CN110902388A - 一种玻璃智能精密装卸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了玻璃装卸技术领域的一种玻璃智能精密装卸装置，包括移动底盘，移动底盘上方固定有立柱底座，立柱底座上设有相对立柱底座沿Z轴及X轴移动的支架；支架从一端部起依次首尾连接有支撑臂及连接架，支撑臂底端与支架转动固定连接而前端内部固定有旋转驱动装置；旋转驱动装置与连接架尾端连接，并驱动连接架绕其自身轴线转动；连接架内部固定有伸缩装置，伸缩装置的伸缩端穿过连接架前端面并固定有用于抓取玻璃的手抓机构，连接架上安装有位置检测装置。本发明能够精确微调，手眼一体化设计，适应对平板玻璃或曲面玻璃的吸附抓取，实现玻璃的精准高效装卸。

Description

一种玻璃智能精密装卸装置

技术领域

本发明涉及玻璃装卸领域，具体是一种玻璃智能精密装卸装置。

背景技术

在玻璃装配和装卸行业中，尤其是汽车玻璃车窗和大面积玻璃墙装配生产行业，玻璃智能装卸设备需求非常迫切。现有的玻璃装配和搬运多为人工操作玻璃吸盘抓手来装配和搬运玻璃，对于重载玻璃存在碰撞和磕碰的风险，装配的精准性难以保证，还会对工人的人身安全构成威胁。

针对此，本申请人提出一种玻璃智能精密装卸装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃智能精密装卸装置，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：

一种玻璃智能精密装卸装置，包括移动底盘，所述移动底盘上方固定有立柱底座，所述立柱底座上设有相对所述立柱底座沿Z轴及X轴移动的支架；所述支架从一端部起依次首尾连接有支撑臂及连接架，所述支撑臂底端与所述支架转动固定连接而前端内部固定有旋转驱动装置；所述旋转驱动装置与所述连接架尾端连接，并驱动所述连接架绕其自身轴线转动；所述连接架内部固定有伸缩装置，所述伸缩装置的伸缩端穿过所述连接架前端面并固定有用于抓取玻璃的手抓机构，所述连接架上安装有位置检测装置。

作为本发明的改进方案，为了进一步地体现手抓机构的优越特点，所述手抓机构包括固定在伸缩装置伸缩端并沿Y轴设置的连接轴，所述连接轴径向两侧对称设有手抓柱体，所述手抓柱体通过轴座转动固定在所述连接架前端面上，所述手抓柱体与连接轴之间设有连接杆，所述连接杆的两端分别与所述连接轴及手抓柱体转动固定连接；所述手抓柱体前端弯折并在弯折部上固定有吸盘。

作为本发明的改进方案，为了进一步地优化支架沿Z轴移动的结构，所述立柱底座上固定有沿Z轴设置的第一滑轨及第一齿条，所述第一滑轨上滑动连接有滑板，所述滑板表面固定有第一电机，所述第一电机输出轴端部穿过所述滑板并在端部键连接有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合连接。

作为本发明的改进方案，为了进一步地优化支架沿X轴移动的结构，所述支架相对所述滑板的表面上固定有沿X轴设置的第二滑轨及第二齿条，所述滑板滑动连接在所述第二滑轨上，所述滑板表面固定有第二电机，所述第二电机输出轴端部穿过所述滑板并在端部键连接有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二齿条啮合连接。

作为本发明的改进方案，为了进一步地便于调整移动底盘的回转角度和方向，所述移动底盘底部一对角处安装有万向轮，另一对角处安装有舵轮，所述舵轮上方对应设有固定在所述移动底盘内部的舵轮驱动装置。

作为本发明的改进方案，为了进一步地便于调整移动底盘的回转角度和方向，所述舵轮驱动装置包括固定在移动底盘内部的第三电机，第四电机及第五电机，所述第三电机，第四电机与第五电机输出轴的端部对应固定有第三齿轮、第四齿轮及第五齿轮，且第三齿轮与第四齿轮、第五齿轮相互啮合；所述舵轮固定在安装架上，所述安装架固定在所述第三齿轮的轴向端面。

作为本发明的改进方案，为了进一步地便于检测玻璃的位置，所述位置检测装置包括固定在连接架前端面的一体化的激光检测头以及摄像头。

作为本发明的改进方案，为了进一步地便于对玻璃进行定位，所述移动底盘上表面其中一对角处向上延伸固定有弯折的物料基准板。

有益效果：

（1）本技术方案采用舵轮驱动装置，能够使舵轮精确行走和刹车驻车；舵轮驱动装置可以驱使移动底盘原地回转，实现角度的装卸作业的角度精确微调；移动底盘建有物料基准，便于装卸作业的角度调节。

（2）手抓机构适应对平板玻璃或曲面玻璃的吸附抓取。

（3）配置有带图像采集系统的位置检测装置，手眼一体化设计，实现玻璃的精准高效装卸。

附图说明

图1为本发明的整体外部结构示意图；

图2为本发明的某一角度的轴向结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大结构示意图；

图4为图2中B处的局部放大结构示意图；

图5为本发明的另一角度的结构示意图；

图6为图5中C处的局部放大结构示意图；

图7为本发明舵轮驱动装置与舵轮的连接结构图；

图中：1-移动底盘；2-舵轮驱动装置；201-第三电机；202-第四电机；203-第五电机；204-第三齿轮；205-第四齿轮；206-第五齿轮；3-手抓机构；301-连接轴；302-手抓柱体；303-轴座；304-连接杆；305-吸盘；4-支架；5-立柱底座；6-支撑臂；7-连接架；8-旋转驱动装置；9-伸缩装置；10-滑板；1101-第一滑轨；1102-第一电机；1201-第二滑轨；1202-第二电机；13-万向轮；14-舵轮；15-安装架；16-物料基准板；17-位置检测装置。

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。

实施例1，参见图1，一种玻璃智能精密装卸装置，包括移动底盘1，移动底盘1上方固定有立柱底座5，立柱底座5上设有相对立柱底座5沿Z轴及X轴移动的支架4；支架4从一端部起依次首尾连接有支撑臂6及连接架7，支撑臂6底端与支架4转动固定连接而前端内部固定有旋转驱动装置8；旋转驱动装置8与连接架7尾端连接，并驱动连接架7绕其自身轴线转动；连接架7内部固定有伸缩装置9，伸缩装置9的伸缩端穿过连接架7前端面并固定有用于抓取玻璃的手抓机构3，连接架7上安装有位置检测装置17。

本实施例中，支架4可以沿着立柱底座2进行Z轴方向的移动以及X轴方向的移动，即可以调整手抓机构3相对立柱底座5的距离，使适应抓取不同尺寸的玻璃；支撑臂6与支架4转动固定连接，并通过俯仰驱动装置调整支撑臂6的俯仰角度，便于手抓机构抓取玻璃；连接架7可以被旋转驱动装置8驱动绕自身旋转，便于手抓机构调整抓取玻璃的角度；伸缩装置9的伸缩端与手抓机构3连接，可通过伸缩移动控制手抓机构3变换抓取玻璃的姿势。

进一步地，如图2-3所示，手抓机构3包括固定在伸缩装置9伸缩端并沿Y轴设置的连接轴301，连接轴301径向两侧对称设有手抓柱体302，手抓柱体302通过轴座303转动固定在连接架7前端面上，手抓柱体302与连接轴301之间设有连接杆304，连接杆304的两端分别与连接轴301及手抓柱体302转动固定连接；手抓柱体302前端弯折并在弯折部上固定有吸盘305。

本实施例中，伸缩装置9优选为气缸，气缸稳定性好，易于控制，但也可采用电动推杆、丝杆传动机构等能起到相同的伸缩效果的机构进行代替。本实施例中，气缸的活塞杆接头穿过连接架7前端表面，并与连接轴301固定配合。在此固定配合可采用螺栓配合，也开在气缸活塞杆接头上固定环扣，通过环扣勾在连接轴上的方式，即间接通过机加零部件进行固连，同样能够达到控制连接轴301沿伸缩装置9伸缩方向位移的效果。

本实施例中，伸缩装置9处于拉伸状态时，连接轴303沿着伸缩方向移动，由于连接杆304与连接轴301转动固定连接，则连接杆304与连接轴301之间的转动角度发生改变，又由于连接杆304与手抓柱体302转动固定连接，手抓柱体302通过轴座303转动固定在连接架7前端面，因此手抓柱体302相应地被连接杆304带动改变与连接架7前端面之间的倾斜角度，实现抓取姿势的调节。吸盘305内部安装有数控微流控制阀，用于实现真空度的调控和检测，满足不同重量玻璃的搬卸要求。

进一步地，如图5-6所示，立柱底座5上固定有沿Z轴设置的第一滑轨1101及第一齿条，第一滑轨1101上滑动连接有滑板10，滑板10表面固定有第一电机1102，第一电机1102输出轴端部穿过滑板10并在端部键连接有第一齿轮，第一齿轮与第一齿条啮合连接。

本实施例中，第一电机1102运转时，第一齿轮与第一齿条啮合，带动滑板10沿Z轴上下升降。

进一步地，如图3-4所示，支架4相对滑板10的表面上固定有沿X轴设置的第二滑轨1201及第二齿条，滑板10滑动连接在第二滑轨1201上，滑板10表面固定有第二电机1202，第二电机1202输出轴端部穿过滑板10并在端部键连接有第二齿轮，第二齿轮与第二齿条啮合连接。

第二电机1202运转时，第二齿轮与第二齿条啮合，带动滑板10沿Z轴滑动，又由于滑板10滑动连接在第一滑轨1101上，因此此时支架4相对滑板10沿X轴移动，即可调整支架4沿Z轴与沿X轴的移动距离，便于调整手抓机构3与玻璃之间的相对距离。

进一步地，如图7所示，移动底盘1底部一对角处安装有万向轮13，另一对角处安装有舵轮14，舵轮14上方对应设有固定在移动底盘1内部的舵轮驱动装置2。舵轮驱动装置2包括固定在移动底盘1内部的第三电机201，第四电机202及第五电机203，第三电机201，第四电机202与第五电机203输出轴的端部对应固定有第三齿轮204、第四齿轮205及第五齿轮206，且第三齿轮204与第四齿轮205、第五齿轮206相互啮合；舵轮14固定在安装架15上，安装架15固定在第三齿轮的轴向端面。

进一步地，移动底盘1上表面其中一对角处向上延伸固定有弯折的物料基准板16。

物料基准板长宽约2000x1600mm，位置检测装置17为手眼一体化设计的激光检测头和摄像头，激光检测头以物料基准板16的安装位置边框作为基准，玻璃按照物料基准板16基准放置在移动底盘1上，摄像头采集图像数据通过数据处理器比对玻璃与移动底盘1的位姿关系，逆解出各个电机的执行坐标和执行角度（x，y，z轴上的坐标值，旋转驱动装置的旋转角、俯仰驱动装置的俯仰角及伸缩装置的伸缩值），本实施例中各个电机均为750W功率，速比80的伺服电机，对过程可参数化执行，解算出的位姿关系通过总控给各个电机赋值，实现精准驱动，最终实现精密装卸。

各电机上均配置有大扭矩电机和减速比电机，用于实现慢速稳定运行，有利于实现重载玻璃的安全搬运。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，包括移动底盘（1），所述移动底盘（1）上方固定有立柱底座（5），所述立柱底座（5）上设有相对所述立柱底座（5）沿Z轴及X轴移动的支架（4）；所述支架（4）从一端部起依次首尾连接有支撑臂（6）及连接架（7），所述支撑臂（6）底端与所述支架（4）转动固定连接而前端内部固定有旋转驱动装置（8）；所述旋转驱动装置（8）与所述连接架（7）尾端连接，并驱动所述连接架（7）绕其自身轴线转动；所述连接架（7）内部固定有伸缩装置（9），所述伸缩装置（9）的伸缩端穿过所述连接架（7）前端面并固定有用于抓取玻璃的手抓机构（3），所述连接架（7）上安装有位置检测装置（17）。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，所述手抓机构（3）包括固定在伸缩装置（9）伸缩端并沿Y轴设置的连接轴（301），所述连接轴（301）径向两侧对称设有手抓柱体（302），所述手抓柱体（302）通过轴座（303）转动固定在所述连接架（7）前端面上，所述手抓柱体（302）与连接轴（301）之间设有连接杆（304），所述连接杆（304）的两端分别与所述连接轴（301）及手抓柱体（302）转动固定连接；所述手抓柱体（302）前端弯折并在弯折部上固定有吸盘（305）。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，所述立柱底座（5）上固定有沿Z轴设置的第一滑轨（1101）及第一齿条，所述第一滑轨（1101）上滑动连接有滑板（10），所述滑板（10）表面固定有第一电机（1102），所述第一电机（1102）输出轴端部穿过所述滑板（10）并在端部键连接有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，所述支架（4）相对所述滑板（10）的表面上固定有沿X轴设置的第二滑轨（1201）及第二齿条，所述滑板（10）滑动连接在所述第二滑轨（1201）上，所述滑板（10）表面固定有第二电机（1202），所述第二电机（1202）输出轴端部穿过所述滑板（10）并在端部键连接有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二齿条啮合连接。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，所述移动底盘（1）底部一对角处安装有万向轮（13），另一对角处安装有舵轮（14），所述舵轮（14）上方对应设有固定在所述移动底盘（1）内部的舵轮驱动装置（2）。

6.根据权利要求1所述的一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，所述舵轮驱动装置（2）包括固定在移动底盘（1）内部的第三电机（201），第四电机（202）及第五电机（203），所述第三电机（201），第四电机（202）与第五电机（203）输出轴的端部对应固定有第三齿轮（204）、第四齿轮（205）及第五齿轮（206），且第三齿轮（204）与第四齿轮（205）、第五齿轮（206）相互啮合；所述舵轮（14）固定在安装架（15）上，所述安装架（15）固定在所述第三齿轮的轴向端面。

7.根据权利要求1所述的一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，所述位置检测装置包括固定在连接架（7）前端面的一体化的激光检测头以及摄像头。

8.根据权利要求1所述的一种玻璃智能精密装卸装置，其特征在于，所述移动底盘（1）上表面其中一对角处向上延伸固定有弯折的物料基准板（16）。

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