CN108161928B - 机械臂夹抱物体的检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械臂夹抱物体的检测方法及装置，属于机械臂夹抱检测技术领域。技术方案是：两个机械臂张开准备夹抱物体；有一个机械臂先动作到张开或打开位置，预接触至物体时停止；等待另一个机械臂张开或打开动作到与物体接触位置；先动作到位且停止的机械臂启动夹抱动作，使得两个机械臂同时做夹抱动作，直至将物体夹抱到位。本发明的有益效果是：可以使机械臂夹抱物体的动作柔和，没有夹抱冲击力，不会对夹抱物体造成损伤，不会发生夹抱物体跑溜现象，且稳定可靠，有效地提高了机械设备搬运物体的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械臂夹抱物体的检测方法及装置，属于机械臂夹抱检测技术领域。具体地说，是一种用于仓储库、物流输送、立体仓储库、汽车停车库、汽车生产线、机械设备产品生产线、食品生产线、电子产品生产线、码头、煤矿等行业的机械臂夹抱较大形物体的检测方法及装置。这些物体包括：仓储托盘、仓储托架、仓储箱、汽车、食品成品包装盒、电子产品成品包装盒、集装箱等设备。
背景技术
目前机器人、机械搬运器等设备在实际生产过程中应用越来越广泛，机器人搬运物体时，需要机械臂的夹抱才能完成将物体取放等搬运任务，而随着搬运物体的形状、重量、材质的不同，机械臂也具有各种不同形状和夹抱方式，在机械臂的夹抱过程中，由于机械臂受机械间隙、油路气路差异化的制约，使得机械臂动作不同步，易造成夹抱物体的损坏和跑溜现象，实际工程中往往依靠加大夹抱力量进行弥补，这又会带来易损坏被夹抱物体的风险，给用户造成不必要的经济损失，甚至造成生产过程的停顿事故。
发明内容
本发明目的是提供一种机械臂夹抱物体的检测方法及装置，针对现有机械臂夹抱技术的缺陷，一是提供一种机械臂夹抱物体的方法和流程，并针对不同的物体，提出了不同的夹抱方式；二是提供一种用该检测装置进行检测的方法，并针对不同的机械臂驱动方式，提出了不同的检测方法，动作流程稳定可靠，夹抱柔和，没有额外的夹抱冲击力，不会对夹抱物体造成损伤，不会发生夹抱物体跑溜现象，弥补了当前机械臂夹抱技术的短板，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：机械臂夹抱物体的检测方法，包含以下步骤：两个机械臂张开准备夹抱物体；有一个机械臂先动作到张开或打开位置，预接触至物体时停止；等待另一个机械臂张开或打开动作到与物体接触位置；先动作到位且停止的机械臂启动夹抱动作，使得两个机械臂同时做夹抱动作，直至将物体夹抱到位。
在夹抱圆形物体时，机械臂夹抱其圆心水平线下端部位。
所述机械臂夹抱的物体为较大形、较重的物体，机械臂的数量为两组以上。
机械臂夹抱物体的检测装置，包含机械臂、机械臂驱动装置、传感装置和控制装置，机械臂与机械臂驱动装置互相连接，传感装置与机械臂驱动装置相匹配，设置在机械臂接触物体、夹抱物体到位的检测点，传感装置与控制装置互相连接，控制装置包含PLC控制器、单片机控制系统、嵌入式控制系统和工控机。
所述机械臂驱动装置为电动推杆，传感装置为设置在电动推杆上的位移传感器。
所述机械臂驱动装置为伺服电动机，传感装置为设置在伺服控制器上接触物体、夹抱物体到位的位移数据点。
所述机械臂驱动装置为液压油缸，传感装置为设置在油路上的压力传感器。
所述机械臂驱动装置为气泵，传感装置为设置在气路上的压力传感器。
本发明的有益效果是：可以使机械臂夹抱物体的动作柔和，没有夹抱冲击力，不会对夹抱物体造成损伤，不会发生夹抱物体跑溜现象，且稳定可靠，有效地提高了机械设备搬运物体的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明的机械臂原位图；
图2是本发明的机械臂夹抱（打开）图；
图3是本发明的单个机械臂接触物体图；
图4是本发明的两个机械臂接触物体图；
图5是本发明的两个机械臂夹抱到位图；
图6是本发明的圆筒形机械臂上开关式传感器设置图；
图7是本发明的方柱形机械臂上开关式传感器设置图；
图8是本发明夹抱物体为方形的圆筒形机械臂移动流程示意图；
图9是本发明方柱形机械臂夹抱圆形物体示意图；
图10是本发明方柱形机械臂夹抱方形物体示意图；
图中：圆筒形机械臂11、方柱形机械臂12、开关式传感器13。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
机械臂夹抱物体的检测方法，包含以下步骤：两个机械臂张开准备夹抱物体；有一个机械臂先动作到张开或打开位置，预接触至物体时停止；等待另一个机械臂张开或打开动作到与物体接触位置；先动作到位且停止的机械臂启动夹抱动作，使得两个机械臂同时做夹抱动作，直至将物体夹抱到位。
在夹抱圆形物体时，机械臂夹抱其圆心水平线下端部位。
所述机械臂夹抱的物体为较大形、较重的物体，机械臂的数量为两组以上。机械臂夹抱的物体为较大形、较重的物体，需要二组以上机械臂夹抱才能完成物体的搬运（一组机械臂由二个机械臂构成），比如汽车停车库和汽车生产线中汽车的整体搬运、物流仓储库中的载货箱或载货托盘的搬运等待场合。
机械臂夹抱物体的检测装置，包含机械臂、机械臂驱动装置、传感装置和控制装置，机械臂与机械臂驱动装置互相连接，传感装置与机械臂驱动装置相匹配，设置在机械臂接触物体、夹抱物体到位的检测点，传感装置与控制装置互相连接，控制装置包含PLC控制器、单片机控制系统、嵌入式控制系统和工控机。夹抱过程中各位置点的传感器检测信号通过有线或无线通讯方式与控制装置相连接。根据夹抱流程及夹抱状况，控制装置发出控制信号，驱动机械臂的夹抱动作。
所述机械臂驱动装置为电动推杆，传感装置为设置在电动推杆上的位移传感器。
所述机械臂驱动装置为伺服电动机，传感装置为设置在伺服控制器上接触物体、夹抱物体到位的位移数据点。
所述机械臂驱动装置为液压油缸，传感装置为设置在油路上的压力传感器。
所述机械臂驱动装置为气泵，传感装置为设置在气路上的压力传感器。
在实际应用中，如图1图2，二个机械臂A和B由原位张开准备夹抱圆形物体W1，机械臂A和B可以用伺服电动机、液压马达或电动螺杆或气缸驱动；如图3，为了防止圆形物体W1在机械臂夹抱过程中跑溜（机械臂与物体接触面都为圆形），采用一个机械臂A先动作到张开或打开位置，预接触到W1时停止（由机械臂上的接近开关或驱动机械臂油路或气路中的压力传感器检测到位与否）（起挡住的作用，防止夹抱的物体溜跑）；如图4，另一个机械臂B动作到张开或打开（由机械臂上的另一组接近开关或油路或气路中的压力传感器检测到位与否），与物体W1接触后（由机械臂上的接近开关或驱动机械臂油路或气路中的压力传感器检测到位与否），此时再启动机械臂A运行，使得机械臂A和B同时做夹抱动作，直到将W1夹抱到位（由机械臂上的另一组接近开关或油路或气路中的压力传感器检测到位与否）为止，如图5。
在机械臂上可以设置接近开关类型的传感器来感知机械臂是否接触到物体W1，如图6、图7。机械臂夹抱物体的过程中，各检测用传感器依据机械臂的驱动方式不同而采用不同型式的传感器，如采用伺服电动机驱动的机械臂，利用伺服控制器和旋转编码器得知机械臂各位置检测点的数据，决定夹抱停止和驱动；采用液压马达驱动的机械臂，由设置在油路上的压力传感器得知机械臂各位置检测点的数据，决定夹抱停止和驱动；采用电动推杆驱动的机械臂，由设置在推杆部位的位移传感器得知机械臂各位置检测点的数据，决定夹抱停止和驱动；若受设备、环境等因素制约，在上述位置不能设置检测传感器，也可在机械臂上设置一到三个开关式传感器，用于检测机械臂各位置检测点的数据，决定夹抱停止和驱动。
考虑汽车立体库中机械臂夹抱车轮时雨雪、泥水容易损毁安装在机械臂上的传感器，可以通过在驱动机械臂的电器系统、液压系统、气动回路设置传感器解决。如：若驱动机械臂为电动推杆，则在电动推杆上分别设置接触到W1、夹抱W1到位等位移传感器；若驱动机械臂为伺服电动机，则在伺服控制器上分别设置接触到W1、夹抱W1到位等位移数据点（通过伺服控制器及旋转编码器得知）；若驱动机械臂为液压油缸，则在油路上分别设置接触到W1、夹抱W1到位等压力传感器用于检测油路的压力值大小，得知机械臂的夹抱状况；若驱动机械臂为气泵，则在气路上分别设置接触到W1、夹抱W1到位等压力传感器用于检测。同理，如果夹抱的物体为方形W2，其夹抱示意图如图8所示。
机械臂根据工程上的需求也可以为其它形状，如方柱形，其夹抱过程如图9和图10所示。
本项发明的检测方法和装置，可以使机械臂夹抱物体的动作柔和，没有夹抱冲击力，不会对夹抱物体造成损伤，不会发生夹抱物体跑溜现象，且稳定可靠，有效地提高了机械设备搬运物体的安全性和可靠性。
Claims (3)
1.一种机械臂夹抱物体的检测方法，其特征在于包含以下步骤：两个机械臂张开准备夹抱物体；有一个机械臂先动作到张开或打开位置，预接触至物体时停止；等待另一个机械臂张开或打开动作到与物体接触位置；先动作到位且停止的机械臂启动夹抱动作，使得两个机械臂同时做夹抱动作，直至将物体夹抱到位；传感装置与机械臂驱动装置相匹配，设置在机械臂接触物体、夹抱物体到位的检测点，传感装置与控制装置互相连接；机械臂夹抱物体的过程中，各检测用传感装置依据机械臂的驱动方式不同而采用不同型式的传感器，在驱动机械臂的电气系统、液压系统或气动回路分别设置传感器；
所述驱动机械臂的驱动方式为电动推杆，传感装置为设置在电动推杆上的位移传感器，由设置在推杆部位的位移传感器得知机械臂各位置检测点的数据，决定夹抱停止和驱动；所述驱动机械臂的驱动方式为伺服电动机，传感装置为设置在伺服控制器上接触物体、夹抱物体到位的位移数据点，利用伺服控制器和旋转编码器得知机械臂各位置位移数据点的数据，决定夹抱停止和驱动；所述驱动机械臂的驱动方式为液压油缸，传感装置为设置在油路上的压力传感器，由设置在油路上的压力传感器得知机械臂各位置检测点的数据，决定夹抱停止和驱动；所述驱动机械臂的驱动方式为气泵，传感装置为设置在气路上的压力传感器，由驱动机械臂气路中的压力传感器检测到位与否。
2.根据权利要求1所述的机械臂夹抱物体的检测方法，其特征在于：在夹抱圆形物体时，机械臂夹抱其圆心水平线下端部位。
3.根据权利要求1所述的机械臂夹抱物体的检测方法，其特征在于： 所述机械臂夹抱的物体为较大形、较重的物体，机械臂的数量为两组以上。
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