CN106521851A - 一种筒子纱锁扣存储机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种筒子纱锁扣存储机器人，本存储机器人包括支撑框架(1)和安装在支撑框架顶部的锁扣托盘(2)，在锁扣托盘(2)上设置若干锁扣杆(3)，在锁扣托盘(2)开设若干对通孔(4)，所述每一对通孔(4)对应每一锁扣杆(3)，在托盘(2)与支撑框架(1)之间设置可穿入每一对通孔(4)内的顶筒(5)，所述顶筒(5)连接设置在支撑框架(1)上的驱动机构。本发明针对以上不足之处，提供一种筒子纱锁扣存储机器人，通过该存储机器人将锁扣送至锁扣自动抓取机器人进行抓取的位置，该存储机器人配合锁扣自动抓取机器人共同完成了锁扣的抓取工序，不再使用人力进行锁扣的抓取，大大节约了人力资源；同时该装置自动化程度高，机器代替人工大大加快了。
Description
技术领域
本发明涉及纺织设备领域，具体为一种筒子纱锁扣存储机器人。
背景技术
筒子纱染色工艺复杂，生产过程设计工序较多，例如中国专利申请号2008201827153，申请日2008年12月23日，公开了一种名称为一种新型搬运机器手的实用新型专利，利用该专利的机器手能实现筒子纱染色过程中纱筒的搬运工序，该机器手一次搬运多个纱筒，完全代替了人工搬运，省时省力。
上述专利只是整个筒子纱染色工序中的其中一道工序，还有许多需要人工去操作的工序，例如将筒子纱依次放入纱筒之后，需要将串在一块的筒子纱通过锁扣锁紧在纱筒立柱上，目前锁扣需要人工逐个进行拿取，每一个纱筒对应一个锁扣，因此需要拿取的锁扣数量多且人工拿取锁扣过程费时费力，该人工拿取锁扣的环节严重影响了下一步工序的快速开始，因此人工拿取锁扣的环节不利于现代化染色工艺的实现。
发明内容
本发明针对以上不足之处，提供一种筒子纱锁扣存储机器人，通过该存储机器人将锁扣送至锁扣自动抓取机器人进行抓取的位置，该存储机器人配合锁扣自动抓取机器人共同完成了锁扣的抓取工序，不再使用人力进行锁扣的抓取，大大节约了人力资源；同时该装置自动化程度高，机器代替人工大大加快了整个筒子纱染色行业的现代化步伐。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本存储机器人包括支撑框架和安装在支撑框架顶部的锁扣托盘，在锁扣托盘上设置若干锁扣杆，在锁扣托盘上开设若干通孔，所述每一通孔对应每一锁扣杆，在托盘与支撑框架之间设置可穿入每一通孔内的顶筒，所述顶筒连接设置在支撑框架上的驱动机构。
将纱筒锁扣预先穿在每一锁扣杆上，当锁扣自动抓取机器人需要抓取锁扣时，锁扣自动抓取机器人通过控制就会移动至相应的锁扣杆顶端上方，由于设计了顶筒连接设置在支撑框架上的驱动机构，该驱动机构就会带动顶筒运动至相应锁扣杆对应的每一通孔的下方，并且通过驱动机构带动顶筒往上运动并让顶筒穿入对应的每一通孔内，伴随顶筒在通孔内往上运动，顶筒的顶端首先将穿在锁扣杆最底部的锁扣往上顶起，伴随着最底部锁扣被往上顶起，锁扣杆串在一块的锁扣就会同时往上运动，最后串在锁扣杆最顶部的锁扣就会被顶至抓取机器人下方并被抓取机器人带走；如果抓取机器人需要抓取其他锁扣杆上的锁扣，驱动机构就会带动顶筒从通孔内退出并移至下一处通孔再次重复上述操作，由此可见该存储机器人配合锁扣自动抓取机器人完成了整个锁扣拿取的工序，自动化程度高且完全解放了双手，省时省力，机器代替人工大大加快了整个筒子纱染色行业的现代化步伐。
本发明设计了，锁扣杆在锁扣托盘上间隔并成排设置，每一通孔设置为围绕相应锁扣杆底部中心相对称的一对圆弧段通孔，所述顶筒整体为圆柱筒状并分为相对称的左顶筒和右顶筒，在左右顶筒之间沿顶筒的长度方向对称开设一对缺口，左右顶筒对应每对圆弧段通孔。
本发明设计了，支撑框架设置有一对上横梁，在上横梁与锁扣托盘之间设置定位机构，在锁扣托盘的中部设置吊杆。
本发明设计了，所述定位机构包括设置在上横梁上的一对销轴与设置在锁扣托盘上的一对销轴孔，所述销轴对应插入相应的销轴孔内。
本发明设计了，在支撑框架中部活动连接一对中间横梁，所述驱动机构包括X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括设置在一对中间横梁端部之间的X转轴，在X转轴中部连接X轴伺服电机减速机，X转轴的一端通过一中间横梁一端的轴承座连接X轴主动同步带轮，X轴主动同步带轮通过X轴同步带连接一中间横梁另一端轴承座上的X轴从动同步带轮，在每一中间横梁上部并沿其长度方向铺设X轴方型管材，X轴同步带固连X轴连接板Ⅰ并带动X轴连接板Ⅰ在一X轴方型管材上滑动，在另一X轴方型管材上滑动连接X轴连接板Ⅱ，在两X轴连接板之间设置Y轴方型管材；
所述Y轴驱动机构包括通过轴承座分别设置在Y轴方型管材两端的Y轴主动同步带轮和Y轴从动同步带轮，Y轴主动同步带轮的转轴连接安装在Y轴方型管材端部的Y轴伺服电机减速机的输出轴，在Y轴主从动同步带轮之间的Y轴同步带上固连Y轴连接板，Y轴同步带带动Y轴连接板在Y轴方型管材上滑动，在Y轴连接板侧部设置Z轴方型管材；
所述Z轴驱动机构包括通过轴承座分别设置在Z轴方型管材两端的Z轴主动同步带轮和Z轴从动同步带轮,Z轴主动同步带轮的转轴连接安装在Z轴方型管材端部的Z轴伺服电机减速机的输出轴，在Z轴主从动同步带轮之间的Z轴同步带上固连Z轴连接板，Z轴同步带带动Z轴连接板在Z轴方型管材上滑动，在Z轴连接板上设置顶筒。
本发明设计了，所述方型管材横截面设置为方形并为中心对称图形，在方型管材的每一侧面并沿其长度方向设置一对T型凹槽，在连接板与同步带之间分别设置锁紧机构与滑动机构。
本发明设计了，所述锁紧机构包括在连接板并位于同步带的长度方向的两侧下方分别通过调节螺栓连接的同步带固定板，在同步带固定板下方通过锁紧螺钉连接带有齿槽的同步带压板，在同步带固定板与同步带压板的齿槽之间连接同步带的开口端部，所述滑动机构包括在连接板并位于同步带的宽度方向的两侧下方分别连接的滑块，在每一滑块上设置缺口，在缺口两侧对称设置V型凸起，T型凹槽通过螺栓连接滑轨，滑轨两侧对称设置V型凹槽，所述V型凸起与V型凹槽配合使用。
附图说明
图1所示为锁扣托盘主视图；
图2所示为锁扣托盘俯视图；
图3所示为顶筒主视图；
图4所示为顶筒立体图；
图5所示为顶筒动作步骤一；
图6所示为顶筒动作步骤二；
图7所示为三坐标驱动机构的俯视图；
图8所示为三坐标驱动机构的主视图；
图9所示为图7中的A-A截面、B-B截面及图8中的C-C截面中的方型管材横截面示意图；
图10所示为同步带轮与方型管材之间的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
如图1-10所示为本发明的一个具体实施例，本存储机器人包括支撑框架1和安装在支撑框架顶部的锁扣托盘2，支撑框架1设置有一对上横梁7，在支撑框架1中部活动连接一对中间横梁10，在上横梁7与锁扣托盘2之间设置定位机构，所述定位机构包括设置在上横梁7上的一对销轴37与设置在锁扣托盘2上的一对销轴孔38，所述销轴37对应插入相应的销轴孔38内，在锁扣托盘2的中部设置吊杆8，在锁扣托盘2上设置若干锁扣杆3，锁扣杆3在锁扣托盘2上间隔并成排设置，在锁扣托盘2上开设若干通孔4，所述每一通孔4对应每一锁扣杆3，每一通孔4设置为围绕相应锁扣杆3底部中心相对称的一对圆弧段通孔，在托盘2与支撑框架1之间设置可穿入每一通孔4内的顶筒5，所述顶筒5整体为圆柱筒状并分为相对称的左顶筒5-1和右顶筒5-2，在左右顶筒之间沿顶筒5的长度方向对称开设一对缺口6，左右顶筒对应每对圆弧段通孔，所述顶筒5连接设置在支撑框架1上的驱动机构，所述驱动机构包括X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括设置在一对中间横梁10端部之间的X转轴11，在X转轴11中部连接X轴伺服电机减速机12，X转轴11的一端通过一中间横梁10一端的轴承座连接X轴主动同步带轮13，X轴主动同步带轮13通过X轴同步带39连接一中间横梁10另一端轴承座上的X轴从动同步带轮，在每一中间横梁10上部并沿其长度方向铺设X轴方型管材14，X轴同步带39固连X轴连接板Ⅰ15并带动X轴连接板Ⅰ15在一X轴方型管材14上滑动，在另一X轴方型管材14上滑动连接X轴连接板Ⅱ16，在两X轴连接板之间设置Y轴方型管材17；
所述Y轴驱动机构包括通过轴承座分别设置在Y轴方型管材17两端的Y轴主动同步带轮18和Y轴从动同步带轮，Y轴主动同步带轮18的转轴连接安装在Y轴方型管材17端部的Y轴伺服电机减速机19的输出轴，在Y轴主从动同步带轮之间的Y轴同步带20上固连Y轴连接板21，Y轴同步带20带动Y轴连接板21在Y轴方型管材17上滑动，在Y轴连接板21侧部设置Z轴方型管材22；
所述Z轴驱动机构包括通过轴承座分别设置在Z轴方型管材22两端的Z轴主动同步带轮23和Z轴从动同步带轮,Z轴主动同步带轮23的转轴连接安装在Z轴方型管材22端部的Z轴伺服电机减速机24的输出轴，在Z轴主从动同步带轮之间的Z轴同步带25上固连Z轴连接板26，Z轴同步带25带动Z轴连接板26在Z轴方型管材22上滑动，在Z轴连接板26上设置顶筒5。
预先将锁扣36依次顺序穿入锁扣托盘2上的各个锁扣杆3，相当于多个锁扣36在每一锁扣杆3串成一串，然后通过起重设备与吊杆8将整个锁扣托盘2放在支撑框架1的上横梁7上，进行托盘的放置时，由于设计了销轴37、销轴孔38，通过销轴37余销轴孔38的相互配合，能很快的将销轴37插入销轴孔38内从而快速且正确的将整个锁扣托盘2放在上横梁7上，如图1-2所示，销轴37与销轴孔38分别对角设置；
当锁扣自动抓取机器人需要抓取锁扣时，锁扣自动抓取机器人通过控制就会移动至相应的锁扣杆3顶端上方，此时分别通过X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构等该三坐标驱动机构将顶筒5带到相应锁扣杆3的下方并让顶筒5的左右顶筒的顶端分别正对相应的圆弧段通孔，对正之后Z轴驱动机构带动顶筒5进一步往上运动，左右顶筒分别插入相应的圆弧段通孔中，如图3-4所示，由于设计了左右顶筒、一对缺口6，伴随顶筒5往上运动，左右顶筒就会沿着缺口在相应的圆弧段通孔中上下运动，左右顶筒的最顶端顶着最底层的锁扣36往上运动，因为锁扣36是同时串在锁扣杆3上的，所以最低层的锁扣36就会推着整串锁扣往上运动，最终最顶端的锁扣就会到达锁扣自动抓取机器人的抓取位置并被抓走，最顶端的锁扣被抓走之后，如果锁扣自动抓取机器人还需要继续抓取本锁扣杆3上的锁扣，Z轴驱动机构带动顶筒5再往上运动，如此重复操作，最终整个锁扣杆3的锁扣就会被抓完，从图5到图6是顶筒5逐渐顶成串锁扣的示意图，在这两个图中，为了表示清楚，仅表示了单条锁扣杆3，其余锁扣杆上串在一块的锁扣被抓取的原理与上述相同；当锁扣托盘2上所有的锁扣36都被取走之后，起重设备通过吊杆8将锁扣托盘2取下并再次放上另一锁扣托盘；
对于三坐标驱动机构，为了便于配合图纸解释，将三坐标驱动机构从支撑框架1上单独摘了下来，如图7-8所示：
X轴驱动机构的X轴伺服电机减速机12带动X转轴11转动，X转轴11带动X轴主动同步带轮13转动，X轴主动同步带轮13带动X轴同步带39在X轴主从同步带轮之间转动，由于设计了X轴同步带39固连X轴连接板Ⅰ15并带动X轴连接板Ⅰ15在一X轴方型管材14上滑动、另一X轴方型管材14上滑动连接X轴连接板Ⅱ16，那么X轴同步皮带39就会带动两个X轴连接板可以在相应的X轴方型管材14上左右运动，同时由于设计了两X轴连接板之间设置Y轴方型管材17，那么Y轴方型管材17就会伴随两X轴连接板同步左右运动，这样就实现了Y轴方型管材17带动顶筒5沿锁扣托盘2并在X轴方向的左右移动；
Y轴驱动机构的Y轴伺服电机减速机19带动Y轴主动同步带轮18转动，Y轴主动同步带轮18带动Y轴同步带20在Y轴主从同步带轮之间转动，由于设计了Y轴同步带20固连Y轴连接板21、Y轴连接板21侧部设置Z轴方型管材22，那么Y轴连接板21与Z轴方型管材22就会被Y轴同步带20带着前后移动，这样就实现了Z轴方型管材22带动顶筒5沿锁扣托盘2并在Y轴方向的前后移动；
Z轴驱动机构的Z轴伺服电机减速机24带动Z轴主动同步带轮23转动，Z轴主动同步带轮23带动Z轴同步带25在Z轴主从同步带轮之间转动，由于设计了Z轴同步带25固连Z轴连接板26、Z轴连接板26上设置顶筒5，这样就实现了Z轴连接板26带动顶筒5在垂直于锁扣托盘2的盘面方向并在Z轴方向的上下移动；
由上所述能清晰看出顶筒5实现了在三维空间的运动，从而满足了顶筒5能到达锁扣托盘2任一对通孔4下方并穿过通孔4中顶起锁扣杆3上的锁扣；
在本实例中，如图9-10所示，所述X轴方型管材14、Y轴方型管材17、Z轴方型管材22均采用形状与构造相同的方型管材，所述方型管材包括所述方型管材横截面设置为方形并为中心对称图形，在方型管材的每一侧面并沿其长度方向设置一对T型凹槽27；
如图10所示，在连接板并位于同步带的长度方向的两侧下方分别通过调节螺栓28连接同步带固定板29，在同步带固定板29下方通过锁紧螺钉30连接带有齿槽的同步带压板31，当进行与同步带的连接时，先将同步带的一开口端放在同步带固定板29与同步带压板31的齿槽之间，让同步带上的齿条与同步带压板31的齿槽相对应，然后转动锁紧螺钉30将同步带的端部锁紧在同步带固定板29与同步带压板31之间，同步带的另一开口端的锁紧同样采用该结构进行锁紧；
如图9所示，在连接板并位于同步带的宽度方向的两侧下方分别连接滑块32，在每一滑块32上设置缺口，在缺口两侧对称设置V型凸起33，T型凹槽27通过螺栓连接滑轨34，滑轨34两侧对称设置V型凹槽35，所述V型凸起33与V型凹槽35配合使用，同步带、连接板、滑块之间相互固定于一体，当同步带运动时，就会带动滑块32在滑轨34上滑动，同时也会带动与连接板固定连接的部件运动；
另外X轴连接板Ⅱ16与X轴方型管材14的横截面图中只是比其他连接板与方型管材少了同步皮带而已，X轴连接板Ⅱ16在X轴方型管材14是被X轴连接板Ⅰ15与Y轴方型管材17带动的。
Claims (7)
1.一种筒子纱锁扣存储机器人，其特征在于：本存储机器人包括支撑框架(1)和安装在支撑框架顶部的锁扣托盘(2)，在锁扣托盘(2)上设置若干锁扣杆(3)，在锁扣托盘(2)上开设若干通孔(4)，所述每一通孔(4)对应每一锁扣杆(3)，在托盘(2)与支撑框架(1)之间设置可穿入每一通孔(4)内的顶筒(5)，所述顶筒(5)连接设置在支撑框架(1)上的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种筒子纱锁扣存储机器人，其特征在于：锁扣杆(3)在锁扣托盘(2)上间隔并成排设置，每一通孔(4)设置为围绕相应锁扣杆(3)底部中心相对称的一对圆弧段通孔，所述顶筒(5)整体为圆柱筒状并分为相对称的左顶筒(5-1)和右顶筒(5-2)，在左右顶筒之间沿顶筒(5)的长度方向对称开设一对缺口(6)，左右顶筒对应每对圆弧段通孔。
3.根据权利要求2所述的一种筒子纱锁扣存储机器人，其特征在于：支撑框架(1)设置有一对上横梁(7)，在上横梁(7)与锁扣托盘(2)之间设置定位机构，在锁扣托盘(2)的中部设置吊杆(8)。
4.根据权利要求3所述的一种筒子纱锁扣存储机器人，其特征在于：所述定位机构包括设置在上横梁(7)上的一对销轴(37)与设置在锁扣托盘(2)上的一对销轴孔(38)，所述销轴(37)对应插入相应的销轴孔(38)内。
5.根据权利要求3所述的一种筒子纱锁扣存储机器人，其特征在于：在支撑框架(1)中部活动连接一对中间横梁(10)，所述驱动机构包括X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括设置在一对中间横梁(10)端部之间的X转轴(11)，在X转轴(11)中部连接X轴伺服电机减速机(12)，X转轴(11)的一端通过一中间横梁(10)一端的轴承座连接X轴主动同步带轮(13)，X轴主动同步带轮(13)通过X轴同步带(39)连接一中间横梁(10)另一端轴承座上的X轴从动同步带轮，在每一中间横梁(10)上部并沿其长度方向铺设X轴方型管材(14)，X轴同步带(39)固连X轴连接板Ⅰ(15)并带动X轴连接板Ⅰ(15)在一X轴方型管材(14)上滑动，在另一X轴方型管材(14)上滑动连接X轴连接板Ⅱ(16)，在两X轴连接板之间设置Y轴方型管材(17)；
所述Y轴驱动机构包括通过轴承座分别设置在Y轴方型管材(17)两端的Y轴主动同步带轮(18)和Y轴从动同步带轮，Y轴主动同步带轮(18)的转轴连接安装在Y轴方型管材(17)端部的Y轴伺服电机减速机(19)的输出轴，在Y轴主从动同步带轮之间的Y轴同步带(20)上固连Y轴连接板(21)，Y轴同步带(20)带动Y轴连接板(21)在Y轴方型管材(17)上滑动，在Y轴连接板(21)侧部设置Z轴方型管材(22)；
所述Z轴驱动机构包括通过轴承座分别设置在Z轴方型管材(22)两端的Z轴主动同步带轮(23)和Z轴从动同步带轮,Z轴主动同步带轮(23)的转轴连接安装在Z轴方型管材(22)端部的Z轴伺服电机减速机(24)的输出轴，在Z轴主从动同步带轮之间的Z轴同步带(25)上固连Z轴连接板(26)，Z轴同步带(25)带动Z轴连接板(26)在Z轴方型管材(22)上滑动，在Z轴连接板(26)上设置顶筒(5)。
6.根据权利要求5所述的一种筒子纱锁扣存储机器人，其特征在于：所述方型管材横截面设置为方形并为中心对称图形，在方型管材的每一侧面并沿其长度方向设置一对T型凹槽(27)，在连接板与同步带之间分别设置锁紧机构与滑动机构。
7.根据权利要求6所述的一种筒子纱锁扣存储机器人，其特征在于：所述锁紧机构包括在连接板并位于同步带的长度方向的两侧下方分别通过调节螺栓(28)连接的同步带固定板(29)，在同步带固定板(29)下方通过锁紧螺钉(30)连接带有齿槽的同步带压板(31)，在同步带固定板(29)与同步带压板(31)的齿槽之间连接同步带的开口端部，所述滑动机构包括在连接板并位于同步带的宽度方向的两侧下方分别连接的滑块(32)，在每一滑块(32)上设置缺口，在缺口两侧对称设置V型凸起(33)，T型凹槽(27)通过螺栓连接滑轨(34)，滑轨(34)两侧对称设置V型凹槽(35)，所述V型凸起(33)与V型凹槽(35)配合使用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |