CN110561471A - 一种人工智能复合夹取装配机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人工智能复合夹取装配机器人，属于工业机器人技术领域，解决了传统的工业机器人的夹取装置都是单一的机构，夹取能力不稳定，无法进行角度调节、翻转操作，也不利于夹取装配的问题，其技术要点是：包括复合夹取机器人夹具，通过将复合夹取机器人夹具安装在六轴机器人的机械臂上，操作灵活方便，便于调节复合夹取机器人夹具的位置，而且，复合夹取机器人夹具由旋转取料机构、夹具翻转机构、夹持组件以及气动爪组件分别完成角度的调整、工件的翻转、取料夹持，并方便进行装配，提高了工件夹取合装以及翻转工艺的装配效率，减少人员操作、夹取装配准确率高、效率高、降低管理成本。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，具体是涉及一种人工智能复合夹取装配机器人。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
目前，传统的工业机器人的夹取装置都是单一的机构，在夹取金属特定性状的物品时，由于夹取装置单一，造成工业机器人的夹取装置受力不均匀，夹取能力不稳定等问题。中国专利CN208246843U公开了一种工业机器人复合夹取装置，虽然该工业机器人复合夹取装置具有3自由度，运动灵活可以在空间内任意位置移动。但是在进行夹取装配时，其无法对夹具自身的角度进行调节，只能依靠工业机器人机械臂去调节，灵活性差，存在夹持过松容易脱落，过紧容易损坏物件，夹持时无法进行翻转操作以及进一步的装配。
因此，需要提供一种人工智能复合夹取装配机器人，旨在解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种人工智能复合夹取装配机器人，以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种人工智能复合夹取装配机器人，包括复合夹取机器人夹具，所述复合夹取机器人夹具由旋转取料机构、夹具翻转机构、夹持组件以及气动爪组件四部分组成；
所述旋转取料机构包括固定座、连接管、夹具载体座、旋转轴和伺服电机，旋转轴设置在连接管内，旋转轴一端连接夹具载体座，旋转轴另一端连接伺服电机；
所述夹具载体座上安装有夹具翻转机构，夹具翻转机构包括夹具翻转座、翻转轴、翻转电机，所述夹具翻转座两端通过翻转轴连接夹具载体座，翻转轴的一端连接翻转电机；
所述夹具翻转座上安装有夹持组件，夹持组件包括夹具安装座和夹具框架，夹具安装座固定在夹具翻转座上，夹具安装座上安装有夹具框架，所述夹具框架上安装有气动爪组件；
所述气动爪组件包括夹取气缸、压头座、联动杆、第一卡爪和第二卡爪，夹取气缸为双向伸缩气缸，夹取气缸两端的伸缩杆分别铰接有一根联动杆，每根联动杆上均安装有一个第一卡爪和一个第二卡爪，联动杆转动设置在压头座上，压头座安装在夹具框架上。
作为本发明进一步的方案，所述复合夹取机器人夹具安装在六轴机器人的机械臂上，固定座安装在机械臂前端。
作为本发明进一步的方案，所述夹具载体座包括水平面板和固定在水平面板两端的竖直面板，所述水平面板和竖直面板组成的夹具载体座呈U型结构。
作为本发明进一步的方案，所述固定座底部连接连接管，连接管底端外侧焊接有限位环，夹具载体座设置在连接管下方，水平面板顶端中部连接有螺纹管，螺纹管的内径与连接管底部限位环的外径相等，连接管上套设有压盖，压盖与螺纹管相螺纹连接。
作为本发明进一步的方案，所述旋转轴底端焊接有法兰盘，法兰盘与水平面板上的法兰板通过螺钉相连接，法兰板设置在螺纹管内侧的水平面板上，旋转轴顶部连接伺服电机的电机轴，伺服电机安装在电机支座上，电机支座安装在固定座上。
作为本发明进一步的方案，所述夹具翻转座安装在两夹具翻转座之间，翻转轴转动设置在竖直面板的轴通孔内，翻转电机安装在夹具载体座的竖直面板上。
作为本发明进一步的方案，所述夹具框架内壁上设有突出的定位筋，夹具安装座上安装有吸盘支架，吸盘支架上安装有第一真空吸盘和第二真空吸盘，第一真空吸盘和第二真空吸盘对称分布在夹具框架内，第一真空吸盘和第二真空吸盘均连接真空泵。
作为本发明进一步的方案，所述夹具安装座上设有避让通孔、定位销和装配螺钉孔，夹具框架四角内壁上固定有压紧支撑块。
作为本发明进一步的方案，所述夹取气缸安装在气缸固定座上，气缸固定座固定在夹具框架一侧的外壁上，第一卡爪、第二卡爪分别设置在联动杆两端且与联动杆固定连接；所述第一卡爪和第二卡爪的结构相同且均设有爪钩。
综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的人工智能复合夹取装配机器人，通过将复合夹取机器人夹具安装在六轴机器人的机械臂上，操作灵活方便，便于调节复合夹取机器人夹具的位置，而且，复合夹取机器人夹具由旋转取料机构、夹具翻转机构、夹持组件以及气动爪组件分别完成角度的调整、工件的翻转、取料夹持，并方便进行装配，提高了工件夹取合装以及翻转工艺的装配效率，减少人员操作、夹取装配准确率高、效率高、降低管理成本。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为发明实施例的结构示意图。
图2为发明实施例中六轴机器人的结构示意图。
图3为发明实施例中复合夹取机器人夹具的结构示意图。
图4为发明实施例的图3中A处放大结构示意图。
图5为发明实施例中夹持组件和气动爪组件组装的结构示意图。
图6为发明实施例中夹持组件和气动爪组件组装的俯视图。
附图标记：1-六轴机器人、11-机械臂、2-复合夹取机器人夹具、21-旋转取料机构、210-固定座、211-连接管、212-限位环、213-夹具载体座、2131-水平面板、2132-竖直面板、2133-螺纹管、2134-压盖、2135-法兰板、214-旋转轴、215-法兰盘、216-螺钉、217-电机支座、218-伺服电机、22-夹具翻转机构、221-夹具翻转座、222-翻转轴、223-翻转电机、23-夹持组件、231-夹具安装座、232-夹具框架、233-第一真空吸盘、234-第二真空吸盘、235-吸盘支架、236-真空泵、237-定位筋、238-避让通孔、239-定位销、2310-装配螺钉孔、2311-压紧支撑块、24-气动爪组件、241-气缸固定座、242-夹取气缸、243-压头座、244-联动杆、245-第一卡爪、246-第二卡爪、247-爪钩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
参见图1～图4所示，一种人工智能复合夹取装配机器人，包括复合夹取机器人夹具2，复合夹取机器人夹具2安装在六轴机器人1的机械臂11前端，所述复合夹取机器人夹具2由旋转取料机构21、夹具翻转机构22、夹持组件23以及气动爪组件24四部分组成；
其中，所述旋转取料机构21包括固定座210、连接管211、夹具载体座213、旋转轴214和伺服电机218，所述固定座210安装在机械臂11前端，固定座210底部连接连接管211，连接管211底端外侧焊接有限位环212，所述夹具载体座213设置在连接管211下方；所述夹具载体座213包括水平面板2131和固定在水平面板2131两端的竖直面板2132，所述水平面板2131和竖直面板2132组成的夹具载体座213呈U型结构；
所述水平面板2131顶端中部连接有螺纹管2133，螺纹管2133的内径与连接管211底部限位环212的外径相等，方便将连接管211及其底部限位环212放置于螺纹管2133内，所述连接管211上套设有压盖2134，压盖2134与螺纹管2133相螺纹连接，当连接管211及其底部限位环212放置于螺纹管2133内后，旋拧压盖2134即可将连接管211及其底部限位环212限位于螺纹管2133内，从而防止连接管211与夹具载体座213分离；
所述连接管211内部穿设有旋转轴214，旋转轴214底端焊接有法兰盘215，法兰盘215与水平面板2131上的法兰板2135通过螺钉216相连接，其中，法兰板2135设置在螺纹管2133内侧的水平面板2131上，在将法兰盘215与法兰板2135相连接时，螺钉216自水平面板2131底侧自下而上依次穿过法兰板2135及法兰盘215上螺孔，从而将法兰板2135与法兰盘215相连接固定；
所述旋转轴214顶部连接伺服电机218的电机轴，伺服电机218安装在电机支座217上，电机支座217安装在固定座210上；在通过旋转取料机构21进行旋转取料调节时，首先通过六轴机器人1的机械臂11将旋转取料机构21移动至物料的上方，然后，启动伺服电机218工作，通过旋转轴214带动夹具载体座213转动，从而调节取料旋转角度，其中，将连接管211设置在固定座210和夹具载体座213之间，不但用于将两者连接，而且，也用于套设在旋转轴214外部，起到隔离保护的作用。
所述夹具载体座213上安装有夹具翻转机构22，夹具翻转机构22包括夹具翻转座221、翻转轴222、翻转电机223，其中，所述夹具载体座213呈U型结构，所述夹具翻转座221两端通过翻转轴222连接竖直面板2132，夹具翻转座221安装在两夹具翻转座221之间，翻转轴222转动设置在竖直面板2132的轴通孔内；所述翻转轴222的一端连接翻转电机223，翻转电机223安装在夹具载体座213的竖直面板2132上；
当需要进行翻转操作时，通过启动翻转电机223驱动翻转轴222带动夹具翻转座221在夹具载体座213内翻转即可，操作方便快捷，适合调整夹具翻转座221的朝向。
所述夹具翻转座221上安装有夹持组件23，参见图5-图6所示，所述夹持组件23包括夹具安装座231和夹具框架232，其中，夹具安装座231固定在夹具翻转座221上，夹具安装座231上安装有夹具框架232，夹具框架232内壁上设有突出的定位筋237，定位筋237用于对放置到夹具框架232内的工件侧壁进行定位；所述夹具安装座231上安装有吸盘支架235，吸盘支架235上安装有第一真空吸盘233和第二真空吸盘234，第一真空吸盘233和第二真空吸盘234对称分布在夹具框架232内，方便对放置到夹具框架232内的工件进行吸附固定；所述第一真空吸盘233和第二真空吸盘234均连接真空泵236，真空泵236用于对第一真空吸盘233和第二真空吸盘234内抽吸空气。
所述夹具安装座231上设有避让通孔238、定位销239和装配螺钉孔2310，其中，避让通孔238用于工件凸出部位的穿出，定位销239用于插入工件凹槽部位定位，装配螺钉孔2310用于对工件装配部位预留螺钉装配的操作孔，方便在工件夹持时进行装配操作，装配螺钉孔2310的孔径远大于装配螺钉的直径，方便装配螺钉的通过及进一步的组装。
所述夹具框架232四角内壁上固定有压紧支撑块2311，用于对工件夹持时支撑，所述夹具框架232上安装有气动爪组件24，气动爪组件24包括夹取气缸242、压头座243、联动杆244、第一卡爪245和第二卡爪246，所述夹取气缸242安装在气缸固定座241上，气缸固定座241固定在夹具框架232一侧的外壁上，夹取气缸242为双向伸缩气缸，夹取气缸242两端的伸缩杆分别铰接有一根联动杆244，每根联动杆244上均安装有一个第一卡爪245和一个第二卡爪246，第一卡爪245、第二卡爪246分别设置在联动杆244两端且与联动杆244固定连接；所述联动杆244转动设置在压头座243上，压头座243安装在夹具框架232上；
所述第一卡爪245和第二卡爪246的结构相同且均设有爪钩247；当夹取气缸242的活塞杆收缩时，其通过联动杆244带动第一卡爪245和第二卡爪246向外侧转动，从而使夹具框架232外侧的第一卡爪245和第二卡爪246张开；当夹取气缸242的活塞杆伸出时，其通过联动杆244带动第一卡爪245和第二卡爪246向内侧转动，从而使夹具框架232外侧的第一卡爪245和第二卡爪246闭合，闭合后的第一卡爪245和第二卡爪246方便夹持住放置于夹具框架232内的工件。
本发明的工作原理是：
在进行工件的夹取组装操作时，首先通过六轴机器人1的机械臂11将复合夹取机器人夹具2移动至待夹取的工件上方，然后，通过伺服电机218带动夹具载体座213旋转，调节夹具载体座213的角度，进而调节夹具安装座231及夹具框架232的旋转角度，使夹具框架232位于工件的正上方并与工件位置保持一致，然后翻转电机223驱动夹具翻转座221翻转，使夹具安装座231和夹具框架232所形成的开口端朝下，然后六轴机器人1的机械臂11带动复合夹取机器人夹具2整体向下移动，工件置于夹具框架232内，并由真空泵236抽真空通过第一真空吸盘233和第二真空吸盘234吸附住工件，然后，复合夹取机器人夹具2整体上移，夹取气缸242驱动第一卡爪245和第二卡爪246闭合夹取工件，移动至待装配位置，第一卡爪245和第二卡爪246张开，复合夹取机器人夹具2整体下移，工件置于待装配体上，通过装配螺钉孔2310植入螺钉并将工件与待装配体连接，然后第一真空吸盘233和第二真空吸盘234泄压后即可将复合夹取机器人夹具2与工件分离，完成工件的夹取装配操作；
上述操作时，也可以将夹具翻转座221朝上翻转，直接将工件放置于夹具框架232内，夹取气缸242驱动第一卡爪245和第二卡爪246闭合夹持，第一真空吸盘233和第二真空吸盘234进行吸附，复合夹取机器人夹具2整体移动至待装配体上方后，将夹具翻转座221向下翻转，并使夹取气缸242驱动第一卡爪245和第二卡爪246张开，移动复合夹取机器人夹具2将工件置于待装配体上，通过装配螺钉孔2310植入螺钉并将工件与待装配体连接，通过装配螺钉孔2310植入螺钉并将工件与待装配体连接，然后第一真空吸盘233和第二真空吸盘234泄压后即可将复合夹取机器人夹具2与工件分离，也同样能够完成工件的夹取装配操作，操作方便快捷。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种人工智能复合夹取装配机器人，包括复合夹取机器人夹具(2)，其特征在于，所述复合夹取机器人夹具(2)由旋转取料机构(21)、夹具翻转机构(22)、夹持组件(23)以及气动爪组件(24)四部分组成；
所述旋转取料机构(21)包括固定座(210)、连接管(211)、夹具载体座(213)、旋转轴(214)和伺服电机(218)，旋转轴(214)设置在连接管(211)内，旋转轴(214)一端连接夹具载体座(213)，旋转轴(214)另一端连接伺服电机(218)；
所述夹具载体座(213)上安装有夹具翻转机构(22)，夹具翻转机构(22)包括夹具翻转座(221)、翻转轴(222)、翻转电机(223)，所述夹具翻转座(221)两端通过翻转轴(222)连接夹具载体座(213)，翻转轴(222)的一端连接翻转电机(223)；
所述夹具翻转座(221)上安装有夹持组件(23)，夹持组件(23)包括夹具安装座(231)和夹具框架(232)，夹具安装座(231)固定在夹具翻转座(221)上，夹具安装座(231)上安装有夹具框架(232)，所述夹具框架(232)上安装有气动爪组件(24)；
所述气动爪组件(24)包括夹取气缸(242)、压头座(243)、联动杆(244)、第一卡爪(245)和第二卡爪(246)，夹取气缸(242)为双向伸缩气缸，夹取气缸(242)两端的伸缩杆分别铰接有一根联动杆(244)，每根联动杆(244)上均安装有一个第一卡爪(245)和一个第二卡爪(246)，联动杆(244)转动设置在压头座(243)上，压头座(243)安装在夹具框架(232)上。
2.根据权利要求1所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述复合夹取机器人夹具(2)安装在六轴机器人(1)的机械臂(11)上，固定座(210)安装在机械臂(11)前端。
3.根据权利要求1或2所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述夹具载体座(213)包括水平面板(2131)和固定在水平面板(2131)两端的竖直面板(2132)，所述水平面板(2131)和竖直面板(2132)组成的夹具载体座(213)呈U型结构。
4.根据权利要求3所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述固定座(210)底部连接连接管(211)，连接管(211)底端外侧焊接有限位环(212)，夹具载体座(213)设置在连接管(211)下方，水平面板(2131)顶端中部连接有螺纹管(2133)，螺纹管(2133)的内径与连接管(211)底部限位环(212)的外径相等，连接管(211)上套设有压盖(2134)，压盖(2134)与螺纹管(2133)相螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述旋转轴(214)底端焊接有法兰盘(215)，法兰盘(215)与水平面板(2131)上的法兰板(2135)通过螺钉(216)相连接，法兰板(2135)设置在螺纹管(2133)内侧的水平面板(2131)上，旋转轴(214)顶部连接伺服电机(218)的电机轴，伺服电机(218)安装在电机支座(217)上，电机支座(217)安装在固定座(210)上。
6.根据权利要求5所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述夹具翻转座(221)安装在两夹具翻转座(221)之间，翻转轴(222)转动设置在竖直面板(2132)的轴通孔内，翻转电机(223)安装在夹具载体座(213)的竖直面板(2132)上。
7.根据权利要求1所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述夹具框架(232)内壁上设有突出的定位筋(237)，夹具安装座(231)上安装有吸盘支架(235)，吸盘支架(235)上安装有第一真空吸盘(233)和第二真空吸盘(234)，第一真空吸盘(233)和第二真空吸盘(234)对称分布在夹具框架(232)内，第一真空吸盘(233)和第二真空吸盘(234)均连接真空泵(236)。
8.根据权利要求7所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述夹具安装座(231)上设有避让通孔(238)、定位销(239)和装配螺钉孔(2310)，夹具框架(232)四角内壁上固定有压紧支撑块(2311)。
9.根据权利要求1所述的人工智能复合夹取装配机器人，其特征在于，所述夹取气缸(242)安装在气缸固定座(241)上，气缸固定座(241)固定在夹具框架(232)一侧的外壁上，第一卡爪(245)、第二卡爪(246)分别设置在联动杆(244)两端且与联动杆(244)固定连接；所述第一卡爪(245)和第二卡爪(246)的结构相同且均设有爪钩(247)。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191213 |