CN111906801A - 一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，工作台面上设有滑台单元，可沿两侧的设置的导轨滑动；所述滑台单元与六轴机器人底部固定连接，且所述六轴机器人的另一端端部与机械手固定连接，通过所述机械手夹持管件；所述机械手包括与所述六轴机器人直接连接的桁架，所述桁架两端的端部分设有竖向上的第一夹持端和第二夹持端，且所述桁架两侧底部分别设有伺服拧紧枪，对应的伺服拧紧枪与所述桁架可旋转的固定连接；所述伺服拧紧枪的拧紧端实现管件上配件的扭矩自动化拧紧。本发明不仅能够解决人工上下料的工作，还能够实现管件上的附件标准扭矩自动化安装，避免了采用人工扭矩扳手导致的拧紧不到位或者过扭矩情况。

Description

一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元

技术领域

本发明属于接触网腕臂智能化预配技术领域，更具体地，涉及一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元。

背景技术

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。它搭接在电气铁路供电线路上，向整个电力机车牵引系统和列车附属设备延伸出许多接触网导线，用以向列车供电。接触网腕臂安装在支柱上部，用以支持接触悬挂，并起到传递负荷的作用。

目前，在接触网腕臂的装配中，各施工单位腕臂智能化预配车间的上料、下料和标准扭矩的安装采取的手段各不相同。传统的做法是人工上料、人工下料和人工扭矩扳手实现腕臂的预装配和扭矩的预紧。不仅零部件的上料和预装配的腕臂拾取全部由人工完成，而且管件上的零部件螺栓的扭矩全部由人工完成。

但是传统的做法存在诸多缺点，主要为零部件工艺标准无法高度统一、扭矩预紧不到位或过扭矩，需要进一步提高工效和统一标准；并且采用人工上下料，工作量大，且效率低下。因此，研制一种接触网腕臂自动上料、自动下料、标准扭矩自动化安装伺服控制机器人，势在必行。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，通过机械手夹持管件，不仅能够解决现有技术中人工上下料的工作，还能够实现管件上的附件标准扭矩自动化安装，避免了现有技术中采用人工扭矩扳手实现扭矩的拧紧，导致扭矩拧紧不到位或者过扭矩的不利影响。

为实现上述目的，本发明提供一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，工作台面上设有至少一个滑台单元，可沿两侧的设置的导轨滑动；

所述滑台单元与六轴机器人底部固定连接，且所述六轴机器人的另一端端部与机械手固定连接，通过所述机械手夹持管件；

所述机械手包括与所述六轴机器人直接连接的桁架，所述桁架两端的端部分设有竖向上的第一夹持端和第二夹持端，且所述桁架两侧底部分别设有伺服拧紧枪，对应的伺服拧紧枪与所述桁架可旋转的固定连接；所述伺服拧紧枪的拧紧端实现管件上配件的扭矩自动化拧紧。

进一步地，所述伺服拧紧枪的一端为动力端，另一端为拧紧端，且所述拧紧端的端头为与待拧紧螺栓相匹配的结构。

进一步地，两侧的桁架上分别设有限位板，所述限位板上设有的限位孔，使所述伺服拧紧枪固定。

进一步地，所述第一夹持端和所述第二夹持端分别设于桁架端部的连接部竖向两侧。

进一步地，所述第一夹持端和所述第二夹持端通过桁架上设置的气缸沿所述连接部实现竖向上的伸缩。

进一步地，所述滑台单元的横向一侧设有与之连接的拖链。

进一步地，各所述滑台单元设有对应的伺服电机，且所述伺服电机与减速器连接。

进一步地，各所述滑台单元共用同一组导轨进行移动。

进一步地，所述滑台单元通过其上设置的基座与六轴机器人连接。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

（1）本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，通过机械手夹持管件，不仅能够解决现有技术中人工上下料的工作，还能够实现管件上的附件标准扭矩自动化安装，避免了现有技术中采用人工扭矩扳手实现扭矩的拧紧，导致扭矩拧紧不到位或者过扭矩的不利影响。

（2）本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，通过六轴机器人带动机械手的移动，不仅可以实现将管件由切割和钻孔的工位搬运到自动预配平台上的上下料工作，还可以实现将零部件从附件转盘工装平台的的上下料工作。

（3）本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，伺服拧紧枪的拧紧端端头为与螺栓相匹配的结构，用于对夹紧的管件上的耳环进行其螺栓的拧紧操作，在机械手夹持管件的情况下，伺服拧紧枪转动、伸长至与耳环上待拧紧螺栓对应的位置，卡于螺栓的顶部，通过动力端驱动拧紧端的旋转，实现耳环上螺栓的自动拧紧。

（4）本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，伺服拧紧枪，扭矩的标准值大小可调，能够针对不同管件尺寸所需的拧紧强度，调节扭矩的标准值，适用于不同尺寸管件的附件标准扭矩自动化安装。

（5）本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，通过设置多个滑台单元能够充分利用轨道的作用，实现多个机械手的夹持搬运工作，协同作用，以提高整个装配系统的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元立体示意图；

图2为本发明实施例一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元俯视图；

图3为本发明实施例图1中涉及的机械手局部放大图；

图4为本发明实施例图2中涉及的机械手局部放大图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：501-滑台单元、502-导轨、503-伺服电机、504-机器人、505-拖链、506-机械手、507-伺服拧紧枪、508-第一夹持端、509第二夹持端、510-限位板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例为接触网腕臂管件自动化装配生产线上的腕臂管件夹持装置，具体为一种接触网管件夹持的机器人柔性单元，应用于高速铁路接触网预配车间腕臂智能化预配，用于夹持腕臂管件并自动拧紧腕臂管件上附件（比如耳环）的螺栓。

图1为本发明实施例一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元立体示意图。图2为本发明实施例一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元俯视图。结合图1和图2，本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，包括滑台单元501、导轨502、伺服电机503、六轴机器人504、拖链505、机械手506以及伺服拧紧枪507。

具体地，接触网腕臂管件自动化装配生产线的工作台面上，设有至少一个滑台单元501，并可沿两侧的设置的导轨502滑动，作为图1的优选实施例中，导轨502上设有相对的两个滑台单元501，并共用同一组导轨502进行移动。每个滑台单元均采用对应的伺服电机503驱动，伺服电机503与减速器连接。伺服电机503的转动齿轮与工作台面侧边设置的齿轮相匹配，通过伺服电机503沿齿轮的移动，带动滑台单元501沿轨道502的滑动。设置多个滑台单元能够充分利用轨道的作用，实现多个机械手的夹持搬运工作，协同作用，以提高整个装配系统的工作效率。

滑台单元501的横向一侧设有拖链505，工作中，可用于保护其内设置的电缆等。

滑台单元501上设有若干基座，基座的大小，高度优选为相同，滑台单元501通过基座与六轴机器人504固定连接，且六轴机器人504的另一端端部与机械手506固定连接。六轴机器人504能够带动机械手506实现转动、竖直、水平以及伸长等多个方向的移动，从而可实现腕臂管件的灵活拾取和搬运，使其达到无死角的工作区域。并且本发明的伺服驱动滑台单元，沿导轨的滑动能够进一步增加机器人可柔性的工作区域，能够适应多种腕臂产品的生产条件。

图3为本发明实施例图1中涉及的机械手局部放大图；图4为本发明实施例图2中涉及的机械手局部放大图。结合图1至图4，机械手506与六轴机器人504的上端部固定连接，机械手506包括与六轴机器人504直接连接的桁架，作为优选，桁架的中部与六轴机器人504端部固定连接，并且通过与桁架垂直的连接杆以加强机械手506与六轴机器人504的连接强度。

桁架两端优选为水平的对称结构，且两端的端部分设有竖向上的第一夹持端508和第二夹持端509，两者分别设于桁架端部的连接部上，并且两侧的第一夹持端508和第二夹持端509分别通过桁架上对应上设置的气缸能够实现竖向上的伸缩，从而实现腕臂管件的夹紧和松开。

本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，通过六轴机器人带动机械手的移动，不仅可以实现将管件由切割和钻孔的工位搬运到自动预配平台上的上下料工作，还可以实现将零部件从附件转盘工装平台的的上下料工作。

桁架两侧底部分别固定设有水平放置的伺服拧紧枪507，伺服拧紧枪507与桁架可旋转的固定连接，伺服拧紧枪507的一端为动力端，另一端为拧紧端，且其端头为与螺栓相匹配的结构，用于对夹紧的管件上的耳环进行其螺栓的拧紧操作；例如，若穿过管件的耳环上，待拧紧的螺栓为六角螺栓，则伺服拧紧枪507的端部为对应的六边形的中空结构。

优选地，两侧的桁架分别设有限位板510，限位板510上设有的限位孔，不工作时，伺服拧紧枪507的拧紧端缩短，并穿过上述对应的限位孔，使伺服拧紧枪507固定，避免其沿四周晃动。

工作时，在机械手夹持管件的情况下，伺服拧紧枪507的拧紧端收缩，脱离限位板510，并转动、伸长至与耳环上待拧紧螺栓对应的位置，卡于螺栓的顶部，通过动力端驱动拧紧端的旋转，从而实现耳环上螺栓的自动拧紧。

优选地，本发明的伺服拧紧枪507，扭矩的标准值大小可调，能够针对不同管件尺寸所需的拧紧强度，调节扭矩的标准值，适用于不同尺寸管件的附件标准扭矩自动化安装。

本发明用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，通过机械手夹持管件，不仅能够解决现有技术中人工上下料的工作，还能够实现管件上的附件标准扭矩自动化安装，且扭矩的标准值大小可调，避免了现有技术中采用人工扭矩扳手实现扭矩的拧紧，导致扭矩拧紧不到位或者过扭矩的不利影响。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，工作台面上设有滑台单元（501），可沿两侧的设置的导轨（502）滑动；

所述滑台单元（501）与六轴机器人（504）底部固定连接，且所述六轴机器人（504）的另一端端部与机械手（506）固定连接，并通过所述机械手（506）夹持管件；

所述机械手（506）包括与所述六轴机器人（504）直接连接的桁架，所述桁架两端的端部分设有竖向上的第一夹持端（508）和第二夹持端（509），且所述桁架两侧底部分别设有伺服拧紧枪（507），对应的伺服拧紧枪（507）与所述桁架可旋转的固定连接，且所述伺服拧紧枪（507）的拧紧端实现管件上配件的扭矩自动化拧紧。

2.根据权利要求1所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，所述伺服拧紧枪（507）的一端为动力端，另一端为拧紧端，且所述拧紧端的端头与待拧紧螺栓相匹配。

3.根据权利要求2所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，两侧的桁架上分别设有限位板（510），且所述限位板（510）上设有的限位孔，用于所述伺服拧紧枪（507）的固定。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，所述第一夹持端（508）和所述第二夹持端（509）分别设于桁架端部的连接部竖向两侧。

5.根据权利要求4所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，所述第一夹持端（508）和所述第二夹持端（509）通过桁架上设置的气缸沿所述连接部实现竖向上的伸缩。

6.根据权利要求1或5所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，所述滑台单元（501）对应设有的伺服电机（503），且所述伺服电机（503）与减速器连接。

7.根据权利要求6所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，所述滑台单元（501）的横向一侧设有与之连接的拖链（505）。

8.根据权利要求1或7所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，各所述滑台单元（501）共用同一组导轨（502）进行移动。

9.根据权利要求8所述的用于接触网腕臂管件夹持的机器人柔性单元，其特征在于，所述滑台单元（501）通过其上设置的基座与所述六轴机器人（504）连接。

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