CN110434888A - 一种用于抓取排风阀的抓取设备及其抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于抓取排风阀的抓取设备及其抓取方法，其包括：夹紧机构、驱动机构、控制器、第一位置采集器、第二位置采集器以及传感器，驱动机构驱动夹紧机构进行开合动作，夹紧机构的夹取端内侧转动安装有刚性缓冲装置，且对刚性缓冲装置的转动角度进行限位，传感器以及第一位置采集器安装在夹紧机构上，第二位置采集器安装在待夹取物品上，传感器、第一位置采集器以及第二位置采集器均与控制器连接。本发明通过设计夹紧机构和驱动机构，使得抓取设备可以自动夹取排风阀；此外，刚性缓冲装置的设置，使得抓取装置在夹取排风阀的过程中具有一定的缓冲作用，防止夹取设备损坏排风阀。

Description

一种用于抓取排风阀的抓取设备及其抓取方法

技术领域

本发明涉及抓取设备技术领域，尤其涉及一种用于抓取排风阀的抓取设备及其抓取方法。

背景技术

车辆段在对排风阀的安装以及维护中，需按规程对客车排风阀装置进行检修，现有大都是人工进行清洗和拆装，随着技术的发展，现在开始大部分的车辆段库检车间开始使用流水线自动化操作，降低劳动力，提高工作效率，然而，随着排风阀产品的质量的提高，现有排风阀产品的价格都较昂贵，特别是进口自国外的排风阀产品，排风阀取送过程应防止磕碰和较大震动，现有的机械抓在取送的过程中，极易对排风阀造成磕碰，有些采用了弹簧进行缓冲，但是弹簧的使用寿命有限，且在夹具夹紧排风阀之后，弹簧由于是柔性接触，极易发生抓取不稳的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于抓取排风阀的抓取设备及其抓取方法。本发明基于抓取设备的结构以及抓取方法的设计，对排风阀进行自动化夹取，应用缓冲装置防止排风阀在被夹取的过程中发生损坏。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于抓取排风阀的抓取设备，其包括：夹紧机构、驱动机构、控制器、第一位置采集器、第二位置采集器以及传感器，所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行开合动作，所述夹紧机构的夹取端内侧转动安装有刚性缓冲装置，且对所述刚性缓冲装置的转动角度进行限位，所述传感器以及所述第一位置采集器安装在所述夹紧机构上，所述第二位置采集器安装在待夹取物品上，所述传感器、所述第一位置采集器以及所述第二位置采集器均与所述控制器连接。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法，在上述用于抓取排风阀的抓取设备的基础上；所述方法包括：

所述控制器接收用户输入的抓取指令；

所述控制器根据所述抓取指令控制所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以抓取排风阀，并获取所述传感器所采集的第一压力值；

所述控制器判断当所述第一压力值达到预设压力值时，控制所述驱动机构停止驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以保持当前夹取物品状态。

本发明的有益效果是：本发明通过设计夹紧机构和驱动机构，使得抓取设备可以自动夹取排风阀；此外，刚性缓冲装置的设置，使得抓取装置在夹取排风阀的过程中具有一定的缓冲作用，防止夹取设备损坏排风阀。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种抓取设备的安装示意图。

图2为本发明实施例提供的一种抓取设备的爆炸图。

图3为本发明实施例提供的一种抓取方法的流程示意图。

图4为本发明实施例提供的一种抓取设备的示意性框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、夹紧机构，2、动力机构，21、驱动座，3、刚性缓冲装置，31、平板部，32、耳板部，33、防滑部，4、驱动杆，5、抓手，6、安装座，7、机械手臂。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1、图2以及图4所示，一种用于抓取排风阀的抓取设备，其包括：夹紧机构1、驱动机构2、控制器、第一位置采集器、第二位置采集器以及传感器，所述驱动机构驱动所述夹紧机构1进行开合动作，所述夹紧机构1的夹取端内侧转动安装有刚性缓冲装置3，且对所述刚性缓冲装置3的转动角度进行限位，所述传感器以及所述第一位置采集器安装在所述夹紧机构1上，所述第二位置采集器安装在待夹取物品上，所述传感器、所述第一位置采集器以及所述第二位置采集器均与所述控制器连接。

其中，上述传感器可以为压力传感器。压力传感器的型号可以为85-050G-FC。控制器的型号可以为MAM-100，第一位置采集器和第二位置采集器的型号可以均为ComFiB9500。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种用于抓取排风阀的抓取设备用于抓取铝制配件。

通过刚性缓冲装置3与夹紧机构1的夹取端内侧的转动安装，实现在夹紧机构1夹取物品过程中起到缓冲作用，便于夹紧机构1直接夹取有可能造成磕碰的情况；通过刚性缓冲装置3与夹紧机构1的夹取端内侧的刚性接触，且对于刚性缓冲装置3的转动角度进行限位，可以实现夹取的稳定性；在夹取过程中，随着夹紧机构1与夹取物品之间的位置变化，刚性缓冲机构发生转动，直至刚性缓冲机构的两侧分别与待夹取物品和夹紧机构1的夹取端内侧抵接，刚性缓冲机构的转动受到限制，夹取物品稳定的夹紧在刚性缓冲机构之间。

本发明通过设计夹紧机构和驱动机构，使得抓取设备可以自动夹取排风阀；此外，刚性缓冲装置的设置，使得抓取装置在夹取排风阀的过程中具有一定的缓冲作用，防止夹取设备损坏排风阀。

进一步地，所述刚性缓冲装置3包括平板部31和耳板部32，所述平板部31通过所述耳板部32与所述夹紧机构1的夹取端内侧转动连接；所述平板部31转动到竖直状态时，所述平板部31与所述夹紧机构1的夹取端内侧抵接限位；所述平板部31远离所述夹紧机构1的一侧上设有防滑部33，所述传感器安装在所述平板部31与所述防滑部33之间，所述第一位置采集器安装在所述耳板部32上。

其中，传感器的数量可以根据实际需要而选择安装一个、一对、多个或者多对。用户可以根据实际需要在每对平板部上设置一个传感器，也可以在每对平板部上一一对应地设置一对传感器。

客车排风阀的外表面一般为平面，设置平板部31可实现对排风阀的贴合夹紧，而平板部31转动到竖直状态时，所述平板部31与所述夹紧机构1的夹取端内侧抵接限位，即平板部31在夹紧排风阀之后，不会再发生转动，两侧分别被排风阀的侧壁和夹紧机构1的夹取端内侧限位，实现稳定夹紧，不会发生排风阀的掉落情况。

如图1和2所示，一种用于抓取排风阀的抓取设备，所述平板部31远离所述夹紧机构1的一侧上设有防滑部33。

用于与排风阀接触的一侧上设有防滑部33，提高了平板部31与排风阀之间的摩擦系数，进而提高摩擦力，防止排风阀的掉落。

如图1和2所示，一种用于抓取排风阀的抓取设备，所述防滑部为若干凹槽。

通过设置若干凹槽，使得平板部31与排风阀接触的一侧上形成凹凸面，提高摩擦系数。

进一步地，如图1和2所示，所述驱动机构通过驱动杆4驱动所述夹紧机构1进行开合动作，所述驱动杆4的两端分别与所述夹紧机构1的中部和所述驱动机构的输出端转动连接。

驱动机构通过驱动杆4控制夹紧机构1的开合动作，结构简单，组装方便。

进一步地，如图1和2所示，所述夹紧机构1包括至少两个抓手5，所述刚性缓冲装置3与所述抓手5的夹取端内侧转动连接；所述驱动杆4的数量对应所述抓手5的数量设置，且每个所述驱动杆4的两端分别与所述抓手5的中部和所述驱动机构的输出端转动连接。

根据待夹取物品的形状来设置抓手5的数量，例如，现有排风阀的为长方体，夹紧机构1设置两个抓手5即可实现对排风阀的抓取。

如图1和2所示，一种机械抓，所述驱动机构安装在所述安装座6上。

安装座6为驱动机构提供稳定的固定基础。控制器可以安装在安装座6上。

如图1和2所示，一种机械抓，所述夹紧机构1的另一端转动安装在所述安装座6上。

安装座6为夹紧机构1提供一个稳定的转动基础。

如图1和2所示，一种机械抓，所述驱动机构为气缸。

气缸的输出端可做直线往复运动。

具体的，如图1和2所示，本实施例中，夹紧机构1为两个相对设置的抓手5，抓手5自身呈弧形，一端为夹取端，夹取端的内侧分别转动安装有刚性缓冲装置3，另一端与安装座6转动连接，气缸的输出端上固定安装有一驱动座21，驱动杆4两端分别与驱动座21和抓手5的中部转动连接，气缸的输出端带动驱动座21做往复直线运动，进而通过驱动杆4带动抓手5绕安装座6转动，实现抓手5之间的靠近和远离，实现夹紧或松开排风阀。

各处的转动连接通过圆销实现连接。

抓手5的中部开设有长条形通孔，驱动杆4的一端插设在通孔内，且通过圆销实现与抓手5的转动连接；

刚性缓冲装置3的耳板部32与平板部31相垂直，耳板部32位于平板部31的两端，且抓手5的夹取端夹设在两耳板部32之间，且通过圆销与两耳板部32转动连接。

本实施例中，平板部31具有一定的厚度，在转动到竖直状态时，靠近抓手5的一侧的上部与抓手5夹取端内侧壁相互抵接。

本实施例的有益效果是：本实施例具有实施例1的全部有益效果，且进一步提高了夹取的稳定性。

本实施例的工作过程是：机械抓从上到下的运动，对排风阀进行抓取，气缸带动输出端向上运动，抓手5相向运动，刚性缓冲装置3与排风阀的表面相接触，在抓取的过程中，刚性缓冲装置3可以转动，在夹取过程中起到缓冲作用，避免磕碰，待完全与排风阀的表面贴合后，刚性缓冲装置3的平板部31处于竖直状态，且在两侧进行限位的情况下不会发生转动，机械抓可将抓取的排风阀进行传送，传送至指定位置后，气缸带动输出端向下运动，抓手5相背运动，放开排风阀。

进一步地，还可以包括：安装座6以及机械手臂7，所述驱动机构安装在所述安装座6上，所述夹紧机构1的另一端转动安装在所述安装座6上，所述机械手臂通过法兰与所述安装座连接。

具体的，上述机械抓的安装座6安装在一机械手臂7上，通过机械手臂7带动机械抓整体的移动，实现传送目的。

需要说明的是，这里的机械手臂的运动轨迹设计以及运动方式与现有技术中的数控机床类似，再次不在赘述。

此外，本发明还提供了一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法，如图3所示，在上述任意一项所述的用于抓取排风阀的抓取设备的基础上；所述方法包括：

所述控制器接收用户输入的抓取指令；

所述控制器根据所述抓取指令控制所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以抓取排风阀，并获取所述传感器所采集的第一压力值；

所述控制器判断当所述第一压力值达到预设压力值时，控制所述驱动机构停止驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以保持当前夹取物品状态。

本发明通过设计夹紧机构和驱动机构，使得抓取设备可以自动夹取排风阀；此外，刚性缓冲装置的设置，使得抓取装置在夹取排风阀的过程中具有一定的缓冲作用，防止夹取设备损坏排风阀。

进一步地，还包括：

所述控制器接收用户输入的释放指令；

所述控制器根据所述释放指令控制所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行展开动作，以抓取排风阀，并获取所述传感器所采集的第二压力值；

所述控制器判断当所述二压力值为零时，控制所述驱动机构停止动所述夹紧机构进行展开动作，以释放当前夹取的物品。

进一步地，在所述控制器根据所述抓取指令控制所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以抓取排风阀，并获取所述传感器所采集的压力值的步骤，包括：

所述第二位置采集器获取待夹取物品的位置信息以及所述第一位置采集器获取夹紧机构的实时位置信息；

所述控制器根据所述抓取指令控制所述机械手臂带动所述夹紧机构进行移动，以靠近待夹取物品；

所述控制器判断当所述夹紧机构的实时位置信息与所述夹取物品的位置信息在平面方向上重合时，控制所述机械手臂停止带动所述夹紧机构在平面方向上进行移动，以进行夹紧机构进行合拢动作。

进一步地，所述控制器判断当所述夹紧机构的实时位置信息与所述夹取物品的位置信息在平面方向上重合时，控制所述机械手臂停止带动所述夹紧机构在平面方向上进行移动，以进行夹紧机构进行合拢动作的步骤，包括：

获取待夹取物品与所述夹紧机构在竖直方向上的距离数据；

所述控制器判断当所述待夹取物品与所述夹紧机构在竖直方向上的距离数据与预设距离相同时，控制所述机械手臂停止带动所述夹紧机构在竖直方向上进行移动，以进行夹紧机构进行合拢动作。其中，这里所说的在平面方向上是指，水平平面。

作为上述通过第一位置采集器和第二位置采集器获取待夹取物品与所述夹紧机构在竖直方向上距离数据的采集方式的可替换方案，对于待夹取物品与所述夹紧机构在竖直方向上的距离数据除了使用第一位置采集器与第二位置采集器采集的竖直方向上的数据做对比之外，还可以通过另一种方式获取待夹取物品与所述夹紧机构在竖直方向上的距离数据，即在夹紧机构上设置红外传感器、激光位移传感器或者光电传感器。

这里需要说明的是，在对待夹取物品进行夹取时，夹紧机构在向待夹取物品移动时，首先需要将夹紧机构在竖直方向上提升至待夹取物品的上方，以免夹紧机构在移动过程中碰撞待夹取物品。保持夹紧机构在待夹取物品的上方状态，然后在待夹取物品的上方将夹紧机构在水平平面上进行移动，直至夹紧机构位于待夹取物品的正上方位置，然后夹紧机构对待夹取物品开始进行夹取工作。在释放待夹取物品时，夹紧机构首先对待夹取物品进行释放工作

进一步地，所述控制器判断当所述第一压力值达到预设压力值时，控制所述驱动机构停止驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以保持当前夹取物品状态的步骤之后，包括：

所述控制器控制所述夹紧机构将所夹取的物品基于预设运动轨迹夹取到目的地。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种用于抓取排风阀的抓取设备用于抓取铝制配件。

对于铝制配件，夹取的压力过大则导致铝制配件变形，夹取的压力过小则导致铝制配件不能被夹取起来。

因此，本发明提供了一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法。

具体地，控制器根据铝制配件的材质发出第一夹取力控制指令；其中，第一夹取力小于与所述铝制配件对应的标准夹取力；

抓取设备根据所述第一夹取力控制指令，对铝制配件进行试夹取；

抓取设备竖直向上移动；

控制器判断铝制配件是否被夹取并跟随抓取设备在竖直方向上运动；

若是，则抓取设备保持所述第一夹取力对铝制配件进行夹取；

若否，则控制器在第一夹取力的基础上增加预设间隔数值的第二夹取力控制指令；

抓取设备根据所述第二夹取力控制指令，对铝制配件进行试夹取；

循环上述步骤操作，并在上一次夹取力的基础上逐渐增加预设间隔数值，直至铝制配件被夹取成功，且铝制配件跟随抓取设备运动。

通过使用小于标准夹取力的压力试夹取铝制配件，防止铝制配件受夹取力过大而变形，提高抓取设备的可靠性；通过在上一次夹取力的基础上逐渐增加预设间隔数值，使得铝制配件在最合理的压力作用下被夹取成功。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于抓取排风阀的抓取设备，其特征在于，包括：夹紧机构(1)、驱动机构(2)、控制器、第一位置采集器、第二位置采集器以及传感器，所述驱动机构驱动所述夹紧机构(1)进行开合动作，所述夹紧机构(1)的夹取端内侧转动安装有刚性缓冲装置(3)，且对所述刚性缓冲装置(3)的转动角度进行限位，所述传感器以及所述第一位置采集器安装在所述夹紧机构上，所述第二位置采集器安装在待夹取物品上，所述传感器、所述第一位置采集器以及所述第二位置采集器均与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备，其特征在于，所述刚性缓冲装置(3)包括平板部(31)和耳板部(32)，所述平板部(31)通过所述耳板部(32)与所述夹紧机构(1)的夹取端内侧转动连接；所述平板部(31)转动到竖直状态时，所述平板部(31)与所述夹紧机构(1)的夹取端内侧抵接限位；所述平板部(31)远离所述夹紧机构(1)的一侧上设有防滑部(33)，所述传感器安装在所述平板部(31)与所述防滑部(33)之间，所述第一位置采集器安装在所述耳板部(32)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备，其特征在于，所述驱动机构通过驱动杆(4)驱动所述夹紧机构(1)进行开合动作，所述驱动杆(4)的两端分别与所述夹紧机构(1)的中部和所述驱动机构的输出端转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备，其特征在于，所述夹紧机构(1)包括至少两个抓手(5)，所述刚性缓冲装置(3)与所述抓手(5)的夹取端内侧转动连接；所述驱动杆(4)的数量对应所述抓手(5)的数量设置，且每个所述驱动杆(4)的两端分别与所述抓手(5)的中部和所述驱动机构的输出端转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备，其特征在于，还包括：安装座(6)以及机械手臂(7)，所述驱动机构安装在所述安装座(6)上，所述夹紧机构(1)的另一端转动安装在所述安装座(6)上，所述机械手臂通过法兰与所述安装座连接。

6.一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法，其特征在于，在上述权利要求1-5任意一项所述的用于抓取排风阀的抓取设备的基础上；所述方法包括：

所述控制器接收用户输入的抓取指令；

所述控制器根据所述抓取指令控制所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以抓取排风阀，并获取所述传感器所采集的第一压力值；

所述控制器判断当所述第一压力值达到预设压力值时，控制所述驱动机构停止驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以保持当前夹取物品状态。

7.根据权利要求6所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法，其特征在于，还包括：

所述控制器接收用户输入的释放指令；

所述控制器根据所述释放指令控制所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行展开动作，以抓取排风阀，并获取所述传感器所采集的第二压力值；

所述控制器判断当所述二压力值为零时，控制所述驱动机构停止动所述夹紧机构进行展开动作，以释放当前夹取的物品。

8.根据权利要求6所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法，其特征在于，在所述控制器根据所述抓取指令控制所述驱动机构驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以抓取排风阀，并获取所述传感器所采集的压力值的步骤，包括：

所述第二位置采集器获取待夹取物品的位置信息以及所述第一位置采集器获取夹紧机构的实时位置信息；

所述控制器根据所述抓取指令控制所述机械手臂带动所述夹紧机构进行移动，以靠近待夹取物品；

所述控制器判断当所述夹紧机构的实时位置信息与所述夹取物品的位置信息在平面方向上重合时，控制所述机械手臂停止带动所述夹紧机构在平面方向上进行移动，以进行夹紧机构进行合拢动作。

9.根据权利要求8所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法，其特征在于，所述控制器判断当所述夹紧机构的实时位置信息与所述夹取物品的位置信息在平面方向上重合时，控制所述机械手臂停止带动所述夹紧机构在平面方向上进行移动，以进行夹紧机构进行合拢动作的步骤，包括：

获取待夹取物品与所述夹紧机构在竖直方向上的距离数据；

所述控制器判断当所述待夹取物品与所述夹紧机构在竖直方向上的距离数据与预设距离相同时，控制所述机械手臂停止带动所述夹紧机构在竖直方向上进行移动，以进行夹紧机构进行合拢动作。

10.根据权利要求6所述的一种用于抓取排风阀的抓取设备的抓取方法，其特征在于，所述控制器判断当所述第一压力值达到预设压力值时，控制所述驱动机构停止驱动所述夹紧机构进行合拢动作，以保持当前夹取物品状态的步骤之后，包括：

所述控制器控制所述夹紧机构将所夹取的物品基于预设运动轨迹夹取到目的地。