CN104609200A - 一种码垛机械臂末端执行机构 - Google Patents

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Abstract

码垛机械臂末端执行机构，包括用于与机械臂相连的连接座，支撑座与连接座相连，支撑座装有两条滑轨；两个夹具对称、可滑动地装在滑轨上；夹具装有检测夹具间距的位置传感器；夹具装有用于驱动夹具夹紧或松开的电磁线圈组；夹具工作面加工成条纹状；夹具工作面装有压力传感器；夹具的底面装有撑架，撑架包括固定在夹具底面上的第一电磁线圈、固定杆，与固定杆平行设置的运动杆上装有磁铁，两条撑杆均与固定杆铰接，固定杆、运动杆、两条撑杆构成平行四边形机构，所述的磁铁在第一电磁线圈作用下牵动所述的平行四边形机构，达成所述撑架的伸展或收缩。

Description

一种码垛机械臂末端执行机构
技术领域
本发明涉及一种码垛机械臂末端执行机构，应用于码垛机械臂末端，实现抓取、搬运等功能。
技术背景
随着码垛机械臂在工业领域中的广泛应用，对码垛机械臂的设计也在不断完善。末端执行机构作为码垛机械臂的重要组成部分，其有多种设计方案，对应多种机械结构和控制系统。但是现有末端执行机构一般机构复杂、体积较大，对于货物的夹紧力难以把握适当，夹紧力过大容易损坏货物，夹紧力过小又容易松脱。
发明内容
本发明要克服现有末端执行机构的上述缺点，提供一种机构简单、体积小、容易控制夹紧力大小的末端执行机构。
码垛机械臂末端执行机构，其特征在于：包括用于与机械臂相连的连接座1，支撑座2与连接座1相连，支撑座2上装有两条滑轨21；两个夹具3对称、可滑动地装在滑轨21上；所述的夹具3装有检测夹具间距的位置传感器31；所述的夹具3装有用于驱动夹具夹紧或松开的电磁线圈组；
所述的夹具3的底面装有撑架4，所述的撑架4包括固定在夹具3底面上的第一电磁线圈41、固定杆43，与所述的固定杆43平行设置的运动杆42上装有磁铁，两条撑杆44均与所述的固定杆43铰接，所述的固定杆43、运动杆42、两条撑杆44构成平行四边形机构，所述的磁铁在第一电磁线圈41作用下牵动所述的平行四边形机构，达成所述撑架4的伸展或收缩。
进一步，所述的夹具3底面装有四个对称分布的所述的撑架4。
本发明采用电磁驱动式的对称夹具机构，辅助以撑架，用于实现物品的抓取和搬运工作。
本发明的优点是结构简单、操作方便且容易控制夹紧力大小。
附图说明
图1是本发明的示意图
图2是本发明的另一个角度的示意图
图3是撑架的示意图
图4是本发明的控制方式示意图
具体实施方式
下面结合附图1‐4，进一步说明本发明。
码垛机械臂末端执行机构，其特征在于：包括用于与机械臂相连的连接座1，支撑座2与连接座1相连，支撑座2上装有两条滑轨21；两个夹具3对称、可滑动地装在滑轨21上；所述的夹具3装有检测夹具间距的位置传感器31；所述的夹具3装有用于驱动夹具夹紧或松开的电磁线圈组；
所述的夹具3的底面装有撑架4，所述的撑架4包括固定在夹具3底面上的第一电磁线圈41、固定杆43，与所述的固定杆43平行设置的运动杆42上装有磁铁，两条撑杆44均与所述的固定杆43铰接，所述的固定杆43、运动杆42、两条撑杆44构成平行四边形机构，所述的磁铁在第一电磁线圈41作用下牵动所述的平行四边形机构，达成所述撑架4的伸展或收缩。
通过改变电磁线圈磁场方向产生同向吸引力(或同向排斥力)驱动对称夹具的夹紧(或松开)；对称的夹具的底面装有撑架，撑架在电磁线圈的作用下实现伸展与收缩动作，撑架的结构如图3所示。
夹具3底面上有四个撑架，成对称分布。运动杆上装有磁铁，在撑架的伸展过程中，电磁线圈产生磁场力与磁铁产生的磁力间为排斥力，运动杆远离电磁线圈移动，直到碰到挡柱45，达到极限位置，撑架的伸展动作完成；在撑架的收缩过程中，电磁线圈产生磁场力与磁铁产生的磁力间为吸引力，运动杆向着电磁线圈移动，直到运动杆与固定杆相接触，达到极限位置，撑架的收缩动作完成。
所述的滑轨21为对称双滑轨，所述的夹具3在所述滑轨21上滑动时，具有单向性。所述的夹具3工作面加工成条纹状。所述的夹具3工作面上装有压力传感器，非工作面上装有显示屏。
控制系统主要包括电磁线圈组(内嵌在对称夹具中)、电磁线圈和位置传感器等，如图4所示。
运动控制卡接受来自工控机的指令，并将其转换为运动指令给驱动器，驱动器控制电磁线圈产生电磁。对称夹具在电磁线圈的作用下夹紧或放松物品，对称夹具间的位置通过位置传感器检测并反馈给运动控制卡，确保对称夹具距离末端执行机构中心位置相同。撑架在电磁线圈的作用下实现伸展与收缩。
本发明的工作过程如下：
工作开始时，撑架处于收缩状态，对称夹具运动到最远位置，将末端执行机构运动到待搬运物品处，进行末端定位。
1)夹紧物品时，对称夹具在内嵌电磁线圈的作用下慢慢夹紧物品，此时对称夹具只能相向运动，夹紧后将物品抬起，与此同时，撑架在电磁线圈的作用下运动至挡柱45处，此时撑架处于展开状态，用于支撑物品，防止物品脱落，在移动的过程中，对称夹具中电磁线圈中磁场强度可适度减少，依靠撑架来支撑物品，以免长时间夹紧，给物品造成的挤压破坏；
2)待将物品被搬到指定位置后，电磁线圈控制撑架，使其运动至对称夹具外侧，此时撑架处于收缩状态，与此同时，内嵌在对称夹具中的电磁线圈控制电磁夹具放松，慢慢将物品放开，此时对称夹具只能往两侧运动。
如此往复，实现物品的搬运。
本发明的创新之处是：
1)采用电磁驱动式的对称夹具，用于夹紧物品，机构简单，且具有可操作性；
2)对称夹具中的电磁线圈成对称分布，确保对称夹具受力均匀；
3)采用双滑轨结构，减少对称夹具运动时因纵向偏移而产生的摩擦力，对称夹具沿滑轨运动具有单向性；
4)对称夹具装有位置传感器，可实时检测对称夹具间的距离，在运动控制卡的作用下保证两个对称夹具距离执行机构中心位置相等，保证物品被夹紧后其重心与末端执行机构的重心在同一铅垂线上，避免重心偏移对机构运动带来的不利影响；
5)对称夹具底侧装有撑架，在对称夹具夹紧物品后，撑架展开，用于支撑物品的底侧，避免物品的脱落；
6)对称夹具内侧加工成条纹状，增大抓取时的摩擦力；
7)对称夹具内侧装有压力传感器，用于检测对称夹具对物品施加的压力大小，压力传感器的数据通过显示屏实时显示；
8)对称夹具与撑架的有效配合，即可避免因夹紧时间过长造成物品被挤压变形，又可避免因抓取力不足而导致的物品滑落，本发明适用于远距离搬运物品的场合。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (5)

1.码垛机械臂末端执行机构，其特征在于：包括用于与机械臂相连的连接座(1)，支撑座(2)与连接座(1)相连，支撑座(2)上装有两条滑轨(21)；两个夹具(3)对称、可滑动地装在滑轨(21)上；所述的夹具(3)装有检测夹具间距的位置传感器(31)；所述的夹具(3)装有用于驱动夹具夹紧或松开的电磁线圈组；
所述的夹具(3)的底面装有撑架(4)，所述的撑架(4)包括固定在夹具(3)底面上的第一电磁线圈(41)、固定杆(43)，与所述的固定杆(43)平行设置的运动杆(42)上装有磁铁，两条撑杆(44)均与所述的固定杆(43)铰接，所述的固定杆(43)、运动杆(42)、两条撑杆(44)构成平行四边形机构，所述的磁铁在第一电磁线圈(41)作用下牵动所述的平行四边形机构，达成所述撑架(4)的伸展或收缩。
2.如权利要求1所述的码垛机械臂末端执行机构，其特征在于：所述的夹具(3)底面装有四个对称分布的所述的撑架(4)。
3.如权利要求1所述的码垛机械臂末端执行机构，其特征在于：所述的滑轨(21)为对称双滑轨，所述的夹具(3)在所述滑轨(21)上滑动时，具有单向性。
4.如权利要求1所述的码垛机械臂末端执行机构，其特征在于：所述的夹具(3)工作面加工成条纹状。
5.如权利要求1所述的码垛机械臂末端执行机构，其特征在于：所述的夹具(3)工作面上装有压力传感器，非工作面上装有显示屏。
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