CN110524571B - 一种搬运机器人用力臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搬运机器人用力臂，包括横臂、调整座、内嵌于横臂内腔的数据处理模块和两个夹持机构，所述横臂的底端面右侧垂直设有电动液压伸缩杆，所述调整座固定安装在电动液压伸缩杆的底端面，两个所述夹持机构均包括有第一夹持臂和第二夹持臂，两个所述夹持机构分别通过第一夹持臂和第二夹持臂铰接在调整座的左右两侧，所述调整座的底端面中心内嵌有红外距离传感器，所述红外距离传感器的信号输出端口与数据处理模块的信号输入端口连接，所述数据处理模块的信号输出端口连接有第一继电器，所述第一继电器的信号输出端口通过导线与电动液压伸缩杆连接。本发明便于对不同物体进行搬运，能够防止搬运过程中掉落的现象发生。

Description

一种搬运机器人用力臂

技术领域

本发明涉及搬运机器人用力臂相关技术领域，具体为一种搬运机器人用力臂。

背景技术

随着机械化水平的不断提高，加工生产过程基本实现流水线作业，提高加工作业的效率，但是在周转搬运产品或者原料时，大多采用的还是人力，需要耗费大量的人力投入，无法满足于现有机械化水平的生产需求，也有采用吊装夹具来辅助工人搬运产品或者原料，由于不同的物品在夹持时，无法控制吊装夹具的夹紧力的大小，若是夹紧力过大，往往会导致对待搬运物件造成一损坏，若是夹紧力过小，会导致待搬运物件滑落，脱离吊装夹具的夹装吊运，所以这里设计了一种搬运机器人用力臂，以便于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搬运机器人用力臂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种搬运机器人用力臂，包括横臂、调整座、内嵌于横臂内腔的数据处理模块和两个夹持机构，所述横臂的底端面右侧垂直设有电动液压伸缩杆，所述调整座固定安装在电动液压伸缩杆的底端面，两个所述夹持机构均包括有第一夹持臂和第二夹持臂，且第一夹持臂和第二夹持臂以调整座为中心前后对称分布，两个所述夹持机构分别通过第一夹持臂和第二夹持臂铰接在调整座的左右两侧，所述调整座的底端面中心内嵌有红外距离传感器，所述红外距离传感器的信号输出端口与数据处理模块的信号输入端口连接，所述数据处理模块的信号输出端口连接有第一继电器，所述第一继电器的信号输出端口通过导线与电动液压伸缩杆连接。

优选的，所述横臂的左端面固定设有安装板，所述安装板的四个边角位置均开设有螺纹安装孔。

优选的，所述红外距离传感器的底端面与调整座的底端面齐平。

优选的，两个所述夹持机构均包括有传动杆、螺纹套筒、第一铰接杆、第二铰接杆、第一吊杆、第二吊杆和夹持卡板，两个所述螺纹套筒分别转动套接在两根传动杆的外壁，两根所述第一吊杆分别垂直焊接在两根所述第一夹持臂的底端面远离调整座的一端，两根所述第二吊杆分别垂直焊接在两根所述第二夹持臂的底端面远离调整座的一端，每个所述第一夹持臂与第二夹持臂相对侧壁远离调整座的一端分别通过第一铰接杆与螺纹套筒的前后侧壁铰接，每个所述第一吊杆和第二吊杆靠近调整座的一端侧壁分别通过两根第二铰接杆与夹持卡板远离调整座的一侧侧壁铰接。

优选的，两根所述传动杆相互远离的移动固定设有限位板，且限位板的直径为传动杆直径的二倍。

优选的，两个所述夹持卡板的俯视截面均为五分之一圆形结构，且以调整座为中心左右对称分布。

优选的，每个所述第一夹持臂与第二夹持臂相对侧壁均开设有用于放置第一铰接杆的矩形缺口，且每个矩形缺口的两端分别延长至第一夹持臂与第二夹持臂的两端侧壁。

优选的，所述调整座的内腔为中空结构，所述调整座的内腔底端面中心固定设有伺服电机，所述伺服电机通过动力轴连接有第一伞齿轮，所述调整座的内腔左右两端侧壁均固定设置安装块，两根所述传动杆的相互靠近的一端转动贯穿调整座的两侧侧壁和两个安装块，且连接有第二伞齿轮，两个所述第二伞齿轮分别位于第一伞齿轮的左右两侧，且两个第二伞齿轮分别与第一伞齿轮相互啮合。

优选的，所述数据处理模块的信号输出端口连接有第二继电器，所述第二继电器的信号输出端口通过导线与伺服电机连接。

优选的，其具体使用方法为：

S1、使用前，利用螺栓贯穿安装板的螺纹安装孔，实现将横臂固定安装在搬运机器人的动力安装工位上，将两个夹持机构分别通过第一夹持臂和第二夹持臂铰接在调整座的左右两侧；

S2、使用时，将整体结构移动至待搬运物体正上方，通过数据处理模块控制第一继电器连通电动液压伸缩杆的控制电路，拉伸电动液压伸缩杆的长度，通过红外距离传感器来感应红外距离传感器与待搬运物体之间的竖直距离，当红外距离传感器之间的距离信号接近为0时，通过数据处理模块来控制第一继电器断开电动液压伸缩杆的电路，使得电动液压伸缩杆停止拉伸，使得调整座底端面的红外距离传感器能够恰好贴合在待夹持物体的上端面；

S3、利用数据处理模块控制第二继电器连通伺服电机的控制电路，通过伺服电机带动第一伞齿轮转动，第一伞齿轮分别带动两个第二伞齿轮转动，使得两根与调整座转动插接的传动杆分别转动，而两个螺纹套筒由于利用第一铰接杆与每个所述第一夹持臂与第二夹持臂尖端铰接，所以只能跟随两根传动杆的转动而相对水平移动，最终使得两个螺纹套筒相互靠近，而两个夹持机构的第一夹持臂和第二夹持臂分别被第一铰接杆闭合，同时，由于第一夹持臂和第二夹持臂的闭合，位于第一夹持臂和第二夹持臂尖端下方的第一吊杆与第二吊杆也闭合，使得左右两侧的第一吊杆和第二吊杆尖端的夹持卡板相互靠近，实现对待搬运物体的夹紧，随后利用数据处理模块控制第二继电器断开伺服电机的控制电路，使得伺服电机停止转动；

S4、随后通过数据处理模块控制第一继电器连通电动液压伸缩杆的控制电路，收缩电动液压伸缩杆，使得被两个夹持卡板夹持的待搬运物体同步上移，若是夹持力不足，那么待搬运物体会在两个夹持卡板之间向下滑动，那么红外距离传感器来感应红外距离传感器与待搬运物体之间的竖直距离增大后，立刻上传至数据处理模块，数据处理模块控制电动液压伸缩杆停止收缩，同时控制伺服电机转动，带动两根传动杆转动，进一步使两个螺纹套筒更加靠近，直至待搬运物体不再下滑，则数据处理模块控制伺服电机停止转动，同时控制电动液压伸缩杆继续伸缩，便于搬运周转物体，到达搬运点后，通过控制伺服电机反转，即可带动两根传动杆转动，使两个螺纹套筒远离，使得左右两侧的第一夹持臂和第二夹持臂相互撑开，使得两个夹持卡板相互远离，即可松开物体，可重复上述操作，实现批量搬运物体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明为一种搬运机器人用力臂，便于对不同物体进行搬运，收缩电动液压伸缩杆，使得被两个夹持卡板夹持的待搬运物体同步上移，若是夹持力不足，那么待搬运物体会在两个夹持卡板之间向下滑动，那么红外距离传感器感应与待搬运物体之间的竖直距离增大后，数据处理模块控制电动液压伸缩杆停止收缩，同时控制伺服电机转动，带动两根传动杆转动，进一步使两个螺纹套筒更加靠近，使得两个夹持卡板夹持力增大，直至待搬运物体不再下滑，则数据处理模块控制伺服电机停止转动，能够防止搬运过程中掉落的现象发生。

2.本发明，通过在每个第一夹持臂与第二夹持臂相对侧壁均开设有用于放置第一铰接杆的矩形缺口，且每个矩形缺口的两端分别延长至第一夹持臂与第二夹持臂的两端侧壁，通过开设矩形缺口用来收纳放置第一铰接杆，不影响第一夹持臂与第二夹持臂之间相对闭合。

3.本发明，通过在两根传动杆相互远离的移动固定设有限位板，且限位板的直径为传动杆直径的二倍，通过设置限位板，以防螺纹套筒脱落传动杆。

附图说明

图1为本发明主体结构示意图；

图2为本发明的调整座内部结构剖视图；

图3为本发明的工作原理结构框图。

图中：1、安装板；2、螺纹安装孔；3、横臂；4、电动液压伸缩杆；5、调整座；6、夹持机构；61、矩形缺口；62、螺纹套筒；63、第二夹持臂；64、第一铰接杆；65、第二吊杆；66、限位板；67、传动杆；68、第一夹持臂；69、第一吊杆；610、第二铰接杆；611、夹持卡板；7、安装块；8、第一伞齿轮；9、伺服电机；10、红外距离传感器；11、数据处理模块；12、第二继电器；13、第一继电器。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种搬运机器人用力臂，解决了现有技术中提出的问题；下面将结合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。

实施例1

请参阅图1-3，本实施例提供了一种搬运机器人用力臂，包括横臂3、调整座5、内嵌于横臂3内腔的数据处理模块11和两个夹持机构6，横臂3的底端面右侧垂直设有电动液压伸缩杆4，调整座5固定安装在电动液压伸缩杆4的底端面，两个夹持机构6均包括有第一夹持臂68和第二夹持臂63，且第一夹持臂68和第二夹持臂63以调整座5为中心前后对称分布，两个夹持机构6分别通过第一夹持臂68和第二夹持臂63铰接在调整座5的左右两侧，调整座5的底端面中心内嵌有红外距离传感器10，红外距离传感器10的信号输出端口与数据处理模块11的信号输入端口连接，数据处理模块11的信号输出端口连接有第一继电器13，第一继电器13的信号输出端口通过导线与电动液压伸缩杆4连接。

两个夹持机构6均包括有传动杆67、螺纹套筒62、第一铰接杆64、第二铰接杆610、第一吊杆69、第二吊杆65和夹持卡板611，两个螺纹套筒62分别转动套接在两根传动杆67的外壁，两根第一吊杆69分别垂直焊接在两根第一夹持臂68的底端面远离调整座5的一端，两根第二吊杆65分别垂直焊接在两根第二夹持臂63的底端面远离调整座5的一端，每个第一夹持臂68与第二夹持臂63相对侧壁远离调整座5的一端分别通过第一铰接杆64与螺纹套筒62的前后侧壁铰接，每个第一吊杆69和第二吊杆65靠近调整座5的一端侧壁分别通过两根第二铰接杆610与夹持卡板611远离调整座5的一侧侧壁铰接。

调整座5的内腔为中空结构，调整座5的内腔底端面中心固定设有伺服电机9，伺服电机9通过动力轴连接有第一伞齿轮8，调整座5的内腔左右两端侧壁均固定设置安装块7，两根传动杆67的相互靠近的一端转动贯穿调整座5的两侧侧壁和两个安装块7，且连接有第二伞齿轮671，两个第二伞齿轮671分别位于第一伞齿轮8的左右两侧，且两个第二伞齿轮671分别与第一伞齿轮8相互啮合。

数据处理模块11的信号输出端口连接有第二继电器12，第二继电器12的信号输出端口通过导线与伺服电机9连接。

本发明实施例中，将两个夹持机构6分别通过第一夹持臂68和第二夹持臂63铰接在调整座5的左右两侧；使用时，将整体结构移动至待搬运物体正上方，通过数据处理模块11控制第一继电器13连通电动液压伸缩杆4的控制电路，拉伸电动液压伸缩杆4的长度，通过红外距离传感器10来感应红外距离传感器10与待搬运物体之间的竖直距离，当红外距离传感器10之间的距离信号接近为0时，通过数据处理模块11来控制第一继电器13断开电动液压伸缩杆4的电路，使得电动液压伸缩杆4停止拉伸，使得调整座5底端面的红外距离传感器10能够恰好贴合在待夹持物体的上端面；利用数据处理模块11控制第二继电器12连通伺服电机9的控制电路，通过伺服电机9带动第一伞齿轮8转动，第一伞齿轮8分别带动两个第二伞齿轮671转动，使得两根与调整座5转动插接的传动杆67分别转动，而两个螺纹套筒62由于利用第一铰接杆64与每个第一夹持臂68与第二夹持臂63尖端铰接，所以只能跟随两根传动杆67的转动而相对水平移动，最终使得两个螺纹套筒62相互靠近，而两个夹持机构6的第一夹持臂68和第二夹持臂63分别被第一铰接杆64闭合，同时，由于第一夹持臂68和第二夹持臂63的闭合，位于第一夹持臂68和第二夹持臂63尖端下方的第一吊杆69与第二吊杆65也闭合，使得左右两侧的第一吊杆69和第二吊杆65尖端的夹持卡板611相互靠近，实现对待搬运物体的夹紧，随后利用数据处理模块11控制第二继电器12断开伺服电机9的控制电路，使得伺服电机9停止转动；随后通过数据处理模块11控制第一继电器13连通电动液压伸缩杆4的控制电路，收缩电动液压伸缩杆4，使得被两个夹持卡板611夹持的待搬运物体同步上移，若是夹持力不足，那么待搬运物体会在两个夹持卡板611之间向下滑动，那么红外距离传感器10来感应红外距离传感器10与待搬运物体之间的竖直距离增大后，立刻上传至数据处理模块11，数据处理模块11控制电动液压伸缩杆4停止收缩，同时控制伺服电机9转动，带动两根传动杆67转动，进一步使两个螺纹套筒62更加靠近，使得两个夹持卡板611夹持力增大，直至待搬运物体不再下滑，则数据处理模块11控制伺服电机9停止转动，同时控制电动液压伸缩杆4继续伸缩，便于搬运周转物体，到达搬运点后，通过控制伺服电机9反转，即可带动两根传动杆67转动，使两个螺纹套筒62远离，使得左右两侧的第一夹持臂68和第二夹持臂63相互撑开，使得两个夹持卡板611相互远离，即可松开物体，可重复上述操作，实现批量搬运物体。

其中，数据处理模块11的型号为DSP28335，第一继电器13和第二继电器12的型号均为QY32F-H-005-HS，伺服电机9的型号为EMMS-AS-140-M-RMB，电动液压伸缩杆4的型号为HSG-50/32-500-2110，红外距离传感器10的型号为GP2D12，也可根据使用使用需求来自由设定。

实施例2

请参阅图1-3，在实施例1的基础上做了进一步改进：

横臂3的左端面固定设有安装板1，安装板1的四个边角位置均开设有螺纹安装孔2，使用前，利用螺栓贯穿安装板1的螺纹安装孔2，实现将横臂3固定安装在搬运机器人的动力安装工位上。

红外距离传感器10的底端面与调整座5的底端面齐平，这样不会造成红外距离传感器10与待搬运物体相互触碰，不影响夹持待搬运物体。

每个第一夹持臂68与第二夹持臂63相对侧壁均开设有用于放置第一铰接杆64的矩形缺口61，且每个矩形缺口61的两端分别延长至第一夹持臂68与第二夹持臂63的两端侧壁，通过开设矩形缺口61用来收纳放置第一铰接杆64，不影响第一夹持臂68与第二夹持臂63之间相对闭合。

两根传动杆67相互远离的移动固定设有限位板66，且限位板66的直径为传动杆67直径的二倍，通过设置限位板66，以防螺纹套筒62脱落传动杆67。

两个夹持卡板611的俯视截面均为五分之一圆形结构，且以调整座5为中心左右对称分布，通过将夹持卡板611的俯视截面均为五分之一圆形结构，以便于夹持物体。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种搬运机器人用力臂，包括横臂（3）、调整座（5）、内嵌于横臂（3）内腔的数据处理模块（11）和两个夹持机构（6），其特征在于：所述横臂（3）的底端面右侧垂直设有电动液压伸缩杆（4），所述调整座（5）固定安装在电动液压伸缩杆（4）的底端面，两个所述夹持机构（6）均包括有第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63），且第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63）以调整座（5）为中心前后对称分布，两个所述夹持机构（6）分别通过第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63）铰接在调整座（5）的左右两侧，所述调整座（5）的底端面中心内嵌有红外距离传感器（10），所述红外距离传感器（10）的信号输出端口与数据处理模块（11）的信号输入端口连接，所述数据处理模块（11）的信号输出端口连接有第一继电器（13），所述第一继电器（13）的信号输出端口通过导线与电动液压伸缩杆（4）连接，两个所述夹持机构（6）均包括有传动杆（67）、螺纹套筒（62）、第一铰接杆（64）、第二铰接杆（610）、第一吊杆（69）、第二吊杆（65）和夹持卡板（611），两个所述螺纹套筒（62）分别转动套接在两根传动杆（67）的外壁，两根所述第一吊杆（69）分别垂直焊接在两根所述第一夹持臂（68）的底端面远离调整座（5）的一端，两根所述第二吊杆（65）分别垂直焊接在两根所述第二夹持臂（63）的底端面远离调整座（5）的一端，每个所述第一夹持臂（68）与第二夹持臂（63）相对侧壁远离调整座（5）的一端分别通过第一铰接杆（64）与螺纹套筒（62）的前后侧壁铰接，每个所述第一吊杆（69）和第二吊杆（65）靠近调整座（5）的一端侧壁分别通过两根第二铰接杆（610）与夹持卡板（611）远离调整座（5）的一侧侧壁铰接。

2.根据权利要求1所述的一种搬运机器人用力臂，其特征在于：所述横臂（3）的左端面固定设有安装板（1），所述安装板（1）的四个边角位置均开设有螺纹安装孔（2）。

3.根据权利要求1所述的一种搬运机器人用力臂，其特征在于：所述红外距离传感器（10）的底端面与调整座（5）的底端面齐平。

4.根据权利要求1所述的一种搬运机器人用力臂，其特征在于：两根所述传动杆（67）相互远离的移动固定设有限位板（66），且限位板（66）的直径为传动杆（67）直径的二倍。

5.根据权利要求1所述的一种搬运机器人用力臂，其特征在于：两个所述夹持卡板（611）的俯视截面均为五分之一圆形结构，且以调整座（5）为中心左右对称分布。

6.根据权利要求1所述的一种搬运机器人用力臂，其特征在于：每个所述第一夹持臂（68）与第二夹持臂（63）相对侧壁均开设有用于放置第一铰接杆（64）的矩形缺口（61），且每个矩形缺口（61）的两端分别延长至第一夹持臂（68）与第二夹持臂（63）的两端侧壁。

7.根据权利要求1所述的一种搬运机器人用力臂，其特征在于：所述调整座（5）的内腔为中空结构，所述调整座（5）的内腔底端面中心固定设有伺服电机（9），所述伺服电机（9）通过动力轴连接有第一伞齿轮（8），所述调整座（5）的内腔左右两端侧壁均固定设置安装块（7），两根所述传动杆（67）的相互靠近的一端转动贯穿调整座（5）的两侧侧壁和两个安装块（7），且连接有第二伞齿轮（671），两个所述第二伞齿轮（671）分别位于第一伞齿轮（8）的左右两侧，且两个第二伞齿轮（671）分别与第一伞齿轮（8）相互啮合。

8.根据权利要求7所述的一种搬运机器人用力臂，其特征在于：所述数据处理模块（11）的信号输出端口连接有第二继电器（12），所述第二继电器（12）的信号输出端口通过导线与伺服电机（9）连接。

9.根据权利要求1所述的一种搬运机器人用力臂，其具体使用方法为：

S1、使用前，利用螺栓贯穿安装板（1）的螺纹安装孔（2），实现将横臂（3）固定安装在搬运机器人的动力安装工位上，将两个夹持机构（6）分别通过第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63）铰接在调整座（5）的左右两侧；

S2、使用时，将整体结构移动至待搬运物体正上方，通过数据处理模块（11）控制第一继电器（13）连通电动液压伸缩杆（4）的控制电路，拉伸电动液压伸缩杆（4）的长度，通过红外距离传感器（10）来感应红外距离传感器（10）与待搬运物体之间的竖直距离，当红外距离传感器（10）之间的距离信号接近为0时，通过数据处理模块（11）来控制第一继电器（13）断开电动液压伸缩杆（4）的电路，使得电动液压伸缩杆（4）停止拉伸，使得调整座（5）底端面的红外距离传感器（10）能够恰好贴合在待夹持物体的上端面；

S3、利用数据处理模块（11）控制第二继电器（12）连通伺服电机（9）的控制电路，通过伺服电机（9）带动第一伞齿轮（8）转动，第一伞齿轮（8）分别带动两个第二伞齿轮（671）转动，使得两根与调整座（5）转动插接的传动杆（67）分别转动，而两个螺纹套筒（62）由于利用第一铰接杆（64）与每个所述第一夹持臂（68）与第二夹持臂（63）尖端铰接，所以只能跟随两根传动杆（67）的转动而相对水平移动，最终使得两个螺纹套筒（62）相互靠近，而两个夹持机构（6）的第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63）分别被第一铰接杆（64）闭合，同时，由于第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63）的闭合，位于第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63）尖端下方的第一吊杆（69）与第二吊杆（65）也闭合，使得左右两侧的第一吊杆（69）和第二吊杆（65）尖端的夹持卡板（611）相互靠近，实现对待搬运物体的夹紧，随后利用数据处理模块（11）控制第二继电器（12）断开伺服电机（9）的控制电路，使得伺服电机（9）停止转动；

S4、随后通过数据处理模块（11）控制第一继电器（13）连通电动液压伸缩杆（4）的控制电路，收缩电动液压伸缩杆（4），使得被两个夹持卡板（611）夹持的待搬运物体同步上移，若是夹持力不足，那么待搬运物体会在两个夹持卡板（611）之间向下滑动，那么红外距离传感器（10）来感应红外距离传感器（10）与待搬运物体之间的竖直距离增大后，立刻上传至数据处理模块（11），数据处理模块（11）控制电动液压伸缩杆（4）停止收缩，同时控制伺服电机（9）转动，带动两根传动杆（67）转动，进一步使两个螺纹套筒（62）更加靠近，直至待搬运物体不再下滑，则数据处理模块（11）控制伺服电机（9）停止转动，同时控制电动液压伸缩杆（4）继续伸缩，便于搬运周转物体，到达搬运点后，通过控制伺服电机（9）反转，即可带动两根传动杆（67）转动，使两个螺纹套筒（62）远离，使得左右两侧的第一夹持臂（68）和第二夹持臂（63）相互撑开，使得两个夹持卡板（611）相互远离，即可松开物体，可重复上述操作，实现批量搬运物体。

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