CN112919256A - 抓筒机光电检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抓筒机光电检测装置，包括传送组件、位于传送组件一侧的若干接收端、位于传送组件另一侧的检测传送组件上的纱筒所处区域的若干第一发射端、设置于若干第一发射端下方并驱动若干第一发射端升降的升降机构、位于若干第一发射端的远离传送组件一侧并检测纱筒所处位置的若干第二发射端、设置于若干第二发射端下方的驱动组件，驱动组件包括分别驱动若干第二发射端进行回转运动的回转机构、驱动回转机构进行往复运动的往复机构。通过上述方式，本发明采用抓筒机光电检测装置，将光电检测装置的接收端和发射端设置在纱筒两侧，并通过第一发射端确定纱筒所处区域范围，第二发射端通过来回运动确定纱筒的精准位置。

Description

抓筒机光电检测装置

技术领域

本发明涉及纺织领域，特别是涉及一种抓筒机光电检测装置。

背景技术

纱筒作为纺织领域最常用的工具，常用来储放纱线，因而在纱线的生产活动中常常需要搬运纱筒，原有的纱筒更换一般是利用人工将纱筒进行搬运然后放置到经编机上纱线入料的位置，由于纱筒体积较大，工人在将纱筒搬运过程中的劳动强度较大，并且由于经编机上纱筒所需放置的位置较高，工人在将纱筒搬运过程中的安全状况难以得到保证，现有的纱筒上料机构开始使用自动化装置同时对多个纱筒进行全自动搬运，但是这种搬运机构由于纱筒的位置和预设值存在偏差、纱筒筒位不正往往不能很好的对纱筒进行定位，因而在抓取过程中很容易夹坏或者压坏纱筒。

现有技术中很少有单独对纱筒进行精准定位的整套装置，大多数都是将定位装置设置在抓取装置内，对纱筒进行简单的定位，以便于抓取。

现有技术公开了一种纱筒抓取设备，其内包含位置检测机构，该检测机构采用可移动的相机相对于待检测纱筒移动，并在一旁设置光源，通过对纱筒的位置进行拍照并上传到处理系统对比判断纱筒的位置。

这种技术虽然可实现对纱筒的定位，但是其定位精准度不高，且采用工业相机拍照的形式，其受光源影响较大，很容易出现偏差，使得纱筒在被抓取过程中会出现因定位错误夹坏或压坏纱筒的现象。

因此，设计一种使用方便、可快速精准定位多个纱筒的位置的抓筒机光电检测装置就很有必要。

发明内容

为了克服现有的抓筒机定位检测装置定位精度不高、定位存在偏差从而导致在纱筒的抓取过程中容易出现压坏、夹坏纱筒的问题，本发明提供了一种抓筒机光电检测装置，通过将光电检测装置的接收端和发射端设置在纱筒两侧，并通过第一发射端确定纱筒所处区域范围，通过第二发射端来回运动并在运动的过程中第二发射端缓慢转动以捕捉接收端，从而确定纱筒的精准位置，当确定纱筒的位置后再通过机械手将纱筒抓取到预定位置处。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

一种抓筒机光电检测装置，包括传送组件、位于所述传送组件上方的若干机械手、位于所述传送组件一侧的若干接收端、位于所述传送组件另一侧的检测所述传送组件上的纱筒所处区域的若干第一发射端、设置于若干所述第一发射端下方并驱动若干所述第一发射端升降的升降机构、位于若干所述第一发射端的远离所述传送组件一侧并检测纱筒所处位置的若干第二发射端、设置于若干所述第二发射端下方的驱动组件，所述驱动组件包括分别驱动若干所述第二发射端进行回转运动的回转机构、驱动所述回转机构进行往复运动的往复机构。

进一步的，若干所述接收端并排设置于平行于所述传送带组件的水平面上，且其固定于设置在所述传送组件一侧的第一支撑架上，若干所述接收端的数量与待检测纱筒的数量一致。

进一步的，若干所述第一发射端并排设置于所述接收端所处的水平面上，且其固定于设置在所述传送组件另一侧的第二支撑架上，所述第一发射端分别位于相邻两个所述接收端的中间。

进一步的，若干所述第二发射端并排设置于所述接收端所处的水平面上，且其固定于所述回转机构上端，若干所述第二发射端的数量与若干所述接收端的数量一致。

进一步的，所述往复机构包括分别固定于所述第二支撑架的远离所述传送组件一侧的第三支撑架两端的安装板、首尾分别转动连接于所述安装板内侧的丝杆、固定于所述安装板外侧并驱动所述丝杆转动的电机、可沿所述丝杆运动并与其螺纹连接的若干滑套，且若干所述滑套的外侧和底侧均设置有滑动机构。

进一步的，所述滑动机构包括通过连接板固定于所述第三支撑架上的滑轨、配合设置于所述滑轨内的柱状结构的滑动件，所述滑动件通过第一连杆与所述滑套连接，所述滑套的内侧设置有与所述第一连杆对应的第二连杆；所述回转机构分别通过第三连杆连接于所述第一连杆和第二连杆上。

进一步的，所述回转机构包括位于所述丝杆上方且转动连接于所述安装板上的转轴、沿所述转轴运动并套接于其上的滑动套、配合设置于所述滑动套外侧的第一锥形齿轮、位于所述第一锥形齿轮上方且连接于所述第三连杆上方的转盘、设置于所述转盘下方且与所述第一锥形齿轮配合连接的第二锥形齿轮，所述转轴与所述丝杆通过传动带连接，所述滑动套的首尾两端分别通过第四连杆与所述滑套连接，所述第二发射端固定于所述转盘上端。

进一步的，所述转盘的底端设置有呈圆形结构的槽孔，且其开口大小与所述第三连杆的轴径相同，所述第三连杆的顶端设置有其轴径大于所述第三连杆轴径的连接件，且所述连接件配合设置于所述槽孔内；所述第一锥形齿轮的内侧设置有穿过环向设置在所述滑动套上的通孔并与设置在所述转轴上的键槽配合连接的传动件，并通过所述传动件带动所述第一锥形齿轮转动。

进一步的，所述升降机构包括设置于若干所述第一发射端下端的升降板、其上端固定于所述升降板下端面的气缸、一端固定于所述升降板下端面且对称设置于所述气缸两侧的滑杆，所述气缸的下端连接于固定在所述第二支撑架上的支撑板上，所述滑杆的另一端均穿过所述支撑板。

进一步的，若干所述机械手设置在所述传送组件的上方且其位置分别与若干所述接收端对应，若干所述机械手的抓取端对称设置有若干可靠近或远离的抓取爪，且若干所述抓取爪的外侧均设置有防滑层，所述防滑层用于增强所述抓取爪和纱筒管内壁之间的摩擦力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的抓筒机光电检测装置，通过采用光电传感器作为检测机构，相对于传统的工业相机或距离传感器等位置检测机构，其检测速度快，检测的精准度高，可以快速准确的检测出纱筒的位置，可靠性强，而且光电传感器作为检测元件，其对待检测物件以及检测环境要求不高，便于安装且使用方便。

2、本发明的抓筒机光电检测装置，通过将接收端设置在纱筒的一侧，并在另一侧并排间隔设置有第一发射端和第二发射端，第一发射端分别位于两两接收端之间，可以形成交叉检测区域，通过接收端能否收到第一发射端发出的信号确定纱筒所处的大概区域；第二发射端通过左右移动并在移动的过程中偏转检测出纱筒两侧的边缘线从而判断出纱筒准确位置，检测精度高，响应时间短。

3、本发明的抓筒机光电检测装置，通过设置丝杆驱动第二发射端往复运动，并通过传动带与转轴连接实现同步转动，转轴再通过锥形齿轮组带动第二发射端转动，使得第二发射端的移动方向和偏转方向同向，更好的捕捉到纱筒可检测到的边缘位置，实现对纱筒的定位。

4、本发明的抓筒机光电检测装置，通过并排设置机械手对确定位置的纱筒进行精准抓取并移动至指定位置使得纱筒完全定位，便于接下来的生产使用，同时机械爪可以相互靠近或远离，使得可以伸入纱筒管内再将机械爪张开与筒壁完全接触，其上的防护层增强其摩擦力，可以实现纱筒的抓取。

附图说明

图1是本发明的轴测结构示意图；

图2是图1中A区域的局部放大图；

图3是本发明的另一视角轴测结构示意图；

图4是图3中B区域的局部放大图；

图5是转动组件部分结构示意图；

图6是图5中沿C方向的剖视图；

图7是第一发射端的信号传递示意图；

图8是第二发射端向左运动时的信号传递示意图；

图9是第二发射端向右运动时的信号传递示意图；

图10是本发明的另一视角轴测结构示意图；

图11是图10中D区域的局部放大图；

附图中各部件的标记如下：1、传送组件；2、接收端；3、第一发射端；31、升降机构；311、气缸；312、滑杆；313、支撑板；4、第二发射端；41、往复机构；411、丝杆；412、滑套；413、第一连杆；414、滑轨；415、滑动件；416、第二连杆；417、电机；42、回转机构；421、第三连杆；422、滑动套；423、第一锥形齿轮；4231、传动件；424、第二锥形齿轮；425、转盘；426、槽孔；427、转轴；4271、键槽；5、机械手；51、抓取爪；511、防滑层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种抓筒机光电检测装置，包括传送组件1、位于所述传送组件1上方的若干机械手5、位于所述传送组件1一侧的若干接收端2、位于所述传送组件1另一侧的检测所述传送组件1上的纱筒所处区域的若干第一发射端3、设置于若干所述第一发射端3下方并驱动若干所述第一发射端3升降的升降机构31、位于若干所述第一发射端3的远离所述传送组件1一侧并检测纱筒所处位置的若干第二发射端4、设置于若干所述第二发射端4下方的驱动组件，所述驱动组件包括分别驱动若干所述第二发射端4进行回转运动的回转机构42、驱动所述回转机构42进行往复运动的往复机构41，使得所述第二发射端4的直线运动方向与回转方向一致，且二者同步动作。

如图7至9所示，在本实施例中，若干所述接收端2并排设置于平行于所述传送带组件的水平面上，且其固定于设置在所述传送组件1一侧的第一支撑架上，若干所述接收端2所处高度低于待检测纱筒的上端面所处高度，若干所述接收端2的数量与待检测纱筒的数量一致，使得每个纱筒分别对应各自的接收端2，便于定位区分。

在本实施例中，若干所述第一发射端3并排设置于所述接收端2所处的水平面上，且其固定于设置在所述传送组件1另一侧的第二支撑架上，所述第一发射端3分别位于相邻两个所述接收端2的中间，两个所述第一发射端3的距离大于两个所述接收端2之间的距离，且每个所述接收端2均能接收两个所述第一发射端3发出的信号，这样能够增大所识别的区域范围，更好的确定纱筒所处的大概区域，便于接下来的第二发射端4与纱筒分别对位。

在本实施例中，若干所述第二发射端4并排设置于所述接收端2所处的水平面上，且其固定于所述回转机构42上端，若干所述第二发射端4的数量与若干所述接收端2的数量一致，若干所述第二发射端4根据第一发射端3检测出的纱筒所处区域的大致范围，移动到与纱筒对应的大致位置处，开始以纱筒为中间位置进行往复运动，且第二发射端4回转，捕捉纱筒两侧的边缘，确定纱筒的中心所在位置。

如图3至4所示，在本实施例中，所述往复机构41包括分别固定于所述第二支撑架的远离所述传送组件1一侧的第三支撑架两端的安装板、首尾分别转动连接于所述安装板内侧的丝杆411、固定于所述安装板外侧并驱动所述丝杆411转动的电机417、可沿所述丝杆411运动并与其螺纹连接的若干滑套412，且若干所述滑套412的外侧和底侧均设置有滑动机构，通过电机417驱动所述丝杆411转动，从而带动其内设置有内螺纹的滑套412沿丝杆411运动，并通过外侧和底侧的滑动机构对丝杆411的往复运动起导向和支撑的作用。

在本实施例中，所述滑动机构包括通过连接板固定于所述第三支撑架上的滑轨414、配合设置于所述滑轨414内的柱状结构的滑动件415，所述滑动件415通过第一连杆413与所述滑套412连接，所述滑套412的内侧设置有与所述第一连杆413对应的第二连杆416，所述滑套412通过滑动件415在滑轨414内滑动实现对其往复运动的导向和对滑套412的相对定位；所述回转机构42分别通过第三连杆421连接于所述第一连杆413和第二连杆416上，使得回转机构42通过滑套412带动其进行往复运动。

如图2所示，在本实施例中，所述回转机构42包括位于所述丝杆411上方且转动连接于所述安装板上的转轴427、沿所述转轴427运动并套接于其上的滑动套422、配合设置于所述滑动套422外侧的第一锥形齿轮423、位于所述第一锥形齿轮423上方且连接于所述第三连杆421上方的转盘425、设置于所述转盘425下方且与所述第一锥形齿轮423配合连接的第二锥形齿轮424，所述转轴427与所述丝杆411通过传动带连接，所述滑动套422的首尾两端分别通过第四连杆与所述滑套412连接，所述第二发射端4固定于所述转盘425上端，所述丝杆411两端分别通过所述传动带与转轴427连接，使得所述转轴427和丝杆411可以同步转动，转轴427驱动第一锥形齿轮423转动进而带动第二锥形齿轮424转动，实现转盘425的回转，且转盘425的转向和其直线运动方向相同，第一锥形齿轮423与滑动套422连接，滑动套422通过连接于滑套412上实现其在转轴427上的同步滑动，使得第一锥形齿轮423和第二锥形齿轮424相对位置关系保持不变，始终处于啮合状态。

如图5至6所示，在本实施例中，所述转盘425的底端设置有呈圆形结构的槽孔426，且其开口大小与所述第三连杆421的轴径相同，所述第三连杆421的顶端设置有其轴径大于所述第三连杆421轴径的连接件，且所述连接件配合设置于所述槽孔426内，使得所述滑套412和所述转轴427通过第三连杆421连接时，转盘425还可以相对于滑套412转动；所述第一锥形齿轮423的内侧设置有穿过环向设置在所述滑动套422上的通孔并与设置在所述转轴427上的键槽4271配合连接的传动件4231，并通过所述传动件4231带动所述第一锥形齿轮423转动，使得所述第一锥形齿轮423在滑动套422的带动下沿键槽4271做直线运动，并通过与键槽4271配合的传动件4231使得转轴427可以带动第一锥形齿轮423转动，保证了所述第一锥形齿轮423在转动的同时可以和运动的第二锥形齿轮424保持啮合状态。

如图10至11所示，在本实施例中，所述升降机构31包括设置于若干所述第一发射端3下端的升降板、其上端固定于所述升降板下端面的气缸311、一端固定于所述升降板下端面且对称设置于所述气缸311两侧的滑杆312，所述气缸311的下端连接于固定在所述第二支撑架上的支撑板313上，所述滑杆312的另一端均穿过所述支撑板313，当第一发射端3发出检测信号检测完成后，在气缸311的驱动下带动升降板向下运动，使得第一发射端3下降，防止影响后续的第二发射端4的信号传递。

在本实施例中，若干所述机械手5设置在所述传送组件1的上方且其位置分别与若干所述接收端2对应，若干所述机械手5的抓取端对称设置有若干可靠近或远离的抓取爪51，且若干所述抓取爪51的外侧均设置有防滑层511，所述防滑层511用于增强所述抓取爪51和纱筒管内壁之间的摩擦力，使得抓取爪51相互靠近后伸入到纱筒管内，随后抓取爪51相互远离至贴近纱筒管内壁，并由所述防滑层511在二者之间提供足够的摩擦力，保证抓取牢固。

通过上述方式，本发明在具体实施时，首先控制第一发射端发出检测信号，接收端可同时接收相邻两个第一发射端发出的信号，在第一发射端和接收端形成的交叉覆盖的检测范围内，判断处纱筒所处的大致区域，便于接下来的第二发射端根据纱筒的大致位置确定其初始位置，随后通过升降结构将第一发射端下降到不阻碍第二发射端信号传递的位置，控制第二发射端发出检测信号，电机转动，使得第二发射端来回运动，当其向左运动时，同步向左转动，直到捕捉到所有纱筒左侧的边缘位置，当其向右运动时，同步向右转动，直到捕捉到所有纱筒右侧的边缘位置，最后根据两个边缘位置判断纱筒的准确位置，随后控制机械手抓取纱筒并将其放置到指定位置处。

以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种抓筒机光电检测装置，其特征在于，包括传送组件(1)、位于所述传送组件(1)上方的若干机械手(5)、位于所述传送组件(1)一侧的若干接收端(2)、位于所述传送组件(1)另一侧的检测所述传送组件(1)上的纱筒所处区域的若干第一发射端(3)、设置于若干所述第一发射端(3)下方并驱动若干所述第一发射端(3)升降的升降机构(31)、位于若干所述第一发射端(3)的远离所述传送组件(1)一侧并检测纱筒所处位置的若干第二发射端(4)、设置于若干所述第二发射端(4)下方的驱动组件，所述驱动组件包括分别驱动若干所述第二发射端(4)进行回转运动的回转机构(42)、驱动所述回转机构(42)进行往复运动的往复机构(41)。

2.根据权利要求1所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，若干所述接收端(2)并排设置于平行于所述传送带组件的水平面上，且其固定于设置在所述传送组件(1)一侧的第一支撑架上，若干所述接收端(2)的数量与待检测纱筒的数量一致。

3.根据权利要求2所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，若干所述第一发射端(3)并排设置于所述接收端(2)所处的水平面上，且其固定于设置在所述传送组件(1)另一侧的第二支撑架上，所述第一发射端(3)分别位于相邻两个所述接收端(2)的中间。

4.根据权利要求3所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，若干所述第二发射端(4)并排设置于所述接收端(2)所处的水平面上，且其固定于所述回转机构(42)上端，若干所述第二发射端(4)的数量与若干所述接收端(2)的数量一致。

5.根据权利要求4所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，所述往复机构(41)包括分别固定于所述第二支撑架的远离所述传送组件(1)一侧的第三支撑架两端的安装板、首尾分别转动连接于所述安装板内侧的丝杆(411)、固定于所述安装板外侧并驱动所述丝杆(411)转动的电机(417)、可沿所述丝杆(411)运动并与其螺纹连接的若干滑套(412)，且若干所述滑套(412)的外侧和底侧均设置有滑动机构。

6.根据权利要求5所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，所述滑动机构包括通过连接板固定于所述第三支撑架上的滑轨(414)、配合设置于所述滑轨(414)内的柱状结构的滑动件(415)，所述滑动件(415)通过第一连杆(413)与所述滑套(412)连接，所述滑套(412)的内侧设置有与所述第一连杆(413)对应的第二连杆(416)；所述回转机构(42)分别通过第三连杆(421)连接于所述第一连杆(413)和第二连杆(416)上。

7.根据权利要求6所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，所述回转机构(42)包括位于所述丝杆(411)上方且转动连接于所述安装板上的转轴(427)、沿所述转轴(427)运动并套接于其上的滑动套(422)、配合设置于所述滑动套(422)外侧的第一锥形齿轮(423)、位于所述第一锥形齿轮(423)上方且连接于所述第三连杆(421)上方的转盘(425)、设置于所述转盘(425)下方且与所述第一锥形齿轮(423)配合连接的第二锥形齿轮(424)，所述转轴(427)与所述丝杆(411)通过传动带连接，所述滑动套(422)的首尾两端分别通过第四连杆与所述滑套(412)连接，所述第二发射端(4)固定于所述转盘(425)上端。

8.根据权利要求7所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，所述转盘(425)的底端设置有呈圆形结构的槽孔(426)，且其开口大小与所述第三连杆(421)的轴径相同，所述第三连杆(421)的顶端设置有其轴径大于所述第三连杆(421)轴径的连接件，且所述连接件配合设置于所述槽孔(426)内；所述第一锥形齿轮(423)的内侧设置有穿过环向设置在所述滑动套(422)上的通孔并与设置在所述转轴(427)上的键槽(4271)配合连接的传动件(4231)，并通过所述传动件(4231)带动所述第一锥形齿轮(423)转动。

9.根据权利要求8所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，所述升降机构(31)包括设置于若干所述第一发射端(3)下端的升降板、其上端固定于所述升降板下端面的气缸(311)、一端固定于所述升降板下端面且对称设置于所述气缸(311)两侧的滑杆(312)，所述气缸(311)的下端连接于固定在所述第二支撑架上的支撑板(313)上，所述滑杆(312)的另一端均穿过所述支撑板(313)。

10.根据权利要求9所述的抓筒机光电检测装置，其特征在于，若干所述机械手(5)设置在所述传送组件(1)的上方且其位置分别与若干所述接收端(2)对应，若干所述机械手(5)的抓取端对称设置有若干可靠近或远离的抓取爪(51)，且若干所述抓取爪(51)的外侧均设置有防滑层(511)，所述防滑层(511)用于增强所述抓取爪(51)和纱筒管内壁之间的摩擦力。

Images