CN107511844A - 一种模块化飞机轮胎抓取装置 - Google Patents

Abstract

一种模块化飞机轮胎抓取装置，属于飞机装备领域，是由防护罩、动力装置、夹取机构、全方位高清摄像头和薄膜式压力传感器组成的，所述防护罩固定在动力装置的三个侧面，可对动力装置内部元器件起到防尘和保护作用，所述夹取机构固定在动力装置的输出端，可用于抓取物体，所述全方位高清摄像头固定在动力机构的上方，可用于对抓取物体过程的监测并进行位置闭环控制，所述薄膜式压力传感器固定在夹取机构末端，可用于测量夹取力并进行力闭环控制。该模块化飞机轮胎抓取装置采用了视觉反馈和力反馈，可以精确地抓取飞机轮胎，由于其独特的设计可以直接安装在大多数机械臂的末端作为抓取机构，既保证了抓取精度又具有方便快捷的安装性。

Description

一种模块化飞机轮胎抓取装置

技术领域

本发明涉及一种模块化飞机轮胎抓取装置，具体地说是一种主要针对飞机轮胎进行抓取，采用了视觉反馈和力反馈，并能方便快捷地安装在大多数机械臂末端的机器人抓取装置，属于飞机装备领域。

背景技术

在现代工业领域中，机械臂越来越多的被运用于各行各业。作为机械臂的执行机构，机器人抓取装置自然在各行各业中不可缺少。机器人抓取装置的功能是否完善、性能是否可靠、工作是否安全将直接影响机械臂机械性能的好坏和工作效率的高低。研究机器人抓取装置对推广工业机械臂的运用，提高工业机械臂的性能，最大限度发挥机械臂的效率，具有重要的指导意义。而目前生产线上所采用的机械臂的抓取装置大都是通过预编程对其进行操作的，这种生产线的柔性就很差，满足不了柔性生产系统对物料输送系统的要求。在这种情况下，在抓取装置引入视觉识别，利用机器视觉技术获取工件及其周围环境的信息，提高生产线上抓取装置的柔性。大多数电动抓取装置在断电情况下容易出现夹紧力降低，被抓取物体脱落情况，通过抓取装置中特殊机构的锁死特性可避免这种突发情况的发生。此外，由于不同机械臂的末端结构会有差异，需要夹取装置的接口具有一定的通用性便于拆卸和安装，并且具有独立的电机驱动机构。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种模块化飞机轮胎抓取装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种模块化飞机轮胎抓取装置，属于飞机装备领域，是由防护罩、动力装置、夹取机构、全方位高清摄像头和薄膜式压力传感器组成的，所述防护罩固定在动力装置的三个侧面，可对动力装置内部元器件起到防尘和保护作用，所述夹取机构固定在动力装置的输出端，可用于抓取物体，所述全方位高清摄像头固定在动力机构的上方，可用于对抓取物体过程的监测并进行位置闭环控制，所述薄膜式压力传感器固定在夹取机构末端，可用于测量夹取力并进行力闭环控制。

更进一步地，所述防护罩包括防护罩后端盖、第一沉头螺钉、防护罩左端盖、第一圆柱头螺钉、安装螺纹孔、防护罩前端盖和第二沉头螺钉，所述防护罩后端盖通过八个均匀布置的第一沉头螺钉固定在动力装置上，所述防护罩左端盖通过四个均匀布置的第一圆柱头螺钉固定在动力装置上，所述防护罩左端盖上设置有五个安装螺纹孔，用于与机械臂末端连接，所述防护罩前端盖通过八个均匀布置的第二沉头螺钉固定在动力装置上。

更近一步地，所述动力装置包括安装支架、步进电机、第二圆柱头螺钉、主动齿轮、第一紧定螺钉、步进电机D形输出轴、被动齿轮、第二紧定螺钉、T形丝杠、深沟球轴承、第一弹性挡圈、第三圆柱头螺钉和步进电机驱动器，所述步进电机通过四个第二圆柱头螺钉固定在安装支架上，所述主动齿轮204通过第一紧定螺钉与步进电机D形输出轴连接，所述主动齿轮通过齿之间的啮合作用与被动齿轮连接，所述被动齿轮通过第二紧定螺钉与T形丝杠连接，所述深沟球轴承固定在安装支架上，所述第一弹性挡圈与深沟球轴承连接，所述安装支架通过四个第三圆柱头螺钉与夹取机构中的十字固定座连接，所述步进电机驱动器固定在安装支架内部，用于驱动步进电机的运动。

更近一步地，所述夹取机构包括十字固定座、移动架、内嵌螺母、第一铜套、夹指连杆、第一圆柱销、第二弹性挡圈、中间连杆、第二圆柱销、第二铜套、第三弹性挡圈、第三铜套、第三圆柱销和第四弹性挡圈。所述移动架通过内嵌螺母与T形丝杠连接，所述第一套筒安装在十字固定座内，所述夹指连杆通过第一套筒、第一圆柱销和第二弹性挡圈与十字固定座连接，所述中间连杆通过第二圆柱销、第二铜套和第三弹性挡圈与移动架连接，并且通过第三铜套、第三圆柱销和第四弹性挡圈与夹指连杆连接。

更近一步地，所述全方位高清摄像头固定在安装支架的上方。

更近一步地，所述薄膜式压力传感器固定在夹指连杆的末端。

该发明的有益之处是，该发明通过步进电机利用齿轮系增大电机输出扭矩，然后利用丝杠螺母的运动转化，将电机的旋转运动转化为直线运动，最后利用夹取机构将丝杠螺母的旋转运动转化为物体的夹取运动。该发明内部安装有电机的驱动器，可以独立于其它设备工作。所安装的全方位高清摄像头可对整个夹取运动进行实时监测，夹取机构末端安装的薄膜式压力传感器可以实时监测夹紧力大大小，避免在夹取过程中由于夹紧力过大而损坏被夹取物体。此外，该发明具有通用性的安装接口，可以方便快捷地安装在不同机械臂末端。

附图说明

图1为本发明的模块化飞机轮胎抓取装置结构示意图；

图2为本发明图1的防护罩结构爆炸图；

图3为本发明图1的动力装置结构示意图；

图4为本发明图1的夹取机构结构示意图；

图中，1、防护罩，101、防护罩后端盖，102、第一沉头螺钉，103、防护罩左端盖，104、第一圆柱头螺钉，105、安装螺纹孔，106、防护罩前端盖，107、第二沉头螺钉，2、动力装置，201、安装支架，202、步进电机，203、第二圆柱头螺钉，204、主动齿轮，205、第一紧定螺钉，206、步进电机D形输出轴，207、被动齿轮，208、第二紧定螺钉，209、T形丝杠，210、深沟球轴承，211、第一弹性挡圈，212、第三圆柱头螺钉，213、步进电机驱动器，3、夹取机构，301、十字固定座，302、移动架，303、内嵌螺母，304、第一铜套，305、夹指连杆，306、第一圆柱销，307、第二弹性挡圈，308、中间连杆，309、第二圆柱销，310、第二铜套，311、第三弹性挡圈，312、第三铜套，313、第三圆柱销，314、第四弹性挡圈，4、全方位高清摄像头，5、薄膜式压力传感器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合图1-4对发明的一种模块化飞机轮胎抓取装置的结构做详细的描述。一种模块化飞机轮胎抓取装置是由防护罩1、动力装置2、夹取机构3、全方位高清摄像头4和薄膜式压力传感器5组成的，所述防护罩1固定在动力装置2的三个侧面，可对动力装置2内部元器件起到防尘和保护作用，所述夹取机构3固定在动力装置2的输出端，可用于抓取物体，所述全方位高清摄像头4固定在动力机构的上方，可用于对抓取物体过程的监测并进行位置闭环控制，所述薄膜式压力传感器5固定在夹取机构3末端，可用于测量夹取力并进行力闭环控制。

更进一步地，所述防护罩1包括防护罩后端盖101、第一沉头螺钉102、防护罩左端盖103、第一圆柱头螺钉104、安装螺纹孔105、防护罩前端盖106和第二沉头螺钉107，所述防护罩后端盖101通过八个均匀布置的第一沉头螺钉102固定在动力装置2上，所述防护罩左端盖103通过四个均匀布置的第一圆柱头螺钉104固定在动力装置上，所述防护罩左端盖103上设置有五个安装螺纹孔105，用于与机械臂末端连接，所述防护罩前端盖106通过八个均匀布置的第二沉头螺钉107固定在动力装置2上。

更近一步地，所述动力装置2包括安装支架201、步进电机202、第二圆柱头螺钉203、主动齿轮204、第一紧定螺钉205、步进电机D形输出轴206、被动齿轮207、第二紧定螺钉208、T形丝杠209、深沟球轴承210、第一弹性挡圈211、第三圆柱头螺钉212和步进电机驱动器213，所述步进电机202通过四个第二圆柱头螺钉203固定在安装支架201上，所述主动齿轮204通过第一紧定螺钉205与步进电机D形输出轴206连接，所述主动齿轮204通过齿之间的啮合作用与被动齿轮207连接，所述被动齿轮207通过第二紧定螺钉208与T形丝杠209连接，所述深沟球轴承210固定在安装支架201上，所述第一弹性挡圈211与深沟球轴承210连接，所述安装支架201通过四个第三圆柱头螺钉212与夹取机构3中的十字固定座301连接，所述步进电机驱动器213固定在安装支架201内部，用于驱动步进电202机的运动。

更近一步地，所述夹取机构3包括十字固定座301、移动架302、内嵌螺母303、第一铜套304、夹指连杆305、第一圆柱销306、第二弹性挡圈307、中间连杆308、第二圆柱销309、第二铜套310、第三弹性挡圈311、第三铜套312、第三圆柱销313和第四弹性挡圈314。所述移动架通过内嵌螺母与T形丝杠连接，所述第一套筒304安装在十字固定座301内，所述夹指连杆305通过第一套筒304、第一圆柱销306和第二弹性挡圈307与十字固定座301连接，所述中间连杆308通过第二圆柱销309、第二铜套310和第三弹性挡圈311与移动架302连接，并且通过第三铜套312、第三圆柱销313和第四弹性挡圈314与夹指连杆305连接。

更近一步地，所述全方位高清摄像头4固定在安装支架201的上方。

更近一步地，所述薄膜式压力传感器5固定在夹指连杆305的末端。

工作原理：飞机轮胎抓取装置在抓取物体前，首先通过防护罩左端盖103上的安装螺纹孔105与机械臂末端连接，然后通过全方位高清摄像头4检测被抓取物体的位置；当被抓取物体处于四个夹指连杆305之间时，给步进电机驱动器213发送指令，步进电机202带动主动齿轮204转动，通过齿轮之间的啮合作用，主动齿轮204带动被动齿轮207转动，进而带动T形丝杠209转动；通过丝杠螺母副，将T形丝杠209的旋转运动转化为移动架302的移动；最终，通过中间连杆308和夹指连杆305所组成的连杆机构实现物体的夹紧；在夹紧过程中，薄膜式压力传感器5实时监测夹紧力的大小。当被抓取物体需要由夹紧状态变为松开状态时，步进电机驱动器213驱动步进电机202向相反方向转动。该发明设计科学合理，机器人抓取装置的模块化设计以及视觉反馈和力反馈，提高抓取装置的柔性，值得大范围推广。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种模块化飞机轮胎抓取装置，是由防护罩、动力装置、夹取机构、全方位高清摄像头和薄膜式压力传感器组成的，其特征在于：所述防护罩固定在动力装置的三个侧面，可对动力装置内部元器件起到防尘和保护作用，所述夹取机构固定在动力装置的输出端，可用于抓取物体，所述全方位高清摄像头固定在动力机构的上方，可用于对抓取物体过程的监测并进行位置闭环控制，所述薄膜式压力传感器固定在夹取机构末端，可用于测量夹取力并进行力闭环控制。

2.如权利要求1所述的一种模块化飞机轮胎抓取装置，其特征在于：所述防护罩包括防护罩后端盖、第一沉头螺钉、防护罩左端盖、第一圆柱头螺钉、安装螺纹孔、防护罩前端盖和第二沉头螺钉，所述防护罩后端盖通过八个均匀布置的第一沉头螺钉固定在动力装置上，所述防护罩左端盖通过四个均匀布置的第一圆柱头螺钉固定在动力装置上，所述防护罩左端盖上设置有五个安装螺纹孔，用于与机械臂末端连接，所述防护罩前端盖通过八个均匀布置的第二沉头螺钉固定在动力装置上。

3.如权利要求1所述的一种模块化飞机轮胎抓取装置，其特征在于：所述动力装置包括安装支架、步进电机、第二圆柱头螺钉、主动齿轮、第一紧定螺钉、步进电机D形输出轴、被动齿轮、第二紧定螺钉、T形丝杠、深沟球轴承、第一弹性挡圈、第三圆柱头螺钉和步进电机驱动器，所述步进电机通过四个第二圆柱头螺钉固定在安装支架上，所述主动齿轮204通过第一紧定螺钉与步进电机D形输出轴连接，所述主动齿轮通过齿之间的啮合作用与被动齿轮连接，所述被动齿轮通过第二紧定螺钉与T形丝杠连接，所述深沟球轴承固定在安装支架上，所述第一弹性挡圈与深沟球轴承连接，所述安装支架通过四个第三圆柱头螺钉与夹取机构中的十字固定座连接，所述步进电机驱动器固定在安装支架内部，用于驱动步进电机的运动。

4.如权利要求1所述的一种模块化飞机轮胎抓取装置，其特征在于：所述夹取机构包括十字固定座、移动架、内嵌螺母、第一铜套、夹指连杆、第一圆柱销、第二弹性挡圈、中间连杆、第二圆柱销、第二铜套、第三弹性挡圈、第三铜套、第三圆柱销和第四弹性挡圈。所述移动架通过内嵌螺母与T形丝杠连接，所述第一套筒安装在十字固定座内，所述夹指连杆通过第一套筒、第一圆柱销和第二弹性挡圈与十字固定座连接，所述中间连杆通过第二圆柱销、第二铜套和第三弹性挡圈与移动架连接，并且通过第三铜套、第三圆柱销和第四弹性挡圈与夹指连杆连接。

5.如权利要求1所述的一种模块化飞机轮胎抓取装置，其特征在于：所述全方位高清摄像头固定在安装支架的上方。

6.如权利要求1所述的一种模块化飞机轮胎抓取装置，其特征在于：所述薄膜式压力传感器固定在夹指连杆的末端。