CN109159144B - 一种柔性抓持控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种柔性抓持控制系统，包括空压机、调压阀、正压电磁阀、负压电磁阀、真空发生器、压力传感器、PLC控制器、485通信模块以及柔性爪手。该柔性抓持控制系统利用压力传感器能够实现输送至柔性爪手的气压强度，从而将气压控制在有限的范围内，防止柔性爪手受压超过极限而损坏；利用硅橡胶指套能够防止柔性爪手与物品进行硬性碰撞，避免物品损坏。

Description

一种柔性抓持控制系统
技术领域
本发明创造涉及一种控制系统，尤其是一种柔性抓持控制系统。
背景技术
传统的刚性机械夹爪在抓取物体时，特别是针对精密器件进行抓取时，易对物体表面造成刮伤或者划痕，甚至对物体造成更严重的损害而影响其正常使用，且刚性夹爪不易抓取软质或不定型物体。因此，有必要设计出一种柔性抓持控制系统，能够控制柔性爪手的夹持力度，从而有效防止柔性爪手损坏和物品损坏。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是现有的气压式柔性爪手由于气压不具备反馈控制功能，容易造成柔性爪手或物品损坏。
为了解决上述技术问题，本发明创造提供了一种柔性抓持控制系统，包括空压机、调压阀、正压电磁阀、负压电磁阀、真空发生器、压力传感器、PLC控制器、485通信模块以及柔性爪手；PLC控制器分别与正压电磁阀、负压电磁阀、压力传感器、485通信模块以及真空发生器的控制端电连接；空压机的出气口与调压阀的进气口相连通；调压阀的出气口与正压电磁阀的进气口相连通；正压电磁阀的出气口与柔性爪手的进出气口相连通；真空发生器的进气口与负压电磁阀的出气口相连通；负压电磁阀的进气口与柔性爪手的进出气口相连通；压力传感器安装在柔性爪手的进出气口处，用于检测柔性爪手进出气口处的空气压力；PLC控制器设置有用于外部控制信号输入的外部控制接口；在柔性爪手的手指端部设有硅橡胶指套。
进一步地，柔性爪手包括长方体形壳体、主气缸以及四个手指机构；每个手指机构均包括连接气管、手指气缸、驱动短臂、摆动臂、延长臂以及弯折端；在长方体形壳体的四周侧臂上均设有一个矩形窗口；主气缸竖向安装在长方体形壳体的内顶部上，且主气缸的进出气口通过进出气管由长方体形壳体的顶部引出；四个手指机构的手指气缸均通过一个铰接座铰接式安装在主气缸的活塞杆下端部上，且呈90度间隔分布设置；在主气缸的缸体上设有四个与缸体内部相连通的分气接口；四个分气接口分别通过四根连接气管与四个手指气缸的进出气管口相连通；四个手指机构的摆动臂分别伸出四个矩形窗口，并在摆动臂的中部设有旋转式安装在矩形窗口侧边上的摆动轴；驱动短臂的上端与对应位置处的手指气缸的活塞杆下端部相铰接安装；驱动短臂的下端与摆动臂的上端固定对接；延长臂对接安装在摆动臂伸出矩形窗口外的下端部上；弯折端设置在延长臂的下端部上；硅橡胶指套套设在弯折端上。
进一步地，在摆动臂的下端部上设有安装螺柱；在延长臂的上端部上设有螺纹孔；安装螺柱螺纹旋合安装在螺纹孔上实现延长臂与摆动臂的对接安装。
进一步地，在长方体形壳体的外顶部上设有两个安装吊耳。
本发明创造的有益效果在于：利用压力传感器能够实现输送至柔性爪手的气压强度，从而将气压控制在有限的范围内，防止柔性爪手受压超过极限而损坏；利用硅橡胶指套能够防止柔性爪手与物品进行硬性碰撞，避免物品损坏。
附图说明
图1为本发明创造的电气原理图；
图2为本发明创造的柔性爪手结构示意图；
图3为本发明创造的柔性爪手的手指机构安装结构示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明创造公开的柔性抓持控制系统包括：空压机、调压阀、正压电磁阀、负压电磁阀、真空发生器、压力传感器、PLC控制器、485通信模块以及柔性爪手；PLC控制器分别与正压电磁阀、负压电磁阀、压力传感器、485通信模块以及真空发生器的控制端电连接；空压机的出气口与调压阀的进气口相连通；调压阀的出气口与正压电磁阀的进气口相连通；正压电磁阀的出气口与柔性爪手的进出气口相连通；真空发生器的进气口与负压电磁阀的出气口相连通；负压电磁阀的进气口与柔性爪手的进出气口相连通；压力传感器安装在柔性爪手的进出气口处，用于检测柔性爪手进出气口处的空气压力；PLC控制器设置有用于外部控制信号输入的外部控制接口；在柔性爪手的手指端部设有硅橡胶指套9。
利用压力传感器能够实现输送至柔性爪手的气压强度，从而将气压控制在有限的范围内，防止柔性爪手受压超过极限而损坏；利用硅橡胶指套9能够防止柔性爪手与物品进行硬性碰撞，避免物品损坏。
进一步地，柔性爪手包括长方体形壳体1、主气缸2以及四个手指机构；每个手指机构均包括连接气管17、手指气缸12、驱动短臂19、摆动臂5、延长臂7以及弯折端8；在长方体形壳体1的四周侧臂上均设有一个矩形窗口4；主气缸2竖向安装在长方体形壳体1的内顶部上，且主气缸1的进出气口通过进出气管3由长方体形壳体1的顶部引出；四个手指机构的手指气缸12均通过一个铰接座18铰接式安装在主气缸2的活塞杆16的下端部上，且呈90度间隔分布设置；在主气缸2的缸体上设有四个与缸体内部相连通的分气接口15；四个分气接口15分别通过四根连接气管17与四个手指气缸12的进出气管口14相连通；四个手指机构的摆动臂5分别伸出四个矩形窗口4外，并在摆动臂5的中部设有旋转式安装在矩形窗口4侧边上的摆动轴10；驱动短臂19的上端与对应位置处的手指气缸12的活塞杆13的下端部相铰接安装；驱动短臂19的下端与摆动臂5的上端固定对接；延长臂7对接安装在摆动臂5伸出矩形窗口4外的下端部上；弯折端8设置在延长臂7的下端部上；硅橡胶指套9套设在弯折端8上。利用主气缸2和四个手指气缸12能够实现四个手指机构的气动驱动，同时通过连接气管17实现气压的平衡，确保每个手指机构的驱动力相同，另外通过四个手指气缸12能够允许四个手指机构的摆动臂5摆动幅度存在局部的差异，满足不规则形状的物品夹持需求，且仍然能够确保每个手指气缸12对于驱动短臂19的上端拉动力是相同的；利用弯折端8和硅橡胶指套9的设置能够增强物品的抓取性能，防止滑动脱落。
进一步地，在摆动臂5的下端部上设有安装螺柱6；在延长臂7的上端部上设有螺纹孔；安装螺柱6螺纹旋合安装在螺纹孔上实现延长臂7与摆动臂5的对接安装；采用螺纹旋合安装能够根据抓取物品的尺寸更换不同型号大小的延长臂7，增强柔性爪手的普适性能。在长方体形壳体1的外顶部上设有两个安装吊耳11；利用安装吊耳11能够方便进行柔性爪手的安装固定。
本发明创造公开的柔性抓持控制系统中，正压电磁阀和负压电磁阀均采用现有的电磁阀，能够根据PLC控制器的控制信号实现所安装气管的通断；空压机和调压阀均采用现有的设备；真空发生器采用现有的真空发生器，用于根据PLC控制器的控制信号启动或停止；压力传感器为气压传感器，用于实时检测输送至柔性爪手的气压，从而向PLC控制器进行反馈，防止气压过大造成柔性爪手损坏；485通信模块用于PLC控制器与外部控制设备进行远程通信，从而实现远程调节气压设定大小，来改变爪手的抓持力度大小；外部控制接口用于PLC控制器与外部手动控制设备进行连接，由PLC控制器根据接收到手动控制信号来控制正负压电磁阀的开关从而实现爪手的抓放操作。
本发明创造公开的柔性抓持控制系统在工作时：
当接收到抓命令时，PLC控制器打开正压电磁阀，空压机推送压缩空气从进气口进入，通过气管流向调压阀，气体再从调压阀通过气管流向正压电磁阀然后进入到柔性爪手的主气缸2，主气缸2的活塞杆16向上运动，同时四个手指气缸12的活塞杆13也向上运动，拉动驱动短臂19的上端向上摆动，使得四个摆动臂5的下端向中心摆动，实现对物品的夹持；压力传感器实时检测进出气管3的气压，当检测到气压稳定后，PLC控制器实时获取压力传感器的气压信号，当气压上升稳定后表明物品夹持稳定，则控制正压电磁阀的阀门关闭，保持气压稳定，此时柔性爪手抓住物品不放。
当接收到放命令时，PLC控制器控制真空发生器开始抽真空，同时PLC控制器打开负压电磁阀，真空发生器对主气缸2抽真空，主气缸2的活塞杆16向下运动，同时四个手指气缸12的活塞杆13也向下运动，推动驱动短臂19的上端向下摆动，使得四个摆动臂5的下端向中心外摆动，实现松开物品的夹持，压力传感器实时检测进出气管3的气压，当压力达到设定的阈值时，表明柔性爪手松开物品。

Claims (1)

1.一种柔性抓持控制系统，其特征在于：包括空压机、调压阀、正压电磁阀、负压电磁阀、真空发生器、压力传感器、PLC控制器、485通信模块以及柔性爪手；PLC控制器分别与正压电磁阀、负压电磁阀、压力传感器、485通信模块以及真空发生器的控制端电连接；空压机的出气口与调压阀的进气口相连通；调压阀的出气口与正压电磁阀的进气口相连通；正压电磁阀的出气口与柔性爪手的进出气口相连通；真空发生器的进气口与负压电磁阀的出气口相连通；负压电磁阀的进气口与柔性爪手的进出气口相连通；压力传感器安装在柔性爪手的进出气口处，用于检测柔性爪手进出气口处的空气压力；PLC控制器设置有用于外部控制信号输入的外部控制接口；在柔性爪手的手指端部设有硅橡胶指套；
柔性爪手包括长方体形壳体、主气缸以及四个手指机构；每个手指机构均包括连接气管、手指气缸、驱动短臂、摆动臂、延长臂以及弯折端；在长方体形壳体的四周侧臂上均设有一个矩形窗口；主气缸竖向安装在长方体形壳体的内顶部上，且主气缸的进出气口通过进出气管由长方体形壳体的顶部引出；四个手指机构的手指气缸均通过一个铰接座铰接式安装在主气缸的活塞杆下端部上，且呈90度间隔分布设置；在主气缸的缸体上设有四个与缸体内部相连通的分气接口；四个分气接口分别通过四根连接气管与四个手指气缸的进出气管口相连通；四个手指机构的摆动臂分别伸出四个矩形窗口，并在摆动臂的中部设有旋转式安装在矩形窗口侧边上的摆动轴；驱动短臂的上端与对应位置处的手指气缸的活塞杆下端部相铰接安装；驱动短臂的下端与摆动臂的上端固定对接；延长臂对接安装在摆动臂伸出矩形窗口外的下端部上；弯折端设置在延长臂的下端部上；硅橡胶指套套设在弯折端上；
在摆动臂的下端部上设有安装螺柱；在延长臂的上端部上设有螺纹孔；安装螺柱螺纹旋合安装在螺纹孔上实现延长臂与摆动臂的对接安装；
在长方体形壳体的外顶部上设有两个安装吊耳。
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