CN100389012C - 电插头插拔机器人 - Google Patents

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Abstract

一种电插头插拔机器人属于机器人领域。本发明包括：底板、水平移动模块、第一连接板、垂直移动模块、第二连接板、压合移动模块、柔顺手爪，水平移动模块用螺钉固定在底板上，驱动机器人沿水平方向移动，垂直移动模块与水平移动模块用第一连接板联接，使机器人的垂直移动模块、压合移动模块及柔顺手爪作垂直方向移动，压合移动模块与垂直移动模块用第二连接板联接，柔顺手爪与压合移动模块用螺钉固联，使柔顺手爪完成插拔、压合动作。本发明能自动找准对中某装备专用电插座中心位置，具有一定的插入力和柔顺性，能自动插入和拔出某装备上专用电插头，并可安装在预定的狭小空间内使用。由于采用模块化结构，便于大批量生产及维修。

Description

电插头插拔机器人
技术领域
本发明涉及的是一种机器人，特别是一种电插头插拔机器人，属于机器人技术领域。
背景技术
电插头插拔机器人样机是为某装备用来将脱落电连接器的插头插入到内体上的插座中和从插座中拔出电插头而开发研制的能自动插拔电插头的机器人。该样机为带有传感器和柔顺装置的3自由度直角坐标式机器人，由交流伺服电机驱动，计算机控制，能自动找准对中某装备专用电插座中心位置，具有一定的插入力和柔顺性，能自动插入和拔出某装备上专用电插头，并可安装在预定的狭小空间内使用。
经对现有技术的文献检索发现，刘廷荣等人在《哈尔滨工业大学学报》，1997年2月中发表文章“一种直角坐标式装填机器人操作机的设计”，介绍了一种工作在封闭、狭窄、有障碍物空间中的可用来把在料仓中的长圆形棒料抽出、搬运并放置在输料机上的直角坐标机器人，该机器人用液压马达驱动可实现水平、前后、垂直3个方向的移动。但是，该机器人没采用模块化结构，要维修、更换比较困难；其采用液压马达，管路设计复杂；其术端不具有柔顺手腕，不能完成精确的多轴孔插拔动作。
发明内容
本发明针对现有技术及工作要求，提供一种3自由度带有传感器及柔顺装置的电插头插拔机器人，使其能自动找准对中某装备专用电插座中心位置，完成电插头的插拔任务。该机器人具有模块化结构，便于机器人的快速更换与维修。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：底板、水平移动模块、第一连接板、垂直移动模块、第二连接板、压合移动模块、柔顺手爪，连接方式为：水平移动模块用螺钉固定在底板上，可驱动机器人沿水平方向移动，垂直移动模块与水平移动模块用第一连接板联接，可使机器人的垂直移动模块、压合移动模块及柔顺手爪作垂直方向移动，压合移动模块与垂直移动模块用第二连接板联接，柔顺手爪与压合移动模块用螺钉固联，可使柔顺手爪完成插拔、压合动作。
水平移动模块包括：第一电机、第一小带轮、第一同步带、第一大带轮、第一离合器、第一滚珠丝杠、第一滑块，其连接方式为：第一电机用螺钉固定在底板上，第一电机的输出轴与第一小带轮用键连接，第一小带轮与第一大带轮由第一同步带连接并传递运动，第一大带轮与第一滚珠丝杠由第一离合器连接并传递运动，第一滚珠丝杠外套着第一滑块，第一电机输出轴的转动带动第一大带轮输出轴的转动，从而使第一滚珠丝杠转动，驱动第一滑块作水平方向移动。
垂直移动模块包括：第二电机、第二小带轮、第二同步带、第二大带轮、第二离合器、第二滚珠丝杠、第二滑块，其连接方式为：第二电机用螺钉固定在第一连接板上，第二电机的输出轴与第二小带轮用键连接，第二小带轮与第二大带轮由第二同步带连接并传递运动，第二大带轮与第二滚珠丝杠由第二离合器连接并传递运动，第二滚珠丝杠外套着第二滑块，第二电机输出轴的转动带动第二大带轮输出轴的转动，从而使第二滚珠丝杠转动，驱动第二滑块作垂直方向移动，使柔顺手爪作垂直方向移动。
压合移动模块包括：第三电机、第三小带轮、第三同步带、第三大带轮、第三离合器、第三滚珠丝杠、第三滑块，其连接方式为：第三电机用螺钉固定在第二连接板上，第三电机的输出轴与第三小带轮用键连接，第三小带轮与第三大带轮由第三同步带连接并传递运动，第三大带轮与第三滚珠丝杠由第三离合器连接并传递运动，第三滚珠丝杠外套着第三滑块，第三电机输出轴的转动带动第三大带轮输出轴的转动，从而使第三滚珠丝杠转动，驱动第三滑块沿压合方向移动，即使柔顺手爪作压合运动。
本发明针对某装备用来将脱落电连接器的插头插入到内体上的插座中和从插座中拔出电插头而开发研制的能自动插拔电插头的机器人。该机器人能自动找准对中某装备专用电插座中心位置，具有一定的插入力和柔顺性，能自动插入和拔出某装备上专用电插头，并可安装在预定的狭小空间内使用。由于机器人结构采用模块化方式，便于大批量生产及维修。
工作时，第一电机输出轴的转动带动第一小带轮转动，通过第一同步带轮，使第一大带轮输出轴转动，从而使第一滚珠丝杠转动，驱动第一滑块作水平方向移动，第一滑块由第一连接板与垂直移动模块固联，垂直移动模块由第二连接板与压合移动模块及柔顺手爪固联，从而使柔顺手爪作水平方向移动；第二电机工作，带动第二小带轮转动，第二大带轮与第二小带轮由第二同步带传递运动，从而使第二滚珠丝杠转动，驱动第二滑块作垂直方向移动，使柔顺手爪作垂直方向移动；第三电机工作，第三小带轮转动，第三大带轮与第三小带轮由第三同步带传递运动，第三大带轮转动，使第三滚珠丝杠转动，驱动第三滑块沿压合方向移动，即使柔顺手爪作压合运动；三个电机工作，可使该机器人的末端柔顺手爪作水平、垂直、压合三个方向的空间运动。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明是在分析某装备用来将脱落电连接器的插头插入到内体上的插座中和从插座中拔出电插头的任务要求后而设计的一种机器人，以完成插拔压合动作。该机器人能自动找准对中某装备专用电插座中心位置，具有一定的插入力和柔顺性，能自动插入和拔出某装备上专用电插头，并可安装在预定的狭小空间内使用。由于采用模块化结构，便于大批量生产及维修。
附图说明
图1本发明结构示意图
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：底板1、水平移动模块26、第一连接板24、垂直移动模块27、第二连接板25、压合移动模块28、柔顺手爪23，其连接方式为：水平移动模块26用螺钉固定在底板1上，可驱动机器人沿水平方向移动，垂直移动模块27与水平移动模块26用第一连接板24联接，可使机器人的垂直移动模块27、压合移动模块28及柔顺手爪23作垂直方向移动，压合移动模块28与垂直移动模块27用第二连接板25联接，柔顺手爪23与压合移动模块28用螺钉固联，可使柔顺手爪23完成插拔、压合动作。
水平移动模块26包括：第一电机2、第一小带轮3、第一同步带4、第一大带轮5、第一离合器6、第一滚珠丝杠7、第一滑块8，其连接方式为：第一电机2用螺钉固定在底板1上，第一电机2的输出轴与第一小带轮3用键连接，第一小带轮3与第一大带轮5由第一同步带4连接并传递运动，第一大带轮5与第一滚珠丝杠7由第一离合器6连接并传递运动，第一滚珠丝杠7外套着第一滑块8，第一电机2输出轴的转动带动第一大带轮5输出轴的转动，从而使第一滚珠丝杠7转动，驱动第一滑块8作水平方向移动。
垂直移动模块27包括：第二电机9、第二小带轮10、第二同步带11、第二大带轮12、第二离合器13、第二滚珠丝杠15、第二滑块14，其连接方式为：第二电机9用螺钉固定在第一连接板24上，第二电机9的输出轴与第二小带轮10用键连接，第二小带轮10与第二大带轮12由第二同步带11连接并传递运动，第二大带轮12与第二滚珠丝杠15由第二离合器13连接并传递运动，第二滚珠丝杠15外套着第二滑块14，第二电机9输出轴的转动带动第二大带轮12输出轴的转动，从而使第二滚珠丝杠15转动，驱动第二滑块14作垂直方向移动，使柔顺手爪23作垂直方向移动。
压合移动模块28包括：第三电机16、第三小带轮17、第三同步带18、第三大带轮19、第三离合器20、第三滚珠丝杠21、第三滑块22，其连接方式为：第三电机16用螺钉固定在第二连接板25上，第三电机16的输出轴与第三小带轮17用键连接，第三小带轮17与第三大带轮19由第三同步带18连接并传递运动，第三大带轮19与第三滚珠丝杠21由第三离合器20连接并传递运动，第三滚珠丝杠21外套着第三滑块22，第三电机16输出轴的转动带动第三大带轮19输出轴的转动，从而使第三滚珠丝杠21转动，驱动第三滑块22沿压合方向移动，即使柔顺手爪23作压合运动。

Claims (3)

1.一种电插头插拔机器人，包括：底板(1)、柔顺手爪(23)、第一连接板(24)、第二连接板(25)、水平移动模块(26)、垂直移动模块(27)、压合移动模块(28)，其特征在于：水平移动模块(26)固定在底板(1)上，驱动机器人沿水平方向移动，垂直移动模块(27)与水平移动模块(26)用第一连接板(24)联接，使机器人的垂直移动模块(27)、压合移动模块(28)及柔顺手爪(23)作垂直方向移动，压合移动模块(28)与垂直移动模块(27)用第二连接板(25)联接，柔顺手爪(23)与压合移动模块(28)固联，使柔顺手爪(23)完成插拔、压合动作；
水平移动模块(26)包括：第一电机(2)、第一小带轮(3)、第一同步带(4)、第一大带轮(5)、第一离合器(6)、第一滚珠丝杠(7)、第一滑块(8)，第一电机(2)固定在底板(1)上，第一电机(2)的输出轴与第一小带轮(3)用键连接，第一小带轮(3)与第一大带轮(5)由第一同步带(4)连接并传递运动，第一大带轮(5)与第一滚珠丝杠(7)由第一离合器(6)连接并传递运动，第一滚珠丝杠(7)外套着第一滑块(8)。
2.根据权利要求1所述的电插头插拔机器人，其特征是，垂直移动模块(27)包括：第二电机(9)、第二小带轮(10)、第二同步带(11)、第二大带轮(12)、第二离合器(13)、第二滑块(14)、第二滚珠丝杠(15)，第二电机(9)固定在第一连接板(24)上，第二电机(9)的输出轴与第二小带轮(10)用键连接，第二小带轮(10)与第二大带轮(12)由第二同步带(11)连接并传递运动，第二大带轮(12)与第二滚珠丝杠(15)由第二离合器(13)连接并传递运动，第二滚珠丝杠(15)外套着第二滑块(14)。
3.根据权利要求1所述的电插头插拔机器人，其特征是，压合移动模块(28)包括：第三电机(16)、第三小带轮(17)、第三同步带(18)、第三大带轮(19)、第三离合器(20)、第三滚珠丝杠(21)、第三滑块(22)，第三电机(16)固定在第二连接板(25)上，第三电机(16)的输出轴与第三小带轮(17)用键连接，第三小带轮(17)与第三大带轮(19)由第三同步带(18)连接并传递运动，第三大带轮(19)与第三滚珠丝杠(21)由第三离合器(20)连接并传递运动，第三滚珠丝杠(21)外套着第三滑块(22)。
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机器人装配操作的规划与控制. 冯光涛，张伟军，赵锡芳，秦志强.机器人，第23卷第1期. 2001
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