CN108007820B - 一种检测密度的机器人系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测密度的机器人系统及其检测方法，属于智能机器人技术领域。本发明包括主机器人单元、辅机器人单元、密度检测单元、载物台单元和试样容纳单元；其中主机器人单元的主机械爪手安装于主机械臂；该辅机器人单元的辅机械爪手安装于辅机械臂；密度检测单元包括称量机构、吊装机构和测量溶液池，称量机构下部设置有吊装机构，该吊装机构用吊装待测物品，测量溶液池滑动安装于吊装机构的下部；该载物台单元用于承载待测物品，试样容纳单元内设置有密封罐，该密封罐用于容纳待测物试样。本发明先将待测物品放置在称量机构上称量，再将待测物品浸没在溶液中称量，进而检测待测物品的密度。

Description

一种检测密度的机器人系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，更具体地说，涉及一种检测密度的机器人系统及其检测方法。

背景技术

高危行业是指存在较大风险，危险系数较高的行业。高危行业由于作业环境复杂，突发状况无法预测；现有的制造业中存在着普遍的高危工种，采用机器人进行工作，既可以保质保量完成工作，又可以有效避免潜在的危险对人身带来的威胁。

生产制造、医疗卫生、核试验与核电、冶金化工等行业诸多场所会产生大量组分复杂、浓度不均、腐蚀性大、放射性高的危化物品，对人、动物以及环境极易造成严重伤害。此类危化物体一般采用隔离的办法存储在封闭空间中；危化物品的取样检测是处理过程中非常重要的环节，此阶段有时需要对危化物品的物理性质的检测，以了解危化物体的各种物理指标。其中，危化物品的密度就是重要的一个指标参数。但是，现有的机器人检测系统，并没有专门应用于危化物品的密度检测设备，使得不规则形状危化物品的密度检测成为了技术上的难题，使得现有的技术人员难以有效的分析危化物品的各种物理参数。

经检索，发明创造的名称为：一种高危环境焊接机器人(申请号：201610869367.6申请日：2016-10-01)，其包括焊条、四个涵道风扇、并联机械臂、底座、四个可吸附机械腿，底座包括横板、翻板、两个转轴，横板是一个中间设有矩形窗口的正方形平板，在矩形窗口的两侧各设有一个转轴，在矩形窗口内安装有一块可以围绕转轴转动的翻板，在翻板上方安装有并联机械臂；采用四个涵道风扇为机器人提供升力，并且采用四个可吸附机械腿与工件之间进行固定，同时采用并联机械臂可以满足任意方向的直线焊接，曲线焊接。该技术虽然实现了高危环境焊接工作，但是仍然难以实现高危环境下对危化物品的密度检测。

此外，发明创造的名称为：一种基于移动机器人的危化溶液提取方法(申请号：201710073718.7，申请日：2017-02-10)，其包括移动机器人系统状态检测及初始化工作的方法；总控制台系统危化溶液抽取指令下达的方法；移动路径自动规划的方法；危化溶液自动定位以及定量提取的方法；危化溶液安全存储、运输及定点放置的方法；多余危化溶液自动处理的方法。该方法适用于危化溶液取样检测阶段，通过引入一种基于移动机器人的危化溶液提取系统，将高危环境中使用的固定式危化溶液提取装置替换成防辐射耐腐蚀的移动机器人危化溶液提取装置，从而实现危化溶液高效、定量、可视化提取操作。虽然该技术实现了危化溶液的提取，但是仍然难以实现对危化物品的密度检测。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中，难以对危化物品的密度进行检测的不足，提供一种检测密度的机器人系统及其检测方法，通过主机器人单元、辅机器人单元和密度检测单元协同操作，对储存在密封罐中的待测物品进行操作，并待测物品移动至密度检测单元，并对待测物品进行密度检测，可以实现对危化物品的密度检测。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种检测密度的机器人系统，包括主机器人单元，该主机器人单元包括主机械爪手和主机械臂，所述主机械爪手安装于主机械臂，主机械臂驱动主机械爪手抓取、移动待测物品；辅机器人单元，该辅机器人单元包括辅机械爪手和辅机械臂，所述辅机械爪手安装于辅机械臂，辅机械臂驱动辅机械爪手抓取、移动待测物品；密度检测单元，该密度检测单元包括称量机构、吊装机构和测量溶液池，所述称量机构下部设置有吊装机构，该吊装机构用吊装待测物品，所述的测量溶液池滑动安装于吊装机构的下部；载物台单元，该载物台单元用于承载待测物品；试样容纳单元，该试样容纳单元内设置有密封罐，该密封罐用于容纳待测物试样。

优选地，所述主机械爪手包括条形夹爪、主爪手固定板和主爪手旋转件，主机械爪手通过主爪手旋转件与主机械臂转动连接，主爪手固定板安装于主爪手旋转件上，条形夹爪安装于主爪手固定板上。

优选地，所述辅机械爪手包括长腿夹爪、辅爪手固定板和辅爪手旋转件，辅机械爪手通过辅爪手旋转件与辅机械臂转动连接，辅爪手固定板安装于辅爪手旋转件上，长腿夹爪安装于辅爪手固定板上。

优选地，密度检测单元还包括升降机构，该升降机构包括升降板、升降传动杆和驱动部件，所述驱动部件上设置有进给螺杆，该驱动部件的上部设置有升降板，升降板上设置有与进给螺杆相配合的螺纹孔，驱动部件通过进给螺杆驱动升降板进行升降运动，所述升降板的上部设置有升降传动杆，该升降传动杆的顶部与测量溶液池相连。

优选地，吊装机构包括吊装杆、吊篮架和吊篮挂板，所述的吊装杆的顶部通过挂钩与称量机构相连，吊装杆下部通过铰链与吊篮架相连，所述吊篮架的底部设置有吊篮挂板。

优选地，所述升降机构还包括升降支撑部件，该升降支撑部件包括支撑竖杆、下部横杆和上部横杆，支撑竖杆固定安装于检测单元框架的底部支撑板上，下部横杆固定安装于支撑竖杆的下部，上部横杆固定安装于支撑竖杆的上部，该下部横杆和上部横杆之间设置有导向竖杆，所述的升降板上设置有与导向竖杆相配合的导向孔，升降板通过导向孔装配在导向竖杆上，升降板可随导向竖杆在竖直方向上进行运动。

优选地，所述吊篮挂板上设置有挂板凹弧边，且挂板凹弧边与挂板第一侧边的连接处；或/和挂板凹弧边与挂板第二侧边的连接处设置有挂板导向面，所述的挂板导向面设置为圆弧形。

优选地，吊装杆与吊篮架的连接铰链的转轴轴向垂直于吊篮架的平面。

优选地，载物台单元上设置有吊篮支撑机构，所述吊篮支撑机构用于承载试样吊篮；或/和载物台单元上设置有砝码支撑机构，砝码支撑机构用于承载砝码。

本发明的采用上述机器人系统检测密度的方法，辅机器人单元向将盛装有待测物品抓取、移动至载物台单元上；主机器人单元的主机械爪手抓取载物台单元上的待测物品，并将待测物品放置在密度检测单元的称量机构上进行称量得到待测物品的质量为m_物，将待测物品浸没在密度检测单元的测量溶液池后，称量机构的质量变化为Δm，则待测物品的密度为：

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种检测密度的机器人系统，辅机器人单元向将盛装有待测物品抓取、移动至载物台上；主机器人单元的主机械爪手抓取载物台上的待测物品，并将待测物品放置在密度检测单元的称量机构上进行称量得到待测物品的质量为m_物，将待测物品浸没在密度检测单元的测量溶液池后，称量机构的质量变化为Δm，进而检测待测物品的密度；特别是在用于危化物品的密度检测时，可以有效地避免危化物品对人身健康的影响；

(2)本发明的一种检测密度的机器人系统，主机械爪手通过主爪手旋转件与主机械臂转动连接，主爪手固定板安装于主爪手旋转件上，条形夹爪安装于主爪手固定板上；辅机械爪手通过辅爪手旋转件与辅机械臂转动连接，辅爪手固定板安装于辅爪手旋转件上，长腿夹爪安装于辅爪手固定板上；主机器人单元和辅机器人单元提高了密度检测过程中的灵活度，进而可以提高检测的效率；

(4)本发明的一种检测密度的机器人系统，密度检测单元的升降机构通过进给螺杆驱动升降板进行升降运动，提高了测量溶液池升降过程中的平稳性，避免测量溶液池内的液体发生太大的波动，进而提高了密度检测的准确性；

(5)本发明的一种检测密度的机器人系统，吊装杆的顶部通过挂钩与称量机构相连，吊装杆下部通过铰链与吊篮架相连，吊篮架的底部设置有吊篮挂板，吊装机构可以稳定的挂装在称量机构上，吊篮挂板用于挂载试样吊篮，便于密度检测的操作；

(6)本发明的采用上述机器人系统检测密度的方法，辅机器人单元向将盛装有待测物品抓取、移动至载物台单元上；主机器人单元的主机械爪手抓取载物台单元上的待测物品，并将待测物品放置在密度检测单元的称量机构上进行称量得到待测物品的质量为m_物，将待测物品浸没在密度检测单元的测量溶液池后，称量机构的质量变化为△m，则待测物品的密度为：可以通过机器人系统实现物品的密度检测，避免了人工操作。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的密度检测单元的结构示意图(视角1)；

图3为本发明的密度检测单元的结构示意图(视角2)；

图4为本发明的密度检测单元的称量机构和吊装机构示意图；

图5为本发明的称量机构的放大结构示意图；

图6为本发明的载物台单元的整体结构示意图；

图7为本发明的载物台单元及其砝码支撑机构放大结构示意图；

图8为本发明的吊篮支撑机构的结构示意图；

图9为本发明的砝码支撑机构的砝码支撑部件的结构示意图；

图10为本发明砝码支撑部件的剖视图；

图11为本发明的试样容纳单元的结构示意图；

图12为本发明的主机械爪手的结构示意图；

图13为本发明的主机械爪手的取盖爪的结构示意图；

图14为本发明的辅机械爪手的结构示意图(视角1)；

图15为本发明的辅机械爪手的结构示意图(视角2)；

图16为本发明的实施例5的测量溶液池的剖视图；

图17为本发明的辅机器人单元的结构示意图；。

示意图中的标号说明：

100、主机器人单元；

101、主机械爪手；102、主机械臂；110、条形夹爪；111、横向V形槽；112、容纳槽；113、纵向V形槽；114、夹爪气孔；115、横向滑块；120、大抱爪；121、抱爪气孔；122、抱爪凸台；123、转动块I；130、取盖爪；131、取盖夹持杆；132、取盖夹持件；133、定位传感器；134、夹持口；140、小抱爪；141、下部抱爪；142、上部抱爪；143、抱爪缺口；144、转动块II；145、下部凸台；150、主爪手固定板；151、第一装配端；1511、横向滑轨；152、第二装配端；153、第三装配端；1531、开口滑轨；154、第四装配端；160、主爪手旋转件。

200、辅机器人单元；

201、辅机械爪手；202、辅机械臂；203、旋转底座；204、支撑底板；205、底板加强筋；206、固定螺孔；210、长腿夹爪；211、夹爪杆；212、爪杆夹持件；213、第一旋转件；214、滑动件；220、夹形卡爪；221、端部V形槽；222、中部空槽；223、弧形卡槽；224、行程滑块；230、双指抱爪；231、爪臂夹持件；232、夹持端；233、夹持圆弧；234、夹爪臂；235、第二旋转件；236、夹持凸台；240、辅爪手固定板；241、夹爪装配端；242、卡爪装配端；243、抱爪装配端；244、行程滑轨；245、位置传感器；250、辅爪手旋转件。

300、密度检测单元；

310、称量机构；311、上部称量天平；312、辅助称量盒；313、称量杆；314、称量器件；315、称量挂钩；320、吊装机构；321、吊装杆；3211、加热器件；322、吊篮架；323、吊篮挂板；3231、挂板凹弧边；3232、挂板第一侧边；3233、挂板第二侧边；3234、挂板导向面；330、测量溶液池；331、溶池支撑板；332、下称量部件；333、溢流池；334、溢流孔；3361、下稳流板；3362、中稳流板；3363、顶稳流板；3364、稳流板孔；340、升降机构；341、支撑竖杆；342、下部横杆；343、上部横杆；344、升降板；345、升降传动杆；346、导向竖杆；347、进给螺杆；348、驱动部件；350、检测单元框架；351、顶部支撑板；352、底部支撑板；353、竖直支撑架；361、测温机构；3611、检测器探头；362、液位传感器；363、吊运挂杆；

400、载物台单元；

410、试样吊篮；420、载物支架；421、支架腿；430、吊篮支撑机构；431、吊篮支撑部件；432、吊篮支撑板；4321、支撑板导向面；4322、支撑板凹弧面；4323、弧面喷气孔；4324、支撑板加热器；433、干燥喷气板；4331、底部喷气孔；440、砝码支撑机构；441、砝码加热平台；442、砝码支撑部件；443、砝码加热圈；444、喷气斜面；445、主喷气孔；446、斜面喷气孔；447、均气沟槽；448、砝码支撑表面；450、容纳罐支撑机构；451、容纳罐卡爪；

500、试样容纳单元；

510、容纳腔；520、密封盖板；

600、底板平台。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

结合图1-图15，本发明的一种检测密度的机器人系统，包括主机器人单元100、辅机器人单元200、密度检测单元300、载物台单元400和试样容纳单元500，其中主机器人单元100包括主机械爪手101和主机械臂102，所述主机械爪手101安装于主机械臂102，主机械臂102驱动主机械爪手101抓取、移动待测物品；主机器人单元100、辅机器人单元200、密度检测单元300、载物台单元400和试样容纳单元500固定安装于底板平台600上(如图1所示)。

主机器人单元100包括主机械爪手101和主机械臂102，所述主机械爪手101安装于主机械臂102，主机械臂102驱动主机械爪手101抓取、移动待测物品；主机械爪手101包括条形夹爪110、主爪手固定板150和主爪手旋转件160，主机械爪手101通过主爪手旋转件160与主机械臂102转动连接，主爪手固定板150安装于主爪手旋转件160上，条形夹爪110安装于主爪手固定板150上。主爪手固定板150上设置有四个工位，四个工位上设置有第一装配端151、第二装配端152、第三装配端153和第四装配端154，且四个工位均匀的分布于主爪手固定板150的四个方向。其中上述的第一装配端151的下部设置有横向滑轨1511，且该横向滑轨1511的长度方向垂直于条形夹爪110的长度方向，条形夹爪110上设置有与上述滑槽相配合的横向滑块115，条形夹爪110可沿着横向滑轨1511的长度方向开合。条形夹爪110的端部设置有横向V形槽111，该横向V形槽111的槽底设置有凹口，横向V形槽111在夹装物件时，凹口可以同时扣在物件的周围，防止物件在横向V形槽111内打滑，从而提高了夹装的稳定性。条形夹爪110的中部设置有纵向V形槽113，该纵向V形槽113的槽底设置有凹口，在夹装物件时凹口可以同时扣在物件的周围，防止物件在横向V形槽111内打滑；横向V形槽111与纵向V形槽113之间设置有容纳槽112，横向V形槽111夹装带有凸起的物件时，横向V形槽111夹在物件的颈部，则物件的头部可以容纳在容纳槽112内，从而提高了夹装的稳定性。此外，值得注意的是横向V形槽111的开口方向垂直于纵向V形槽113的开口方向，横向V形槽111和纵向V形槽113可以在不同方向上夹持物件(如图12所示)。

条形夹爪110的端部设置有夹爪气孔114，即横向V形槽111的前端设置有夹爪气孔114，横向V形槽111在夹持物件时，横向V形槽111前端的夹爪气孔114可以对物件进行吹扫，且条形夹爪110的表面上设置有夹爪气孔114，条形夹爪110表面的夹爪气孔114的喷射方向垂直于横向V形槽111前端的夹爪气孔114喷射方向，纵向V形槽113在夹持物件时，条形夹爪110表面的夹爪气孔114可以对物件进行吹扫(如图12所示)。

本实施例的主机械爪手101还包括大抱爪120、取盖爪130和小抱爪140，其中大抱爪120安装于第二装配端152，第二装配端152下部设置有滑轨，大抱爪120的连接端设置有与上述滑轨相配合的滑块，大抱爪120可随滑块沿着滑轨的长度方向滑动，大抱爪120通过转动块I 123转动安装于滑块上，大抱爪120的每个抱爪能以转动块I 123为转动中心进行转动，并在转动的过程中控制大抱爪120的开合程度，此外，值得注意的是大抱爪120上设置有抱爪气孔121，该抱爪气孔121垂直于大抱爪120的表面，且抱爪气孔121由抱爪的固定端向抱爪的末端延伸，且抱爪气孔121的开口逐渐减小，大抱爪120在夹持物件时，可以对物件进行吹扫；所述的大抱爪120的下部设置有抱爪凸台122，抱爪凸台122突出于大抱爪120内弧面，且抱爪凸台122与大抱爪120内弧面形成阶梯式的凸台。

本实施例的小抱爪140安装于主爪手固定板150的第四装配端154，第四装配端154下部同样设置有滑轨，小抱爪140的连接端设置有滑块，小抱爪140可随滑块沿着滑轨的长度方向滑动，小抱爪140包括下部抱爪141和上部抱爪142，所述的下部抱爪141和上部抱爪142设置为圆弧形，且上部抱爪142的弯曲弧度小于下部抱爪141的弯曲弧度，所述上部抱爪142设置于下部抱爪141的上部，且上部抱爪142与下部抱爪141之间形成抱爪缺口143，从而便于夹持物件，而且值得注意的是下部抱爪141的宽度大于上部抱爪142的宽度，从而在下部抱爪141与上部抱爪142之间形成下部凸台145，从而提高了小抱爪140对物件的夹持效果。小抱爪140的抱爪通过转动块II 144转动安装于滑块上，小抱爪140的抱爪能以转动块II 144为转动中心进行转动，从而控制小抱爪140的开合程度。

本实施例的取盖爪130设置于第三装配端153上，第三装配端153上设置有开口滑轨1531，取盖爪130通过滑块滑动安装于开口滑轨1531上，取盖爪130沿着开口滑轨1531的长度方向滑动，从而控制取盖爪130的开合。取盖爪130包括取盖夹持杆131和定位传感器133，该取盖夹持杆131的端部设置有取盖夹持件132，取盖夹持件132设置有V形的夹持口134，所述定位传感器133设置于两个取盖夹持杆131之间，定位传感器133用于检测待测被夹取物件的位置。

本实施例的密度检测单元300包括称量机构310、吊装机构320和测量溶液池330(如图2和图3所示)，所述称量机构310下部设置有吊装机构320，该吊装机构320用吊装待测物品，所述的测量溶液池330滑动安装于吊装机构320的下部；其中称量机构310包括上部称量天平311和辅助称量盒312，该上部称量天平311设置于顶部支撑板351的上表面，且该顶部支撑板351水平设置，上部称量天平311的外部设置有密封盒，辅助称量盒312设置于上部称量天平311的下部，辅助称量盒312固定于顶部支撑板351的上下表面，上部称量天平311上设置有称量杆313，称量杆313下部与辅助称量盒312内的称量器件314相连，称量器件314的两侧对称设置，称量器件314的下部设置有两个称量挂钩315，且两个称量挂钩315关于称量器件314的几何中心对称，称量挂钩315上挂装有吊装机构320，且吊装杆321挂装在称量挂钩315上(如图6所示)。吊装机构320包括吊装杆321、吊篮架322和吊篮挂板323，吊装杆321的顶部通过挂钩与称量机构310相连，吊装杆321下部通过铰链与吊篮架322相连，所述吊篮架322的底部设置有吊篮挂板323(如图4所示)。

本实施例的吊篮挂板323上设置有挂板凹弧边3231，该挂板凹弧边3231与试样吊篮410的边缘相配合，试样吊篮410可以挂装在挂板凹弧边3231上，且挂板凹弧边3231与挂板第一侧边3232的连接处；与此同时，挂板凹弧边3231与挂板第二侧边3233的连接处设置有挂板导向面3234，所述的挂板导向面3234设置为圆弧形，圆弧形的挂板导向面3234使得试样吊篮410可以更好的放入吊篮挂板323内。

本实施例的吊装杆321与吊篮架322的连接铰链的转轴轴向垂直于吊篮架322的平面，即转轴轴向与吊篮架322平面的法向量平行，所述的吊装杆321与吊篮架322的连接处设置有加热器件3211，该加热部件用于对吊篮架322进行加热干燥，避免吊篮架322表面留存水分而影响密度检测的结果，进而提高检测精度。

本实施例的密度检测单元300还包括升降机构340，该升降机构340包括升降板344、升降传动杆345和驱动部件348，所述驱动部件348上设置有进给螺杆347，该驱动部件348的上部设置有升降板344，升降板344上设置有与进给螺杆347相配合的螺纹孔，驱动部件348通过进给螺杆347驱动升降板344进行升降运动，本实施例的升降板344平面的法向量平行于进给螺杆347的轴线，即升降板344平面与进给螺杆347的轴线垂直，进给螺杆347可以推动着升降板344平稳的向上运动。上述的驱动部件348可以是驱动电机直接驱动(如图3所示)。

本实施例的升降板344的上部设置有升降传动杆345，该升降传动杆345的顶部与测量溶液池330相连，升降传动杆345的顶部与测量溶液池330底部的溶池支撑板331的中部相连；其中升降机构340还包括升降支撑部件，该升降支撑部件包括支撑竖杆341、下部横杆342和上部横杆343，支撑竖杆341固定安装于检测单元框架350上，检测单元框架350包括顶部支撑板351和底部支撑板352，顶部支撑板351和底部支撑板352之间通过竖直支撑架353进行固定和支撑。

详细的说明：支撑竖杆341固定安装于检测单元框架350的底部支撑板352上，下部横杆342固定安装于支撑竖杆341的下部，上部横杆343固定安装于支撑竖杆341的上部，该下部横杆342和上部横杆343之间设置有导向竖杆346，升降板344上设置有与导向竖杆346相配合的导向孔，升降板344通过导向孔装配在导向竖杆346上，升降板344可随导向竖杆346在竖直方向上进行运动。进给螺杆347的轴线与导向竖杆346的轴线平行，使得进给螺杆347在推动升降板344时，升降板344上升的更加平稳，防止升降板344发生偏转或者波动，进而提高升降板344的稳定性。

本实施例的测温机构361用于检测测量溶液池330的温度，测温机构361下部设置有检测器探头3611，检测器探头3611的直径交小，检测器探头3611在测量溶液池330向上运动后，检测测量溶液池330内的温度，从而检测得到测量密度是，溶液的问题。减小温度对密度测量的影响。测量溶液池330的侧壁上设置有溢流孔334，溢流孔334下部对应的设置有溢流池333，避免过度的溶液溢流。

本实施例还可以包括液位传感器362，液位传感器362用于检测测量溶液池330的液位高度，从而使得当测量溶液池330上升至指定位置后，液位传感器362接受到液面的信号后，会自动停止下来，避免发生误差操作。

本实施例的载物台单元400用于承载待测物品，载物台单元400包括载物支架420，该载物支架420的下部设置有支架腿421，该支架腿421用于对载物支架420进行支撑(如图6所示)。且载物台单元400上设置有吊篮支撑机构430和砝码支撑机构440，吊篮支撑机构430用于承载试样吊篮410；吊篮支撑机构430包括吊篮支撑部件431和吊篮支撑板432，且吊篮支撑板432设置于吊篮支撑部件431上，该吊篮支撑板432的支撑端设置有支撑板凹弧面4322，该支撑板凹弧面4322与试样吊篮410相配合，一对支撑板凹弧面4322形成对试样吊篮410的支撑空间，支撑空间可以对试样吊篮410进行支撑，支撑板凹弧面4322的前端设置有支撑板导向面4321，在试样吊篮410放入支撑板凹弧面4322形成的支撑空间时，支撑板导向面4321可对试样吊篮410进行引导，从而使得试样吊篮410更容易的放入支撑板凹弧面4322的支撑空间中(如图8所示)。且支撑板凹弧面4322上设置有弧面喷气孔4323，该弧面喷气孔4323可以喷出高温气体，从而对试样吊篮410进行吹扫，进而将试样吊篮410表面的溶液迅速挥发，进而提高密度检测的准确性。此外，值得注意的是吊篮支撑板432上设置有支撑板加热器4324；支撑板加热器4324用于对吊篮支撑板432和试样吊篮410进行加热，从而使得试样吊篮410上的溶液迅速挥发，避免试样吊篮410粘附的溶液影响下一次的密度检测，这是由于在检测密度的过程中，试样吊篮410在从测量溶液池330取出后，不可避免的会粘附一定量的溶液，通过吊篮支撑板432将试样吊篮410表面粘附的溶液去除，可以提高密度检测的精度。

本实施例的辅机器人单元200包括辅机械爪手201和辅机械臂202，所述辅机械爪手201安装于辅机械臂202，辅机械臂202驱动辅机械爪手201抓取、移动待测物品；辅机械爪手201包括长腿夹爪210、辅爪手固定板240和辅爪手旋转件250，辅爪手旋转件250转动安装于辅爪手固定板240的顶部，主机械爪手101通过辅爪手旋转件250与辅机械臂202转动连接，辅爪手固定板240安装于辅爪手旋转件250上，长腿夹爪210安装于辅爪手固定板240上。密度检测单元300上部设置有吊运挂杆363，吊运挂杆363便于吊装转运密度检测单元300(如图14和图15所示)。

砝码支撑机构440包括砝码加热平台441和砝码支撑部件442，砝码加热平台441可以对砝码支撑机构440进行加热，从而在砝码的周围营造一个相对高温的环境，从而可以使得砝码表面的液体尽快挥发；本实施例的砝码支撑部件442上设置有砝码支撑表面448，该砝码支撑表面448可以用于支撑砝码，砝码支撑表面448的周围设置有砝码加热圈443，砝码加热圈443的直径大于砝码的直径，砝码加热圈443可以对砝码进行加热使得砝码表面的液体迅速气化，避免砝码表面长期积存溶液而影响砝码的使用寿命，同时也避免砝码表面的液体影响砝码对检测的校准效果(如图9和图10所示)。砝码加热圈443的内表面设置设置有喷气斜面444，喷气斜面444上设置有斜面喷气孔446，斜面喷气孔446的喷射方向与水平的夹角为a，取值为45～60°。

本实施例的砝码支撑表面448设置有主喷气孔445和均气沟槽447，其中主喷气孔445设置于砝码支撑表面448的中央，均气沟槽447均匀的设置于主喷气孔445的周围，均气沟槽447沿着砝码支撑表面448的径向布置，且均气沟槽447与主喷气孔445相连通，该主喷气孔445可以鼓吹高温气体，也可以对砝码进行负压抽风，在将砝码放置在砝码支撑表面448后，先调控风机使得主喷气孔445对砝码支撑表面448进行抽风，而后再调控风机，主喷气孔445对砝码支撑表面448鼓吹高温气体，高温气体由均气沟槽447喷吹至烦的表面，提高了主喷气孔445对砝码的吹扫效果，与此同时砝码加热圈443同时进行加热，且斜面喷气孔446向砝码吹扫高温气体，从而使得砝码表面的液体迅速挥发，从而提高砝码对密度检测的校准效果。本实施例的载物台单元400还包括容纳罐支撑机构450，容纳罐支撑机构450上设置有容纳罐卡爪451，该容纳罐卡爪451用于加持和固定容纳罐。

试样容纳单元500内设置有密封罐，该密封罐用于容纳待测物试样。试样容纳单元500上设置有容纳腔510，密封罐设置于容纳腔510，容纳腔510的顶部设置有密封盖板520(如图11所示)。

实施例2

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：本实施例的吊篮支撑机构430上还设置有干燥喷气板433，该干燥喷气板433设置于吊篮支撑板432的下部，且干燥喷气板433与吊篮支撑板432保持平行，干燥喷气板433上设置有底部喷气孔4331，可以从底部喷气孔4331中喷出高温气体，对试样吊篮410进行吹扫，从而可以从弧面喷气孔4323和底部喷气孔4331进而多方位的吹扫，提高了吹扫效果，并配合吊篮支撑板432对试样吊篮410的加热，从而可以迅速的将试样吊篮410进行干燥，进而提高了待测物品密度的检测精度。与此同时，干燥喷气板433也可以设置加热部件，该加热部件从而可以在试样吊篮410的周围形成高温区，进而使得试样吊篮410尽快受热，而使得试样吊篮410表面的液体尽快去除。

实施例3

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：本实施例的砝码支撑机构440用于承载砝码，砝码用于对密度检测的结果进行校准。具s体的校准方法如下：ρ_溶液通过以下步骤测量得到：

1称量试样吊篮410的质量为m₀₁；将试样吊篮410浸没到溶液中后，称量试样吊篮410的质量为m₀₂；

2将砝码加入到试样吊篮410中，并称量试样吊篮410及砝码的质量为m₂₁；再将试样吊篮410及砝码浸没到溶液中后，称量试样吊篮410及砝码的质量为m₂₂；

3计算溶液密度ρ_溶液；通过以下公式计算待测物品的密度ρ_溶液，

其中m_砝为砝码的质量；ρ_砝为砝码的密度。

实施例4

如图14、图15和图17所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：详细描述为辅机器人单元200包括辅机械爪手201和辅机械臂202，所述辅机械臂202下部设置有旋转底座203，所述辅机械爪手201设置于辅机械臂202的顶部，辅机械爪手201的辅爪手固定板240包括夹爪装配端241、卡爪装配端242和抱爪装配端243，其中夹爪装配端241安装有长腿夹爪210，卡爪装配端242安装有夹形卡爪220，抱爪装配端243安装有双指抱爪230。底板加强筋205的周侧设置有倒角圆弧207。夹爪装配端241、卡爪装配端242和抱爪装配端243任意两者之间的夹角为120°。

其中，长腿夹爪210通过第一旋转件213转动安装有夹爪装配端241，长腿夹爪210的下部设置有爪杆夹持件212，该爪杆夹持件212的内侧设置为圆弧形，第一旋转件213的下部均匀的设置有3个滑动件214，滑动件214上安装有夹爪杆211，所述爪杆夹持件212设置于夹爪杆211远离第一旋转件213的一端。

上述的卡爪装配端242的下部设置有行程滑轨244，夹形卡爪220端部设置有与上述行程滑轨244相配合的行程滑块224，夹形卡爪220通过行程滑块224滑动安装于行程滑轨244上。夹形卡爪220的固定端转动安装于行程滑块224的转轴上。夹形卡爪220的端部设置有端部V形槽221，夹形卡爪220的中部设置有弧形卡槽223，端部V形槽221与弧形卡槽223之间设置有中部空槽222，端部V形槽221在夹持物品时，物品的冒口可以容纳在中部空槽222中。

此外，双指抱爪230通过第二旋转件235转动安装于抱爪装配端243，双指抱爪230的下部设置有夹爪臂234，夹爪臂234的末端设置有爪臂夹持件231。爪臂夹持件231一端与夹爪臂234的末端相连，爪臂夹持件231的另一端设置有夹持端232，该夹持端232的内侧设置有夹持圆弧233。辅爪手固定板240上设置有位置传感器245，该位置传感器245与双指抱爪230对应设置。夹持圆弧233上设置有夹持凸台236，该夹持凸台236凸出于夹持圆弧233的表面，夹持凸台236可以增大双指抱爪230的夹持效果。

本实施例旋转底座203的下部设置有支撑底板204，该支撑底板204的边缘处设置有底板加强筋205，该上设置有固定螺孔206，底板加强筋205的周侧设置有倒角圆弧207。

实施例5

如图16所示，本实施例的测量溶液池330内部设置有稳流板组，该稳流板组包括下稳流板3361、中稳流板3362和顶稳流板3363，所述的下稳流板3361的底端靠近测量溶液池330的侧壁，且下稳流板3361由测量溶液池330的两端侧壁向中央延伸，其中下稳流板3361一组设置为2个，2个下稳流板3361倾斜设置，并构成“八”字形，下稳流板3361与竖直方向的的夹角为50～65°；下稳流板3361顶端设置有稳流板孔3364；

下稳流板3361的上部设置有中稳流板3362，中稳流板3362的底端设置于测量溶液池330的中部，中稳流板3362由测量溶液池330的中部向端部侧壁延伸，且中稳流板3362的底端低于下稳流板3361的顶端，下稳流板3361的底端和顶端设置有稳流板孔3364，且顶端稳流板孔3364与顶端的距离小于底端稳流板孔3364与底端的距离；中稳流板3362顶端与端部侧壁的距离小于下稳流板3361顶端与端部侧壁的距离，即中稳流板3362顶端比下稳流板3361顶端更靠近端部侧壁；且中稳流板3362顶端的稳流板孔3364与下稳流板3361顶端的稳流板孔3364交错设置，即中稳流板3362顶端的稳流板孔3364与下稳流板3361顶端的稳流板孔3364的底面投影不重合；此外，中稳流板3362一组设置为2个，2个中稳流板3362倾斜设置，并构成倒“八”字形，中稳流板3362与竖直方向的夹角为70～80°

中稳流板3362的上部设置有顶稳流板3363，顶稳流板3363由两个稳流板拼接而成，两个稳流板的顶部拼接在一起，构成两边低、中间高的顶稳流板3363，两个稳流板之间的夹角为100～120°；2个中稳流板3362之间设置有中部间隙，顶稳流板3363位于所述中部间隙的正上部；顶稳流板3363的左底端与右底端之间的距离大于中部间隙的距离，即顶稳流板3363可以完全覆盖在中部间隙的上部。测量溶液池330在上升的过程中，必然会造成测量溶液池330内的液体发生波动，熔池内的液体在波动的过程中，溶液会带动试样吊篮410进行晃动，进而会影响称量机构310的称量质量，使得密度检测的准确性较差，稳流板组可以减小在移动过程中测量溶液池330的波动情况，进而提高了检测的精度。以砝码作为待测物品，其中采用实施例1检测砝码的密度为7.66g/cm^-3；而采用本实施例检测发明的密度为7.79g/cm^-3；该砝码本身的密度为7.94g/cm^-3，通过稳流板组对测量溶液池330内的溶液进行稳定，进而提高了检测的精度。

实施例6

本实施例的采用上述的检测装置，采用上述机器人系统检测密度的方法，检测方法如下：辅机器人单元200向将盛装有待测物品抓取、移动至载物台单元400上；主机器人单元100的主机械爪手101抓取载物台单元400上的待测物品，并将待测物品放置在密度检测单元300的称量机构310上进行称量得到待测物品的质量为m_物，将待测物品浸没在密度检测单元300的测量溶液池330后，称量机构310的质量变化为△m，则待测物品的密度为：具体步骤如下：

主机器人单元100的主机械爪手101抓取载物台单元400上的待测物品，并将待测物品放置在密度检测单元300的称量机构310上进行称量，得到待测物品的质量为m_物，再将待测物品浸没在密度检测单元300的测量溶液池330后，测量称量机构310的质量变化为△m，计算得到待测物品的密度为：其中ρ_溶液为溶液的密度。机器人的操作步骤如下：

步骤一：辅机器人单元200抓取装有待测物品的密封罐，并将密封罐转运至载物台单元400上；辅机器人单元200驱动辅机械爪手201，辅机械爪手201驱动夹形卡爪220夹取密封盖板520，并将密封盖板520移开，辅机械爪手201驱动长腿夹爪210伸入容纳腔510内，长腿夹爪210将密封罐夹取至载物台单元400的容纳罐支撑机构450上，而后夹形卡爪220再将密封盖板520盖在容纳腔510上；

步骤二：主机器人单元100将待测物品从密封罐中取出，并将待测物品将待测物品移动至密度检测单元300的称量机构310上；

步骤三：称量机构310对待测物品进行称量，得到待测物品的质量为m_物；而后驱动测量溶液池330向上运动，将待测物品浸没在密度检测单元300的测量溶液池330后，测量称量机构310的质量变化为Δm。

步骤二的具体步骤为：

2-1取盖爪130移动至密封罐的顶部，取盖爪130夹取密封罐的密封盖，并将密封盖打开；

2-2小抱爪140移动至密封罐工位，小抱爪140夹取密封罐，并将罐内的待测物品倾倒至载物台单元400的试样吊篮410内，倾倒完成后主机械爪手101将密封罐放置在载物台单元400上；

2-3条形夹爪110移动至试样吊篮410工位，条形夹爪110夹取试样吊篮410，并将试样吊篮410移动至称量机构310上进行称量。

步骤二和步骤三的具体检测方法如下：

S1、检测吊篮的质量信息

主机器人单元100的条形夹爪110夹取试样吊篮410，并将试样吊篮410放置在密度检测单元300的上，称量试样吊篮410的质量为m₀₁；

驱动密度检测单元300的升降机构340，升降机构340抬升测量溶液池330，使得测量溶液池330将试样吊篮410完全浸没在溶液中，称量试样吊篮410的质量为m₀₂；与此同时，测温机构361检测测量溶液池330内溶液的质量；称量完成后称量机构310驱动测量溶液池330向下运动，条形夹爪110再将试样吊篮410从称量机构310下部的吊装机构320上取出，并将试样吊篮410放置在吊篮支撑机构430上，吊篮支撑机构430对试样吊篮410进行加热、吹扫，从而将试样吊篮410表面的溶剂吹扫干净，试样吊篮410吹干后要吹冷风进行降温，保证试样吊篮410温度降低至室温；本实施例所采用的溶液为蒸馏水。

S2、检测待测物品的质量信息

主机械爪手101的取盖爪130移动至密封罐的上部，取盖爪130将密封罐的密封盖移开，而后主机械爪手101的小抱爪140移动至密封罐的对应位置，小抱爪140抓取密封罐，并将密封罐内的待测物品倾倒至试样吊篮410中，并称量试样吊篮410及待测物品的质量为m₁₁；

将试样吊篮410及待测物品浸没到溶液中后，称量试样吊篮410及待测物品的质量为m₁₂；条形夹爪110再将试样吊篮410从称量机构310下部的吊装机构320上取出，并将试样吊篮410内的待测物品倾倒至密封罐中，再将试样吊篮410放置在吊篮支撑机构430上进行吹扫。

S3、计算待测物品的密度

通过以下公式计算待测物品的密度ρ_物，其中ρ_溶液为溶液的密度。特别注意的是检测密度前后测量溶液池330内的温度变化≤2℃。

其中采用实施例1检测砝码的密度为7.71g/cm^-3；该砝码本身的密度为7.94g/cm^-3，通过稳流板组对测量溶液池330内的溶液进行稳定，可以相对准确的检测得到待测物体的密度，进而提高了检测的精度。并且可以对危化物体的密度进行检测，避免危化物体在检测的过程中危害操作人员的人身健康。

实施例7

本实施例的基本内容同实施例6，不同之处在于，测量溶液池330的下部设置有下称量部件332，即下称量部件332设置在溶池支撑板331上，该下称量部件332用于称量测量溶液池330的质量，并可以采用下称量部件332用来修正检测得到的密度情况，从而减小测量溶液池330中的溶液波动对密度检测的影响。

将试样吊篮410放置在吊装机构320上，下称量部件332检测测量溶液池330的质量为M₀₁；测量溶液池330向上运动，测量溶液池330将试样吊篮410浸没在溶液中后，检测得到测测量溶液池330的质量为M₀₂；

将待测物品放入试样吊篮410中，并将试样吊篮410挂装在吊装机构320上，下称量部件332检测测量溶液池330的质量为M₁₁；测量溶液池330向上运动，测量溶液池330将试样吊篮410及待测物品浸没在溶液中后，检测得到测测量溶液池330的质量为M₁₂；

通过以下公式计算待测物品的密度ρ_物

其中ρ_溶液为溶液的密度，其中ρ_砝为砝码的密度，m_砝为砝码的标准质量。以砝码作为待测物品，其中采用实施例1检测砝码的密度为7.87g/cm^-3；该砝码本身的密度为7.94g/cm^-3，通过采用下称量部件332的修正，进而提高了密度的检测精度。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (7)

1.一种检测密度的机器人系统，其特征在于：包括

主机器人单元(100)，该主机器人单元(100)包括主机械爪手(101)和主机械臂(102)，所述主机械爪手(101)安装于主机械臂(102)，主机械臂(102)驱动主机械爪手(101)抓取、移动待测物品；

辅机器人单元(200)，该辅机器人单元(200)包括辅机械爪手(201)和辅机械臂(202)，所述辅机械爪手(201)安装于辅机械臂(202)，辅机械臂(202)驱动辅机械爪手(201)抓取、移动待测物品；

密度检测单元(300)，该密度检测单元(300)包括称量机构(310)、吊装机构(320)和测量溶液池(330)，所述称量机构(310)下部设置有吊装机构(320)，该吊装机构(320)用吊装待测物品，所述的测量溶液池(330)滑动安装于吊装机构(320)的下部；

载物台单元(400)，该载物台单元(400)用于承载待测物品；

试样容纳单元(500)，该试样容纳单元(500)内设置有密封罐，该密封罐用于容纳待测物试样；

其中载物台单元(400)上设置有吊篮支撑机构(430)，吊篮支撑机构(430)用于承载试样吊篮(410)；或/和载物台单元(400)上设置有砝码支撑机构(440)，砝码支撑机构(440)用于承载砝码；

吊篮支撑机构（430）包括吊篮支撑部件（431）和吊篮支撑板（432），且吊篮支撑板（432）设置于吊篮支撑部件（431）上，该吊篮支撑板（432）的支撑端设置有支撑板凹弧面（4322），该支撑板凹弧面（4322）与试样吊篮（410）相配合，一对支撑板凹弧面（4322）形成对试样吊篮（410）的支撑空间，支撑板凹弧面（4322）上设置有弧面喷气孔（4323），吊篮支撑板（432）上设置有支撑板加热器（4324）；

砝码支撑机构（440）包括砝码加热平台（441）和砝码支撑部件（442），砝码支撑部件（442）上设置有砝码支撑表面（448），砝码支撑表面（448）的周围设置有砝码加热圈（443），砝码加热圈（443）的内表面设置设置有喷气斜面（444），喷气斜面（444）上设置有斜面喷气孔（446）；砝码支撑表面（448）设置有主喷气孔（445）和均气沟槽（447）；

密度检测单元(300)还包括升降机构(340)，该升降机构(340)包括升降板(344)、升降传动杆(345)和驱动部件(348)，所述驱动部件(348)上设置有进给螺杆(347)，该驱动部件(348)的上部设置有升降板(344)，升降板(344)上设置有与进给螺杆(347)相配合的螺纹孔，驱动部件(348)通过进给螺杆(347)驱动升降板(344)进行升降运动，所述升降板(344)的上部设置有升降传动杆(345)，该升降传动杆(345)的顶部与测量溶液池(330)相连；升降机构(340)还包括升降支撑部件，该升降支撑部件包括支撑竖杆(341)、下部横杆(342)和上部横杆(343)，支撑竖杆(341)固定安装于检测单元框架(350)的底部支撑板(352)上，下部横杆(342)固定安装于支撑竖杆(341)的下部，上部横杆(343)固定安装于支撑竖杆(341)的上部，该下部横杆(342)和上部横杆(343)之间设置有导向竖杆(346)，所述的升降板(344)上设置有与导向竖杆(346)相配合的导向孔，升降板(344)通过导向孔装配在导向竖杆(346)上，升降板(344)可随导向竖杆(346)在竖直方向上进行运动。

2.根据权利要求1所述的一种检测密度的机器人系统，其特征在于：所述主机械爪手(101)包括条形夹爪(110)、主爪手固定板(150)和主爪手旋转件(160)，主机械爪手(101)通过主爪手旋转件(160)与主机械臂(102)转动连接，主爪手固定板(150)安装于主爪手旋转件(160)上，条形夹爪(110)安装于主爪手固定板(150)上。

3.根据权利要求1所述的一种检测密度的机器人系统，其特征在于：所述辅机械爪手(201)包括长腿夹爪(210)、辅爪手固定板(240)和辅爪手旋转件(250)，辅机械爪手(201)通过辅爪手旋转件(250)与辅机械臂(202)转动连接，辅爪手固定板(240)安装于辅爪手旋转件(250)上，长腿夹爪(210)安装于辅爪手固定板(240)上。

4.根据权利要求1所述的一种检测密度的机器人系统，其特征在于：吊装机构(320)包括吊装杆(321)、吊篮架(322)和吊篮挂板(323)，所述的吊装杆(321)的顶部通过挂钩与称量机构(310)相连，吊装杆(321)下部通过铰链与吊篮架(322)相连，所述吊篮架(322)的底部设置有吊篮挂板(323)。

5.根据权利要求1所述的一种检测密度的机器人系统，其特征在于：所述吊篮挂板(323)上设置有挂板凹弧边(3231)，且挂板凹弧边(3231)与挂板第一侧边(3232)的连接处；或/和挂板凹弧边(3231)与挂板第二侧边(3233)的连接处设置有挂板导向面(3234)，所述的挂板导向面(3234)设置为圆弧形。

6.根据权利要求1所述的一种检测密度的机器人系统，其特征在于：吊装杆(321)与吊篮架(322)的连接铰链的转轴轴向垂直于吊篮架(322)的平面。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种检测密度的机器人系统检测密度的方法，其特征在于：辅机器人单元(200)向将盛装有待测物品抓取、移动至载物台单元(400)上；主机器人单元(100)的主机械爪手(101)抓取载物台单元(400)上的待测物品，并将待测物品放置在密度检测单元(300)的称量机构(310)上进行称量得到待测物品的质量为m物，将待测物品浸没在密度检测单元(300)的测量溶液池(330)后，称量机构(310)的质量变化为Δm，则待测物品的密度为