CN110014444A - 一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置 - Google Patents

一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置，属于机器人工业技术领域。本发明能够实现对钢卷内护角的电磁吸附取料、对钢卷内护板的自动撑开以及对钢卷内护角的自动安装功能，本发明的机械臂末端夹持装置包括驱动传动机构、伞形连杆机构、伸缩式滚轮机构及电磁吸盘机构。其工作原理是：电磁吸盘吸住钢卷内护角，当机械臂将内护角对准钢卷中心孔时，驱动电机转动，通过丝杠将动力依次传递给丝杠螺母、移动铰座、连杆机构和伸缩滚轮机构，在弹力作用下滚轮撑开钢卷内护板使之贴合钢卷中心孔的内壁，为安装钢卷内护角做好准备，然后通过机械臂的推送运动实现钢卷内护角的自动安装。

Description

一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置
技术领域：
本发明属于机器人工业技术领域，具体涉及一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置。本发明装置能够实现对钢卷内护角的电磁吸附取料、对钢卷内护板的自动撑开以及对钢卷内护角的自动安装功能，可应用于钢卷内护角的自动包装过程中。
背景技术：
钢卷内护角在钢卷包装过程以及运输吊装过程中，发挥着重要的作用。现有的钢卷内护角安装主要依靠工人的手工操作，其安装过程劳动强度大、安装效率低，迫切需要采用机器人来实现钢卷内护角的自动包装。采用机器人来实现钢卷内护角的自动包装，其关键是机器人末端执行机构的设计。因此，本发明提供一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置，可以有效提高钢卷内护角安装的效率，改善工人的劳动强度。
发明内容：
本发明针对现有钢卷内护角安装中存在的技术问题，提供一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置，本发明装置能够实现对钢卷内护角的电磁取料、对钢卷内护板的自动撑开以及对钢卷内护角的自动安装功能。
本发明提供的一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置包括驱动传动机构、伞形连杆机构、伸缩式滚轮机构及电磁吸盘机构；所述驱动传动机构包括驱动电机1、电机安装板2、联轴器3、丝杠4、丝杠螺母5、移动铰座6、矩形套筒7、轴承座组件8及固定铰座9；所述驱动电机1用螺栓固定在所述电机安装板2上，所述电机安装板2上设有安装孔，所述安装孔通过螺栓与安装钢卷内护角的机械臂29连接，所述电机安装板2用螺栓固定在所述矩形套筒7的底端，所述联轴器3的一端与所述驱动电机1的输出轴固连，所述联轴器3的另一端与所述丝杠4固连，所述丝杠螺母5与所述丝杠4配合连接，所述移动铰座6为中间设有通孔的方形结构，所述移动铰座6的四周均布四个铰链孔，所述移动铰座6通过螺钉与所述丝杠螺母5的下端面固连，所述移动铰座6能够随所述丝杠螺母5沿所述丝杠4做轴向移动；所述轴承座组件8有两个，分别用螺钉固定在所述矩形套筒7的内壁上，所述轴承座组件8用于支撑所述丝杠4的两端；所述固定铰座9为中间设有通孔的方形结构，所述固定铰座9的四周均布四个铰链孔，所述固定铰座9用螺钉固定在位于上方的所述轴承座组件8上；所述矩形套筒7的四个侧面设有开口槽，用于安装所述伞形连杆机构。
所述伞形连杆机构共有四个，所述伞形连杆机构均布在所述矩形套筒7的四周，所述伞形连杆机构包括第一连杆10、第二连杆11、第三连杆12、第四连杆13、第五连杆14及第六连杆15；所述第一连杆10上设置有四个安装孔，所述第一连杆10的四个安装孔分别为底端安装孔、第二安装孔、第三安装孔及第四安装孔，所述第一连杆10的底端安装孔通过销轴与所述移动铰座6的铰链孔间隙配合连接，所述第一连杆10的第二安装孔、第三安装孔及第四安装孔分别通过销轴与所述第二连杆11的下端安装孔、第四连杆13的上端安装孔及所述第六连杆15的第二安装孔间隙配合连接；所述第二连杆11设有三个安装孔，所述第二连杆11的三个安装孔分别为上端安装孔、中间安装孔及下端安装孔，所述第二连杆11的上端安装孔、中间安装孔分别通过销轴与所述固定铰座9的铰链孔、所述第三连杆12的下端安装孔间隙配合连接；所述第三连杆12的上端安装孔通过销轴与所述第六连杆15的上端安装孔间隙配合连接；所述第四连杆13的下端安装孔通过销轴与所述第五连杆14的下端安装孔间隙配合连接，所述第五连杆14的上端安装孔通过销轴与所述第六连杆15的第三安装孔间隙配合连接。
所述伸缩式滚轮机构共有四个，所述伸缩式滚轮机构分别与所述伞形连杆机构连接，所述伸缩式滚轮机构包括连接板16、矩形块17、弹簧组件18、弹簧导杆19、限位螺钉20、圆柱套筒21、滚轮安装座22、滚轮安装板23、销轴24、滚轮25；所述连接板16为具有开口槽的T字型结构，所述连接板16的底端与所述矩形块17通过螺钉固连，所述连接板16的开口槽端与所述第六连杆15的下端安装孔固连；所述弹簧导杆19的一端为外螺纹，所述弹簧导杆19的另一端的端面设有螺孔，所述弹簧导杆19的外螺纹端与所述矩形块17的螺孔固连，所述弹簧组件18空套在所述弹簧导杆19上，所述弹簧导杆19的光轴一端空套在所述圆柱套筒21的阶梯孔内，所述弹簧导杆19的光轴一端固定有所述限位螺钉20，所述圆柱套筒21能够在所述弹簧导杆19上做轴向移动；所述弹簧组件18设置在所述矩形块17和所述圆柱套筒21的端面之间；所述圆柱套筒21的下端设有外螺纹，所述圆柱套筒21的下端外螺纹与所述滚轮安装座22的上端面中间螺孔固连，所述滚轮安装座22的下端面固连有两个对称布置的L型的所述滚轮安装板23，所述滚轮24通过销轴与所述滚轮安装版23的安装孔间隙配合连接；所述滚轮24在所述伞形连杆机构和所述弹簧组件18弹力作用下随着所述圆柱套筒21做伸缩运动，实现撑开所述钢卷内护板27的功能，为安装所述钢卷内护角28做准备。
所述电磁吸盘机构包括四个圆周对称布置的电磁吸盘安装板25、四组圆周对称布置的电磁吸盘26，所述四个圆周对称布置的电磁吸盘安装板25分别用螺栓均布固定在所述电机安装板2上，所述四组圆周对称布置的电磁吸盘26分别通过螺钉与所述四个圆周对称布置的电磁吸盘安装板25固连，且所述四组圆周对称布置的电磁吸盘26位于同一圆周上，通过电磁作用吸住所述钢卷内护角28的端面实现夹持安装功能。
附图说明：
图1：为本发明钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置的结构示意图；
图2：为本发明中伞形连杆机构的结构示意图；
图3：为本发明中伸缩式滚轮机构的结构示意图；
图4：为本发明中机器臂准备取料的示意图；
图5：为本发明中机器臂调整位姿的示意图；
图6：为本发明中机械臂撑开钢卷内护板的示意图。
图中：1：驱动电机；2：电机安装板；3：联轴器；4：丝杠；5：丝杠螺母；6：移动铰座；7：矩形套筒；8：轴承座组件；9：固定铰座；10：第一连杆；11：第二连杆；12：第三连杆；13：第四连杆；14：第五连杆；15：第六连杆；16：连接板；17：矩形块；18：弹簧组件；19：弹簧导杆；20：限位螺钉；21：圆柱套筒；22：滚轮安装座；23：滚轮安装板；24：滚轮；25：电磁吸盘安装板；26：电磁吸盘；27：钢卷内护板；28：钢卷内护角；29：机械臂；30：钢卷。
具体实施方式：
当机械臂29需要取料时，驱动电机1正转，通过联轴器3、丝杠4、丝杠螺母5带动移动铰座6移动，移动铰座6通过伞形连杆机构带动伸缩式滚轮机构往中心收缩，避免干涉后续电磁吸盘26吸取钢卷内护角28；此时，机械臂29调整到指定位姿，通过四组所述电磁吸盘26吸住所述钢卷内护角28的端面，实现所述钢卷内护角28的自动取料功能。
当机械臂29取料完成后，机械臂29调整位姿对准钢卷30的中心孔准备安装钢卷内护角28，所述驱动电机1反转，通过联轴器3、丝杠4、丝杠螺母5带动所述移动铰座6移动，所述移动铰座6通过所述伞形连杆机构带动所述伸缩式滚轮机构由中心向外张开，四个所述滚轮24在所述弹簧组件18的弹力作用下撑开钢卷内护板27，并使所述钢卷内护板27贴合钢卷30中心孔的内壁，为安装所述钢卷内护角28做好准备；同时，所述机械臂29做进一步推送运动，使所述钢卷内护角28的端面贴合所述钢卷30的端面，从而实现所述钢卷内护角28的自动安装功能。

Claims (1)

1.一种用于钢卷内护角自动安装的机械臂末端夹持装置，其特征在于该装置包括驱动传动机构、伞形连杆机构、伸缩式滚轮机构及电磁吸盘机构；所述驱动传动机构包括驱动电机(1)、电机安装板(2)、联轴器(3)、丝杠(4)、丝杠螺母(5)、移动铰座(6)、矩形套筒(7)、轴承座组件(8)及固定铰座(9)，所述驱动电机(1)用螺栓固定在所述电机安装板(2)上，所述电机安装板(2)上设有安装孔，所述安装孔通过螺栓与安装钢卷内护角的机械臂(29)连接，所述电机安装板(2)用螺栓固定在所述矩形套筒(7)的底端，所述联轴器(3)的一端与所述驱动电机(1)的输出轴固连，所述联轴器(3)的另一端与所述丝杠(4)固连，所述丝杠螺母(5)与所述丝杠(4)配合连接，所述移动铰座(6)为中间设有通孔的方形结构，所述移动铰座(6)的四周均布四个铰链孔，所述移动铰座(6)通过螺钉与所述丝杠螺母(5)的下端面固连，所述移动铰座(6)能够随所述丝杠螺母(5)沿所述丝杠(4)做轴向移动；所述轴承座组件(8)有两个，分别用螺钉固定在所述矩形套筒(7)的内壁上，所述轴承座组件(8)用于支撑所述丝杠(4)的两端；所述固定铰座(9)为中间设有通孔的方形结构，所述固定铰座(9)的四周均布四个铰链孔，所述固定铰座(9)用螺钉固定在位于上方的所述轴承座组件(8)上；所述矩形套筒(7)的四个侧面设有开口槽，用于安装所述伞形连杆机构；所述伞形连杆机构共有四个，所述伞形连杆机构均布在所述矩形套筒(7)的四周，所述伞形连杆机构包括第一连杆(10)、第二连杆(11)、第三连杆(12)、第四连杆(13)、第五连杆(14)及第六连杆(15)；所述第一连杆(10)上设置有四个安装孔，所述第一连杆(10)的四个安装孔分别为底端安装孔、第二安装孔、第三安装孔及第四安装孔，所述第一连杆(10)的底端安装孔通过销轴与所述移动铰座(6)的铰链孔间隙配合连接，所述第一连杆(10)的第二安装孔、第三安装孔及第四安装孔分别通过销轴与所述第二连杆(11)的下端安装孔、第四连杆(13)的上端安装孔及所述第六连杆(15)的第二安装孔间隙配合连接；所述第二连杆(11)设有三个安装孔，所述第二连杆(11)的三个安装孔分别为上端安装孔、中间安装孔及下端安装孔，所述第二连杆(11)的上端安装孔、中间安装孔分别通过销轴与所述固定铰座9的铰链孔、所述第三连杆(12)的下端安装孔间隙配合连接；所述第三连杆(12)的上端安装孔通过销轴与所述第六连杆(15)的上端安装孔间隙配合连接；所述第四连杆(13)的下端安装孔通过销轴与所述第五连杆(14)的下端安装孔间隙配合连接，所述第五连杆(14)的上端安装孔通过销轴与所述第六连杆(15)的第三安装孔间隙配合连接；所述伸缩式滚轮机构共有四个，所述伸缩式滚轮机构分别与所述伞形连杆机构连接，所述伸缩式滚轮机构包括连接板(16)、矩形块(17)、弹簧组件(18)、弹簧导杆(19)、限位螺钉(20)、圆柱套筒(21)、滚轮安装座(22)、滚轮安装板(23)、销轴(24)及滚轮(25)，所述连接板(16)为具有开口槽的T字型结构，所述连接板(16)的底端与所述矩形块(17)通过螺钉固连，所述连接板(16)的开口槽端与所述第六连杆(15)的下端安装孔固连；所述弹簧导杆(19)的一端为外螺纹，所述弹簧导杆(19)的另一端的端面设有螺孔，所述弹簧导杆(19)的外螺纹端与所述矩形块(17)的螺孔固连，所述弹簧组件(18)空套在所述弹簧导杆(19)上，所述弹簧导杆(19)的光轴一端空套在所述圆柱套筒(21)的阶梯孔内，所述弹簧导杆(19)的光轴一端固定有所述限位螺钉(20)，所述圆柱套筒(21)能够在所述弹簧导杆(19)上做轴向移动；所述弹簧组件(18)设置在所述矩形块(17)和所述圆柱套筒(21)的端面之间；所述圆柱套筒(21)的下端设有外螺纹，所述圆柱套筒(21)的下端外螺纹与所述滚轮安装座(22)的上端面中间螺孔固连，所述滚轮安装座(22)的下端面固连有两个对称布置的L型的所述滚轮安装板(23)，所述滚轮(24)通过销轴与所述滚轮安装版(23)的安装孔间隙配合连接；所述滚轮(24)在所述伞形连杆机构和所述弹簧组件(18)弹力作用下随着所述圆柱套筒(21)做伸缩运动，实现撑开钢卷内护板(27)的功能，为安装钢卷内护角(28)做准备；所述电磁吸盘机构包括四个圆周对称布置的电磁吸盘安装板(25)、四组圆周对称布置的电磁吸盘(26)，所述四个圆周对称布置的电磁吸盘安装板(25)分别用螺栓均布固定在所述电机安装板(2)上，所述四组圆周对称布置的电磁吸盘(26)分别通过螺钉与所述四个圆周对称布置的电磁吸盘安装板(25)固连，且所述四组圆周对称布置的电磁吸盘(26)位于同一圆周上，通过电磁作用吸住所述钢卷内护角(28)的端面实现夹持安装功能。
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