CN109202946A - 吸取式含能材料制品安全取放智能手爪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，连接板固定连接于电动升降缸的壳体上端，气动手爪固定连接在电动升降缸下端，电动升降缸的输出轴穿过气动手爪的中心通孔后下方安装有浮动吸盘；本发明通过采用多个波状真空吸盘吸取产品，增强对产品结构形状适应性的同时防止产品受力过大造成损伤和危险；通过升降吸盘配合防护爪动作，吸取方便的同时形成双重保护，波状吸盘采用弹性浮动支撑，避免在执行吸取动作时产品被提起，防止吸取不可靠状态下产品脱离支撑面后跌落造成危险及损伤；通过压力传感器信号结合真空度检测，多重保证吸取可靠状况下再执行取料提升动作，有效保证含能材料制品取料、放料过程的安全。

Description

吸取式含能材料制品安全取放智能手爪
技术领域
本发明涉及含能材料自动化技术领域，尤其涉及一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪。
背景技术
含能材料制品自动化加工与装配是提高产品生产效率与质量、保护人员安全的有效手段。在含能材料制品加工与装配的自动化中，自动安全取、投料技术是实现工件在不同工位切换的关键基础技术。含能材料制品具有易损伤、强度低、危险性大的特点，因此其取料与投料有别于普通机械加工的零件，存在抓取困难、放置危险、安全防护要求高的特点，也是危险系数较高的风险区域。本发明所实现的吸取式含能材料制品安全取放智能手爪正是用于解决含能材料制品自动化加工与装配过程中安全取、投料的问题。
发明内容
本发明提出一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，用以解决含能材料制品自动化加工与装配过程中安全取、投料的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，包括连接板、电动升降缸、气动手爪和浮动吸盘，所述连接板固定连接于电动升降缸的壳体上端，所述气动手爪固定连接在电动升降缸下端，所述电动升降缸的输出轴穿过气动手爪的中心通孔后下方安装有浮动吸盘；
所述电动升降缸输出轴末端固定连接有支撑板，所述支撑板上方安装有套设在所述电动升降缸输出轴上的弹簧，所述弹簧上方支撑有套设在所述电动升降缸输出轴上的压力传感器，所述压力传感器上方固定连接有吸盘架，所述吸盘架套设在所述电动升降缸的输出轴上，所述吸盘架上方设有固定连接在所述电动升降缸的输出轴上的限位环，所述吸盘架上固定安装有多个波状吸盘。
作为进一步优化，所述气动手爪上安装有至少三个防护爪，所述防护爪内贴有橡胶保护层。
作为进一步优化，所述电动升降缸通过伺服电机驱动升降缸的输出轴上下伸缩运动。
本发明的另一方面提供一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪的抓取方法，在执行产品吸取动作时，浮动吸盘下降并接触产品表面，通过压力传感器力值变化判断波状吸盘是否接触产品；波状吸盘接触产品后，执行吸取动作，反馈真空度信号；真空度信号满足吸取提升要求后，通过电动升降缸驱动浮动吸盘执行缓慢上升动作，并监测压力传感器的数值变化；压力传感器数值与产品重量匹配时，表明吸取准确，通过电动升降缸继续驱动浮动吸盘将产品提升至设定高度；然后将气动手爪的防护爪收拢进行保护；通过电动升降缸驱动浮动吸盘执行缓慢下降动作至压力传感器数值变化，然后提升吸盘至压力传感器数值与产品重量匹配时停止，在此状态下保证吸取力意外变化或手爪意外打开均可保证产品安全；然后可执行输送动作。
作为进一步优化，执行产品放置动作时，在产品输送至目标位置后，监测真空度与压力传感器数值正常的状态下，打开气动手爪的防护爪；通过电动升降缸驱动浮动吸盘执行缓慢下降动作，并监测压力传感器数值；压力传感器数值发生减小时表明产品已接触支撑，在压力传感器数值减小与产品重量匹配时，释放真空，波状吸盘与产品分离；然后手爪提升离开产品。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，通过采用多个波状真空吸盘吸取产品，增强对产品结构形状适应性的同时防止产品受力过大造成损伤和危险；通过升降吸盘配合防护爪动作，吸取方便的同时形成双重保护，安全性高，结构简单；波状吸盘采用弹性浮动支撑，避免在执行吸取动作时产品被提起，防止吸取不可靠状态下产品脱离支撑面后跌落造成危险及损伤；通过压力传感器信号结合真空度检测，多重保证吸取可靠状况下再执行取料提升动作，安全性高；通过压力传感器信号智能判断吸取状态，与波状吸盘降动作及防护爪动作形成连锁，有效保证含能材料制品取料、放料过程的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明吸取式含能材料制品安全取放智能手爪结构示意图；
图2为本发明吸取式含能材料制品安全取放智能手爪的浮动式吸盘结构示意图。
图中：1-连接板；2-电动升降缸；3-气动手爪；4-浮动吸盘；31-防护爪；5-限位环；6-吸盘架；7-压力传感器；8-弹簧；9-波状吸盘；10-支撑板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1-2所示，本发明的一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，包括连接板1、电动升降缸2、气动手爪3和浮动吸盘4，所述连接板1固定连接于电动升降缸2的壳体上端，所述气动手爪3固定连接在电动升降缸2下端，所述电动升降缸2的输出轴穿过气动手爪3的中心通孔后下方安装有浮动吸盘4；
所述电动升降缸2输出轴末端固定连接有支撑板10，所述支撑板10上方安装有套设在所述电动升降缸2输出轴上的弹簧8，所述弹簧8上方支撑有套设在所述电动升降缸2输出轴上的压力传感器7，所述压力传感器7上方固定连接有吸盘架6，所述吸盘架6套设在所述电动升降缸2的输出轴上，所述吸盘架6上方设有固定连接在所述电动升降缸2的输出轴上的限位环5，所述吸盘架6上固定安装有多个波状吸盘9。
在任一实施例中，所述气动手爪3上安装有至少三个防护爪31，所述防护爪31内贴有橡胶保护层，防止产品意外刮碰损伤。
在任一实施例中，所述电动升降缸2通过伺服电机驱动升降缸的输出轴上下伸缩运动，从而驱动浮动吸盘4上下动作。
执行产品吸取动作时，浮动吸盘4下降并接触产品表面，通过压力传感器7力值变化判断波状吸盘9是否接触产品；波状吸盘9接触产品后，执行吸取动作，反馈真空度信号；真空度信号满足吸取提升要求后，通过电动升降缸2驱动浮动吸盘4执行缓慢上升动作，并监测压力传感器7的数值变化；压力传感器7数值与产品重量匹配时，表明吸取准确，通过电动升降缸2继续驱动浮动吸盘4将产品提升至设定高度；然后将气动手爪3的防护爪31收拢进行保护；通过电动升降缸2驱动浮动吸盘4执行缓慢下降动作至压力传感器7数值变化(表明产品接触手爪)，然后提升吸盘4至压力传感器7数值与产品重量匹配时停止，在此状态下保证吸取力意外变化或手爪意外打开均可保证产品安全；然后可执行输送动作。
执行产品放置动作时，在产品输送至目标位置后，监测真空度与压力传感器7数值正常的状态下，打开气动手爪3的防护爪31；通过电动升降缸2驱动浮动吸盘4执行缓慢下降动作，并监测压力传感器7数值；压力传感器7数值发生减小时表明产品已接触支撑，在压力传感器7数值减小与产品重量匹配时，释放真空，波状吸盘9与产品分离；然后手爪提升离开产品。
采用多个波状吸盘9吸取产品，可适应曲面吸取的同时可以有效避开表面不适合吸取的结构区域；采用真空吸取方式柔性取料，吸取力极限控制，防止对产品造成机械损伤；波状吸盘9采用弹簧8支撑，具有一定自由浮动空间以避免过于刚性接触产品以及在吸取过程中产品被提起后由于吸取不稳而跌落造成损伤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，其特征在于，包括连接板、电动升降缸、气动手爪和浮动吸盘，所述连接板固定连接于电动升降缸的壳体上端，所述气动手爪固定连接在电动升降缸下端，所述电动升降缸的输出轴穿过气动手爪的中心通孔后下方安装有浮动吸盘；
所述电动升降缸输出轴末端固定连接有支撑板，所述支撑板上方安装有套设在所述电动升降缸输出轴上的弹簧，所述弹簧上方支撑有套设在所述电动升降缸输出轴上的压力传感器，所述压力传感器上方固定连接有吸盘架，所述吸盘架套设在所述电动升降缸的输出轴上，所述吸盘架上方设有固定连接在所述电动升降缸的输出轴上的限位环，所述吸盘架上固定安装有多个波状吸盘。
2.根据权利要求1所述的吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，其特征在于，所述气动手爪上安装有至少三个防护爪，所述防护爪内贴有橡胶保护层。
3.根据权利要求1所述的吸取式含能材料制品安全取放智能手爪，其特征在于，所述电动升降缸通过伺服电机驱动升降缸的输出轴上下伸缩运动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的吸取式含能材料制品安全取放智能手爪的抓取方法，其特征在于，执行产品吸取动作时，浮动吸盘下降并接触产品表面，通过压力传感器力值变化判断波状吸盘是否接触产品；波状吸盘接触产品后，执行吸取动作，反馈真空度信号；真空度信号满足吸取提升要求后，通过电动升降缸驱动浮动吸盘执行缓慢上升动作，并监测压力传感器的数值变化；压力传感器数值与产品重量匹配时，表明吸取准确，通过电动升降缸继续驱动浮动吸盘将产品提升至设定高度；然后将气动手爪的防护爪收拢进行保护；通过电动升降缸驱动浮动吸盘执行缓慢下降动作至压力传感器数值变化，然后提升吸盘至压力传感器数值与产品重量匹配时停止，在此状态下保证吸取力意外变化或手爪意外打开均可保证产品安全；然后可执行输送动作。
5.根据权利要求4所述的吸取式含能材料制品安全取放智能手爪的抓取方法，执行产品放置动作时，在产品输送至目标位置后，监测真空度与压力传感器数值正常的状态下，打开气动手爪的防护爪；通过电动升降缸驱动浮动吸盘执行缓慢下降动作，并监测压力传感器数值；压力传感器数值发生减小时表明产品已接触支撑，在压力传感器数值减小与产品重量匹配时，释放真空，波状吸盘与产品分离；然后手爪提升离开产品。
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