整螺栓11上安装有定位螺母12，调整螺栓11与刹车脚13焊接。
一方面安装板1安装好后，根据工位器具的行走轮高度，通过调整调整螺栓11和伸缩柱9的连接位置来调整刹车脚13的高度，调整后旋紧定位螺母12以使刹车脚13的高度保持固定，以满足不同高度的制动需求。
另一方面当伸缩柱达到最大行程并处于锁死状态时，如刹车脚13和地面没有接触，可通过调节调整螺栓11和定位螺母12，使刹车脚13接触地面，此时弹簧7的弹力通过和螺栓Ⅰ6连接的连接板8、制动踏板3和伸缩柱9传递使刹车脚13压紧地面，实现工位器具刹车功能。
刹车脚13为底端为平面的圆盘结构，刹车脚13底端和刹车面接触面积较大，能满足制动平稳需求。
在该刹车装置处于非工作状态时，弹簧7挤压与连接板8铰接的螺栓Ⅰ6，由于三个铰接处形成三角形的三个顶点且两个螺栓铰接处只能沿柱套2所在直线运动，则此时连接销4铰接处做远离柱套2的运动，这样连接板8通过踏板带动伸缩柱9向安装板1靠近，直至制动踏板3与伸缩柱9铰接的螺栓Ⅱ10与柱套2接触造成限位为止，此时刹车机构达到稳定状态，刹车脚13内缩并处于静止状态，工位器具处于解除刹车状态，可以正常行走。
当工位器具停止后需要刹车时，操作人员踩踏制动踏板3，由于杠杆原理，连接销4铰接处向柱套2靠近，则制动踏板3与伸缩柱9铰接处向远离安装板1方向运动，直至三个铰接处同处柱套2所在直线，此时伸缩柱9达到最大行程并处于锁死状态，此时通过调节调整螺栓11和定位螺母12，确保刹车脚13接触地面且弹簧7的弹力通过连接板8、制动踏板3和伸缩柱9传递使刹车脚13 压紧地面，完成工位器具刹车功能。
当工位器具需要解除刹车时，操作人员踩踏踏杆5，同样由于杠杆原理，连接销4铰接处会远离柱套2，当连接销4铰接处与两处螺栓铰接处不在同一直线后，在弹簧7弹力的作用下，制动踏板3与伸缩柱9铰接处向靠近安装板1方向运动，直至制动踏板3与伸缩柱9铰接的螺栓Ⅱ10与柱套2接触限位为止达到稳定状态，刹车进入解除刹车状态。
该工位器具刹车装置，按照附图组装，操作规程如下：
首先根据工位器具承重制作安装板1、柱套2、制动踏板3、连接销4、踏杆5、连接板8、调整螺栓11、刹车脚13，并将安装板1和柱套2焊接，踏杆5和连接板8焊接，调整螺栓11和刹车脚13焊接，制动踏板3和连接板8通过连接销4铰接。制作完成后，将弹簧7装进柱套2内，然后将柱套2、连接板8通过螺栓Ⅰ6铰接，安装过程中保证弹簧7处于安装板1和螺栓Ⅰ6之间，螺栓Ⅰ6受弹簧7的弹力挤压。连接完成后，将伸缩柱9装入柱套2内，然后将制动踏板3和伸缩柱9通过螺栓Ⅱ10铰接。然后，定位螺母12安装在调整螺栓11上，调整螺栓11通过螺纹连接在伸缩柱9上，并根据刹车机构的设计高度调节调整螺栓11，旋紧定位螺母12使调整螺栓11和刹车脚13牢固定位。
该工位器具刹车装置的工作原理涉及杠杆原理、三角形正弦定理和三角形内角和定理，具体叙述如下：
杠杆原理：要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。当连接销4铰接处位于柱套2所在直线时，工位器具向下的重力经过安装板1、弹簧7、连接板8、制动踏板3传递至伸缩柱9上的向下的压力，在制动踏板3形成的杠杆系统中其力臂为零，则力矩亦为零，因此制动踏板3不会产生运动，刹车机构处于锁死状态。
三角形正弦定理：在△ABC中，a/sinA＝b/sinB＝c/sinC，三角形内角和定理：平面中三角形内角和等于180°。当刹车机构处于锁死状态时，踩下踏杆5，连接销4铰接处远离柱套2所在直线，三个铰接处形成三角形的三个顶点ABC。此三角形中，由连接板8和制动踏板3形成的三角形两条边a和b长度不变，而连接板8与柱套2夹角B增加，由于此时角A和B均为锐角，根据正弦定理，即在△ABC中a、b不变，sinB增加，则sinA必然增加；此时根据三角形内角和定理△ABC中角A和B增加，则角C必然减小；再根据正弦定理，边c缩短，即螺栓Ⅰ6和螺栓Ⅱ10两个螺栓铰接处所形成的边长度缩小，则伸缩柱9内缩，刹车脚13向工位器具底框方向运动，刹车机构达到解除刹车状态。
该工位器具的制动方法，利用上述的工位器具刹车装置来实现，具体操作过程为：
当工位器具停止需刹车时，操作人员踩踏制动踏板3，连接板8及制动踏板3活动连接处向柱套2靠近，制动踏板3与伸缩柱9活动连接处向远离安装板1方向运动，直至连接板8和柱套2活动连接处、连接板8及制动踏板3活动连接处及制动踏板3与伸缩柱9活动连接处同处柱套2所在直线上，伸缩柱9达到最大行程并处于锁死状态；弹簧7的弹力通过和螺栓Ⅰ6连接的连接板8、制动踏板3和伸缩柱9传递使刹车脚13压紧地面，实现工位器具刹车功能；
当工位器具需解除刹车时，操作人员踩踏踏杆5，连接板8及制动踏板3活动连接处远离柱套2，使连接板8及制动踏板3活动连接处与连接板8和制动踏板3活动连接处及制动踏板3和伸缩柱9活动连接处不在同一直线，在弹簧7弹力的作用下，制动踏板3与伸缩柱9活动连接处向靠近安装板1方向运动，直至制动踏板3与伸缩柱9活动连接的螺栓Ⅱ10与轴套接触限位达到稳定状态，工位器具解除刹车状态。
当连接板8和柱套2活动连接处、连接板8及制动踏板3活动连接处及制动踏板3与伸缩柱9活动连接处同处柱套2所在直线上，伸缩柱9达到最大行程并处于锁死状态时；如刹车脚13和地面间具有一定距离，调节调整螺栓11和定位螺母12，使刹车脚13接触地面，此时弹簧7的弹力通过和螺栓Ⅰ6连接的连接板8、制动踏板3和伸缩柱9传递使刹车脚13压紧地面，实现工位器具刹车功能。
该工位器具刹车装置及制动方法，刹车装置通过安装板1使用螺栓连接在工位器具的万向轮所在端的底框中部位置，底框上设有和安装板1配合的安装底座；安装后，根据工位器具行走轮高度来调整刹车脚13的高度；调整后旋紧定位螺母12以保持刹车脚13的高度固定；刹车装置安装完成；实际操作中，在工位器具停放至工位后，工人向下踩踏制动踏板3，伸缩柱9行程最大、同时螺栓Ⅰ6、连接销4、螺栓Ⅱ10在同一直线，弹簧7向下挤压螺栓Ⅰ6，刹车机构达到锁死状态，实现刹车功能；与此相反，工人向后下方踩踏踏杆5，实现解锁刹车功能，这样解决了工位器具的制动问题。工位器具底框上的独立刹车机构，解决焊装车间、总装车间零件转运工位器具刹车操作不方便的问题，从工装方面提高零件转运效率。该刹车装置及制动方法不仅操作相当方便、还节约了操作工时，能够极大地提升工作效率。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。