CN103507075A - 一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置，涉及一种机械手爪夹工具，旋转气缸轴承座的另一侧设有上下两面夹掌大侧板，夹掌大侧板右端与侧板连接板连接封闭，合成一个“U”字形整体，侧板连接板与伸缩气缸连接，伸缩气缸内设有气缸导杆，上下夹掌大侧板左端两侧分别由一根夹掌支撑轴穿过，夹掌支撑轴上设有夹掌支撑轴承座，夹掌支撑轴穿过夹掌支撑轴承座。采用伺服控制360°旋转的气动夹具装置，实现物料的抓取和旋转，节省了夹装时间，减轻了工人装配时的劳动强度。采用传感器网络和先进的ARM微控制器构成智能检测和数字模糊控制，实现了助力机械手工作过程中的状态感知和智能反馈控制，提高了产品的安全性和自动化水平。

Description

一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置

技术领域

本发明涉及机械领域的一种机械手爪夹工具，特别是一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置。

背景技术

改革开放以来，国民经济快速增长，科技创新、自主创新已成为国内工业发展的主流，我国工业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。在工业生产中，人们经常要在高温、腐蚀及有毒气体等存在有害物质的环境下工作，增加了工人的劳动强度，危及到工人的生命安全。由于机械手为物料上下线和生产物品组装提供极理想的助力搬运和组装工具，可完成重物抓取、搬运、翻转、对接、微调角度等三维空间移载动作，因而得到广泛应用。国内现有技术一般采用电控驱动、液压驱动或气压控制，主要进行开关数字量检测和控制，多路模拟信号数据采集和分析的能力较差，处理速度慢，通信方式固定单一，难以适应多传感技术和智能化分析处理的需要，且这些产品在可移动、场地适应、安装灵活性、传感检测和智能分析控制等方面均存在一定的缺陷。科研单位与企业的技术人员在不断地探索、研究，希望研制出一种操作方便、性能优越的机械手，虽然取得了一定的进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置，采用先进的ARM微控制器和伺服控制360°旋转的气动夹具装置，解决了液压控制助力机械手速度慢、环境易污染、成本高，气压控制助力机械手气压冲击力、反弹力大、抓取、移动、定位控制精度差等难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含有夹掌、夹掌支撑轴承座、夹掌支撑轴、夹掌大侧板、伸缩气缸、侧板连接板、夹具旋转电机、传动分离器、垂臂旋转座、垂臂、旋转气缸轴承座、旋转气缸、气缸导杆，垂臂的截面呈长方形，垂臂上设有垂臂旋转座，垂臂旋转座连接传动分离器，传动分离器与夹具旋转电机连接，夹具旋转电机可控制垂臂360°旋转，垂臂底端设有旋转气缸轴承座，旋转气缸轴承座的一侧设有旋转气缸，该旋转气缸旋转角度达360°，旋转气缸轴承座的另一侧设有上下两面夹掌大侧板，夹掌大侧板右端与侧板连接板连接封闭，合成一个“U”字形整体，侧板连接板与伸缩气缸连接，伸缩气缸内设有气缸导杆，上下夹掌大侧板左端两侧分别由一根夹掌支撑轴穿过，夹掌支撑轴上设有夹掌支撑轴承座，夹掌支撑轴穿过夹掌支撑轴承座，将夹掌右端固定在上下夹掌大侧板上，夹掌内持有工件。

本发明所采用的技术原理是：汽车装备线智能360°多维机械手，主要由移动机构、举升机构、夹持旋转机构、驱动与补偿机构、智能控制机构、在线检测机构组成。包括先进的计算机控制系统(ARM微控制器)、气压、伺服驱动和维持系统、在线传感检测系统和可移动机械手系统。先进的计算机控制系统用于实现被搬运对象的检测、抓取、提升、姿态旋转、搬运、对接和装卸等操作以及整个过程中的状态参数的优化处理，保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高机械手末端点的定位和跟踪精度。气压、伺服驱动和维持系统为机械手的工作提供动力源，实现载荷悬挂后，在空中处于“浮动”状态，当突发停电或失压时，气压维持系统可保持被搬运对象继续在空中处于“浮动”状态，继续完成后续操作，而避免安全事故的发生。在线传感检测系统可实现机械手在搬运过程中的工作状态检测，为计算机控制系统的决策、控制和报警提供依据。可移动助力机械手系统根据计算机控制系统发送的指令进行自动控制，也能通过离合器装置，进行相应的人工辅助抓取、提升、360°旋转、移动和装卸操作。机械手夹爪采用三节关节设计，保证机械手可抓拿不同形状、材质、重量的工件。夹具旋转电机可控制垂臂360°旋转，垂臂底端设有旋转气缸轴承座，旋转气缸轴承座的一侧设有旋转气缸，该旋转气缸旋转角度达360°，旋转气缸轴承座内的主轴穿过侧板连接板与伸缩气缸相连接，侧板连接板用来固定伸缩气缸，伸缩气缸内设有气缸导杆，用来控制夹掌的松开与夹紧，进气时，气缸内的气压开始增大，气缸导杆向前做伸出运动，夹掌开始将工件夹紧，回气时，气缸里的气压开始变小，气缸导杆开始向后做收缩运动，夹掌将夹紧的工件松开。侧板连接板上下端的夹掌大侧板由夹掌支撑轴穿过，夹掌右端两侧设有夹掌支撑轴承座，夹掌支撑轴穿过夹掌支撑轴承座，将夹掌右端固定在上下夹掌大侧板上，通过夹掌支撑轴上的深沟球轴承，可实现夹掌灵活的左右转动。

本发明有益效果是：采用伺服控制360°旋转的气动夹具装置，实现物料的抓取和旋转，节省了夹装时间，减轻了工人装配时的劳动强度。同时，设备还采用了传感器网络和先进的ARM微控制器构成智能检测和数字模糊控制，实现了助力机械手工作过程中的状态感知和智能反馈控制，提高了产品的安全性和自动化水平。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述：

图1是一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置主视图；

图2是一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置俯视图。

在图中，1夹掌、2工件、3夹掌支撑轴承座、4夹掌支撑轴、5夹掌大侧板、6伸缩气缸、7侧板连接板、8夹具旋转电机、9传动分离器、10垂臂旋转座、11垂臂、12旋转气缸轴承座、13旋转气缸、14气缸导杆。

具体实施方式

在图1、图2中，垂臂11的截面呈长方形，垂臂11上设有垂臂旋转座10，垂臂旋转座10连接传动分离器9，传动分离器9与夹具旋转电机8连接，夹具旋转电机8可控制垂臂11360°旋转，垂臂11底端设有旋转气缸轴承座12，旋转气缸轴承座12的一侧设有旋转气缸13，该旋转气缸13旋转角度达360°，旋转气缸轴承座12的另一侧设有上下两面夹掌大侧板5，夹掌大侧板5右端与侧板连接板7连接封闭，合成一个“U”字形整体，侧板连接板7与伸缩气缸6连接，伸缩气缸6内设有气缸导杆14，上下夹掌大侧板5左端两侧分别由一根夹掌支撑轴4穿过，夹掌支撑轴4上设有夹掌支撑轴承座3，夹掌支撑轴4穿过夹掌支撑轴承座3，将夹掌1右端固定在上下夹掌大侧板5上，夹掌1内持有工件1。

汽车装备线智能360°多维机械手，主要由移动机构、举升机构、夹持旋转机构、驱动与补偿机构、智能控制机构、在线检测机构组成。包括先进的计算机控制系统(ARM微控制器)、气压、伺服驱动和维持系统、在线传感检测系统和可移动机械手系统。先进的计算机控制系统用于实现被搬运对象的检测、抓取、提升、姿态旋转、搬运、对接和装卸等操作以及整个过程中的状态参数的优化处理，保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高机械手末端点的定位和跟踪精度。气压、伺服驱动和维持系统为机械手的工作提供动力源，实现载荷悬挂后，在空中处于“浮动”状态，当突发停电或失压时，气压维持系统可保持被搬运对象继续在空中处于“浮动”状态，继续完成后续操作，而避免安全事故的发生。在线传感检测系统可实现机械手在搬运过程中的工作状态检测，为计算机控制系统的决策、控制和报警提供依据。可移动助力机械手系统根据计算机控制系统发送的指令进行自动控制，也能通过离合器装置，进行相应的人工辅助抓取、提升、360°旋转、移动和装卸操作。机械手夹爪采用三节关节设计，保证机械手可抓拿不同形状、材质、重量的工件。夹具旋转电机8可控制垂臂11360°旋转，垂臂11底端设有旋转气缸轴承座12，旋转气缸轴承座12的一侧设有旋转气缸13，该旋转气缸13旋转角度达360°，旋转气缸轴承座12内的主轴穿过侧板连接板7与伸缩气缸6相连接，侧板连接板7用来固定伸缩气缸6，伸缩气缸6内设有气缸导杆14，用来控制夹掌1的松开与夹紧，进气时，气缸内的气压开始增大，气缸导杆14向前做伸出运动，夹掌1开始将工件2夹紧，回气时，气缸里的气压开始变小，气缸导杆14开始向后做收缩运动，夹掌1将夹紧的工件2松开。侧板连接板7上下端的夹掌大侧板5由夹掌支撑轴4穿过，夹掌1右端两侧设有夹掌支撑轴承座3，夹掌支撑轴4穿过夹掌支撑轴承座3，将夹掌1右端固定在上下夹掌大侧板上，通过夹掌支撑轴上的深沟球轴承，可实现夹掌灵活的左右转动。

Claims (1)

1.一种汽车装备线智能360°多维机械手夹具装置，含有夹掌、夹掌支撑轴承座、夹掌支撑轴、夹掌大侧板、伸缩气缸、侧板连接板、夹具旋转电机、传动分离器、垂臂旋转座、垂臂、旋转气缸轴承座、旋转气缸、气缸导杆，其特征在于：垂臂的截面呈长方形，垂臂上设有垂臂旋转座，垂臂旋转座连接传动分离器，传动分离器与夹具旋转电机连接，夹具旋转电机可控制垂臂360°旋转，垂臂底端设有旋转气缸轴承座，旋转气缸轴承座的一侧设有旋转气缸，该旋转气缸旋转角度达360°，旋转气缸轴承座的另一侧设有上下两面夹掌大侧板，夹掌大侧板右端与侧板连接板连接封闭，合成一个“U”字形整体，侧板连接板与伸缩气缸连接，伸缩气缸内设有气缸导杆，上下夹掌大侧板左端两侧分别由一根夹掌支撑轴穿过，夹掌支撑轴上设有夹掌支撑轴承座，夹掌支撑轴穿过夹掌支撑轴承座，将夹掌右端固定在上下夹掌大侧板上，夹掌内持有工件。

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