CN116460880A - 一种用于射线检测装置的机械臂 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于射线检测装置的机械臂，其包括：转动底座，转动底座包括底板和转动设置在底板上的转动座；机械手臂，机械手臂包括设置在转动座上的机械手躯干、转动连接在机械手躯干上的检修座以及设置在检修座上的维修扳手、抓取夹爪和摄像头，维修扳手用于拆装零部件的固定件，抓取夹爪用于抓取零部件，摄像头用于实时拍摄作业画面；控制机构，控制机构包括设置在底板上的控制器和显示操纵台，控制器与机械手臂电连接，显示操纵台与控制器电连接。本申请减少了维修人员的工作量，提高了工作效率和操作精度，同时保护了维修人员的人身安全。
Description
技术领域
本申请涉及辅助设备领域，尤其是涉及一种用于射线检测装置的机械臂。
背景技术
射线检测设备是通过发射透过被检物体的射线，利用物体各部位对射线吸收能力的差异来检测物体的设备。射线检测设备主要用于铸造、焊接工艺缺陷检测。射线检测装置在现代工业体系中具有广泛的应用，同时该类装置往往体积庞大且零部件众多，尤其是精密的零部件较多，出现故障时，经常需要人工进行维修。
部分射线检测装置安装高度较高，且零部件的体积较大、重量较重，需要对射线检测装置进行维修时，维修人员必须攀爬至高处进行检测和维修，人工进行作业不仅作业比较困难，还具有一定的安全隐患。发明内容
为了减少维修人员的工作量，提高工作效率和操作精度，同时保护维修人员的人身安全，本申请提供一种用于射线检测装置的机械臂。
本申请提供的一种用于射线检测装置的机械臂采用如下的技术方案：
一种用于射线检测装置的机械臂，包括：转动底座，所述转动底座包括底板和转动设置在底板上的转动座；
机械手臂，所述机械手臂包括设置在所述转动座上的机械手躯干、转动连接在机械手躯干上的检修座以及设置在检修座上的维修扳手、抓取夹爪和摄像头，所述维修扳手用于拆装零部件的固定件，所述抓取夹爪用于抓取零部件，所述摄像头用于实时拍摄作业画面；
控制机构，所述控制机构包括设置在底板上的控制器和显示操纵台，所述控制器与所述机械手臂电连接，所述显示操纵台与所述控制器电连接。
通过采用上述技术方案，机械臂在工作时，通过摄像头实时拍摄作业画面，工作人员通过显示操纵台对零部件进行检查，需要对零部件进行维修时，工作人员操纵机械手臂进行工作。
机械手臂工作时，机械手躯干用于带动检修座到达检修位置，通过抓取夹爪对需要拆下的零部件进行定位或者抓取，同时维修扳手用于拆下零部件的固定螺栓或者螺丝，而后抓取夹爪抓取新的零部件，维修扳手进行安装，从而实现对零部件的检修，最终减少维修人员的工作量，提升工作效率和操作精度，减小维修人员作业的安全隐患。
可选的，所述底板上设置有转盘轴承，所述转盘轴承的外圈固定连接在所述底板上，所述转动座固定连接在所述转盘轴承的内圈上，所述转动座上设置有驱动电机，所述驱动电机的电机轴上设置有与所述转盘轴承外圈啮合的驱动齿轮。
通过采用上述技术方案，当驱动电机的电机轴转动时带动驱动齿轮转动，由于转盘轴承外圈固定在底板上，从而使转盘轴承的内圈转动，实现转动座的转动。
可选的，所述抓取夹爪包括作业架、真空吸盘和挠性夹爪，所述作业架包括基板和设置在基板周边的若干延伸臂，所述真空吸盘安装在所述基板上，所述挠性夹爪在每个延伸臂上均设置有一个，所述挠性夹爪充气时向靠近所述真空吸盘的方向弯曲，对零部件进行夹持。
通过采用上述技术方案，在拆卸零部件时，通过真空吸盘视情况对零部件进行弹性抵触，实现对零部件的定位，同时若干挠性夹爪配合真空吸盘，对零部件进行柔性抵触或者辅助夹持，而后再对零部件进行拆卸，使零部件在拆卸过程中更加稳固，全部卸下固定螺栓后，真空吸盘视对零部件进行吸附，减小零部件脱落的可能性。抓取零部件时，真空吸盘与零部件上的平面吸附，若干挠性夹爪对零部件进行夹持，使零部件抓取更加稳定。
此外，当维修扳手拆完一个螺栓，检修座移动至下一螺栓位置的过程中，在检修座进行转动或者移动的过程中，挠性夹爪持续与零部件接触，挠性夹爪对零部件进行柔性抵触或者柔性夹持，且不会划伤零部件的表面，减小零部件在重力作用下部分位置产生下坠的可能性，起到保护零部件的效果。
可选的，所述检修座上设置有取料气缸，所述取料气缸的缸体固定连接在所述检修座上，所述取料气缸的活塞杆与所述作业架连接。
通过采用上述技术方案，当取料气缸的活塞杆伸缩时，带动作业架进行伸缩，方便作业架上的吸盘和挠性夹爪接近零部件表面，方便对零部件进行吸附或者抓取。
可选的，所述取料气缸的活塞杆与所述作业架球接，所述检修座和所述作业架之间还设置有若干调节所述作业架角度的调节气缸。
通过采用上述技术方案，将取料气缸的活塞杆与作业架球接，并在检修座和作业架之间设置若干调节气缸，通过调节气缸带动作业架运动，从而实现作业架方向的调节，以适应形状不规则的零部件。
可选的，所述延伸臂靠近所述基板的一端均设置有垂直于所述基板的转轴，所述转轴的一端与所述基板转动连接，所述基板靠近检修座的一侧设置有转动电机，所述转动电机通过齿轮传动驱动所述转轴转动。
通过采用上述技术方案，当转动电机工作时带动转轴转动，从而实现延伸臂的转动，从而使相邻两个延伸臂之间的夹角可任意变化，从而进一步适应零部件的形状。
可选的，所述转动电机为自锁式电机，所述转轴上套设有电磁铁，所述电磁铁设置所述基板靠近检修座的一侧，所述延伸臂不转动时，所述电磁铁与所述延伸臂磁性吸附。
通过采用上述技术方案，选用自锁式电机作为转动电机，在延伸臂转动至需要固定的角度时，使转动电机处于自锁状态，同时向电磁铁通电，对延伸臂进行限位，使延伸臂在工作过程中不易产生转动。
可选的，每个所述延伸臂上均滑动设置有安装块，所述安装块沿所述延伸臂长度方向滑动，所述安装块上转动连接有安装头，所述安装头的转动轴线与所述基板表面平行，所述挠性夹爪设置在所述安装头上。
通过采用上述技术方案，将安装块滑动设置在延伸臂上，通过调节安装块的位置使挠性夹爪与基板之间的距离发生变化，从而适应不用尺寸的零部件，提升对零件尺寸的适应性。将安装头转动连接在安装块上，从而实现安装头与基板之间角度的变化，从而方便挠性夹爪贴合零部件上的斜面和弧面，甚至可实现对管类零部件的抓取，进一步提升对零件形状的适应性。
可选的，所述延伸臂为管材，所述延伸臂上延其长度方向开设有开口，所述安装块上一体成型有连接部，所述连接部延伸出开口，所述安装头连接在所述连接部上，所述管材内部转动设有丝杆，所述丝杆穿设所述安装块，并与安装块螺纹连接。
通过采用上述技术方案，当丝杆转动时驱动安装块在管材内部滑动，同时连接部与开口滑动配合，对安装块的滑动起到导向和限位的作用。
可选的，所述安装头上固定穿设有转动轴，所述转动轴与所述安装块转动连接，所述安装块上设置调节电机，所述调节电机的电机轴与所述转动轴同轴固定连接。
通过采用上述技术方案，调节电机工作时带动转动轴转动，从而实现安装头的转动，调节安装头与基板之间的角度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.机械臂在工作时，通过摄像头实时拍摄作业画面，工作人员通过显示操纵台对零部件进行检查，需要对零部件进行维修使工作人员操纵机械手臂进行工作。机械手臂工作时，机械手躯干用于带动检修座到达检修位置，通过抓取夹爪对需要拆下的零部件进行定位或者抓取，同时维修扳手用于拆下零部件的固定螺栓或者螺丝，而后抓取夹爪抓取新的零部件，维修扳手进行安装，从而实现对零部件的检修，最终减少维修人员的工作量，提升工作效率和操作精度，减小维修人员作业的安全隐患。
2.在拆卸零部件时，通过真空吸盘视情况对零部件进行弹性抵触，实现对零部件的定位，同时若干挠性夹爪配合真空吸盘，对零部件进行柔性抵触或者辅助夹持，而后再对零部件进行拆卸，使零部件在拆卸过程中更加稳固，全部卸下固定螺栓后，真空吸盘视对零部件进行吸附，减小零部件脱落的可能性。抓取零部件时，真空吸盘与零部件上的平面吸附，若干挠性夹爪对零部件进行夹持，使零部件抓取更加稳定。此外，当维修扳手拆完一个螺栓，检修座移动至下一螺栓位置的过程中，在检修座进行转动或者移动的过程中，挠性夹爪持续与零部件接触，挠性夹爪对零部件进行柔性抵触或者柔性夹持，且不会划伤零部件的表面，减小零部件在重力作用下部分位置产生下坠的可能性，起到保护零部件的效果。
3.将安装块滑动设置在延伸臂上，通过调节安装块的位置使挠性夹爪与基板之间的距离发生变化，从而适应不用尺寸的零部件，提升对零件尺寸的适应性。将安装头转动连接在安装块上，从而实现安装头与基板之间角度的变化，从而方便挠性夹爪贴合零部件上的斜面和弧面，甚至实现对管类零部件的抓取，进一步提升对零件形状的适应性。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图。
图2是本申请实施例中体现抓取夹爪结构的示意图。
图3是本申请实施例中体现检修座和基板连接结构的示意图。
图4是图3中A处的放大图。
图5是本申请实施例中体现延伸臂结构的示意图。
附图标记说明：
1、转动底座；11、底板；111、转盘轴承；12、转动座；121、驱动电机；122、驱动齿轮；2、机械手躯干；3、检修座；31、取料气缸；32、调节气缸；4、维修扳手；5、抓取夹爪；51、作业架；511、基板；5111、转动电机；512、延伸臂；5121、开口；5122、丝杆；513、转轴；5131、电磁铁；514、安装块；5141、连接部；5142、调节电机；515、安装头；5151、转动轴；52、真空吸盘；53、挠性夹爪；6、摄像头；61、支架；7、控制机构；71、控制器；72、显示操纵台。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于射线检测装置的机械臂。参照图1，一种用于射线检测装置的机械臂包括转动底座1、机械手臂和控制机构7，机械手臂设置在转动底座1上，控制机构7设置在转动底座1上。机械臂在工作时，工作人员通过控制机构7控制机械手臂进行作业，实现对零部件的检修，从而提升维修作业的工作效率和操作精度，减小维修人员作业的安全隐患。
参照图1，转动底座1包括底板11和转动座12，在底板11上设置有转盘轴承111，转盘轴承111的外圈与底板11固定连接，且转盘轴承111的外圈带有齿圈。转盘轴承111的内圈与转动座12固定连接，在转动座12上固定设置有驱动电机121，驱动电机121的电机轴上同轴固定设置有驱动齿轮122，驱动齿轮122与转盘轴承111外圈啮合。当驱动电机121工作时带动驱动齿轮122转动，从而使转动座12自身转动。
参照图1，机械手臂包括机械手躯干2、检修座3和维修扳手4、抓取夹爪5和摄像头6，机械手躯干2固定设置在转动座12上，机械手躯干2为现有技术中购买的成品进行组装，可以根据具体的需求进行采购。
参照图1和图2，检修座3转动连接在机械手躯干2上，检修座3呈圆形设置，检修座3沿自身轴线转动，维修扳手4固定设置在检修座3上，维修扳手4设置在检修座3边缘位置，维修扳手4沿检修座3圆周方向设置有若干个，本实施例以两个为例，维修扳手4为现有技术中的电动扳手。抓取夹爪5设置在检修座3的中心位置。检修座3上沿其圆周方向固定设置有若干支架61，摄像头6在每个支架61上均固定设置有一个。
参照图1和图2，控制机构7包括控制器71和显示操纵台72，控制器71和显示操纵台72均固定设置在底板11一侧，显示操纵台72与所有执行部件均电连接于控制器71。工作时通过摄像头6实时拍摄作业画面，工作通过显示操纵台72进行检查，而后通过维修扳手4拆装零部件的螺母或者螺丝等固定件，并通过抓取夹爪5抓取零部件，从而进行零部件的更换。
参照图2，抓取夹爪5包括作业架51、真空吸盘52和挠性夹爪53，作业架51包括基板511和延伸臂512，基板511呈圆形设置，真空吸盘52固定安装在基板511上，延伸臂512沿基板511的圆周方向均匀设置有若干个，本实施例以四个为例，挠性夹爪53在每个延伸臂512上均设置有一个，挠性夹爪53充气时向靠近真空吸盘52的方向弯曲。在拆卸零部件时，通过真空吸盘52抵触零部件，同时四个挠性夹爪53配合真空吸盘52对零部件进行抵触或者夹持，使零部件方便拆卸。完全卸下固定螺栓后，真空吸盘52吸附零部件，使零部件不易掉落。安装时真空吸盘52吸附零部件，四个挠性夹爪53配合真空吸盘52对零部件进行夹持，使零部件方便安装。
参照图3，在检修座3上设置有取料气缸31，取料气缸31的缸体与检修座3固定连接，取料气缸31的活塞杆与基板511靠近检修座3的一侧球接。在检修座3和基板511之间还设置有若干调节气缸32，本实施例以两个为例，两个调节气缸32沿基板511圆周方向分布，两个调节气缸32之间对应基板511的圆心角为90°。调节气缸32的缸体与检修座3铰接，调节气缸32的活塞杆与基板511铰接。
参照图2和图3，当取料气缸31的活塞杆伸缩时，调节真空吸盘52与检修座3之间的距离，方便真空吸盘52吸附零部件。当调节气缸32的活塞杆伸缩时，调节真空吸盘52与检修座3之间的角度，进一步方便真空吸盘52吸附零部件。
参照图2和图4，每个延伸臂512靠近基板511的一端均固定穿设有转轴513，转轴513轴线与基板511表面垂直，转轴513与基板511转动连接，基板511靠近检修座3的一侧设置有转动电机5111，转动电机5111的数量与转轴513的数量一致，转动电机5111通过齿轮传动驱动转轴513转动。
参照图4，为了使延伸臂512工作时不易转动，转动电机5111采用自锁式电机，并在每个转轴513上均套设有环形的电磁铁5131，电磁铁5131固定设置在基板511靠近检修座3的一侧，延伸臂512为可被电磁铁5131磁性吸附的金属管材。当延伸臂512工作时，转动电机5111处于自锁状态，且电磁铁5131通点与延伸臂512磁性吸附，从而实现对延伸臂512的限位。
参照图5，延伸臂512上延其长度方向开设有开口5121，在每个延伸臂512内部均滑动设置有安装块514，安装块514上一体成型有连接部5141，连接部5141延伸出开口5121，连接部5141与开口5121处滑动配合。在每个延伸臂512内部均转动设置有丝杆5122，丝杆5122穿设安装块514，并与安装块514螺纹连接，丝杆5122通过固定在延伸臂512端部的伺服电机驱动。当丝杆5122转动时，驱动安装块514在延伸臂512内部滑动。
参照图5，在每个安装块514上均设置有安装头515，每个安装头515上均固定穿设有转动轴5151，转动轴5151与安装块514转动连接，转动轴5151轴线与基板511表面平行，每个安装块514上均固定设置有调节电机5142，调节电机5142为伺服电机，调节电机5142的电机轴与转动轴5151同轴固定连接，挠性夹爪53设置在安装头515上。
参照图2，在作业时先根据零部件的尺寸和形状调节延伸臂512的转动角度，而后再调节每个挠性夹爪53的具体位置，从而在最大程度上适应不同尺寸和形状的零部件，提升对零部件的适应性。
本申请实施例一种用于射线检测装置的机械臂的实施原理为：对射线检测装置进行检修时，工作人员操纵检修座3靠近检修位置，而后通过摄像头6实时拍摄作业画面，工作人员通过显示操纵台72对零部件进行检查。
当零部件需进行更换时，通过取料气缸31和调节气缸32调节基板511的位置和角度，使基板511与零部件吸附面平行，且维修扳手4对准螺栓位置。同时通过延伸臂512的转动和安装块514的滑动，使挠性夹爪53对根据零部件的尺寸和形状达到既定位置，而后真空吸盘52对零部件进行抵触，挠性夹爪53对零部件进行辅助定位，待卸下零部件上所有的螺栓后，真空吸盘52对零部件进行吸附，挠性夹爪53对零部件进行抓取，将零部件放下。而后将真空吸盘52配合挠性夹爪53将新的零部件抓起，并进行安装。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于，包括：转动底座(1)，所述转动底座(1)包括底板(11)和转动设置在底板(11)上的转动座(12)；
机械手臂，所述机械手臂包括设置在所述转动座(12)上的机械手躯干(2)、转动连接在机械手躯干(2)上的检修座(3)以及设置在检修座(3)上的维修扳手(4)、抓取夹爪(5)和摄像头(6)，所述维修扳手(4)用于拆装零部件的固定件，所述抓取夹爪(5)用于抓取零部件，所述摄像头(6)用于实时拍摄作业画面；
控制机构(7)，所述控制机构(7)包括设置在底板(11)上的控制器(71)和显示操纵台(72)，所述控制器(71)与所述机械手臂电连接，所述显示操纵台(72)与所述控制器(71)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述底板(11)上设置有转盘轴承(111)，所述转盘轴承(111)的外圈固定连接在所述底板(11)上，所述转动座(12)固定连接在所述转盘轴承(111)的内圈上，所述转动座(12)上设置有驱动电机(121)，所述驱动电机(121)的电机轴上设置有与所述转盘轴承(111)外圈啮合的驱动齿轮(122)。
3.根据权利要求1所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述抓取夹爪(5)包括作业架(51)、真空吸盘(52)和挠性夹爪(53)，所述作业架(51)包括基板(511)和设置在基板(511)周边的若干延伸臂(512)，所述真空吸盘(52)安装在所述基板(511)上，所述挠性夹爪(53)在每个延伸臂(512)上均设置有一个，所述挠性夹爪(53)充气时向靠近所述真空吸盘(52)的方向弯曲，对零部件进行夹持。
4.根据权利要求3所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述检修座(3)上设置有取料气缸(31)，所述取料气缸(31)的缸体固定连接在所述检修座(3)上，所述取料气缸(31)的活塞杆与所述作业架(51)连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述取料气缸(31)的活塞杆与所述作业架(51)球接，所述检修座(3)和所述作业架(51)之间还设置有若干调节所述作业架(51)角度的调节气缸(32)。
6.根据权利要求3所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述延伸臂(512)靠近所述基板(511)的一端均设置有垂直于所述基板(511)的转轴(513)，所述转轴(513)的一端与所述基板(511)转动连接，所述基板(511)靠近检修座(3)的一侧设置有转动电机(5111)，所述转动电机(5111)通过齿轮传动驱动所述转轴(513)转动。
7.根据权利要求6所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述转动电机(5111)为自锁式电机，所述转轴(513)上套设有电磁铁(5131)，所述电磁铁(5131)设置所述基板(511)靠近检修座(3)的一侧，所述延伸臂(512)不转动时，所述电磁铁(5131)与所述延伸臂(512)磁性吸附。
8.根据权利要求3所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：每个所述延伸臂(512)上均滑动设置有安装块(514)，所述安装块(514)沿所述延伸臂(512)长度方向滑动，所述安装块(514)上转动连接有安装头(515)，所述安装头(515)的转动轴线与所述基板(511)表面平行，所述挠性夹爪(53)设置在所述安装头(515)上。
9.根据权利要求8所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述延伸臂(512)为管材，所述延伸臂(512)上延其长度方向开设有开口(5121)，所述安装块(514)上一体成型有连接部(5141)，所述连接部(5141)延伸出开口(5121)，所述安装头(515)连接在所述连接部(5141)上，所述管材内部转动设有丝杆(5122)，所述丝杆(5122)穿设所述安装块(514)，并与安装块(514)螺纹连接。
10.根据权利要求8所述的一种用于射线检测装置的机械臂，其特征在于：所述安装头(515)上固定穿设有转动轴(5151)，所述转动轴(5151)与所述安装块(514)转动连接，所述安装块(514)上设置调节电机(5142)，所述调节电机(5142)的电机轴与所述转动轴(5151)同轴固定连接。
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