CN116021542B

CN116021542B - 一种机器人平衡调节系统

Info

Publication number: CN116021542B
Application number: CN202310102670.3A
Authority: CN
Inventors: 邵镪钎; 周天棋; 卢佳; 纪治民
Original assignee: Mianyang Normal University
Current assignee: Mianyang Normal University
Priority date: 2023-02-13
Filing date: 2023-02-13
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2043-02-13
Also published as: CN116021542A

Abstract

本发明公开了一种机器人平衡调节系统，属于搅拌机领域，一种机器人平衡调节系统，包括移动车体，所述移动车体顶面传动连接有多个机械臂，最上侧所述机械臂一端传动连接有安装板，所述安装板侧壁上活动连接有若干个吸盘，所述安装板远离吸盘一侧侧壁对称设置有两个调节机构，最上侧所述机械臂侧壁靠近安装板处设置有除尘机构，所述吸盘侧壁上均固定连接有活动杆，所述安装板侧壁开设有若干个通槽，所述活动杆贯穿通槽，所述活动杆侧壁对称固定连接有两个圆杆，所述圆杆另一端均与通槽侧壁转动连接，它可以实现，根据货物的柔性自动调节外侧吸盘的角度，使吸盘的承载力发挥最大，并且在搬运货物前可将其表面灰尘进行清理，提高搬运时的稳定性。

Description

一种机器人平衡调节系统

技术领域

本发明涉及装卸机械人领域，更具体地说，涉及一种机器人平衡调节系统。

背景技术

装卸机器人也称搬运机器人，是一种可以进行自动化搬运作业的机械人，随着机器人技术的不断成熟，搬运机器人从单个工位作业已演变成自由搬运作业，其机械臂上配备视觉传感技术、单片机控制技术、电器液压气压技术等，使得机器人在搬运货物时具备更高的准确性和快速性，是目前很多大型企业或货物转运厂房必备的搬运设施。

搬运机器人为了保障在运行中的平稳性，都会通过多种调节系统或控制系统来控制自身的平衡状态，使其搬运时的平衡位置处于基点处，利用控制系统还能对机器人自身的各个执行单元起到监测的作用；机器人在搬运过程中出现的不平衡因素多数为搬运夹具受力不均所导致，由于搬运货物形状的不确定性因素，因此通常需要根据货物的搬运条件使用合适的搬运夹具。

目前市场上所采用的搬运机器人搬运方式，多为通过吸盘负压将货物吸取进行搬运，此种吸附搬运方式基本上只能针对较为平整的货物，才能使吸盘与货物充分接触，将吸盘的承重力发挥最大化，但若是对具有一定弧形面或较为柔软的货物进行吸取搬运时，通常都是中间位置的吸盘才能与货物紧密吸取，边缘处对的吸盘在吸取过程中受到货物形变很容易发生脱离，无法根据货物的柔性调整外侧吸盘的角度；

而且货物多数都是码放在车间或厂房中，若未能及时进行搬运或覆盖，表面很容易堆积一层灰尘，当利用吸盘进行吸取时，灰尘与吸盘接触，容易造成真空负压值降低、漏气或甚至脱落的概率，因此，在吸取货物前不便于将其表面上的灰尘进行清理，降低对货物搬运时的效果。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机器人平衡调节系统，它可以实现，根据货物的柔性自动调节外侧吸盘的角度，使吸盘的承载力发挥最大，并且在搬运货物前可将其表面灰尘进行清理，提高搬运时的稳定性。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种机器人平衡调节系统，包括移动车体，所述移动车体顶面传动连接有多个机械臂，最上侧所述机械臂一端传动连接有安装板，所述安装板侧壁上活动连接有若干个吸盘，所述安装板远离吸盘一侧侧壁对称设置有两个调节机构，最上侧所述机械臂侧壁靠近安装板处设置有除尘机构。

进一步的，所述吸盘侧壁上均固定连接有活动杆，所述安装板侧壁开设有若干个通槽，所述活动杆贯穿通槽，所述活动杆侧壁对称固定连接有两个圆杆，所述圆杆另一端均与通槽侧壁转动连接。

进一步的，所述调节机构包括保护罩，所述保护罩固定连接在安装板侧壁上，所述保护罩内腔均设置有螺杆，所述螺杆两端分别与保护罩内壁转动连接，所述保护罩侧壁上均固定安装有电机，所述螺杆一端贯穿保护罩并与电机输出轴固定连接，所述螺杆侧壁上螺纹连接有若干个螺套，所述螺套侧壁上均活动连接有连杆，所述连杆另一端均与活动杆活动连接。

进一步的，所述除尘机构包括收集箱，所述收集箱固定连接在机械臂侧壁上，所述安装板侧壁上设置有出风组件，所述收集箱内壁固定连接有隔板，所述收集箱位于隔板上侧设置有收集滤芯，所述隔板底面安装有风机，所述收集箱左右侧壁靠近底面处开设有若干个进气孔，所述进气孔侧壁上均固定连接有过滤网，所述收集箱侧壁上活动连接有防护板，所述防护板与收集箱之间设置有两个卡接组件。

进一步的，所述出风组件包括通孔，所述通孔开设在安装板侧壁上，所述安装板侧壁固定连接有软管，所述软管一端与通孔相连通，所述软管另一端与收集箱相连通，所述通孔内活动连接有喷嘴，所述通孔侧壁开设有内螺纹，所述喷嘴侧壁开设有外螺纹，所述内螺纹与外螺纹相互匹配。

进一步的，所述卡接组件包括凹槽，所述凹槽均开设在收集箱端面处，所述凹槽侧壁对称固定连接有两个弧形块，所述防护板侧壁固定连接有菱形卡环，所述菱形卡环均两侧弧形块相互匹配设置。

进一步的，所述收集箱上下侧壁靠近后侧处分别固定连接有两个连接板，所述连接板侧壁上均螺纹连接有螺栓。

进一步的，所述螺套侧壁均固定连接有定位板，所述保护罩内壁远离连杆处固定连接有定位杆，所述定位杆贯穿定位板并与其活动连接。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本技术方案通过机械臂、安装板、吸盘和调节机构等之间的相互配合，在对货物吸附搬运时，可通过机械臂上安装的视觉相机判断货物的柔性，并通过控制器发出信号控制电机运行，电机可控制两侧吸盘的角度，增大对柔性较大的货物表面吸附面积，进而提升吸盘的承载力，有效提高搬运时的稳定性。

（2）本技术方案通过机械臂、安装板、除尘机构和出风机构等之间的相互配合，当吸盘靠近货物时，可启动风机气流从喷嘴喷出，对货物表面的灰尘进行清理，同时受到风机的影响使得收集箱周围产生负压，吹散的灰尘可随着气流进入收集箱内部的收集滤芯中，进而提升车间环境和搬运效率。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明中调节机构的结构示意图；

图3为本发明中收集机构的结构示意图；

图4为本发明中单个机械臂的立体图；

图5为本发明中卡接组件的结构示意图；

图6为本发明图2中的A处放大图；

图7为本发明图3中的B处放大图。

图中标号说明：

1、移动车体；2、机械臂；3、安装板；4、吸盘；5、活动杆；6、通槽；7、圆杆；8、电机；9、螺杆；10、螺套；11、连杆；12、保护罩；13、定位板；14、定位杆；15、收集箱；16、隔板；17、收集滤芯；18、风机；19、进气孔；20、软管；21、通孔；22、喷嘴；23、外螺纹；24、内螺纹；25、过滤网；26、防护板；27、凹槽；28、弧形块；29、菱形卡环；30、连接板；31、螺栓。

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。

实施例1：

请参阅图1-7，一种机器人平衡调节系统，包括移动车体1，移动车体1顶面传动连接有多个机械臂2，最上侧机械臂2一端传动连接有安装板3，安装板3侧壁上活动连接有若干个吸盘4，安装板3远离吸盘4一侧侧壁对称设置有两个调节机构，最上侧机械臂2侧壁靠近安装板3处设置有除尘机构。

参阅图2和图3，吸盘4侧壁上均固定连接有活动杆5，安装板3侧壁开设有若干个通槽6，活动杆5贯穿通槽6，活动杆5侧壁对称固定连接有两个圆杆7，圆杆7另一端均与通槽6侧壁转动连接，通过将吸盘4利用活动杆5进行调节，其传动性能可靠，且活动杆5与连杆11之间的活动连接关系可为铰接，当连杆11推动活动杆5发生弧形运动时，利用铰接设置可抵消活动杆5弧形运动时所产生的位移差值。

参阅图2和图6，调节机构包括保护罩12，保护罩12固定连接在安装板3侧壁上，保护罩12内腔均设置有螺杆9，螺杆9两端分别与保护罩12内壁转动连接，保护罩12侧壁上均固定安装有电机8，螺杆9一端贯穿保护罩12并与电机8输出轴固定连接，螺杆9侧壁上螺纹连接有若干个螺套10，螺套10侧壁上均活动连接有连杆11，连杆11另一端均与活动杆5活动连接，螺套10侧壁均固定连接有定位板13，保护罩12内壁远离连杆11处固定连接有定位杆14，定位杆14贯穿定位板13并与其活动连接，利用定位杆14和定位板13可有效对螺套10进行限位，避免螺套10在运动时所产生的位移偏差。

通过机械臂2、安装板3、吸盘4和调节机构等之间的相互配合，在对货物吸附搬运时，可通过机械臂2上安装的视觉相机判断货物的柔性，并通过控制器发出信号控制电机8运行，电机8可控制两侧吸盘4的角度，增大对柔性较大的货物表面吸附面积，进而提升吸盘4的承载力，有效提高搬运时的稳定性。

其中，机器人视觉是指使机器人具有视觉感知功能的系统，是机器人系统组成的重要部分之一。机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置；图像获取设备包括光源、摄像机等；图像处理设备包括相应的软件和硬件系统。

参阅图2和图3，除尘机构包括收集箱15，收集箱15固定连接在机械臂2侧壁上，安装板3侧壁上设置有出风组件，收集箱15内壁固定连接有隔板16，收集箱15位于隔板16上侧设置有收集滤芯17，隔板16底面安装有风机18，收集箱15左右侧壁靠近底面处开设有若干个进气孔19，进气孔19侧壁上均固定连接有过滤网25，收集箱15侧壁上活动连接有防护板26，防护板26与收集箱15之间设置有两个卡接组件，收集箱15上下侧壁靠近后侧处分别固定连接有两个连接板30，连接板30侧壁上均螺纹连接有螺栓31，可便于将收集箱15安装在机械臂2上。

参阅图3和图7，出风组件包括通孔21，通孔21开设在安装板3侧壁上，安装板3侧壁固定连接有软管20，软管20一端与通孔21相连通，软管20另一端与收集箱15相连通，通孔21内活动连接有喷嘴22，通孔21侧壁开设有内螺纹24，喷嘴22侧壁开设有外螺纹23，内螺纹24与外螺纹23相互匹配，通过机械臂2、安装板3、除尘机构和出风机构等之间的相互配合，当吸盘4靠近货物时，可启动风机18气流从喷嘴22喷出，对货物表面的灰尘进行清理，同时受到风机18的影响使得收集箱15周围产生负压，吹散的灰尘可随着气流进入收集箱15内部的收集滤芯17中，进而提升车间环境和搬运效率。

参阅图4和图5，卡接组件包括凹槽27，凹槽27均开设在收集箱15端面处，凹槽27侧壁对称固定连接有两个弧形块28，防护板26侧壁固定连接有菱形卡环29，菱形卡环29均两侧弧形块28相互匹配设置，通过设置卡接组件可便于对防护板26进行固定，方便后期将收集滤芯17取出进行清理，有效保障收集滤芯17的重复利用率。

在使用时：首先将收集箱15通过螺栓31安装在机械臂2上，当需要对货物进行搬运时，移动车体1移动至合适的位置处，机械臂2带动吸盘4移动至货物处，此时启动风机18，风机18将外界气流通过进气孔19排入软管20内，并从喷嘴22喷出，将货物表面堆积的灰尘杂质进行清理，灰尘飘扬在空气中，同时收集箱15周围负压，部分灰尘随着气流进入收集滤芯17内进行收集，既能起到货物清理的效果，又能减少车间环境污染；

之后通过机械臂2上的视觉系统检测货物的柔软性，当货物是处于较为平齐时，吸盘4保持初始竖直状态，当检测到货物具有一定的形变时，视觉系统向控制器发出信号，控制器控制电机8运行，电机8输出轴通过螺杆9带动螺套10运动，螺套10通过连杆11带动活动杆5发生角度位移，使得吸盘4发生角度变化，针对较为柔性的货物进行吸取搬运，以此增大吸盘 4与货物的接触面积和牢固性，使得吸盘4的承载力最大化，保障在搬运时的稳固性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种机器人平衡调节系统，包括移动车体（1），其特征在于：所述移动车体（1）顶面传动连接有多个机械臂（2），上侧所述机械臂（2）一端传动连接有安装板（3），所述安装板（3）侧壁上活动连接有若干个吸盘（4），所述安装板（3）远离吸盘（4）一侧侧壁对称设置有两个调节机构，上侧所述机械臂（2）侧壁靠近安装板（3）处设置有除尘机构；

所述除尘机构包括收集箱（15），所述收集箱（15）固定连接在机械臂（2）侧壁上，所述安装板（3）侧壁上设置有出风组件，所述收集箱（15）内壁固定连接有隔板（16），所述收集箱（15）位于隔板（16）上侧设置有收集滤芯（17），所述隔板（16）底面安装有风机（18），所述收集箱（15）左右侧壁靠近底面处开设有若干个进气孔（19），所述进气孔（19）侧壁上均固定连接有过滤网（25），所述收集箱（15）侧壁上活动连接有防护板（26），所述防护板（26）与收集箱（15）之间设置有两个卡接组件；

所述出风组件包括通孔（21），所述通孔（21）开设在安装板（3）侧壁上，所述安装板（3）侧壁固定连接有软管（20），所述软管（20）一端与通孔（21）相连通，所述软管（20）另一端与收集箱（15）相连通，所述通孔（21）内活动连接有喷嘴（22），所述通孔（21）侧壁开设有内螺纹（24），所述喷嘴（22）侧壁开设有外螺纹（23），所述内螺纹（24）与外螺纹（23）相互匹配；

所述吸盘（4）侧壁上均固定连接有活动杆（5），所述安装板（3）侧壁开设有若干个通槽（6），所述活动杆（5）贯穿通槽（6），所述活动杆（5）侧壁对称固定连接有两个圆杆（7），所述圆杆（7）另一端均与通槽（6）侧壁转动连接；

所述调节机构包括保护罩（12），所述保护罩（12）固定连接在安装板（3）侧壁上，所述保护罩（12）内腔均设置有螺杆（9），所述螺杆（9）两端分别与保护罩（12）内壁转动连接，所述保护罩（12）侧壁上均固定安装有电机（8），所述螺杆（9）一端贯穿保护罩（12）并与电机（8）输出轴固定连接，所述螺杆（9）侧壁上螺纹连接有若干个螺套（10），所述螺套（10）侧壁上均活动连接有连杆（11），所述连杆（11）另一端均与活动杆（5）活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人平衡调节系统，其特征在于：所述卡接组件包括凹槽（27），所述凹槽（27）均开设在收集箱（15）端面处，所述凹槽（27）侧壁对称固定连接有两个弧形块（28），所述防护板（26）侧壁固定连接有菱形卡环（29），所述菱形卡环（29）均两侧弧形块（28）相互匹配设置。

3.根据权利要求1所述的一种机器人平衡调节系统，其特征在于：所述收集箱（15）上下侧壁靠近后侧处分别固定连接有两个连接板（30），所述连接板（30）侧壁上均螺纹连接有螺栓（31）。

4.根据权利要求1所述的一种机器人平衡调节系统，其特征在于：所述螺套（10）侧壁均固定连接有定位板（13），所述保护罩（12）内壁远离连杆（11）处固定连接有定位杆（14），所述定位杆（14）贯穿定位板（13）并与其活动连接。