CN112264376A - 机械臂洗钩装置、控制方法及清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机械臂洗钩装置、控制方法及清洗设备，机械臂洗钩装置包括：升降架、驱动升降架上下移动的升降动力机构、安装在升降架底部的机械臂、驱动机械臂摆动的水平动力机构、设于机械臂下方的清洗槽、与升降动力机构和水平动力机构连接的控制器；控制器在机械臂的底部浸泡在所述清洗槽的清洗液中时，控制水平动力机构间歇性摆动机械臂。本发明采用动态清洗的方式更彻底有效的去除机械臂上的药液，保证石墨舟的清洗质量。

Description

机械臂洗钩装置、控制方法及清洗设备

技术领域

本发明涉及太阳能光伏行业的清洗设备，尤其涉及机械臂洗钩装置及其控制方法。

背景技术

在石墨舟或石英舟的清洗设备中，机械臂从药液槽中取出石墨舟放入下一个工艺槽中后，机械臂需要到水槽进行洗钩动作，将机械臂上残留的药液进行清洗，以免污染其他工艺槽，影响石墨舟的清洗效果，目前采用的洗钩控制方法是机械臂运动至水槽后快速下降至一定位置后再快速上升至原点位置，机械臂的洗钩动作结束。目前这种洗钩方法洗完后钩子上仍沾有部分药液，不仅会污染其他工艺槽，而且还会对烘干槽造成一定程度的腐蚀。

因此，如何设计提高机械臂清洗质量的洗钩装置及其控制方法是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中洗钩不干净的缺陷，本发明提出机械臂洗钩装置、控制方法及清洗设备，更有效的将机械臂上带有的药液清洗干净，从而避免因机械臂带液而污染其他功能槽的问题。

本发明采用的技术方案是，设计机械臂洗钩装置，其包括：升降架、驱动升降架上下移动的升降动力机构、安装在升降架底部的机械臂、驱动机械臂摆动的水平动力机构、设于机械臂下方的清洗槽、与升降动力机构和水平动力机构连接的控制器；控制器在机械臂的底部浸泡在所述清洗槽的清洗液中时，控制水平动力机构间歇性摆动机械臂。

其中，机械臂包括：第一臂钩和第二臂钩，第一臂钩的底部设有向第二臂钩伸出的第一钩爪，第二臂钩的底部设有向第一臂钩伸出的第二钩爪，第一钩爪和第二钩爪之间的距离通过水平动力机构调节。

水平动力机构包括：独立驱动第一臂钩水平运动的第一气缸和独立驱动第二臂钩水平运动的第二气缸。

机械臂洗钩装置还包括安装在水平动力机构上的传感器组件，传感器组件通过检测水平动力机构的运动位置向控制器发出不同的检测信号，控制器根据接收到的检测信号判断第一臂钩和第二臂钩的摆动状态。

传感器组件包括：用于检测第一臂钩摆动状态的第一关闭传感器和第一打开传感器、用于检测第二臂钩摆动状态的第二关闭传感器和第二打开传感器；第一关闭传感器和第一打开传感器安装在第一气缸上，第二关闭传感器和第二打开传感器安装在第二气缸上。

在一实施例中，第一关闭传感器、第一打开传感器、第二关闭传感器和第二打开传感器均采用磁感应开关，第一气缸和所述第二气缸的活塞杆上安装有磁环，磁感应感应开关感应到所述磁环时向控制器发出检测信号。

本发明还提供了上述机械臂洗钩装置的控制方法，控制方法包括以下步骤：

将升降架下降至预设清洗高度，使得机械臂的底部浸泡在清洗液中；

间歇性摆动机械臂；

检测机械臂的清洗次数，判断清洗次数是否达到预设次数；

若是则将升降架上升至预设待机高度，使得机械臂的底部脱离清洗液。

其中，清洗次数为机械臂的摆动次数。

进一步的，间歇性摆动所述机械臂之前，先判断机械臂底部在清洗液中的浸泡时间是否达到第一预设时间，若是则间歇性摆动所述机械臂。

进一步的，间歇性摆动机械臂的过程为：每次摆动机械臂后，等待第二预设时间再次摆动机械臂。

本发明还提供了一种清洗设备，其包括设备本体、水平运动驱动装置和上述机械臂洗钩装置，清洗槽的数量为至少一个，水平运动驱动装置驱动升降架在清洗槽的上方沿水平方向运动。

与现有技术相比，本发明设有驱动机械臂摆动的水平动力机构，水平动力机构的动作由控制器控制，在空载的状态下对机械臂进行清洗，为实现机械臂的完全清洗，机械臂浸泡在清洗液中的同时摆动机械臂，即控制机械臂的臂钩切换开关状态，采用动态清洗的方式更彻底有效的去除机械臂上的药液。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中机械臂洗钩装置空载状态的示意图；

图2是本发明中机械臂洗钩装置装有石墨舟的示意图；

图3是本发明中第一臂钩的放大示意图；

图4是本发明中第二臂钩的放大示意图；

图5是本发明中控制方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明提出的机械臂洗钩装置是基于现有的石墨舟清洗设备作出改进，洗钩装置具有底座1、清洗槽2、机械臂3、升降架4、水平动力机构5、升降动力机构和控制器等，清洗槽2设于底座1上，底座1的一侧设有竖直设置的支撑柱6，升降架4的一端连接在支撑柱6上，升降架4在升降动力机构的作用下沿着支撑柱6升降运动，升降动力机构有多种形式，可以是直线导轨加气缸，也可以是直线导轨加丝杠螺母和电机等等。升降架4的另一端向清洗槽2所在的一侧水平伸出，升降架4的该端底部设有机械臂3，机械臂3位于清洗槽2的正上方。升降架4上安装有与机械臂3连接的水平动力机构5，机械臂3在水平动力机构5的作用下摆动。水平动力机构5和升降动力机构均与控制器连接，由控制器控制动力机构的工作状态。

控制器在接收到清洗机械臂3的指令或者判定达到清洗机械臂3的条件时，控制升降动力机构将升降架4向下移动，机械臂3跟随升降架4向清洗槽2内运动，当升降架4下降至预设清洗高度时，机械臂3的底部浸泡在清洗槽2的清洗液中，控制器再控制水平动力机构5间歇性摆动机械臂3，采用动态清洗的方式提高机械臂3的清洗质量，清洗完成之后，控制器控制升降动力机构将升降架4向上移动，机械臂3跟随升降架4向清洗槽2外运动，当升降架4上升至预设待机高度时，机械臂3的底部脱离清洗液，升降架4和机械臂3复位。

下面详细说明机械臂洗钩装置的各部分结构。

如图2至4所示，机械臂3包括：第一臂钩31、第二臂钩32、第一钩爪311和第二钩爪321，第一臂钩31的底部设有向第二臂钩32伸出的第一钩爪311，第二臂钩32的底部设有向第一臂钩31伸出的第二钩爪321，第一钩爪311和第二钩爪321相对运动时，机械臂3逐渐关闭；第一钩爪311和第二钩爪321相背运动时，机械臂3逐渐打开。机械臂3的作用是搬送石墨舟7，石墨舟7的两侧设有与钩爪配合的凸耳71，当清洗槽2内放置有石墨舟7时，先打开机械臂3，第一钩爪311和第二钩爪321之间的距离最大，将升降架4向下移动，第一臂钩31和第二臂钩32从石墨舟7的两侧下降，升降架4下降到钩取石墨舟7的高度时，关闭机械臂3，第一钩爪311和第二钩爪321之间的距离逐渐减小，钩爪运动到其对应侧凸耳71的正下方，将升降架4向上移动，第一钩爪311和第二钩爪321与凸耳71接触并将石墨舟7从清洗液中提出。

机械臂3的打开和闭关依靠水平动力机构5执行，水平动力机构5包括：独立驱动第一臂钩31水平运动的第一气缸51和独立驱动第二臂钩32水平运动的第二气缸52。每个臂钩均有开启状态和关闭状态，当一臂钩运动到最靠近另一臂钩的极限位置时，该臂钩处于关闭状态，相反，当一臂钩运动到最远离另一臂钩的极限位置时，该臂钩处于打开状态。

清洗机械臂3时，控制器通过控制第一气缸51和第二气缸52的动作，使得第一臂钩31和第二臂钩32分别运动，完成机械臂3的摆动清洗。需要说明的是，第一气缸51和第二气缸52独立工作，清洗第一臂钩31和第二臂钩32时可以同步控制也可以不同步控制，第一臂钩31和第二臂钩32自由开启或关闭，即第一臂钩31处于开启状态时，第二臂钩32可以处于关闭状态。

第一臂钩31和第一气缸51之间的安装结构与第二臂钩32和第二气缸52之间的安装结构相同，区别仅仅是第一气缸51和第二气缸52的活塞杆运动方向相反。以第一臂钩31与第一气缸51之间的结构为例进行详细说明，第一臂钩31的顶部与第一气缸51的活塞杆之间设有第一直线限位机构53，第一直线限位机构53的形式有很多种，在优选实施例中，第一直线限位机构53由安装在升降架4上的第一直线导轨和安装在第一气缸51的活塞杆上的第一滑块构成，第一滑块套在第一直线导轨上，第一臂钩31的顶部连接在第一滑块上，第一滑块带动第一臂钩31朝靠近或远离第二臂钩32的方向直线运动。

较优的，为了更准确判断石墨舟7是否钩取成功，第一滑块上安装有与控制器连接的第一压力传感器8，第一臂钩31的顶部设有第一直角弯板312，第一直角弯板312的竖直边固定在第一臂钩31上，第一直角弯板312的水平边安装在第一压力传感器8上，第一臂钩31依靠第一直角弯板312悬挂在第一压力传感器8上，当第一钩爪311钩取到石墨舟7时，第一臂钩31的重量增大，第一压力传感器8发送给控制器的检测压力值变大，控制器根据检测压力值的大小判断石墨舟7是否钩取成功。

第二臂钩32与第二气缸52之间设有第二直线限位机构54、第二压力传感器9和第二直角弯板322，其原理与第一臂钩31相同，在此不再赘述。

进一步的，机械臂洗钩装置还包括安装在水平动力机构5上的传感器组件，传感器组件通过检测水平动力机构5的运动位置向控制器发出不同的检测信号，控制器根据接收到的检测信号判断判断第一臂钩31和第二臂钩32的开关状态。

具体来说，传感器组件包括：安装在第一气缸51上的第一关闭传感器10和第一打开传感器11、安装在第二气缸52上的第二关闭传感器12和第二打开传感器13。在优选实施例中，第一关闭传感器10、第一打开传感器11、第二关闭传感器12和第二打开传感器13均采用磁感应开关，第一气缸51和第二气缸52的活塞杆上安装有磁环，磁感应感应开关感应到磁环时向控制器发出检测信号。

关闭传感器和打开传感器依次设置在磁环的运动路径上，以机械臂3打开的方向为外侧，磁环向外运动时，从关闭传感器所在的位置运动到打开传感器所在的位置。控制器接收到第一关闭传感器10的检测信号时，第一臂钩31运动到内侧极限位置，控制器判定第一臂钩31处于关闭状态。控制器接收到第一打开传感器11的检测信号时，第一臂钩31运动到外侧极限位置，控制器判定第一臂钩31处于打开状态。控制器接收到第二关闭传感器12的检测信号时，第二臂钩32运动到内侧极限位置，控制器判定第二臂钩32处于关闭状态。控制器接收到第二打开传感器13的检测信号时，第二臂钩32运动到外侧极限位置，控制器判定第二臂钩32处于打开状态。

如图5所示，本发明还提供了上述机械臂洗钩装置的控制方法，其包括以下步骤：

步骤1、机械臂3移动至清洗槽2上方；

步骤2、将升降架4下降至预设清洗高度，使得机械臂3的底部浸泡在清洗液中，计时器开始计时；

步骤3、判断机械臂3底部在清洗液中的浸泡时间是否达到第一预设时间，若是则进行步骤4；

步骤4、间歇性摆动机械臂3，检测机械臂3的清洗次数；

步骤5、判断清洗次数是否达到预设次数，若是则进行步骤6；

步骤6、将升降架4上升至预设待机高度，使得机械臂3的底部脱离清洗液。

为了提高清洗效率，两个臂钩同时切换开关状态，清洗次数为机械臂3的摆动次数，控制器连接有计数器和计时器，每次摆动机械臂3后，计数器累加一次，计时器清零后开始计时，等待第二预设时间再次摆动机械臂3，计数器和计时器重复动作，直至计数器的累计次数达到预设次数，升降架4上升至预设待机高度后计数器清零。

需要说明的是，清洗液可以采用清水，第一预设时间和第二预设时间可以相同或不同，时间的取值范围为0至1000S。清洗次数的取值范围为0至100次。当然，机械臂3也可以升降多次进行清洗，机械臂3每次下降到预设清洗高度时累计一次升降次数，直至机械臂3完成指定升降次数，升降架4上升至预设待机高度时清洗完毕。比如需要升降三次，机械臂3下降到预设清洗高度时，累计一次升降次数，每次清洗次数达到预设次数后，将升降架4上升至预设待机高度，机械臂3再次下降到预设清洗高度时，再累计一次升降次数，直到机械臂完成3次升降，升降架4上升至预设待机高度时清洗完毕。

本发明还提供了一种清洗设备，其包括设备本体、水平运动驱动装置和上述机械臂洗钩装置，水平运动驱动装置与机械臂洗钩装置中的升降架连接，由其驱动升降架在清洗槽的上方沿水平方向运动，水平运动驱动装置可以采用电动动力机构或者气动动力机构，本发明对此不作限制。

需要说明的是，清洗槽的数量为至少一个，在优选实施例中，清洗设备具有多个清洗槽，清洗槽沿水平方向直线排列，水平运动驱动装置可驱动升降架移动至任意一个清洗槽的正上方。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种机械臂洗钩装置，包括：升降架、驱动所述升降架上下移动的升降动力机构、安装在所述升降架底部的机械臂、驱动所述机械臂摆动的水平动力机构、清洗槽、与所述升降动力机构和水平动力机构连接的控制器；其特征在于，所述控制器在所述机械臂的底部浸泡在所述清洗槽的清洗液中时，控制所述水平动力机构间歇性摆动所述机械臂。

2.根据权利要求1所述的机械臂洗钩装置，其特征在于，所述机械臂包括：第一臂钩和第二臂钩，所述第一臂钩的底部设有向所述第二臂钩伸出的第一钩爪，所述第二臂钩的底部设有向所述第一臂钩伸出的第二钩爪，所述第一钩爪和所述第二钩爪之间的距离通过所述水平动力机构调节。

3.根据权利要求2所述的机械臂洗钩装置，其特征在于，所述水平动力机构包括：独立驱动所述第一臂钩水平运动的第一气缸和独立驱动所述第二臂钩水平运动的第二气缸。

4.根据权利要求3所述的机械臂洗钩装置，其特征在于，还包括安装在所述水平动力机构上的传感器组件，所述传感器组件通过检测所述水平动力机构的运动位置向所述控制器发出不同的检测信号，所述控制器根据接收到的检测信号判断所述第一臂钩和第二臂钩的摆动状态。

5.根据权利要求4所述的机械臂洗钩装置，其特征在于，所述传感器组件包括：用于检测所述第一臂钩摆动状态的第一关闭传感器和第一打开传感器、用于检测所述第二臂钩摆动状态的第二关闭传感器和第二打开传感器；所述第一关闭传感器和第一打开传感器安装在第一气缸上，所述第二关闭传感器和第二打开传感器安装在所述第二气缸上。

6.根据权利要求5所述的机械臂洗钩装置，其特征在于，所述第一关闭传感器、第一打开传感器、第二关闭传感器和第二打开传感器均采用磁感应开关，所述第一气缸和所述第二气缸的活塞杆上安装有磁环，所述磁感应感应开关感应到所述磁环时向所述控制器发出检测信号。

7.一种机械臂洗钩装置的控制方法，其特征在于，所述机械臂洗钩装置采用权利要求1至6任一项所述的机械臂洗钩装置；

所述控制方法包括以下步骤：

将所述升降架下降至预设清洗高度，使得所述机械臂的底部浸泡在所述清洗液中；

间歇性摆动所述机械臂；

检测所述机械臂的清洗次数，判断所述清洗次数是否达到预设次数；

若是则将所述升降架上升至预设待机高度，使得所述机械臂的底部脱离所述清洗液。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述清洗次数为所述机械臂的摆动次数。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述间歇性摆动所述机械臂之前，先判断所述机械臂底部在所述清洗液中的浸泡时间是否达到第一预设时间，若是则间歇性摆动所述机械臂；所述间歇性摆动机械臂的过程为：每次摆动所述机械臂后，等待第二预设时间再次摆动所述机械臂。

10.一种清洗设备，包括设备本体、水平运动驱动装置和机械臂洗钩装置，其特征在于，所述机械臂洗钩装置采用权利要求1至6任一项所述的机械臂洗钩装置，所述清洗槽的数量为至少一个，所述水平运动驱动装置驱动所述升降架在所述清洗槽的上方沿水平方向运动。

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