CN114800575A - 一种用于工业零件检测的机器人及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业质检技术领域，且公开了一种用于工业零件检测的机器人，包括检测平台，所述检测平台的底部设置有升降机构。所述升降机构包括收纳盒、下支臂、连接块、螺纹杆、上支臂、加强筋、横担、升降电机、主同步轮、副同步轮、同步带与导向滑槽，所述收纳盒的内壁与检测平台的外壁华东连接，所述收纳盒内部的底部与下支臂的一端铰接，所述连接块的底部与下支臂的另一端铰接，所述螺纹杆与连接块的中部螺纹连接。该一种用于工业零件检测的机器人，检测平台的高度改变以适应不同的产线的高度，检测平台的高度调整合适后，抓取机构与扫描机构进行工作，得到零件的三维扫描数据，不需要触碰零件就可以对零件的尺寸与重量。
Description
技术领域
本发明涉及工业质检技术领域，具体为一种用于工业零件检测的机器人。
背景技术
工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。机器人具有多维度的附加功能。它能够代替工作人员在特殊岗位上的工作，比如在高危领域如核污染区域、有毒区域、核污染区域、高危未知区域进行探测。还有人类无法具体到达的地方，如病人患病部位的探测、工业瑕疵的探测、在地震救灾现场的生命探测等均有建树
在工业零件的生产过程中需要对零件进行质量检测，现有的检测方式一般为人工在流水线旁的工位工作，对抽查的零件的重量、尺寸以及外观进行手工测量与观察，在对较大的零件进行质检时，在质检的过程容易发生意外导致工人受伤，而且有的锻造与铸造零件成型后温度较高，工人无法靠近也无法对零件的尺寸进行测量，一般的零件检测机器人的高度是固定的，只能对一条产线的零件进行质检，更换到新产线后就无法使用。
为此，我们提出一种用于工业零件检测的机器人。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供如下技术方案：一种用于工业零件检测的机器人，包括检测平台，所述检测平台的底部设置有升降机构。
所述升降机构包括收纳盒、下支臂、连接块、螺纹杆、上支臂、加强筋、横担、升降电机、主同步轮、副同步轮、同步带与导向滑槽，所述收纳盒的内壁与检测平台的外壁华东连接，所述收纳盒内部的底部与下支臂的一端铰接，所述连接块的底部与下支臂的另一端铰接，所述螺纹杆与连接块的中部螺纹连接，所述上支臂的一端与连接块的顶部铰接，所述上支臂的另一端与检测平台的底部铰接，所述加强筋的两端与连接块一体连接，所述横担的两端与加强筋的中部一体连接，所述升降电机固定安装在横担的上表面，所述主同步轮与升降电机的输出端固定安装，所述副同步轮固定安装在螺纹杆的中部，所述主同步轮与副同步轮通过同步带传动连接，导向滑槽与收纳盒的内壁一体连接，所述螺纹杆的两端与导向滑槽滑动连接。
所述检测平台的的一侧设置有抓取机构，所述检测平台的另一侧设置有扫描机构。
优选的，所述抓取机构包括连接架、驱动电机、转杆、伸缩臂与机械爪，所述连接架的一侧与检测平台的一侧固定安装，所述驱动电机固定安装在连接架的底部，所述转杆的一端与驱动电机的输出端固定安装，所述转杆与连接架贯穿转动连接，所述伸缩臂的一端与转杆的另一端固定连接，所述伸缩臂的另一端设置有机械爪。
优选的，所述扫描机构包括圆环支架、活动环、转动电机、移动套、相机支架、滚轮与滚动电机，所述圆环支架的底部与检测平台的另一侧固定安装，所述圆环支架的顶部与活动环转动连接，所述转动电机固定安装在圆环支架的一侧，所述转动电机的输出端与活动环的一端固定安装，所述移动套内部的一侧与活动环的外周面滑动连接，所述移动套的底部固定安装有滚动电机，所述移动套的另一侧固定连接有相机支架，所述滚轮与移动套的内部转动连接，所述滚轮与活动环的内周面滚动连接，所述滚轮的一端与滚动电机的输出端固定安装。
优选的，所述检测平台的上表面设置有称重台，所述检测平台上表面设置有靠近检测平台前面的显示屏，所述称重台的上表面与检测台的顶部水。
优选的，所述螺纹杆以副同步轮为对称轴设置有对称的正向螺纹与反向螺纹，所述螺纹杆的正向螺纹段与反向螺纹段都螺纹连接有连接块，两个所述连接块相互对称，所述螺纹杆设置有两根，两根螺纹杆位于同一水平面且相互平行。
优选的，所述连接块的数量为四个，所述加强筋的两端与两根螺纹杆同方向螺纹螺纹连接的连接块的相对面一体连接。
优选的，所述主同步轮为双层同步轮，所述主同步轮通过两根同步带与两根螺纹杆上的副同步轮传动连接。
优选的，所述圆环支架的顶部为半圆环，所述圆环支架的顶部水平设置，所述圆环支架的顶部高于抓取机构的顶部。
优选的，所述活动环为半圆环，所述活动环的半径小于圆环支架，所述活动环与圆环支架同圆心设置，所述相机支架固定安装有扫描相机，所述扫描相机为三维扫描仪。
优选的，所述收纳盒的底部固定安装有万向轮，所述万向轮设置有自锁机构。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种用于工业零件检测的机器人，具备以下有益效果：
1、该一种用于工业零件检测的机器人，通过设置升降机构，当机器人更换到新的产线后，启动升降电机，使得主同步轮转动，通过同步带带动两根螺纹杆上的福同步带转动，使得螺纹杆一起转动，进而使得螺纹杆的正向螺纹与反向螺纹螺纹连接的连接块相向或者对向移动进而改变上支臂与下支臂之间的夹角，使得上支臂的底部与下支臂顶部的距离改变，进而推动检测平台上升或者下降，使得检测平台的高度改变以适应新的产线。
2、该一种用于工业零件检测的机器人，通过在检测平台的一侧设置抓取机构，通过驱动电机的转动带动转杆转动，进而使得转杆顶部固定连接的伸缩臂转动，当伸缩臂转动到合适的角度后，伸缩臂伸长或者缩短，再通过机械爪将需要检测的零件从产线上抓住，驱动电机，使得伸缩杆反向转动，将机械爪抓的零件运送到检测平台的上方，松开机械爪，零件放置在检测平台上，方便扫描机构对零件进行扫描，且全程不需要工人参与，完全自动化的进行质检。
3、该一种用于工业零件检测的机器人，通过设置扫描机构，将零件放置在检测平台上后，转动电机与滚动电机启动，通过转动电机带动活动环围绕零件进行转动，而滚动电机带动滚轮转动，使得移动套在活动环上进行活动，通过活动环的转动与移动套的活动，使得相机支架上安装的扫描相机可以全方位的对零件进行扫描，得到零件的三维扫描数据，进而不需要触碰零件就可以对零件的尺寸进行测量。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的升降机构结构示意图；
图3为本发明的升降机构的局部结构示意图；
图4为本发明的升降机构的局部结构示意图；
图5为本发明的抓取机构的结构示意图；
图6为本发明的抓取机构另一角度的结构示意图；
图7为本发明的扫描机构结构示意图；
图8为本发明的移动套的结构示意图；
图9为本发明的移动套另一角度的结构示意图。
图中：1、检测平台；2、升降机构；201、收纳盒；202、下支臂；203、连接块；204、螺纹杆；205、上支臂；206、加强筋；207、横担；208、升降电机；209、主同步轮；210、副同步轮；211、同步带；212、导向滑槽；3、抓取机构；31、连接架；32、驱动电机；33、转杆；34、伸缩臂；35、机械爪；4、扫描机构；41、圆环支架；42、活动环；43、转动电机；44、移动套；45、相机支架；46、滚轮；47、滚动电机；48、扫描相机；5、称重台；6、显示屏；7、万向轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-9，一种用于工业零件检测的机器人，包括检测平台1，检测平台1的底部设置有升降机构2。
升降机构2包括收纳盒201、下支臂202、连接块203、螺纹杆204、上支臂205、加强筋206、横担207、升降电机208、主同步轮209、副同步轮210、同步带211与导向滑槽212，收纳盒201的内壁与检测平台1的外壁华东连接，收纳盒201内部的底部与下支臂202的一端铰接，连接块203的底部与下支臂202的另一端铰接，螺纹杆204与连接块203的中部螺纹连接，上支臂205的一端与连接块203的顶部铰接，上支臂205的另一端与检测平台1的底部铰接，加强筋206的两端与连接块203一体连接，横担207的两端与加强筋206的中部一体连接，升降电机208固定安装在横担207的上表面，主同步轮209与升降电机208的输出端固定安装，副同步轮210固定安装在螺纹杆204的中部，主同步轮209与副同步轮210通过同步带211传动连接，导向滑槽212与收纳盒201的内壁一体连接，螺纹杆204的两端与导向滑槽212滑动连接，当机器人需要调节高度时，启动升降电机208，使得主同步轮209转动，通过同步带211带动两根螺纹杆204上的福同步带211转动，使得螺纹杆204一起转动，进而使得螺纹杆204的正向螺纹与反向螺纹螺纹连接的连接块203相向或者对向移动进而改变上支臂205与下支臂202之间的夹角，使得上支臂205的底部与下支臂202顶部的距离改变，进而推动检测平台1上升或者下降，使得检测平台1的高度改变。
检测平台1的的一侧设置有抓取机构3，检测平台1的另一侧设置有扫描机构4。
作为本发明的一种实施方式，抓取机构3包括连接架31、驱动电机32、转杆33、伸缩臂34与机械爪35，连接架31的一侧与检测平台1的一侧固定安装，驱动电机32固定安装在连接架31的底部，转杆33的一端与驱动电机32的输出端固定安装，转杆33与连接架31贯穿转动连接，伸缩臂34的一端与转杆33的另一端固定连接，伸缩臂34的另一端设置有机械爪35，驱动电机32的转动带动转杆33转动，进而使得转杆33顶部固定连接的伸缩臂34转动，当伸缩臂34转动到合适的角度后，伸缩臂34伸长或者缩短，再通过机械爪35将需要检测的零件从产线上抓住，驱动电机32，使得伸缩杆反向转动，将机械爪35抓的零件运送到检测平台1的上方，松开机械爪35，零件放置在检测平台1上，方便扫描机构4对零件进行扫描，且全程不需要工人参与，完全自动化的进行质检。
作为本发明的一种实施方式，扫描机构4包括圆环支架41、活动环42、转动电机43、移动套44、相机支架45、滚轮46与滚动电机47，圆环支架41的底部与检测平台1的另一侧固定安装，圆环支架41的顶部与活动环42转动连接，转动电机43固定安装在圆环支架41的一侧，转动电机43的输出端与活动环42的一端固定安装，移动套44内部的一侧与活动环42的外周面滑动连接，移动套44的底部固定安装有滚动电机47，移动套44的另一侧固定连接有相机支架45，滚轮46与移动套44的内部转动连接，滚轮46与活动环42的内周面滚动连接，滚轮46的一端与滚动电机47的输出端固定安装，将零件放置在检测平台1上后，转动电机43与滚动电机47启动，通过转动电机43带动活动环42围绕零件进行转动，而滚动电机47带动滚轮46转动，使得移动套44在活动环42上进行活动，通过活动环42的转动与移动套44的活动，使得相机支架45上安装的扫描相机48可以全方位的对零件进行扫描，进而不需要触碰零件就可以对零件的尺寸进行测量。
作为本发明的一种实施方式，检测平台1的上表面设置有称重台5，检测平台1上表面设置有靠近检测平台1前面的显示屏6，称重台5的上表面与检测台的顶部水。
作为本发明的一种实施方式，螺纹杆204以副同步轮210为对称轴设置有对称的正向螺纹与反向螺纹，螺纹杆204的正向螺纹段与反向螺纹段都螺纹连接有连接块203，两个连接块203相互对称，螺纹杆204设置有两根，两根螺纹杆204位于同一水平面且相互平行。
作为本发明的一种实施方式，连接块203的数量为四个，加强筋206的两端与两根螺纹杆204同方向螺纹螺纹连接的连接块203的相对面一体连接。
作为本发明的一种实施方式，主同步轮209为双层同步轮，主同步轮209通过两根同步带211与两根螺纹杆204上的副同步轮210传动连接。
作为本发明的一种实施方式，圆环支架41的顶部为半圆环，圆环支架41的顶部水平设置，圆环支架41的顶部高于抓取机构3的顶部。
作为本发明的一种实施方式，活动环42为半圆环，活动环42的半径小于圆环支架41，活动环42与圆环支架41同圆心设置，相机支架45固定安装有扫描相机48，扫描相机48为三维扫描仪。
作为本发明的一种实施方式，收纳盒201的底部固定安装有万向轮7，万向轮7设置有自锁机构。
需要说明的是，使用时，将机器人放置在产线的一侧，驱动电机32的转动带动转杆33转动，进而使得转杆33顶部固定连接的伸缩臂34转动，当伸缩臂34转动到合适的角度后，伸缩臂34伸长或者缩短，再通过机械爪35将需要检测的零件从产线上抓住，驱动电机32，使得伸缩杆反向转动，将机械爪35抓的零件运送到检测平台1的上方，松开机械爪35，零件放置在检测平台1上，将零件放置在检测平台1上后，转动电机43与滚动电机47启动，通过转动电机43带动活动环42围绕零件进行转动，而滚动电机47带动滚轮46转动，使得移动套44在活动环42上进行活动，通过活动环42的转动与移动套44的活动，使得相机支架45上安装的扫描相机48可以全方位的对零件进行扫描，得到零件的三维扫描数据，进而不需要触碰零件就可以对零件的尺寸进行测量，而称重台5会对零件进行称重，检测的结果与零件的重量会显示在显示屏6上，方便工人读取，当别的产线的零件需要检测时，通过移动轮推动检测平台1移动，将机器人放置在新产线的合适位置后，启动升降电机208，使得主同步轮209转动，通过同步带211带动两根螺纹杆204上的福同步带211转动，使得螺纹杆204一起转动，进而使得螺纹杆204的正向螺纹与反向螺纹螺纹连接的连接块203相向或者对向移动进而改变上支臂205与下支臂202之间的夹角，使得上支臂205的底部与下支臂202顶部的距离改变，进而推动检测平台1上升或者下降，使得检测平台1的高度改变以适应新的产线的高度，检测平台1的高度调整合适后，抓取机构3与扫描机构4进行工作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于工业零件检测的机器人，包括检测平台（1），其特征在于：所述检测平台（1）的底部设置有升降机构（2），所述升降机构（2）包括收纳盒（201）、下支臂（202）、连接块（203）、螺纹杆（204）、上支臂（205）、加强筋（206）、横担（207）、升降电机（208）、主同步轮（209）、副同步轮（210）、同步带（211）与导向滑槽（212），所述检测平台（1）的一侧设置有抓取机构（3），所述检测平台（1）的另一侧设置有扫描机构（4）。
2.根据权利要求1所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述收纳盒（201）的内壁与检测平台（1）的外壁华东连接，所述收纳盒（201）内部的底部与下支臂（202）的一端铰接，所述连接块（203）的底部与下支臂（202）的另一端铰接，所述螺纹杆（204）与连接块（203）的中部螺纹连接，所述上支臂（205）的一端与连接块（203）的顶部铰接，所述上支臂（205）的另一端与检测平台（1）的底部铰接，所述加强筋（206）的两端与连接块（203）一体连接，所述横担（207）的两端与加强筋（206）的中部一体连接，所述升降电机（208）固定安装在横担（207）的上表面，所述主同步轮（209）与升降电机（208）的输出端固定安装，所述副同步轮（210）固定安装在螺纹杆（204）的中部，所述主同步轮（209）与副同步轮（210）通过同步带（211）传动连接，导向滑槽（212）与收纳盒（201）的内壁一体连接，所述螺纹杆（204）的两端与导向滑槽（212）滑动连接，所述收纳盒（201）的底部固定安装有万向轮（7），所述万向轮（7）设置有自锁机构。
3.根据权利要求1所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述抓取机构（3）包括连接架（31）、驱动电机（32）、转杆（33）、伸缩臂（34）与机械爪（35），所述连接架（31）的一侧与检测平台（1）的一侧固定安装，所述驱动电机（32）固定安装在连接架（31）的底部，所述转杆（33）的一端与驱动电机（32）的输出端固定安装，所述转杆（33）与连接架（31）贯穿转动连接，所述伸缩臂（34）的一端与转杆（33）的另一端固定连接，所述伸缩臂（34）的另一端设置有机械爪（35）。
4.根据权利要求1所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述扫描机构（4）包括圆环支架（41）、活动环（42）、转动电机（43）、移动套（44）、相机支架（45）、滚轮（46）与滚动电机（47），所述圆环支架（41）的底部与检测平台（1）的另一侧固定安装，所述圆环支架（41）的顶部与活动环（42）转动连接，所述转动电机（43）固定安装在圆环支架（41）的一侧，所述转动电机（43）的输出端与活动环（42）的一端固定安装，所述移动套（44）内部的一侧与活动环（42）的外周面滑动连接，所述移动套（44）的底部固定安装有滚动电机（47），所述移动套（44）的另一侧固定连接有相机支架（45），所述滚轮（46）与移动套（44）的内部转动连接，所述滚轮（46）与活动环（42）的内周面滚动连接，所述滚轮（46）的一端与滚动电机（47）的输出端固定安装。
5.根据权利要求1所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述检测平台（1）的上表面设置有称重台（5），所述检测平台（1）上表面设置有靠近检测平台（1）前面的显示屏（6），所述称重台（5）的上表面与检测台的顶部水。
6.根据权利要求1所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述螺纹杆（204）以副同步轮（210）为对称轴设置有对称的正向螺纹与反向螺纹，所述螺纹杆（204）的正向螺纹段与反向螺纹段都螺纹连接有连接块（203），两个所述连接块（203）相互对称，所述螺纹杆（204）设置有两根，两根螺纹杆（204）位于同一水平面且相互平行。
7.根据权利要求5所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述连接块（203）的数量为四个，所述加强筋（206）的两端与两根螺纹杆（204）同方向螺纹螺纹连接的连接块（203）的相对面一体连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述主同步轮（209）为双层同步轮，所述主同步轮（209）通过两根同步带（211）与两根螺纹杆（204）上的副同步轮（210）传动连接。
9.根据权利要求4所述的一种用于工业零件检测的机器人，其特征在于：所述圆环支架（41）的顶部为半圆环，所述圆环支架（41）的顶部水平设置，所述圆环支架（41）的顶部高于抓取机构（3）的顶部所述活动环（42）为半圆环，所述活动环（42）的半径小于圆环支架（41），所述活动环（42）与圆环支架（41）同圆心设置，所述相机支架（45）固定安装有扫描相机（48），所述扫描相机（48）为三维扫描仪。
10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的一种用于工业零件检测的机器人的工作方法，其特征在于：将机器人放置在产线的一侧，驱动电机（32）的转动带动转杆（33）转动，进而使得转杆（33）顶部固定连接的伸缩臂（34）转动，当伸缩臂（34）转动到合适的角度后，伸缩臂（34）伸长或者缩短，再通过机械爪（35）将需要检测的零件从产线上抓住，驱动电机（32），使得伸缩杆反向转动，将机械爪（35）抓的零件运送到检测平台（1）的上方，松开机械爪（35），零件放置在检测平台（1）上，将零件放置在检测平台（1）上后，转动电机（43）与滚动电机（47）启动，通过转动电机（43）带动活动环（42）围绕零件进行转动，而滚动电机（47）带动滚轮（46）转动，使得移动套（44）在活动环（42）上进行活动，通过活动环（42）的转动与移动套（44）的活动，使得相机支架（45）上安装的扫描相机（48）可以全方位的对零件进行扫描，得到零件的三维扫描数据，进而不需要触碰零件就可以对零件的尺寸进行测量，而称重台（5）会对零件进行称重，检测的结果与零件的重量会显示在显示屏（6）上，方便工人读取，当别的产线的零件需要检测时，通过移动轮推动检测平台（1）移动，将机器人放置在新产线的合适位置后，启动升降电机（208），使得主同步轮（209）转动，通过同步带（211）带动两根螺纹杆（204）上的福同步带（211）转动，使得螺纹杆（204）一起转动，进而使得螺纹杆（204）的正向螺纹与反向螺纹螺纹连接的连接块（203）相向或者对向移动进而改变上支臂（205）与下支臂（202）之间的夹角，使得上支臂（205）的底部与下支臂（202）顶部的距离改变，进而推动检测平台（1）上升或者下降，使得检测平台（1）的高度改变以适应新的产线的高度，检测平台（1）的高度调整合适后，抓取机构（3）与扫描机构（4）进行工作。
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