CN110154067B - 一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，包括快速定位机构、重载夹具机构以及支撑板；重载夹具机构包括滑动设置在支撑板两端的横板，其中一个横板两端的底部对称设置有第一固定架，另一个横板两端的底部对称设置有第二固定架，第一固定架的底部转动连接夹持辊子，第二固定架的底部转动连接有锁紧辊子，锁紧辊子上设置有压力传感器，夹持辊子、锁紧辊子分别与第一固定架、第二固定架之间连接有限位弹簧；快速定位机构包括固定在支撑板中部的双轴电机，双轴电机的两个输出轴分别连接有第一梯形螺杆和第二梯形螺杆，第一梯形螺杆和第二梯形螺杆均通过套筒装置与横板连接。

Description

一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器
技术领域
本发明涉及木工家具生产线技术领域，具体涉及一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器。
背景技术
现代木工生产线流水作业过程中，常常需要对板材进行转线、堆垛等搬运操作，现有自动化解决方案多针对特定规格，也无法适用重载、快速等工况，无法实现高效、低成本地堆垛。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，其结构紧凑、成本较低、适用高速重载等工况，能够实现两个阶段的自动锁止。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，包括快速定位机构、重载夹具机构以及支撑板；所述重载夹具机构包括两个对称设置在所述支撑板两端并且与其滑动连接的横板，其中一个所述横板两端的底部对称设置有第一固定架，另一个所述横板两端的底部对称设置有第二固定架，所述第一固定架的底部转动连接有夹持辊子，所述第二固定架的底部滑动连接有楔块顶板并通过连接板固定有双向液压杆，所述双向液压杆设置在所述支撑板下方并且两个伸出端均固定有与所述楔块顶板配合的楔块，所述楔块顶板的两端通过轴承转动连接有两个锁紧辊子，所述锁紧辊子上设置有压力传感器，所述夹持辊子与所述第一固定架之间、所述锁紧辊子与所述第二固定架之间均固定连接有限位弹簧；所述快速定位机构包括固定在所述支撑板中部的双轴电机，所述双轴电机的其中一个输出轴通过联轴器固定连接有第一梯形螺杆，所述双轴电机的另一个输出轴通过另一个联轴器固定连接第二梯形螺杆，所述第一梯形螺杆和所述第二梯形螺杆均通过套筒装置与所述横板活动连接；所述套筒装置包括两个螺杆套筒，其中一个所述螺杆套筒与第一梯形螺杆螺纹配合，另一个所述螺杆套筒和第二梯形螺杆螺纹配合，所述螺杆套筒上固定连接有支撑架，所述支撑架固定在所述横板上。
优选地，所述支撑板的两端对称设置有导轨，所述横板底部固定有与所述导轨滑动连接的滑块。
优选地，所述楔块顶板通过梯形滑槽与所述固定架滑动连接。
优选地，所述第一梯形螺杆和所述第二梯形螺杆的螺旋方向相反，并且其螺旋升角小于当量摩擦角。
优选地，所述楔块与所述楔块顶板的倾斜角小于两者之间的当量摩擦角。
优选地，所述锁紧辊子与所述夹持辊子水平共面。
优选地，所述压力传感器安装在所述锁紧辊子与所述轴承连接的回转轴处。
本发明的有益效果在于：本装置内的压力传感器用于实现对夹持是否到位的判定，并可针对不同材料的要求，对夹持力大小进行调节，防止夹坏板材，或夹不起板材，楔块与楔块顶板的配合，改变了双向液压杆的支撑力方向，确保本装置在抓取重型板材时，能提供充足的夹持力，当夹力到达设定阈值时，配合双向液压缸的保压油路锁紧，楔块与楔块顶板再次产生自锁；限位弹簧限定锁紧辊子、夹持辊子转动范围，防止两者转向外侧，失去夹持角度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器的结构示意图（俯视图）；
图2是为本发明实施例提供的一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器的结构示意图（仰视图）；
图3是本发明实施例提供的锁紧辊子、楔块顶板以及双向液压杆之间连接示意图；
图4是本发明实施例提供的动作流程示图。
附图标记说明：
1、快速定位机构，1-1、螺杆套筒，1-2、双轴电机，1-3、支撑架，1-4、联轴器，1-5、第一梯形螺杆，1-6、第二梯形螺杆，2、重载夹具机构， 2-1、导轨，2-2、横板，2-3、第一固定架，2-4、锁紧辊子，2-5、夹持辊子，2-6、楔块，2-7、楔块顶板，2-8、限位弹簧，2-9、双向液压杆，2-10、压力传感器，2-11、轴承，2-12、梯形滑槽，2-13、连接板，2-14、第二固定架，3、支撑板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，包括快速定位机构1、重载夹具机构2以及支撑板3；所述重载夹具机构2包括两个对称设置在所述支撑板3两端并且与其滑动连接的横板2-2，其中一个所述横板2-2两端的底部对称设置有第一固定架2-3，另一个所述横板2-2两端的底部对称设置有第二固定架2-14，所述第一固定架2-3的底部转动连接有夹持辊子2-5，所述第二固定架2-14的底部滑动连接有楔块顶板2-7并通过连接板2-13固定有双向液压杆2-9，所述双向液压杆2-9设置在所述支撑板3下方并且两个伸出端均固定有与所述楔块顶板2-7配合的楔块2-6，所述楔块顶板2-7的两端通过轴承2-11转动连接有两个锁紧辊子2-4，所述锁紧辊子2-4上设置有压力传感器2-10，所述夹持辊子2-5与所述第一固定架2-3之间、所述锁紧辊子2-4与所述第二固定架2-14之间均固定连接有限位弹簧2-8，所述限位弹簧2-8用于确保所述锁紧辊子2-4、所述夹持辊子2-5转至远离板材一侧，保证两者的加持角度；所述快速定位机构1包括固定在所述支撑板3中部的双轴电机1-2，所述双轴电机1-2的其中一个输出轴通过联轴器1-4固定连接有第一梯形螺杆1-5，所述双轴电机1-2的另一个输出轴通过另一个联轴器1-4固定连接第二梯形螺杆1-6，所述第一梯形螺杆1-5和所述第二梯形螺杆1-6均通过套筒装置与所述横板2-2活动连接；所述套筒装置包括两个螺杆套筒1-1，其中一个所述螺杆套筒1-1与第一梯形螺杆1-5螺纹配合，另一个所述螺杆套筒1-1和第二梯形螺杆1-6螺纹配合，所述螺杆套筒1-1上固定连接有支撑架1-3，所述支撑架1-3固定在所述横板2-2上。
所述支撑板3的两端对称设置有导轨2-1，所述横板2-2底部固定有与所述导轨2-1滑动连接的滑块。
所述楔块顶板2-7通过梯形滑槽2-12与所述固定架2-3滑动连接，保证了所述楔块顶板2-7在竖直方向上不会发生位移。
所述第一梯形螺杆1-5和所述第二梯形螺杆1-6的螺旋方向相反，并且其螺旋升角小于当量摩擦角。
所述楔块2-6与所述楔块顶板2-7的倾斜角小于两者之间的当量摩擦角。
所述锁紧辊子2-4与所述夹持辊子2-5水平共面。
所述压力传感器2-10安装在所述锁紧辊子2-4与所述轴承2-11连接的回转轴处。
使用时，需要对木板夹持时，双轴电机1-2通电后，带动螺旋方向相反的第一梯形螺杆1-5和第二梯形螺杆1-6转动，通过套筒装置带动设有横板2-2的重载夹具机构2 相互靠近，重载夹具机构2上的锁紧辊子2-4与夹持辊子2-5接触到木板时，压力传感器2-10产生压力信号，使双轴电机1-2停转，同时通电保持力矩，由于第一梯形螺杆1-5、第二梯形螺杆1-6螺旋方向相反，加上两者的螺旋升角小于当量摩擦角，所以其与两个螺杆套筒1-1会产生自锁，从而对横板2-2实现固定，然后控制双向液压缸2-9的活塞杆做伸出动作，将楔块2-6向两侧伸出，推动楔块顶板2-7从而带动锁紧辊子2-4挤向板材，最终实现对板材的夹紧。
本发明优点：本装置内的压力传感器用于实现对夹持是否到位的判定，并可针对不同材料的要求，对夹持力大小进行调节，防止夹坏板材，或夹不起板材，楔块与楔块顶板的配合，改变了双向液压杆的支撑力方向，确保本装置在抓取重型板材时，能提供充足的夹持力，当夹力到达设定阈值时，配合双向液压缸的保压油路锁紧，楔块与楔块顶板再次产生自锁；限位弹簧限定锁紧辊子、夹持辊子转动范围，防止两者转向外侧，失去夹持角度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，其特征在于：包括快速定位机构（1）、重载夹具机构（2）以及支撑板（3）；所述重载夹具机构（2）包括两个对称设置在所述支撑板（3）两端并且与其滑动连接的横板（2-2），其中一个所述横板（2-2）两端的底部对称设置有第一固定架（2-3），另一个所述横板（2-2）两端的底部对称设置有第二固定架（2-14），所述第一固定架（2-3）的底部转动连接有夹持辊子（2-5），所述第二固定架（2-14）的底部滑动连接有楔块顶板（2-7）并通过连接板（2-13）固定有双向液压杆（2-9），所述双向液压杆（2-9）设置在所述支撑板（3）下方并且两个伸出端均固定有与所述楔块顶板（2-7）配合的楔块（2-6），所述楔块（2-6）与所述楔块顶板（2-7）的倾斜角小于两者之间的当量摩擦角，所述楔块顶板（2-7）的两端通过轴承（2-11）转动连接有两个锁紧辊子（2-4），所述锁紧辊子（2-4）上设置有压力传感器（2-10），所述夹持辊子（2-5）与所述第一固定架（2-3）之间、所述锁紧辊子（2-4）与所述第二固定架（2-14）之间均固定连接有限位弹簧（2-8）；所述快速定位机构（1）包括固定在所述支撑板（3）中部的双轴电机（1-2），所述双轴电机（1-2）的其中一个输出轴通过联轴器（1-4）固定连接有第一梯形螺杆（1-5），所述双轴电机（1-2）的另一个输出轴通过另一个联轴器（1-4）固定连接第二梯形螺杆（1-6），所述第一梯形螺杆（1-5）和所述第二梯形螺杆（1-6）的螺旋方向相反并且两者的螺旋升角小于其当量摩擦角，所述第一梯形螺杆（1-5）通过套筒装置与其中一个同侧的横板（2-2）活动连接，所述第二梯形螺杆（1-6）通过另一个套筒装置与另一个横板（2-2）活动连接；所述套筒装置包括两个螺杆套筒（1-1），其中一个所述螺杆套筒（1-1）与第一梯形螺杆（1-5）螺纹配合，另一个所述螺杆套筒（1-1）和第二梯形螺杆（1-6）螺纹配合，所述螺杆套筒（1-1）上固定连接有支撑架（1-3），所述支撑架（1-3）固定在所述横板（2-2）上。
2.如权利要求1所述的一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，其特征在于：所述支撑板（3）的两端对称设置有导轨（2-1），所述横板（2-2）底部固定有与所述导轨（2-1） 滑动连接的滑块。
3.如权利要求1所述的一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，其特征在于：所述楔块顶板（2-7）通过梯形滑槽（2-12）与所述第二固定架（2-14）滑动连接。
4.如权利要求1所述的一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，其特征在于：所述锁紧辊子（2-4）与所述夹持辊子（2-5）水平共面。
5.如权利要求1所述的一种高速重载堆垛机器人自锁式末端执行器，其特征在于：所述压力传感器（2-10）安装在所述锁紧辊子（2-4）与所述轴承（2-11）连接的回转轴处。
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