CN107803488A - 一种用于锌锭搬运的抓取装置和锌锭抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于锌锭搬运的抓取装置和锌锭抓取方法，一种用于锌锭搬运的抓取装置包括夹紧装置和角度调节装置，夹紧装置包括夹紧气缸和两个相互平行的爪条，两个爪条的内侧均设置有可用于夹紧锌锭上端面的凹陷部，两个凹陷部内分别设置有可用于检测前方物体的左激光传感器和右激光传感器，夹紧装置的后端设置有角度调节装置，当左激光传感器或右激光传感器检测到锌锭时，角度调节装置转动至左激光传感器和右激光传感器均不能检测到锌锭，其优点是本发明能够根据锌锭的倾斜程度，自动调整抓取的角度，从而达到抓取不同切斜放置的锌锭的目的，提高了锌锭的抓取的成功率和抓取效率。

Description

一种用于锌锭搬运的抓取装置和锌锭抓取方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种用于锌锭搬运的抓取装置和锌锭抓取方法。

背景技术

锌锭主要用于压铸合金、电池业、印染业、医药业、橡胶业、化学工业等，锌与其它金属的合金在电镀、喷涂等行业得到广泛的应用。在电池的制造中，锌锭也是重要原料之一。

在现有设计中，随着现代化生产线的运用，越来越多的企业采用机器人来抓取锌锭，机器人的主要形式为机械手臂。机械手臂包括可大幅度调整位置的机械臂和可以用于抓取锌锭的抓取装置，抓取装置包括气缸和固定爪。锌锭为大致呈长方体的不规则结构，固定爪有两个相互平行的爪条构成，爪条的内侧设置有用于固定锌锭上端面的两侧的凹陷部，两个爪条的凹陷部对准锌锭的上端面的两侧来抓取锌锭，而后由机械臂带动锌锭去往预设的位置。

现有技术的缺点在于：锌锭为大致呈长方体的不规则结构，当锌锭放置在水平面或者堆叠在其他锌锭上时，锌锭的上端面往往呈倾斜状态，而现有技术的两个爪条无法随着锌锭上端面的倾斜幅度的变化而进行调整，锌锭的上端面无法完全容纳进爪条的凹陷部，造成夹紧不牢而掉落，影响流水线的正常运作，降低了工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种随着锌锭的上端面倾斜幅度的不同而进行调整的一种用于锌锭搬运的抓取装置和锌锭抓取方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于锌锭搬运的抓取装置，包括夹紧装置和角度调节装置，夹紧装置包括包括夹紧气缸和两个相互平行的爪条，两个爪条的内侧均设置有可用于夹紧锌锭上端面的凹陷部，两个凹陷部内分别设置有可用于检测前方物体的左激光传感器和右激光传感器，夹紧装置的后端设置有角度调节装置，当左激光传感器或右激光传感器检测到锌锭时，角度调节装置转动至左激光传感器和右激光传感器均不能检测到锌锭。

本发明进一步的优选方案为：夹紧装置和角度调节装置之间还设置有缓冲装置。

本发明进一步的优选方案为：爪条包括基部和夹紧部，基部上设置有用于容纳螺钉的凹腔，夹紧部的内侧设置有所述的凹陷部，所述的凹陷部的开口朝向夹紧装置的内侧和下方。

本发明进一步的优选方案为：所述的缓冲装置包括第一缓冲板和第二缓冲板，第一缓冲板和第二缓冲板之间设置有多个弹簧组件，所述的弹簧组件包括导柱和套设在导柱外侧的弹簧；夹紧装置外界受压迫时，第一缓冲板和第二缓冲板相互靠拢；夹紧装置不受外界压迫时，第一缓冲板和第二缓冲板在弹簧组件的作用下相互分离。

本发明进一步的优选方案为：所述的第一缓冲板和第二缓冲板之间还设置有距离感应组件，所述的距离感应组件包括设置在第一缓冲板上的挡块和设置在第二缓冲板上的传感器。当挡块与传感器接触，传感器输出信号使机器人手臂停止运行。

本发明进一步的优选方案为：所述的导柱在套设进第二缓冲板后，在第二缓冲板的两侧设置有螺母和轴套，夹紧装置外界受压迫时，第一缓冲板沿着导柱向第二缓冲板靠拢。

本发明进一步的优选方案为：所述的夹紧气缸和爪条之间还设置有第一活动块和第二活动块，夹紧气缸的外侧包裹有壳体，壳体上设置有第一滑槽和第二滑槽，第一活动块可以沿着第一滑槽来回滑动，第二活动块可以沿着第二滑槽来回滑动。

本发明进一步的优选方案为：所述的第一滑槽和第二滑槽上分别设置有第一活动块传感器和第二活动块传感器，第一活动块和第二活动块在合拢时，第一活动块传感器和第一活动块相分离，第二活动块传感器和第二活动块相分离；第一活动块和第二活动块在打开时，第一活动块传感器和第一活动块相接触，第二活动块传感器和第二活动块相接触。此时传感器输出一个气爪已完全打开的信号，机器手臂根据信号判断进行下一步抓取锌锭的操作。

一种锌锭抓取的方法，具有如下步骤：

1)、在机械手臂的控制下把锌锭的抓取装置移动至待抓取的锌锭的上方；

2)、把抓取装置的夹紧装置的正下方对准待抓取的锌锭，把抓取装置向下方移动直至夹紧装置上的左激光传感器或者右激光传感器检测到锌锭，停止下移；

3)、当左激光传感器检测到锌锭，右激光传感器未检测到锌锭时，此时当锌锭放置左侧比右侧高，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使角度调节装置在该位置顺时针旋转一个极小的角度，直至两侧都无检测信号，继续垂直下降直至左激光传感器再次检测到锌锭，依次循环，直至抓取装置旋转下降至左激光传感器和右激光传感器同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条，抓取锌锭；

当右激光传感器检测到锌锭，左激光传感器未检测到锌锭时，此时当锌锭放置右侧比左侧高，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使角度调节装置在该位置逆时针旋转一个极小的角度，直至两侧都无检测信号，继续垂直下降直至右激光传感器再次检测到锌锭，依次循环，直至抓取装置旋转下降至左激光传感器和右激光传感器同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条，抓取锌锭；

当左激光传感器和右激光传感器检测到均未检测到信号时，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使机械手臂下降一定距离，左激光传感器和右传感器随夹爪下降，直至抓取装置旋转下降至左激光传感器和右激光传感器同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条，抓取锌锭。

与现有技术相比，本发明通过在夹紧装置的两个爪条的内侧设置左激光传感器和右激光传感器，当锌锭抓取装置下移时，左激光传感器或者右激光传感器首先检测到锌锭，此时通过角度调节装置控制夹紧装置向未检测到的方向旋转，直至左右激光传感器都不在检测到锌锭，继续下移抓取装置，直至左右激光传感器都检测到锌锭，合拢爪条并抓取锌锭，本发明能够根据锌锭的倾斜程度，自动调整抓取的角度，从而达到抓取不同切斜放置的锌锭的目的，提高了锌锭的抓取的成功率和抓取效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的爆炸图；

图3为本发明在打开状态下的立体图；

图4为本发明在夹合状态下的立体图；

图5为本发明受力缓冲装置收缩的立体图；

图6为本发明夹取锌锭的立体图；

图7为本发明的左激光传感器检测到锌锭右激光传感器未检测到锌锭的立体图；

图8为本发明的右激光传感器检测到锌锭左激光传感器未检测到锌锭的立体图；

图9为本发明的右激光传感器和左激光传感器同时检测到锌锭的侧视图；

图10为本发明中锌锭抓取方法的框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1-9所示，一种用于锌锭搬运的抓取装置，包括夹紧装置1和角度调节装置2，夹紧装置1包括包括夹紧气缸11和两个相互平行的爪条12，两个爪条12的内侧均设置有可用于夹紧锌锭3上端面的凹陷部4，两个凹陷部4内分别设置有可用于检测前方物体的左激光传感器5和右激光传感器6，夹紧装置1的后端设置有角度调节装置2，当左激光传感器5或右激光传感器6检测到锌锭3时，角度调节装置2转动至左激光传感器5和右激光传感器6均不能检测到锌锭3。

如图2、图5所示，夹紧装置1和角度调节装置2之间还设置有缓冲装置7。爪条12包括基部121和夹紧部122，基部121上设置有用于容纳螺钉8的凹腔9，夹紧部122的内侧设置有凹陷部123，凹陷部123的开口朝向夹紧装置1的内侧和下方。

如图2、图5所示，缓冲装置7包括第一缓冲板71和第二缓冲板72，第一缓冲板71和第二缓冲板72之间设置有多个弹簧组件10，弹簧组件10包括导柱101和套设在导柱101外侧的弹簧102；夹紧装置1外界受压迫时，第一缓冲板71和第二缓冲板72相互靠拢；夹紧装置1不受外界压迫时，第一缓冲板71和第二缓冲板72在弹簧组件10的作用下相互分离。第一缓冲板71和第二缓冲板72之间还设置有距离感应组件，距离感应组件包括设置在第一缓冲板71上的挡块111和设置在第二缓冲板72上的传感器112。导柱101在套设进第二缓冲板72后，在第二缓冲板72的两侧设置有螺母12和轴套13，第二缓冲板72由此和导柱101相对固定，第一缓冲板71和导柱101活动固定，此时夹紧装置1外界受压迫时，第一缓冲板71沿着导柱101向第二缓冲板72靠拢。

如图2-图4所示，夹紧气缸11和爪条12之间还设置有第一活动块14和第二活动块15，夹紧气缸11的外侧包裹有壳体16，壳体16上设置有第一滑槽161和第二滑槽162，第一活动14块可以沿着第一滑槽161来回滑动，第二活动块15可以沿着第二滑槽162来回滑动。第一滑槽161和第二滑槽162上分别设置有第一活动块传感器171和第二活动块传感器172，第一活动块14和第二活动块15在合拢时，第一活动块传感器171和第一活动块161相分离，第二活动块传感器172和第二活动块162相分离；第一活动块161和第二活动块162在打开时，第一活动块传感器171和第一活动块161相接触，第二活动块传感器172和第二活动块162相接触。

如图7-图10所示，一种锌锭抓取的方法，具有如下步骤：1、在机械手臂(附图未显示)的控制下把锌锭抓取装置移动至待抓取的锌锭3的上方；2、把锌锭抓取装置的夹紧装置1的正下方对准待抓取的锌锭3，把锌锭3抓取装置向下方移动直至夹紧装置1上的左激光传感器5或者右激光传感器6检测到锌锭3，停止下移；3、如图7所示，左侧的爪条12已经接近了锌锭3的上端部，右侧的爪条12离锌锭3还有一定距离，当左激光传感器5检测到锌锭3，右激光传感器6未检测到锌锭3时，此时当锌锭3放置左侧比右侧高，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使角度调节装置2在该位置顺时针旋转一个极小的角度(可以为0.01-0.5度，优选的为0.1度)，直至两侧都无检测信号，继续垂直下降直至左激光传感器5再次检测到锌锭3，依次循环，直至抓取装置旋转下降至两侧同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条12，抓取锌锭3；如图8所示，右侧的爪条12已经接近了锌锭3的上端部，左侧的爪条12离锌锭3还有一定距离，当右激光传感器6检测到锌锭3，左激光传感器5未检测到锌锭3时，此时当锌锭3放置右侧比左侧高，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使角度调节装置2在该位置逆时针旋转一个极小的角度(可以为0.01-0.5度，优选的为0.1度)，直至两侧都无检测信号，继续垂直下降直至右侧再次检测到锌锭3，依次循环，直至抓取装置旋转下降至两侧同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条12，抓取锌锭3；当锌锭3放置两侧基本水平：左激光传感器5和右激光传感器6随夹爪12下降，带同时检测信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使机械手臂下降一定距离，闭合抓取装置的爪条，抓取锌锭3。

以上对本发明对一种用于锌锭搬运的抓取装置和锌锭抓取方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于锌锭搬运的抓取装置，包括夹紧装置和角度调节装置，夹紧装置包括包括夹紧气缸和两个相互平行的爪条，两个爪条的内侧均设置有可用于夹紧锌锭上端面的凹陷部，其特征在于两个凹陷部内分别设置有可用于检测前方物体的左激光传感器和右激光传感器，夹紧装置的后端设置有角度调节装置，当左激光传感器或右激光传感器检测到锌锭时，角度调节装置转动至左激光传感器和右激光传感器均不能检测到锌锭。

2.根据权利要求1所述的一种用于锌锭搬运的抓取装置，其特征在于夹紧装置和角度调节装置之间还设置有缓冲装置。

3.根据权利要求2所述的一种用于锌锭搬运的抓取装置，其特征在于爪条包括基部和夹紧部，基部上设置有用于容纳螺钉的凹腔，夹紧部的内侧设置有所述的凹陷部，所述的凹陷部的开口朝向夹紧装置的内侧和下方。

4.根据权利要求2所述的一种用于锌锭搬运的抓取装置，其特征在于所述的缓冲装置包括第一缓冲板和第二缓冲板，第一缓冲板和第二缓冲板之间设置有多个弹簧组件，所述的弹簧组件包括导柱和套设在导柱外侧的弹簧；夹紧装置外界受压迫时，第一缓冲板和第二缓冲板相互靠拢；夹紧装置不受外界压迫时，第一缓冲板和第二缓冲板在弹簧组件的作用下相互分离。

5.根据权利要求4所述的一种用于锌锭搬运的抓取装置，其特征在于所述的第一缓冲板和第二缓冲板之间还设置有距离感应组件，所述的距离感应组件包括设置在第一缓冲板上的挡块和设置在第二缓冲板上的传感器。

6.根据权利要求4所述的一种用于锌锭搬运的抓取装置，其特征在于所述的导柱在套设进第二缓冲板后，在第二缓冲板的两侧设置有螺母和轴套，夹紧装置外界受压迫时，第一缓冲板沿着导柱向第二缓冲板靠拢。

7.根据权利要求1所述的一种用于锌锭搬运的抓取装置，其特征在于所述的夹紧气缸和爪条之间还设置有第一活动块和第二活动块，夹紧气缸的外侧包裹有壳体，壳体上设置有第一滑槽和第二滑槽，第一活动块可以沿着第一滑槽来回滑动，第二活动块可以沿着第二滑槽来回滑动。

8.根据权利要求7所述的一种用于锌锭搬运的抓取装置，其特征在于所述的第一滑槽和第二滑槽上分别设置有第一活动块传感器和第二活动块传感器，第一活动块和第二活动块在合拢时，第一活动块传感器和第一活动块相分离，第二活动块传感器和第二活动块相分离；第一活动块和第二活动块在打开时，第一活动块传感器和第一活动块相接触，第二活动块传感器和第二活动块相接触。

9.一种锌锭抓取的方法，具有如下步骤：

1)、在机械手臂的控制下把锌锭的抓取装置移动至待抓取的锌锭的上方；

2)、把抓取装置的夹紧装置的正下方对准待抓取的锌锭，把抓取装置向下方移动直至夹紧装置上的左激光传感器或者右激光传感器检测到锌锭，停止下移；

3)、当左激光传感器检测到锌锭，右激光传感器未检测到锌锭时，此时当锌锭放置左侧比右侧高，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使角度调节装置在该位置顺时针旋转一个极小的角度，直至两侧都无检测信号，继续垂直下降直至左激光传感器再次检测到锌锭，依次循环，直至抓取装置旋转下降至左激光传感器和右激光传感器同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条，抓取锌锭；

当右激光传感器检测到锌锭，左激光传感器未检测到锌锭时，此时当锌锭放置右侧比左侧高，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使角度调节装置在该位置逆时针旋转一个极小的角度，直至两侧都无检测信号，继续垂直下降直至右激光传感器再次检测到锌锭，依次循环，直至抓取装置旋转下降至左激光传感器和右激光传感器同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条，抓取锌锭；

当左激光传感器和右激光传感器检测到均未检测到信号时，该信号传输至控制中枢，控制中枢发送命令使机械手臂下降一定距离，左激光传感器和右传感器随夹爪下降，直至抓取装置旋转下降至左激光传感器和右激光传感器同时检测信号，此时手指表面与锌锭表面呈平行状态，垂直下降固定距离，闭合抓取装置的爪条，抓取锌锭。