CN110860886A - 一种机械手及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机器人技术领域,具体涉及一种机械手,包括第一伸缩机构、第一旋转机构、第二伸缩机构、第二旋转机构、第三伸缩机构、第三旋转机构和维修装置,所述第一旋转机构通过第一连接块与所述第一伸缩机构的输出端连接,所述第二伸缩机构与所述第一旋转机构的输出端连接,所述第二旋转机构通过第二连接块与所述第二伸缩机构的输出端连接,所述第三伸缩机构通过第三连接块与所述第二旋转机构的输出端连接。该机械手能够实现自动化地拧螺丝维修,减少阻挡部件的拆卸,缩短维修的时间,提高维修的效率。此外,还提供了一种该机械手的工作方法,以提高其工作的稳定性和效率。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域,具体涉及一种机械手及其工作方法。
背景技术
机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点;它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
在机械设备维修行业,有许多大型设备(例如船舶、大型车辆、大型流水线设备等)中起到连接作用的螺丝用过一段时间后或发生松动或滑丝,需要对其进行紧固或更换,现有技术中,是将阻挡住螺丝的各部分先拆卸下来,对螺丝进行紧固或更换后,再将各部分安装上,这种操作方式耗时长,效率低,在拆卸的过程中还容易损伤其它部分,使得企业承受损失,不利于企业的发展。
综上可知,相关技术亟待完善。
发明内容
本发明的目的之一在于:针对现有技术的不足,而提供一种机械手,能够实现自动化地拧螺丝维修,减少阻挡部件的拆卸,缩短维修的时间,提高维修的效率。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种机械手,包括第一伸缩机构、第一旋转机构、第二伸缩机构、第二旋转机构、第三伸缩机构、第三旋转机构和维修装置,所述第一旋转机构通过第一连接块与所述第一伸缩机构的输出端连接,所述第二伸缩机构与所述第一旋转机构的输出端连接,所述第二旋转机构通过第二连接块与所述第二伸缩机构的输出端连接,所述第三伸缩机构通过第三连接块与所述第二旋转机构的输出端连接,所述第三旋转机构通过第四连接块与所述第三伸缩机构的输出端连接,所述维修装置与所述第三旋转机构的输出端连接,所述维修装置包括固定板、视觉检测机构、固定架和多个伸缩柱,所述固定板与所述第三旋转机构的输出端连接,所述视觉检测机构、所述固定架均设置于所述固定板,多个所述伸缩柱均设置于所述固定架,所述固定架设置有通孔,所述视觉检测机构与所述通孔对应。在实际应用中,伸缩柱优先选用弹性圆柱销,此外还可以是能够达到相同效果的其它结构,根据实际情况可以灵活地设置;先确定需要紧固或更换的螺丝;在工作中,在第一伸缩机构、第一旋转机构、第二伸缩机构、第二旋转机构、第三伸缩机构、第三旋转机构的共同作用下,维修装置被推送到螺丝附近;视觉检测机构通过通孔获取图片信息,并起到探测引导的作用,多个伸缩柱被推动与螺丝对应;多个伸缩柱被动对螺丝进行按压,多个伸缩柱发生凹陷形变,凹陷组成的形状刚好与螺丝配合;最后第三旋转机构启动工作,带动固定板转动,固定板带动固定架转动,固定架带动伸缩柱转动,在多个伸缩柱的作用下,螺丝被拧动;该机械手能够实现自动化地拧螺丝维修,减少阻挡部件的拆卸,缩短维修的时间,提高维修的效率。
作为本发明所述的机械手的一种改进,多个所述伸缩柱呈阵列布设于所述固定板。在实际应用中,多个伸缩柱有规律地设置在固定板上,使得伸缩柱能够与不同型号的螺丝配合时都能够拧动螺丝。
作为本发明所述的机械手的一种改进,所述第一伸缩机构输出端的运动方向与所述第二伸缩机构输出端的运动方向垂直。这种机构设计有利于增加维修装置的灵活度。
作为本发明所述的机械手的一种改进,所述第二旋转机构的输出端与所述第二伸缩机构的输出端垂直;所述第三伸缩机构的输出端与所述第二旋转机构的输出端垂直。这种机构设计有利于增加维修装置的灵活度。
作为本发明所述的机械手的一种改进,所述第三旋转机构的输出端与所述第三伸缩机构的输出端垂直。这种机构设计有利于增加维修装置的灵活度。
作为本发明所述的机械手的一种改进,所述第一伸缩机构、所述第二伸缩机构、所述第三伸缩机构为气缸或液压缸。除此之外,第一伸缩机构、第二伸缩机构、第三伸缩机构还可以是能够达到相同效果的其它设备,根据实际情况可以灵活地设置。
作为本发明所述的机械手的一种改进,所述第一旋转机构、所述第二旋转机构、所述第三旋转机构为步进电机或伺服电机。除此之外,第一旋转机构、第二旋转机构、第三旋转机构还可以是能够达到相同效果的其它设备,根据实际情况可以灵活地设置。
作为本发明所述的机械手的一种改进,所述视觉检测机构为CCD相机或CMOS相机。除此之外,视觉检测机构还可以是能够达到相同效果的其它设备,根据实际情况可以灵活地设置。
作为本发明所述的机械手的一种改进,还包括固定基板,所述第一伸缩机构设置于所述固定基板,所述固定基板设置有多个定位孔。在实际应用中,通过定位孔对固定基板进行固定,这种结构设计有利于增加整体设备工作的稳定性。
本发明的目的之二在于:针对现有技术的不足,还提供一种机械手的工作方法,以提高其工作的稳定性和效率。
为实现上述目的,本发明提供了一种机械手的工作方法,包括如下步骤:
S1、确定需要紧固或更换的螺丝;
S2、在第一伸缩机构、第一旋转机构、第二伸缩机构、第二旋转机构、第三伸缩机构、第三旋转机构的共同作用下,维修装置被推送到螺丝附近;
S3、视觉检测机构通过通孔获取图片信息,并起到探测引导的作用,多个伸缩柱被推动与螺丝对应;
S4、多个伸缩柱被动对螺丝进行按压,多个伸缩柱发生凹陷形变,凹陷组成的形状刚好与螺丝配合;
S5、第三旋转机构启动工作,带动固定板转动,固定板带动固定架转动,固定架带动伸缩柱转动,在多个伸缩柱的作用下,螺丝被拧动。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例中的主视的结构示意图;
图2为图1中的局部放大图;
图3为本发明实施例中的侧视的结构示意图;
图4为图3中的局部放大图;
图5为本发明实施例中的立体的结构示意图;
图6为图5中的局部放大图;
其中:1-第一伸缩机构;2-第一旋转机构;3-第二伸缩机构;4-第二旋转机构;5-第三伸缩机构;6-第三旋转机构;7-维修装置;71-固定板;72-视觉检测机构;73-固定架;73'-通孔;74-伸缩柱;8-第一连接块;9-第二连接块;10-第三连接块;11-第四连接块;12-固定基板;12'-定位孔。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明,但不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-6所示,一种机械手,包括第一伸缩机构1、第一旋转机构2、第二伸缩机构3、第二旋转机构4、第三伸缩机构5、第三旋转机构6和维修装置7,第一旋转机构2通过第一连接块8与第一伸缩机构1的输出端连接,第二伸缩机构3与第一旋转机构2的输出端连接,第二旋转机构4通过第二连接块9与第二伸缩机构3的输出端连接,第三伸缩机构5通过第三连接块10与第二旋转机构4的输出端连接,第三旋转机构6通过第四连接块11与第三伸缩机构5的输出端连接,维修装置7与第三旋转机构6的输出端连接,维修装置7包括固定板71、视觉检测机构72、固定架73和多个伸缩柱74,固定板71与第三旋转机构6的输出端连接,视觉检测机构72、固定架73均设置于固定板71,多个伸缩柱74均设置于固定架73,固定架73设置有通孔73',视觉检测机构72与通孔73'对应。在实际应用中,伸缩柱74优先选用弹性圆柱销,此外还可以是能够达到相同效果的其它结构,根据实际情况可以灵活地设置;先确定需要紧固或更换的螺丝;在工作中,在第一伸缩机构1、第一旋转机构2、第二伸缩机构3、第二旋转机构4、第三伸缩机构5、第三旋转机构6的共同作用下,维修装置7被推送到螺丝附近;视觉检测机构72通过通孔73'获取图片信息,并起到探测引导的作用,多个伸缩柱74被推动与螺丝对应;多个伸缩柱74被动对螺丝进行按压,多个伸缩柱74发生凹陷形变,凹陷组成的形状刚好与螺丝配合;最后第三旋转机构6启动工作,带动固定板71转动,固定板71带动固定架73转动,固定架73带动伸缩柱74转动,在多个伸缩柱74的作用下,螺丝被拧动;该机械手能够实现自动化地拧螺丝维修,减少阻挡部件的拆卸,缩短维修的时间,提高维修的效率。
优选的,多个伸缩柱74呈阵列布设于固定板71。在实际应用中,多个伸缩柱74有规律地设置在固定板71上,使得伸缩柱74能够与不同型号的螺丝配合时都能够拧动螺丝。
优选的,第一伸缩机构1输出端的运动方向与第二伸缩机构3输出端的运动方向垂直。这种机构设计有利于增加维修装置7的灵活度。
优选的,第二旋转机构4的输出端与第二伸缩机构3的输出端垂直;第三伸缩机构5的输出端与第二旋转机构4的输出端垂直。这种机构设计有利于增加维修装置7的灵活度。
优选的,第三旋转机构6的输出端与第三伸缩机构5的输出端垂直。这种机构设计有利于增加维修装置7的灵活度。
优选的,第一伸缩机构1、第二伸缩机构3、第三伸缩机构5为气缸或液压缸。除此之外,第一伸缩机构1、第二伸缩机构3、第三伸缩机构5还可以是能够达到相同效果的其它设备,根据实际情况可以灵活地设置。
优选的,第一旋转机构2、第二旋转机构4、第三旋转机构6为步进电机或伺服电机。除此之外,第一旋转机构2、第二旋转机构4、第三旋转机构6还可以是能够达到相同效果的其它设备,根据实际情况可以灵活地设置。
优选的,视觉检测机构72为CCD相机或CMOS相机。除此之外,视觉检测机构72还可以是能够达到相同效果的其它设备,根据实际情况可以灵活地设置。
本发明还包括固定基板12,第一伸缩机构1设置于固定基板12,固定基板12设置有多个定位孔12'。在实际应用中,通过定位孔12'对固定基板12进行固定,这种结构设计有利于增加整体设备工作的稳定性。
本发明的工作原理是:在实际应用中,先确定需要紧固或更换的螺丝;在工作中,在第一伸缩机构1、第一旋转机构2、第二伸缩机构3、第二旋转机构4、第三伸缩机构5、第三旋转机构6的共同作用下,维修装置7被推送到螺丝附近;视觉检测机构72通过通孔73'获取图片信息,并起到探测引导的作用,多个伸缩柱74被推动与螺丝对应;多个伸缩柱74被动对螺丝进行按压,多个伸缩柱74发生凹陷形变,凹陷组成的形状刚好与螺丝配合;最后第三旋转机构6启动工作,带动固定板71转动,固定板71带动固定架73转动,固定架73带动伸缩柱74转动,在多个伸缩柱74的作用下,螺丝被拧动;该机械手能够实现自动化地拧螺丝维修,减少阻挡部件的拆卸,缩短维修的时间,提高维修的效率。
实施例2
如图1-6所示,一种实施例1机械手的工作方法,包括如下步骤:
S1、确定需要紧固或更换的螺丝;
S2、在第一伸缩机构1、第一旋转机构2、第二伸缩机构3、第二旋转机构4、第三伸缩机构5、第三旋转机构6的共同作用下,维修装置7被推送到螺丝附近;
S3、视觉检测机构72通过通孔73'获取图片信息,并起到探测引导的作用,多个伸缩柱74被推动与螺丝对应;
S4、多个伸缩柱74被动对螺丝进行按压,多个伸缩柱74发生凹陷形变,凹陷组成的形状刚好与螺丝配合;
S5、第三旋转机构6启动工作,带动固定板71转动,固定板71带动固定架73转动,固定架73带动伸缩柱74转动,在多个伸缩柱74的作用下,螺丝被拧动。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种机械手,其特征在于:包括第一伸缩机构(1)、第一旋转机构(2)、第二伸缩机构(3)、第二旋转机构(4)、第三伸缩机构(5)、第三旋转机构(6)和维修装置(7),所述第一旋转机构(2)通过第一连接块(8)与所述第一伸缩机构(1)的输出端连接,所述第二伸缩机构(3)与所述第一旋转机构(2)的输出端连接,所述第二旋转机构(4)通过第二连接块(9)与所述第二伸缩机构(3)的输出端连接,所述第三伸缩机构(5)通过第三连接块(10)与所述第二旋转机构(4)的输出端连接,所述第三旋转机构(6)通过第四连接块(11)与所述第三伸缩机构(5)的输出端连接,所述维修装置(7)与所述第三旋转机构(6)的输出端连接,所述维修装置(7)包括固定板(71)、视觉检测机构(72)、固定架(73)和多个伸缩柱(74),所述固定板(71)与所述第三旋转机构(6)的输出端连接,所述视觉检测机构(72)、所述固定架(73)均设置于所述固定板(71),多个所述伸缩柱(74)均设置于所述固定架(73),所述固定架(73)设置有通孔(73'),所述视觉检测机构(72)与所述通孔(73')对应。
2.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:多个所述伸缩柱(74)呈阵列布设于所述固定板(71)。
3.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:所述第一伸缩机构(1)输出端的运动方向与所述第二伸缩机构(3)输出端的运动方向垂直。
4.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:所述第二旋转机构(4)的输出端与所述第二伸缩机构(3)的输出端垂直;所述第三伸缩机构(5)的输出端与所述第二旋转机构(4)的输出端垂直。
5.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:所述第三旋转机构(6)的输出端与所述第三伸缩机构(5)的输出端垂直。
6.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:所述第一伸缩机构(1)、所述第二伸缩机构(3)、所述第三伸缩机构(5)为气缸或液压缸。
7.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:所述第一旋转机构(2)、所述第二旋转机构(4)、所述第三旋转机构(6)为步进电机或伺服电机。
8.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:所述视觉检测机构(72)为CCD相机或CMOS相机。
9.如权利要求1所述的机械手,其特征在于:还包括固定基板(12),所述第一伸缩机构(1)设置于所述固定基板(12),所述固定基板(12)设置有多个定位孔(12')。
10.一种机械手的工作方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、确定需要紧固或更换的螺丝;
S2、在第一伸缩机构(1)、第一旋转机构(2)、第二伸缩机构(3)、第二旋转机构(4)、第三伸缩机构(5)、第三旋转机构(6)的共同作用下,维修装置(7)被推送到螺丝附近;
S3、视觉检测机构(72)通过通孔(73')获取图片信息,并起到探测引导的作用,多个伸缩柱(74)被推动与螺丝对应;
S4、多个伸缩柱(74)被动对螺丝进行按压,多个伸缩柱(74)发生凹陷形变,凹陷组成的形状刚好与螺丝配合;
S5、第三旋转机构(6)启动工作,带动固定板(71)转动,固定板(71)带动固定架(73)转动,固定架(73)带动伸缩柱(74)转动,在多个伸缩柱(74)的作用下,螺丝被拧动。
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