CN111037588B - 一种机器人动态抓取系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械手领域，具体涉及一种机器人动态抓取系统。包括机器人；抓取手爪：固定在机器人末端，包括浮动模块、两个夹持模块和稳定模块；浮动模块包括安装主梁和两个夹持安装座；两个夹持模块分别固定在两个夹持安装座上；稳定模块通过可调延长板固定在安装主梁上，包括接近开关、对射开关和Y形稳定板，Y形稳定板固定在可调延长板末端，接近开关安装在Y形稳定板开口末端，对射开关安装在Y形稳定板开口两侧；悬挂链。本发明利用稳定模块将易于摇摆的悬挂链挂杆稳定，保证抓取精准；利用顶推气缸调节不同压缩空气压力，形成推力差，与重力平衡，使夹持模块处于浮动状态，自适应调节中心距，保证双轮的同时抓取。

Description

一种机器人动态抓取系统

技术领域

本发明属于机械手领域，具体涉及一种机器人动态抓取系统。

背景技术

随着机器人技术的发展以及人工成本的增加，轮毂自动化生产已势在必行，尤其是在轮毂喷涂工艺前后，需要从输送悬挂链挂杆上取放轮毂，费时费力。

目前，大多数轮毂生产企业，多由人工搬运作业，劳动强度大、效率低、工作环境恶劣。另外，轮毂取放过程中，悬挂链仍保持运行，挂杆摇摆不定，人工操作具有极大的安全隐患。而对于更高效的一钩双轮悬挂链，各项技术指标要求更高，人工已无法胜任。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人动态抓取系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种机器人动态抓取系统，包括

机器人；

抓取手爪：固定在所述机器人末端，包括浮动模块、两个夹持模块和稳定模块；所述浮动模块包括安装主梁和两个夹持安装座；所述两个夹持模块分别固定在两个夹持安装座上，用于夹持轮毂；所述稳定模块通过可调延长板固定在安装主梁上，包括接近开关、对射开关和Y形稳定板，Y形稳定板固定在可调延长板末端，接近开关安装在Y形稳定板开口末端，对射开关安装在Y形稳定板开口两侧。

悬挂链：双钩挂杆、轮毂，所述轮毂穿在所述双钩挂杆的两个挂钩上。

进一步的，所述抓取手爪还包括连接法兰，所述连接法兰固定在浮动模块的安装主梁上，所述抓取手爪通过连接法兰与机器人末端固定连接。

进一步的，所述浮动模块还包括四个推力可调的顶推气缸、两组浮动滑轨滑块；

所述两组浮动滑轨滑块分别固定安装在安装主梁的两端，所述两个夹持安装座分别固定安装在两个浮动滑轨滑块上，每个夹持安装座的两侧分别布置有一个顶推气缸，两个顶推气缸的中心杆同轴设置。

进一步的，所述夹持模块包括增强滑轨滑块、夹持气缸、导轨安装板、夹持手指；

所述夹持气缸固定在导轨安装板上，所述增强滑轨滑块固定在导轨安装板上，所述夹持气缸为双头活塞杆式，活塞杆上连接有夹持手指，所述夹持手指同时与增强滑轨滑块的滑块连接，所述夹持气缸开合动作时，增强滑轨滑块的滑块在夹持手指推动下在增强滑轨滑块的滑轨上运动。

进一步的，所述夹持模块还包括夹持杆和夹持板；

所述夹持杆固定在一侧的夹持手指上，所述夹持板固定在相对侧的夹持手指上。

进一步的，所述夹持杆直径小于轮毂的胎圈座直径，且为尼龙材质；所述夹持板的高度大于轮毂的厚度，且为尼龙材质。

进一步的，所述夹持模块还包括下压板、压紧弹簧和多个下压导杆；

所述下压导杆通过固定在导轨安装板上的直线轴承，实现上下运动，所述下压板固定在下压导杆的末端，所述压紧弹簧装在下压导杆上。

进一步的，所述下压板直径大于轮毂直径，且为中空形式。

进一步的，所述机器人为六轴机器人；所述抓取手爪中两组夹持模块中心距与双钩挂杆上挂钩中心距一致。

进一步的，所述Y形稳定板顶端开口大于双钩挂杆的摆动幅度，Y形稳定板的末端开口比双钩挂杆直径大1-2mm。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明提供了一种机器人动态抓取系统，双轮同时抓取，工作高效，定位准确；

(2)本发明的抓取系统，通过设置稳定模块，在夹持气缸打开，将双钩挂杆落入到稳定模块的Y形稳定板开槽内，避免其左右摆动，对射开关判断双钩挂杆是否进入，接近开关判断双钩挂杆是否到位；

(3)本发明的抓取系统，通过设置下压板、下压导杆等，使机器人向前运动过程中，下压板与轮毂接触，且不断压缩压紧弹簧，将轮毂压平找正；

(4)本发明的夹持模块，通过在夹持手指上设置相对的夹持杆和夹持板，时双钩挂杆到位后，夹持气缸闭合，带动夹持手指向内收缩，轮毂与夹持杆、夹持板接触，保证夹持稳定；

(5)本发明的抓取手爪可以利用浮动模块自适应调节，当中心距存在偏差时，顶推气缸推动夹持安装座，分别调节两个顶推气缸的空气压力，形成推力差，与重力平衡，使夹持模块处于浮动状态，可以在挂钩的导向作用下自适应调节中心距，保证双轮的同时抓取。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的，保护一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的抓取系统的结构示意图。

图2为本发明的抓取手爪的结构示意图。

图3为本发明的浮动模块的结构示意图。

图4为本发明的夹持模块的结构示意图。

图5为本发明的稳定模块的结构示意图。

图6为本发明的悬挂链的结构示意图。

附图标记说明：

10-机器人，20-抓取手爪，30-悬挂链，21-连接法兰，22-浮动模块，23-夹持模块，24-稳定模块，221-安装主梁，222-顶推气缸，223-浮动滑轨滑块，224-夹持安装座，231-夹持杆，232-增强滑轨滑块，233-夹持气缸，234-导轨安装板，235-夹持手指，236-下压板，237-压紧弹簧，238-下压导杆，239-夹持板，241-可调延长板，242-接近开关，243-对射开关，244-Y形稳定板，301-双钩挂杆，302-轮毂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参看附图1，一种机器人动态抓取系统，包括机器人10、抓取手爪20、悬挂链30；抓取手爪20固定在机器人10末端。

如图2所示，抓取手爪20包括连接法兰21、浮动模块22、两个夹持模块23、稳定模块24，连接法兰21固定在浮动模块22的安装主梁221上，夹持模块23固定在浮动模块22的夹持安装座224上，稳定模块24通过可调延长板241固定在浮动模块22的安装主梁221上。

如图3所示，浮动模块22包括安装主梁221、四个顶推气缸222、两组浮动滑轨滑块223、两个夹持安装座224，两组浮动滑轨滑块223固定在安装主梁221的两端，夹持安装座224固定在浮动滑轨滑块223上，四个顶推气缸222分别布置在两个夹持安装座224两侧，两个顶推气缸222的中心杆同时顶推一个夹持安装座224两侧。

如图4所示，夹持模块23包括夹持杆231、增强滑轨滑块232、夹持气缸233、导轨安装板234、夹持手指235、下压板236、压紧弹簧237、下压导杆238、夹持板239，夹持气缸233固定在导轨安装板234上，增强滑轨滑块232固定在导轨安装板234上，夹持手指235固定在夹持气缸233活塞杆上，同时与增强滑轨滑块232的滑块连接，夹持气缸233开合动作时，增强滑轨滑块232的滑块在夹持手指235推动下在增强滑轨滑块232的滑轨上运动，起到增强运动稳定性及运行精度的作用。夹持杆231固定在夹持手指235上，夹持板239通过夹持手指235连接到夹持气缸233上，下压导杆238通过固定在导轨安装板234上的直线轴承上下运动，下压板236固定在下压导杆238末端，压紧弹簧237装在下压导杆238上。如图5所示，稳定模块24包括可调延长板241、接近开关242、对射开关243、Y形稳定板244，Y形稳定板244固定在可调延长板241末端，接近开关242安装在Y形稳定板244开口末端，对射开关243安装在Y形稳定板244开口两侧。

如图6所示，悬挂链30包括双钩挂杆301、轮毂302，轮毂302穿在所述双钩挂杆301的两个挂钩上。

机器人10为高精度六轴机器人。顶推气缸222为推力可调气缸，可通过调节压缩空气压力线性调节气缸推力。夹持气缸233为大行程平行气缸，夹持力保证轮毂302抓取稳定。抓取手爪20中两组夹持模块23中心距与双钩挂杆301上挂钩中心距一致。夹持杆231直径小于轮毂302胎圈座直径，且为尼龙材质，避免轮毂302损伤。夹持板239高度大于轮毂302厚度，且为尼龙材质，避免轮毂损伤。下压板236直径大于轮毂302直径，且为中空形式，避免与轮毂302制动鼓部分干涉。压紧弹簧237为高刚度弹簧，保证轮毂302抓取时平整。Y形稳定板244顶端开口大于双钩挂杆301摆动幅度，末端开口略大于双钩挂杆301直径，保证抓取时挂杆稳定。

与现有技术相比，本系统双轮同时抓取，工作高效，定位准确。从悬挂链30上抓取轮毂302时，双钩挂杆301常出现前后稳定、左右摇摆情况，机器人10带动抓取手爪20向前运动，夹持气缸233打开，将双钩挂杆301落入到Y形稳定板244开槽内，避免其左右摆动，对射开关243判断双钩挂杆301是否进入，接近开关242判断双钩挂杆301是否到位；机器人10向前运动过程中，下压板236与轮毂302接触，且不断压缩压紧弹簧237，将轮毂302压平找正；双钩挂杆301到位后，夹持气缸233闭合，带动夹持手指235向内收缩，轮毂302与夹持杆231、夹持板239接触，保证夹持稳定；由于双钩挂杆301中心距存在偏差，抓取手爪20可以利用浮动模块22自适应调节，当中心距存在偏差时，顶推气缸222推动夹持安装座224，分别调节两个顶推气缸222的空气压力，形成推力差，与重力平衡，使夹持模块23处于浮动状态，可以在挂钩的导向作用下自适应调节中心距，保证双轮的同时抓取。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种机器人动态抓取系统，其特征在于，包括

机器人(10)；

抓取手爪(20)：固定在所述机器人(10)末端，包括浮动模块(22)、两个夹持模块(23)和稳定模块(24)；所述浮动模块(22)包括安装主梁(221)和两个夹持安装座(224)；所述两个夹持模块(23)分别固定在两个夹持安装座(224)上，用于夹持轮毂；所述稳定模块(24)通过可调延长板(241)固定在安装主梁(221)上，包括接近开关(242)、对射开关(243)和Y形稳定板(244)，Y形稳定板(244)固定在可调延长板(241)末端，接近开关(242)安装在Y形稳定板(244)开口末端，对射开关(243)安装在Y形稳定板(244)开口两侧；

悬挂链(30)：双钩挂杆(301)、轮毂(302)，所述轮毂(302)穿在所述双钩挂杆(301)的两个挂钩上；

所述浮动模块(22)还包括四个推力可调的顶推气缸(222)、两组浮动滑轨滑块(223)；

所述两组浮动滑轨滑块(223)分别固定安装在安装主梁(221)的两端，所述两个夹持安装座(224)分别固定安装在两个浮动滑轨滑块(223)上，每个夹持安装座(224)的两侧分别布置有一个顶推气缸(222)，两个顶推气缸(222)的中心杆同轴设置；

所述夹持模块(23)包括增强滑轨滑块(232)、夹持气缸(233)、导轨安装板(234)、夹持手指(235)；

所述夹持气缸(233)固定在导轨安装板(234)上，所述增强滑轨滑块(232)固定在导轨安装板(234)上，所述夹持气缸(233)为双头活塞杆式，活塞杆上连接有夹持手指(235)，所述夹持手指(235)同时与增强滑轨滑块(232)的滑块连接，所述夹持气缸(233)开合动作时，增强滑轨滑块(232)的滑块在夹持手指(235)推动下在增强滑轨滑块(232)的滑轨上运动；

所述夹持模块(23)还包括夹持杆(231)和夹持板(239)；所述夹持杆(231)固定在一侧的夹持手指(235)上，所述夹持板(239)固定在相对侧的夹持手指(235)上；

所述夹持模块(23)还包括下压板(236)、压紧弹簧(237)和多个下压导杆(238)；

所述下压导杆(238)通过固定在导轨安装板(234)上的直线轴承，实现上下运动，所述下压板(236)固定在下压导杆(238)的末端，所述压紧弹簧(237)装在下压导杆(238)上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述抓取手爪(20)还包括连接法兰(21)，所述连接法兰(21)固定在浮动模块(22)的安装主梁(221)上，所述抓取手爪(20)通过连接法兰(21)与机器人(10)末端固定连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述夹持杆(231)直径小于轮毂(302)的胎圈座直径，且为尼龙材质；所述夹持板(239)的高度大于轮毂(302)的厚度，且为尼龙材质。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述下压板(236)直径大于轮毂(302)直径，且为中空形式。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人(10)为六轴机器人；所述抓取手爪(20)中两组夹持模块(23)中心距与双钩挂杆(301)上挂钩中心距一致。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述Y形稳定板(244)顶端开口大于双钩挂杆(301)的摆动幅度，Y形稳定板(244)的末端开口比双钩挂杆(301)直径大1-2mm。

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