CN105068517A - 自动便携式电缆传送机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动便携式电缆传送机器人,伺服电机与滚珠丝杠的一端连接,滚珠丝杠的另一端安装在底座上,滚珠丝杠上套装有丝杠螺母,丝杠螺母固定安装在滑台内,位于滚珠丝杠两侧的光杠穿过滑台且两端安装在底座上,滑台上安装有机械手臂。本发明通过采用伺服电机和滚珠丝杠实现了电缆的自动输送,大大减少了人工的使用;通过具有单向输送功能和自适应外径功能的机械手臂,实现电缆定向输送,提高了效率;通过单机控制或多个机构联机协调工作,可以适应不同工况,按照实际需求自由搭配;采用有线或无线远程控制,统一协调多个机构,可调整机构数量、速度、运行模式等指标,并保证各个机构同步动作,提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及机电设备技术领域,尤其涉及一种自动便携式电缆传送机器人。
背景技术
在目前电缆敷设过程中,尤其在船舶及海工施工作业领域,现场环境狭窄、电缆桥架分布比较复杂(一般是特定高度和宽度的电缆桥架),传统电缆输送机无法使用,不能满足实际工况下的电缆敷设需求,整个过程中利用人工拉拽,将电缆沿预定路径敷设,产生巨额人工成本,且需要特种作业人员配合。
现场多工种交叉作业现象普遍,环境比较嘈杂,在人工拉拽过程中,需要所有操作人员同步动作,现场很难实现,造成生产效率低下,人工浪费严重。再加之人员数量较多,普遍存在出工不出力的情况,也是效率下降的一个重要因素,同时劳动强度不断增加,单体人员效率也不断下降,人员体力的下降就会给施工带来巨大安全隐患。
同时,采用人工拉拽时电缆输送速度难以控制,无法采集真实敷设数据。
发明内容
本发明为解决电缆敷设时空间狭小,电缆输送机无法使用,需要大量人力,不同工位的同步,速度控制,行程控制,方向调节,电缆外径变化不能随时适应,时时数据采集以及统一控制的问题,提供一种自动便携式电缆传送机器人。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:自动便携式电缆传送机器人,包括机械手臂、滑台、滚珠丝杠、光杠、底座、控制面板及按钮和伺服电机,底座上安装有控制面板及按钮、伺服电机,伺服电机与滚珠丝杠的一端连接,滚珠丝杠的另一端安装在底座上,滚珠丝杠上套装有丝杠螺母,丝杠螺母固定安装在滑台内,位于滚珠丝杠两侧的光杠穿过滑台且两端安装在底座上,滑台上安装有机械手臂;机械手臂包括机械手臂外壳、楔形滑块、固定销、连接板、橡胶垫块固定板、橡胶垫块和滑槽限位块,机械手臂外壳上板的滑槽与楔形滑块滑动连接,下方的橡胶垫块固定在机械手臂外壳的底板上,上方的橡胶垫块固定在楔形滑块上,滑槽限位块的一端固定安装在机械手臂外壳上,另一端置于楔形滑块的限位槽内,机械手臂外壳安装在连接板上,连接板固定在滑台上。
进一步的,伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠的一端连接。
进一步的,下方的橡胶垫块通过橡胶垫块固定板固定在机械手臂外壳的底板上,上方的橡胶垫块通过橡胶垫块固定板固定在楔形滑块上。
进一步的,机械手臂外壳通过固定销安装在连接板上。
本发明通过采用伺服电机和滚珠丝杠实现了电缆的自动输送,大大减少了人工的使用;通过具有单向输送功能和自适应外径功能的机械手臂,实现电缆定向输送,提高了效率;通过单机控制或多个机构联机协调工作,可以适应不同工况,按照实际需求自由搭配;采用有线或无线远程控制,统一协调多个机构,可调整机构数量、速度、运行模式等指标,并保证各个机构同步动作,提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图2是图1中机械手臂结构示意图;
图3是图2的局部视图;
图4是机械手臂夹紧电缆工作状态的主视图;
图5是机械手臂夹紧电缆工作状态的左视图;
图6是机械手臂放松电缆工作状态主视图;
图7是机械手臂放松电缆工作状态左视图;
图8是本发明控制原理图。
其中:1.机械手臂,2.滑台,3.滚珠丝杠,4.光杠,5.底座,6.控制面板及按钮,7.伺服电机,8.联轴器,9.丝杠螺母,10.机械手臂外壳,11.楔形滑块,12.固定销,13.连接板,14.橡胶垫块固定板,15.橡胶垫块,16.滑槽限位块,17.电缆。
具体实施方式
如图1-图3所示,自动便携式电缆传送机器人,包括机械手臂1、滑台2、滚珠丝杠3、光杠4、底座5、控制面板及按钮6和伺服电机7,底座5上安装有控制面板及按钮6、伺服电机7,伺服电机7通过联轴器8与滚珠丝杠3的一端连接,滚珠丝杠3的另一端安装在底座5上,滚珠丝杠3上套装有丝杠螺母9,丝杠螺母9固定安装在滑台2内,位于滚珠丝杠3两侧的光杠4穿过滑台2且两端安装在底座5上,滑台2上安装有机械手臂1,通过控制面板及按钮6,可以手动控制伺服电机7的运动,实现模式选择、开关、点动前进、点动后退、急停等功能,伺服电机7采用配套驱动器进行控制,精确定位机械手臂1直线运动位置,伺服电机7可正反向转动,带动滚珠丝杠3旋转,使丝杠螺母9沿光杠4直线往复运动,夹持电缆17的机械手臂1固定在与丝杠螺母9相连的滑台2上,就可以带动电缆17直线运动;机械手臂1包括机械手臂外壳10、楔形滑块11、固定销12、连接板13、橡胶垫块固定板14、橡胶垫块15和滑槽限位块16,机械手臂外壳10上板的滑槽与楔形滑块11滑动连接,下方的橡胶垫块15通过橡胶垫块固定板14固定在机械手臂外壳10的底板上,上方的橡胶垫块15通过橡胶垫块固定板14固定在楔形滑块11上,通过上、下的橡胶垫块15来夹紧电缆17,滑槽限位块16的一端固定安装在机械手臂外壳10上,另一端置于楔形滑块11的限位槽内,机械手臂外壳10通过固定销12安装在连接板13上,连接板13固定在滑台2上,机械手臂1为单向输送形式,楔形滑块11可以在机械手臂外壳10上板的滑槽中直线往复滑动,其滑动范围通过滑槽限位块16来限制,自动实现电缆17的夹紧与放松,使电缆17向着预定方向传送,同时,夹持电缆17的机械手臂1通过楔形滑块11滑动行程的变化,可以适应不同外径的电缆17。在单机模式下,如图4、图5所示,滑台2带动机械手臂1向左运动,楔形滑块11在摩擦力的作用下向右滑动,使上、下橡胶垫块15之间的开口距离变小至H1,H1为夹紧状态下上、下橡胶垫块15之间的开口距离,此时橡胶垫块15夹紧电缆17,机械手臂1继续向左运动,将已夹紧的电缆17向左拉动;随后,如图6、图7所示,滑台2带动机械手臂1向右运动,楔形滑块11在摩擦力的作用下向左滑动,使上、下橡胶垫块15之间的开口距离增大至H2,H2为放松状态下上、下橡胶垫块15之间的开口距离,此时橡胶垫块15松开电缆17,机械手臂1继续向右运动,由于已经松开电缆17,因此不带动电缆17向右运动;如此往复,即可以达到向左输送电缆17的目的;将固定销12拔下,可以把机械手臂1上下旋转180度,再安装到连接板13上,插回固定销12,其余步骤按照以上所述,即可实现向右输送电缆17的目的。在联机模式下,数台图1所示的机器人由总控台统一控制,各机器人的机械手臂1夹持同一根电缆,同步按照上述规则运行,实现长距离电缆17输送的目的;如图8所示,人机交互界面采用具有触摸功能工控屏通过串口与主控制器相连,可以实时查询并显示当前机器人的连接状态、控制所有机器人的同步运行与停止,并记录电缆敷设长度;主控制器作为整个系统的核心,采用Zigbee网络(无线连接)或者CAN总线(有线连接)与各个机器人通信,实现整体的管理控制;单机控制器接收总控制器指令,采集面板信息控制滑台的左右滑动,并实时返回当前机器人的运动状态。
在实际工况中,采用人工拉拽电缆与该机器人传送电缆的成本对比如下:
在实际工况中,采用人工拉拽电缆与该机器人传送电缆的工作效率对比如下(以敷设10万米电缆计算):
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.自动便携式电缆传送机器人,其特征在于:包括机械手臂(1)、滑台(2)、滚珠丝杠(3)、光杠(4)、底座(5)、控制面板及按钮(6)和伺服电机(7),底座(5)上安装有控制面板及按钮(6)、伺服电机(7),伺服电机(7)与滚珠丝杠(3)的一端连接,滚珠丝杠(3)的另一端安装在底座(5)上,滚珠丝杠(3)上套装有丝杠螺母(9),丝杠螺母(9)固定安装在滑台(2)内,位于滚珠丝杠(3)两侧的光杠(4)穿过滑台(2)且两端安装在底座(5)上,滑台(2)上安装有机械手臂(1);
机械手臂(1)包括机械手臂外壳(10)、楔形滑块(11)、固定销(12)、连接板(13)、橡胶垫块固定板(14)、橡胶垫块(15)和滑槽限位块(16),机械手臂外壳(10)上板的滑槽与楔形滑块(11)滑动连接,下方的橡胶垫块(15)固定在机械手臂外壳(10)的底板上,上方的橡胶垫块(15)固定在楔形滑块(11)上,滑槽限位块(16)的一端固定安装在机械手臂外壳(10)上,另一端置于楔形滑块(11)的限位槽内,机械手臂外壳(10)安装在连接板(13)上,连接板(13)固定在滑台(2)上。
2.根据权利要求1所述的自动便携式电缆传送机器人,其特征在于:所述的伺服电机(7)通过联轴器(8)与滚珠丝杠(3)的一端连接。
3.根据权利要求1所述的自动便携式电缆传送机器人,其特征在于:所述下方的橡胶垫块(15)通过橡胶垫块固定板(14)固定在机械手臂外壳(10)的底板上,上方的橡胶垫块(15)通过橡胶垫块固定板(14)固定在楔形滑块(11)上。
4.根据权利要求1所述的自动便携式电缆传送机器人,其特征在于:所述的机械手臂外壳(10)通过固定销(12)安装在连接板(13)上。
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