CN104440363B - 一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，属于机械技术领域。它解决了现有机器人加工中机器人抓取不到位的问题。本机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，包括用于放置抓取物的支撑架，其特征在于，所述支撑架包括横向设置且相互平行的支撑梁和限位杆，所述限位杆位于支撑梁的下方，所述支撑梁上设置有若干个导向销和若干个定位销，所述导向销用于悬挂被抓取物，且导向销向上倾斜，所述定位销与导向销一一对应设置，且定位销位于导向销的正下方。它能够对放置后的机器人抓取物进行自动定位，从而实现机器人抓取的准确定位。

Description

一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置。
背景技术
随着机械加工领域的不断发展，用多关节机器人代替工人进行自动化加工的程度越来越高，机器人能完成工作任务的挂件在于如何令机器人的各个工作部件能够按照指定的轨迹、坐标去完成运动、停顿、转动等动作，目前机器人一般都是采用位移控制，要使机器人能够按预定位置抓取被抓取物，则首先要保证被抓取物的位置要准确，而现有的被抓取物，特别是锅、铲等手柄在加工时候往往都是直接悬挂在一个支架上，再通过机器人的执行端进行抓取，但是由于手柄在悬挂后往往会发生晃动，若需等其停止后再抓取，耗时较长，而且手柄处于单点支撑的状态，手柄在机器人抓取时候还可能因为受力而移动，导致机器人抓取失败。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，它能够对放置后的机器人抓取物进行自动定位。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，包括用于放置抓取物的支撑架，其特征在于，所述支撑架包括横向设置且相互平行的支撑梁和限位杆，所述限位杆位于支撑梁的下方，所述支撑梁上设置有若干个导向销和若干个定位销，所述导向销用于悬挂被抓取物，且导向销向上倾斜，所述定位销与导向销一一对应设置，且定位销位于导向销的正下方。
本技术方案中，导向销具有一个向上倾斜的角度，当被抓取物体悬挂到导向销后，由于被抓取物在重力的作用下，导向销接触的一定是与被抓取物上导向面的最高点接触，被抓取物体在重力的作用下会向着导向销的根部滑动，滑动过程中，被抓取物会被定位销定位点挡住，此时由于重力作用，被抓取物会绕着其与定位销的定位点转动，直到被抓取物的下端碰到限位杆实现线接触或至少两点接触，此时被抓取物的上端的上下方向、左右方向由导向销支撑，前后方向由定位销支撑，下端的左右方向及前后方向由限位杆支撑，实现了多点定位，整个定位过程利用重力作用自动完成，省时省力，且快捷方便，定位不易出错，能够保证各个被抓取物在悬挂后的一致性，以及后续机器人抓取的准确性。
在上述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置中，所述定位销的顶部与限位杆不在同一竖直平面上，且定位销的顶部位于限位杆所处的竖直平面的后侧上方。该设计能够保证被抓取物在接触到定位销后，能绕着定位销的定位点转动，从而实现被抓取物的位置调整及最终的位置定位。
在上述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置中，所述定位销顶部位于导向销顶部的内侧下方。当被抓取物悬挂在导向销上后，其会抵靠定位销的顶部，被抓取物与定位销的接触点即定位销的定位点，该结构与倾斜设置的导向销相配合，能够避免被抓取物在绕着定位销的定位点转动时，被抓取物由于转动过大而从导向销上脱出，而导致自动定位失败。
在上述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置中，所述定位销的顶部制为球面。球面设计能够使得被抓取物在绕着定位销的定位点更加圆滑流畅，保证被抓取物实现最终定位时，被抓取物与导向销的接触点和被抓取物的重心位于同一竖直平面上。
在上述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置中，所述限位杆为圆柱形杆件。限位杆的圆弧面设置能够保证被抓取物在绕着定位销的定位点转动时，能够抵靠在其位移最少的位置上，实现定位，节约被抓取物在本自动放置定位装置上调整的时间，自动定位效果更好。
在上述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置中，所述支撑架还包括两个竖直设置的支撑板，所述支撑梁为长条板状结构，支撑梁的左右两端分别连接在两个支撑板上，所述支撑梁与竖直平面相倾斜，所述导向销垂直连接在支撑梁上。支撑梁倾斜设置，且向上倾斜的导向销与支撑梁相垂直，则支撑梁的底部位于支撑梁的顶部的前侧，且限位杆位于导向销的前侧下方，该设计能够使得悬挂在本自动放置定位装置上的被抓取物处于底端向前倾斜的状态，在实现自动定位的同时，使得机器人在抓取时更加的方便和快捷。
在上述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置中，所述支撑梁和限位杆的个数均为两个，两个所述支撑梁相互背向设置，且两个所述限位杆分别位于两个所述支撑梁的外侧下方。两组支撑梁和限位杆进行配合，可以在自动放置定位装置的两侧同时进行开工，在实现自动定位的同时，还能够节约场地和提高生产效率。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点：
1、本定位装置充分利用了重力特性，使得被抓取物与定位装置上的定位点在各个方向上都是无间隙接触，保证了定位的准确性和唯一性；
2、本定位装置采用4点定位接触，对被抓取物的形状没有要求，可以适合所有的被抓取物的定位需求；
3、本定位装置利用重力的自适应定位，被抓取物定位前的放置动作简单，既适合人工放置，也适合机械手放置，定位结果不受放置动作的影响，在大批量的定位放置应用场合，能保证定位结果的一致性；
4、本定位装置结构简单，适应性强，能满足大批量的作业需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中被抓取物的结构示意图。
图3是本发明的工作状态的立体图。
图4是本发明的工作状态的前视图。
图5是图4中A-A截面图。
图中，1、支撑架；1a、支撑板；1b、支撑梁；1c、限位杆；2、导向销；3、定位销；4、被抓取物；4a、导向孔；4b、支杆；5、机器人执行端。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
参照图1，本实施例为一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，包括用于放置抓取物的支撑架1，该支撑架1竖直设置的两个竖直设置的支撑板1a，两根横向水平设置的支撑梁1b和两根横向水平设置的限位杆1c，限位杆1c和支撑梁1b相互平行的，且限位杆1c为圆柱形杆件。支撑梁1b为长条板状结构，支撑梁1b的左右两端分别连接在两个支撑板1a上，两根支撑梁1b并排设置，两个限位杆1c分别位于两个支撑梁1b的外侧下方。支撑梁1b与竖直平面相倾斜，且支撑梁1b上设置有若干个导向销2和若干个定位销3，定位销3与导向销2一一对应设置，且定位销3位于导向销2的正下方，导向销2和定位销3均与支撑梁1b相垂直。导向销2用于悬挂被抓取物4，且导向销2向上倾斜，定位销3用于对被抓取物4进行辅助定位。结合图5，定位销3的顶端与限位杆1c不在同一竖直平面上，且定位销3的顶端位于限位杆1c所处的竖直平面的后侧上方，定位销3顶部位于导向销2顶部的内侧下方，且定位销3的顶部制为半球面。
参照图2，本实施例中的被抓取物4为锅的手柄，其上部具有一能悬挂在导向销2上的导向孔4a，其下部具有两个能抵靠在限位杆1c上的两个支杆4b。
结合图3、图4和图5，本实施例在工作时，机器人执行端5用于对定位后的被抓取物4进行抓取。
本实施例的工作原理如下：
1、导向销2有一个向上倾斜的角度，被抓取物4挂到导向销2后，由于被抓取物4在重力的作用下，导向销2接触的一定是与被抓取物4的导向孔4a上导向面最高点(接触点1)相接触，被抓取物4在重力的作用下会向导向销2的根部滑动，滑动过程中，被抓取物4会被位于定位销3的顶部的定位点(接触点2)所挡住，这样被抓取物4的上端的上下方向z向平动自由度、左右方向x向平动自由度由导向销2支撑，前后方向y方向平动自由度由定位销3的定位点支撑。
2、由于被抓取物4的重心在定位销3的下方，被抓取物4以定位销3的定位点为旋转中心，绕x轴方向转动，直到被抓取物4的下端碰到限位杆，此时约束了x方向的转动自由度。限位杆3与被抓取物4可以是线接触，也可以多点接触(接触点3和接触点4)，这样限位杆3约束了被抓取物4的z方向转动自由度。在重力的作用下，被抓取物4的重心和被抓取物4的接触点1一定落在同一竖直平面内，即重力约束了被抓取物4绕y方向的转动自由度，从而保证被抓取物4的定位唯一性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，包括用于放置抓取物的支撑架(1)，其特征在于，所述支撑架(1)包括横向设置且相互平行的支撑梁(1b)和限位杆(1c)，所述限位杆(1c)位于支撑梁(1b)的下方，所述支撑梁(1b)上设置有若干个导向销(2)和若干个定位销(3)，所述导向销(2)用于悬挂被抓取物，且导向销(2)向上倾斜，所述定位销(3)与导向销(2)一一对应设置，且定位销(3)位于导向销(2)的正下方，所述定位销(3)顶部位于导向销(2)顶部的内侧下方，所述定位销(3)的顶部制为半球面。
2.根据权利要求1所述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，其特征在于，所述定位销(3)的顶部与限位杆(1c)不在同一竖直平面上，且定位销(3)的顶部位于限位杆(1c)所处的竖直平面的后侧上方，定位销(3)与支撑梁(1b)相垂直。
3.根据权利要求1或2所述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，其特征在于，所述限位杆(1c)为圆柱形杆件。
4.根据权利要求1或2所述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，其特征在于，所述支撑架(1)还包括两个竖直设置的支撑板(1a)，所述支撑梁(1b)为长条板状结构，支撑梁(1b)的左右两端分别连接在两个支撑板(1a)上，所述支撑梁(1b)与竖直平面相倾斜，所述导向销(2)垂直连接在支撑梁(1b)上。
5.根据权利要求1或2所述的机器人加工中被抓取物的自动放置定位装置，其特征在于，所述支撑梁(1b)和限位杆(1c)的个数均为两个，两个所述限位杆(1c)分别位于两个所述支撑梁(1b)的外侧下方。
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