CN111823280A - 一种机械手碰撞提示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手碰撞提示装置，属于机械手生产制造技术领域，具体包括：机架和设于支撑机构内的防撞组件，所述防撞组件包括支撑板、与所述支撑板顶部固接的滑杆以及固设于所述支撑板边缘的按压板，所述滑杆顶端位于所述机架内且与所述机架滑移配合，所述滑杆外侧套设有弹簧，且所述弹簧的两端分别与所述机架和支撑板相抵接，所述机架上与所述按压板对应位置设有多个接触开关，多个所述接触开关分别连接对应状态的警示装置，根据所述按压板触碰接触开关来控制警示装置予以分级警示。本发明通过按压板移动不同距离分别按压不同的接触开关，进而启动不同的警示装置，可有效达到分级触碰警示的效果。

Description

一种机械手碰撞提示装置

技术领域

本发明涉及机械手生产制造技术领域，特别涉及一种机械手碰撞提示装置。

背景技术

在工业自动化生产中，机械手的应用比较普遍，机械手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。然而快速运行的机械手具有较强的动能，由于高速运动，稍微有一点的位置变化就会引起剧烈的碰撞，也常常导致机械部件之间发生碰撞，机械手与物件的长期碰撞容易导致机械损，降低产品品质，甚至损坏物品，因此需要对伸缩和上下升降运动的机械手进行结构优化，避免机械手运动时产生的碰撞进而保证产品的生产质量。

中国专利号CN201720651104.8公开了一种龙门式机械手防撞保护装置，包括设于机械手纵轴梁上的垂向滑动机构、与所述滑动机构对应的防撞检测单元以及与所述防撞检测单元连接的控制器，所述垂向滑动机构与工件抓取单元连接，所述控制器与机械手电源开关连接。当机械手纵轴下行且工件抓取单元与机床夹具发生干涉时，垂向滑动机构带动工件抓取单元向上运动并脱离防撞检测单元的检测范围，此时控制器将会切断机械手的电源开关，避免工件抓取单元与机床发生碰撞而受损，即该装置仅能在垂直方向上实现防撞，对其他方向的可能碰撞无法起到警示作用，其次，仅能对单一程度的碰撞干涉起到防撞作用，无法根据碰撞的剧烈程度进行分级警示。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种机械手碰撞提示装置，通过按压板移动不同距离后，分别按压不同的接触开关，进而启动不同的警示装置，可有效达到分级触碰警示的效果，能够预防快速运动中的机械碰撞，对机械手起到保护作用。

为实现上述目的，本发明具体通过以下技术实现：

一种机械手碰撞提示装置，包括机架和设于支撑机构内的防撞组件，所述防撞组件包括支撑板、与所述支撑板顶部固接的滑杆以及固设于所述支撑板边缘的按压板，所述滑杆顶端位于所述机架内且与所述机架滑移配合，所述滑杆外侧套设有弹簧，且所述弹簧的两端分别与所述机架和支撑板相抵接，所述机架上与所述按压板对应位置设有多个接触开关，多个所述接触开关分别连接对应状态的警示装置，根据所述按压板触碰接触开关来控制警示装置予以分级警示。

采用上述的技术方案：将外部的动力负载连接在防撞组件的支撑板底部，机械手则通过安装板连接在机架一侧；动力负载带动支撑板向上移动，支撑板同步带动与之固接的按压板向上移动，依次接触多个接触开关，即多个所述接触开关先后与所述按压板接触，而每个接触开关分别电连接对应的警示装置，警示装置包括但不限于指示灯和蜂鸣器等；以下以不同颜色的指示灯为例进行说明，所述警示装置可包括绿色电源指示灯、黄色预警指示灯和红色警报指示灯。具体为：本装置开始工作时，点亮绿色电源指示灯；而当本装置遭到轻度碰撞时，支撑板移动较小距离，首先接触黄色预警指示灯对应的接触开关，点亮黄色预警指示灯，当遭到重度碰撞时，支撑板移动较大距离，接触红色警报指示灯对应的接触开关，点亮红色警报指示灯，达到分级触碰警示的效果，有效防止快速运动中的机械碰撞，进而对机械手起到保护作用。在外力碰撞过程中，按压板上移的同时会挤压弹簧，此时弹簧储存弹性势能，当外力碰撞消失后，弹簧释放弹性势能，恢复形变，并带动防撞组件复位。

进一步的，所述按压板顶部朝向所述接触开关的一侧具有倾斜面，所述倾斜面与所述接触开关的接触点相切。斜面具有导向作用，有利于按压板更灵敏的按压接触开关。

进一步的，多个所述接触开关并列竖直分布，所述按压板具有一个倾斜面。通过并列设置，多个所述接触开关离所述倾斜面的距离不同，而按压板的移动距离与碰撞力度相关，因此，通过按压板移动的距离不同，分别启动不同的警示装置，实现分级触碰警示。

进一步的，多个所述接触开关并排水平分布，所述按压板具有多个倾斜面，多个所述倾斜面的斜率不同。通过多个水平分布且斜率不同的倾斜面，使得不同列设置的接触开关和倾斜面之间的距离不相同，即，不同斜率的倾斜面按压与之同一列的接触开关所需的移动行程不同，因此，通过按压板移动的距离不同，分别启动不同的警示装置，实现分级触碰警示。

进一步的，所述机架上纵向延伸有限位杆，所述支撑板与所述限位杆滑动连接。通过限位杆在限位槽内的导向限位作用，使支撑板只能沿其轴向垂直移动，防止支撑板作大角度的相对转动，提高其按压接触开关的灵敏性。

进一步的，所述机架的下面板与所述支撑板之间搁置有呈T字形的活动板，所述活动板下端贯穿所述机架底部且可相对所述机架转动，所述活动板下端连接动力负载。

采用上述的技术方案：活动板的转动或垂直偏转或上下移动都将引起其上方的支撑板的位移发生变化，因此，添加活动板可将动力负载受到的任何方向的外界碰撞和转矩负载都转换为单一方向的行程—支撑板的上下垂直移动，从而提高防撞效果，防撞灵敏度高，大大提高了机械手的安全性能。

进一步的，所述机架的下面板上成型有扇形凹槽，所述活动板底部成型有与所述凹槽形状相适配的扇形凸起，且所述扇形凸起的面积小于所述扇形凹槽的面积。通过扇形凹槽限定所述扇形凸起的转动角度，从而防止活动板限对所述机架过度偏转，引起动力负载负荷过大，起到保护动力负载的作用。

进一步的，所述机架的下面板与所述活动板之间设有多个滚珠。设置滚珠可保证活动板平滑复位。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过按压板移动不同距离后，分别按压不同的接触开关，进而启动不同的警示装置，可有效达到分级触碰警示的效果，能够预防快速运动中的机械碰撞，对机械手起到保护作用。

2、通过活动板将动力负载受到的外界无方向的碰撞和转矩负载转化为支撑板的上下垂直移动，防撞灵敏度高，大大提高了机械手的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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是实施例1的机械手碰撞提示装置的结构示意图；

图2是实施例2的机械手碰撞提示装置的结构示意图；

图3是实施例2的机械手碰撞提示装置(无接触开关部分)的立体图；

图4是图3的右视图；

图5是实施例2的活动板的立体图；

图6是实施例2的下面板的立体图；

图7是实施例3的机械手碰撞提示装置的结构示意图；

图中，1、机架；11、上面板；12、固定柱；13、下面板；2、防撞组件；21、支撑板；22、滑杆；23、按压板；24、倾斜面；241、第一倾斜面；242、第二倾斜面；25、弹簧；26、导套；3、限位杆；4、接触开关；5、警示装置；6、活动板；61、扇形凸起；7、扇形凹槽；8、滚珠；9、滚珠槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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

一种机械手碰撞提示装置，参见图1，包括机架1和设于支撑机构内的防撞组件2，所述机架1包括上面板11、下面板13和设于上、下面板13之间的固定柱12，所述固定柱12用于固定连接上、下面板13，形成矩形框架，所述防撞组件2设于矩形框架围成的空腔内，所述防撞组件2包括支撑板21、与所述支撑板21顶部固接的滑杆22以及固设于所述支撑板21边缘的按压板23，所述滑杆22顶端位于所述机架1内且与所述机架1滑移配合，所述滑杆22外侧套设有弹簧25，且所述弹簧25的两端分别与所述机架1和支撑板21相抵接，具体的，所述上面板11的中心设有通孔，所述通孔内安装有导套26，所述导套26的高度与所述滑杆22长度一致；所述滑杆22顶端伸入所述导套26内并可沿所述导套26上下移动，所述支撑板21的横截面积大于所述滑杆22的横截面积，且所述支撑板21顶部和所述上面板11底部均开设有容置弹簧25的弹簧槽，所述弹簧25上下端放置在弹簧槽内，当所述滑杆22在外力作用下向上移动时，所述弹簧25压缩，储存弹性势能，当外力移除，所述弹簧25伸缩，释放弹性势能，使防撞组件2复位；为了提高滑杆22滑动的平稳性，所述机架1上纵向延伸有限位杆3(见图3)，所述支撑板21与所述限位杆3滑动连接，具体的，所述支撑板21的边缘设有限位槽，所述限位杆3的底部容置于所述限位槽内，通过限位杆3在限位槽内的导向限位作用，使支撑板21只能垂直移动。所述按压板23顶部具有倾斜面24，所述机架1上对应所述倾斜面24的位置处设有多个接触开关4，多个所述接触开关4分别连接对应状态的警示装置5，所述倾斜面24与所述接触开关4的接触点相切，根据所述按压板23触碰接触开关4来控制警示装置5予以分级警示。

本实施例中，多个所述接触开关4并排水平分布，此时，所述按压板23具有多个倾斜面24，多个所述倾斜面24的斜率不同。本实施例以2个倾斜面24和警示装置5为指示灯为例进行说明，第一倾斜面241和第二倾斜面242并排设置，且第一倾斜面241的斜率小于第二倾斜面242的斜率，第一倾斜面241对应的接触开关4和第二倾斜面242对应的接触开关4分别连接黄色预警指示灯和红色警报指示灯。在支撑板21移动过程中，第一倾斜面241和第二倾斜面242依次按压与黄色预警指示灯和红色警报指示灯连接的接触开关4。

采用上述的技术方案：将外部的动力负载(图中未示出)连接在防撞组件2的支撑板21底部，机械手则通过安装板连接在机架1一侧；本装置正常工作时，绿色电源指示灯亮；而当动力负载遭到外力碰撞引发支撑板21位移变化时，支撑板21位移变化距离的大小与碰撞力度相关。轻度碰撞时，支撑板21移动距离较小，带动按压板23移动较小距离，此时，第一倾斜面241按压与黄色预警指示灯连接的接触开关4，黄色预警指示灯亮；重度碰撞时，支撑板21移动距离较大，带动按压板23移动较大距离，第二倾斜面242按压与红色警报指示灯连接的接触开关4，红色警报指示灯亮，从而可以实现两级触碰警示。上述的两级触碰方式仅为示例性结构，并不应作为对本发明保护范围的限定，本领域技术人员应该知道，任何只要能够实现多个所述接触开关4依次与所述倾斜面24接触的设置方式都属于本发明的保护范围，如还可以设置为三级触碰、四级触碰或者更多。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其区别在于：参见图2～6，所述机架1的下面板13与所述支撑板21之间搁置有呈T字形的活动板6，所述活动板6下端贯穿所述机架1底部且可相对所述机架1转动，所述活动板6下端连接动力负载。即，所述活动板6位于所述支撑板21的下方，且搁置在所述下面板13上，所述活动板6的下端伸出所述下面板13且与所述下面板13转动连接，因此，所述活动板6可相对所述下面板13和所述支撑板21上下移动和垂直偏转。为了防止活动板6过度偏转，所述机架1的下面板13上成型有扇形凹槽7，所述活动板6底部成型有与所述凹槽形状相适配的扇形凸起61，且所述扇形凸起61的面积小于所述扇形凹槽7的面积，以此通过形凹槽限定所述扇形凸起61的转动角度，优选所述扇形凸起61为3个，相对的所述扇形凹槽7也为3个，即所述活动板6其中一侧为设置所述扇形凸起61，且为设置所述扇形凸起61的一侧设置有切口，方便接触开关固定板的安装。

进一步优选的，所述机架1的下面板13与所述活动板6之间设有多个滚珠8。具体的，所述下面板13与所述活动板6对应位置均设有滚珠8槽，防止滚珠8滚出。设置滚珠8可保证活动板6平滑复位。

采用上述的技术方案：通过活动板6将动力负载受到的外界碰撞和转矩负载转化为支撑板21的上下垂直移动，防撞灵敏度高，大大提高了机械手的安全性能。

实施例3

实施例3与实施例1或实施例2基本相同，其区别在于：参见图7，多个所述接触开关4并列竖直分布，此时，所述按压板23可只具有一个倾斜面24。通过并列设置，多个所述接触开关4离所述倾斜面24的距离不同，而按压板23的移动距离与碰撞力度相关，因此，通过按压板23移动的距离不同，分别启动不同的警示装置5，实现分级触碰警示。

Claims (8)

1.一种机械手碰撞提示装置，其特征在于，包括机架(1)和设于支撑机构内的防撞组件(2)，所述防撞组件(2)包括支撑板(21)、与所述支撑板(21)顶部固接的滑杆(22)以及固设于所述支撑板(21)边缘的按压板(23)，所述滑杆(22)顶端位于所述机架(1)内且与所述机架(1)滑移配合，所述滑杆(22)外侧套设有弹簧(25)，且所述弹簧(25)的两端分别与所述机架(1)和支撑板(21)相抵接，所述机架(1)上与所述按压板(23)对应位置设有多个接触开关(4)，多个所述接触开关(4)分别连接对应状态的警示装置(5)，根据所述按压板(23)触碰接触开关(4)来控制警示装置(5)予以分级警示。

2.如权利要求1所述的机械手碰撞提示装置，其特征在于，所述按压板(23)顶部朝向所述接触开关(4)的一侧具有倾斜面(24)，所述倾斜面(24)与所述接触开关(4)的接触点相切。

3.如权利要求2所述的机械手碰撞提示装置，其特征在于，多个所述接触开关(4)并列竖直分布，所述按压板(23)具有一个倾斜面(24)。

4.如权利要求2所述的机械手碰撞提示装置，其特征在于，多个所述接触开关(4)并排水平分布，所述按压板(23)具有多个倾斜面(24)，多个所述倾斜面(24)的斜率不同。

5.如权利要求1所述的机械手碰撞提示装置，其特征在于，所述机架(1)上纵向延伸有限位杆(3)，所述支撑板(21)与所述限位杆(3)滑动连接。

6.如权利要求1～5任一项所述的机械手碰撞提示装置，其特征在于，所述机架(1)的下面板(13)与所述支撑板(21)之间搁置有呈T字形的活动板(6)，所述活动板(6)下端贯穿所述机架(1)底部且可相对所述机架(1)转动，所述活动板(6)下端连接动力负载。

7.如权利要求6所述的机械手碰撞提示装置，其特征在于，所述机架(1)的下面板(13)上成型有扇形凹槽(7)，所述活动板(6)底部成型有与所述凹槽形状相适配的扇形凸起(61)，且所述扇形凸起(61)的面积小于所述扇形凹槽(7)的面积。

8.如权利要求6所述的机械手碰撞提示装置，其特征在于，所述机架(1)的下面板(13)与所述活动板(6)之间设有多个滚珠(8)。

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