CN116587165B - 一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人打磨头技术领域，且公开了一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备及方法，解决了需要借助气动夹爪等电子设备配合工业机器人才能完成打磨头砂纸更换的问题，其包括回收盒和上料盒，所述回收盒的上方设有分离板，分离板和回收盒通过间距调整单元连接，回收盒上设有与分离板相配合的砂纸滚动支撑单元，上料盒和回收盒通过弹性水平滑动结构连接，上料盒的上方设有固定座，固定座上固定连接有两个限位板，限位板远离固定座的一端倾斜设置，两个限位板之间设有活动座，活动座和固定座通过弹性复位单元连接；不需要额外的电子设备配合工业机器人打磨头更换砂纸，降低了生产成本，便于实际使用。

Description

一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备及方法

技术领域

本发明属于机器人打磨头技术领域，具体为一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备及方法。

背景技术

机器人打磨头上的砂纸磨损严重后应及时更换，现有技术中，公布号为CN111390764A的机器人智能抛光的砂纸自动更换装置和砂纸自动更换方法，砂纸面积稍大于打磨头打磨面的面积，采用具有平口尖形的气动夹爪，开度略大于砂纸厚度，机器人将打磨头送至夹爪位置，夹爪闭合紧扣砂纸边缘，然后机器人斜向上动作将砂纸撕下，但是，该方法需要借助气动夹爪等电子设备配合工业机器人才能完成打磨头砂纸的更换，成本较高，不便于实际使用。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备及方法，有效的解决了上述背景技术中需要借助气动夹爪等电子设备配合工业机器人才能完成打磨头砂纸更换的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，包括回收盒和上料盒，所述回收盒的上方设有分离板，分离板和回收盒通过间距调整单元连接，回收盒上设有与分离板相配合的砂纸滚动支撑单元，上料盒和回收盒通过弹性水平滑动结构连接，上料盒的上方设有固定座，固定座上固定连接有两个限位板，限位板远离固定座的一端倾斜设置，两个限位板之间设有活动座，活动座和固定座通过弹性复位单元连接，两个限位板相远离的一侧分别设有控制箱，控制箱和上料盒通过第一固定架连接，限位板和上料盒通过第三固定架连接，上料盒内设有用于叠放砂纸的载物台，上料盒的两侧内壁分别开设有第一矩形孔，第一矩形孔内设有第一支撑部，第一支撑部和载物台固定连接，第一支撑部上贯穿有螺纹连接的第一丝杆，第一丝杆和上料盒转动连接，第一丝杆的顶端与位于控制箱内的第一齿轮固定连接，控制箱内设有与第一齿轮相啮合的第一齿板，活动座和第一齿板通过单向啮合滑动结构连接。

优选的，所述单向啮合滑动结构包括分别固定安装于活动座两侧的第一支架，限位板上开设有第二矩形孔，且第一支架贯穿第二矩形孔，第一齿板的一端与第一支架通过弹性拉伸器连接，第一齿板的另一端设有止动板，止动板和第一齿板相接触，止动板的顶部和控制箱的顶部内壁固定连接，第一齿板的外部套设有导向架，导向架上开设有通孔，导向架的底部和控制箱的底部内壁通过第一固定柱连接，第一固定柱的外部套设有第一活动板，第一活动板和导向架通过第一拉伸弹簧连接，第一活动板上固定连接有第一托板，第一托板的顶端贯穿通孔，且第一托板上设有与第一齿板相配合的倾斜面，第一齿板远离第一齿轮的一侧和第一托板的一侧相接触，控制箱上设有与第一齿板相配合的往复推动机构。

优选的，所述往复推动机构包括设置于第一齿板远离第一齿轮一侧的第一按压板，第一按压板和第一齿板相接触，第一按压板远离第一齿板的一侧设有第一固定板，第一固定板和止动板固定连接，第一固定板远离第一按压板的一侧设有第二活动板，第二活动板和第一按压板通过第一连接板连接，且第一连接板贯穿第一固定板，第一固定板和第二活动板通过第二拉伸弹簧连接，控制箱上设有与第二活动板相配合的往复支撑单元，止动板上开设有容纳孔，止动板远离第一按压板的一侧设有第三活动板，第三活动板和止动板通过第三拉伸弹簧连接，第三活动板上固定连接有第二托板，且第二托板的一端位于容纳孔内，第二托板远离第三活动板的一端和第一按压板相接触。

优选的，所述往复支撑单元包括固定安装于控制箱内的第二支架，第二支架上贯穿有第一转轴，第一转轴和第二支架的连接处设有轴承，第一转轴的外部固定套设有凸轮，且第二活动板靠近第一按压板的一侧和凸轮相接触，第一转轴的顶端固定连接有第二齿轮，控制箱内设有与第二齿轮相啮合的第二齿板，第二齿板远离第二齿轮的一端固定连接有支撑板，支撑板上固定连接有第二支撑部，第二支撑部和控制箱的内壁通过第四拉伸弹簧连接，支撑板远离第二齿板的一端贯穿控制箱，支撑板远离第二齿板的一端设有第二按压板，第二按压板和第一支架通过第三支架连接。

优选的，所述弹性拉伸器包括固定安装于第一齿板远离止动板一端的第二固定架，第二固定架上贯穿有第二固定柱，第二固定柱和第一支架固定连接，第二固定柱的外部套设有第五拉伸弹簧，第五拉伸弹簧的两端分别与第二固定架和第一支架固定连接，且第二固定架的一侧和第一支架相接触。

优选的，所述弹性复位单元包括固定安装于活动座上的第二连接板，第二连接板贯穿固定座，第二连接板远离活动座的一端固定连接有第四活动板，第四活动板和固定座通过第六拉伸弹簧连接。

优选的，所述弹性水平滑动结构包括对称设置于上料盒两侧的第一侧板，第一侧板上贯穿有两个第三固定柱，第三固定柱的一端和上料盒固定连接，第三固定柱的另一端固定连接有固定盘，第三固定柱的外部套设有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别与第一侧板和固定盘固定连接，第一侧板上固定连接有第二固定板，第二固定板上开设有凹槽，凹槽内设有滑板，滑板的一端和凹槽的内壁通过第七拉伸弹簧连接，滑板的另一端和回收盒固定连接。

优选的，所述第一丝杆的底端套设有第三支撑部，第一丝杆和第三支撑部的连接处设有轴承，第三支撑部和上料盒固定连接，通过第三支撑部和轴承的设计，以使第一丝杆和上料盒转动连接。

优选的，所述砂纸滚动支撑单元包括两个固定安装于回收盒顶部的第二侧板，且分离板位于第二侧板的上方，两个第二侧板之间设有若干第二转轴，第二转轴和第二侧板通过轴承连接，第二转轴的外部固定套设有若干滚轮，间距调整单元包括至少两个第二丝杆，第二丝杆的底端和回收盒固定连接，第二丝杆的顶端贯穿分离板，第二丝杆的外部套设有两个螺母，相邻两个螺母分别与分离板的顶部和底部相接触。

本发明还提供了一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换方法，包括如上述所述的基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，包括以下步骤：

步骤一：工作人员把未使用的砂纸叠放在上料盒内，当需要更换工业机器人末端打磨头上的砂纸时，工业机器人驱动打磨头移动，以使打磨头上砂纸的底部和砂纸滚动支撑单元相接触，工业机器人驱动打磨头水平方向移动，分离板插入打磨头和砂纸之间，对位于打磨头上的砂纸进行分离，分离后的砂纸掉落在回收盒内；

步骤二：工业机器人驱动打磨头水平方向持续移动，打磨头滑动至两个限位板之间，打磨头与活动座相接触，随着打磨头的持续移动，打磨头驱动活动座移动，活动座通过单向啮合滑动结构驱动第一齿板移动，第一齿板驱动第一齿轮和第一丝杆旋转，第一丝杆通过第一支撑部驱动载物台上移，当活动座和固定座相接触时，活动座停止驱动第一齿轮旋转，位于载物台最上方的一个砂纸移动至预设位置；

步骤三：工业机器人驱动打磨头下移，以使打磨头上的尼龙钩面与砂纸上的背绒粘贴在一起，工业机器人驱动打磨头上移，即可完成打磨头砂纸的更换；

步骤四：打磨头砂纸更换完毕后，打磨头不再位于活动座的一侧，弹性复位单元驱动活动座和第一齿板复位初始位置，第一齿板复位初始位置的过程中，单向啮合滑动结构首先驱动第一齿板远离第一齿轮移动，以使第一齿板复位初始位置的过程中不再与第一齿轮相啮合，当第一齿板水平左右方向不再移动时，单向啮合滑动结构驱动第一齿板朝向第一齿轮移动，第一齿板和第一齿轮相啮合，即可使得第一齿板复位初始位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、工作人员把未使用的砂纸叠放在上料盒内，当需要更换工业机器人末端打磨头上的砂纸时，工业机器人驱动打磨头移动，以使打磨头上砂纸的底部和砂纸滚动支撑单元相接触，工业机器人驱动打磨头水平方向移动，分离板插入打磨头和砂纸之间，对位于打磨头上的砂纸进行分离，分离后的砂纸掉落在回收盒内，工业机器人驱动打磨头水平方向持续移动，打磨头滑动至两个限位板之间，打磨头与活动座相接触，随着打磨头的持续移动，打磨头驱动活动座移动，活动座通过单向啮合滑动结构驱动第一齿板移动，第一齿板驱动第一齿轮和第一丝杆旋转，第一丝杆通过第一支撑部驱动载物台上移，当活动座和固定座相接触时，活动座停止驱动第一齿轮旋转，位于载物台最上方的一个砂纸移动至预设位置，工业机器人驱动打磨头下移，以使打磨头上的尼龙钩面与砂纸上的背绒粘贴在一起，工业机器人驱动打磨头上移，即可完成打磨头砂纸的更换，同时打磨头不再位于活动座的一侧，弹性复位单元驱动活动座和第一齿板复位初始位置，第一齿板复位初始位置的过程中，单向啮合滑动结构首先驱动第一齿板远离第一齿轮移动，以使第一齿板复位初始位置的过程中不再与第一齿轮相啮合，当第一齿板水平左右方向不再移动时，单向啮合滑动结构驱动第一齿板朝向第一齿轮移动，第一齿板和第一齿轮相啮合，即可使得第一齿板复位初始位置，不需要额外的电子设备配合工业机器人打磨头更换砂纸，降低了生产成本，便于实际使用；

（2）、工业机器人上打磨头驱动活动座水平方向移动时，第二连接板驱动第四活动板移动，第六拉伸弹簧处于拉伸状态，且活动座通过第一支架驱动第二固定架和第一齿板移动，第一齿板驱动第一齿轮旋转，第一支架移动的过程中，第一支架通过第三支架驱动第二按压板移动，当第二按压板移动至预设位置时，第二按压板和支撑板相接触，随着第一支架的持续移动，第二按压板驱动支撑板、第二支撑部和第二齿板移动，第四拉伸弹簧处于拉伸状态，第二齿板通过第二齿轮驱动第一转轴和凸轮旋转，凸轮推到第二活动板移动，第二拉伸弹簧处于拉伸状态，第二活动板通过第一连接板驱动第一按压板远离第一齿板移动，当第一按压板的一侧不再与第二托板的一侧相接触时，第三拉伸弹簧驱动第三活动板和第二托板移动，第二托板的一端移动至第一按压板靠近第一齿板的一侧，通过第二托板对第一按压板进行支撑，当活动座和固定座相接触时，第一齿板移动至预设位置，此时第一托板的一侧不再与第一齿板的一侧相接触，第一托板不再对第一齿板进行支撑，第五拉伸弹簧驱动第二固定架和第一齿板移动，以使第一齿板远离第一齿轮移动，第一齿板不再与第一齿轮相啮合，当打磨头上的砂纸更换完毕后，打磨头不再位于活动座的一侧，解除对活动座位置的限位，第六拉伸弹簧驱动第四活动板和第二连接板移动，以使活动座复位初始位置，活动座通过第一支架驱动第二固定架和第一齿板朝向第一托板移动，第一齿板与第一托板上的倾斜面相接触，第一齿板驱动第一托板下移，以使第一托板的顶端移动至通孔内，第一托板驱动第一活动板下移，第一拉伸弹簧处于拉伸状态，当第一齿板移动至第一按压板远离第二活动板的一侧时，随着第一齿板的持续移动，第一齿板推动第二托板移动，以使第二托板的一端移动至容纳孔内，第三拉伸弹簧处于拉伸状态，第二托板不再对第一按压板进行支撑，且第一齿板和第一支架移动的同时，第一支架驱动第三支架和第二按压板移动，第二按压板不再按压支撑板，第四拉伸弹簧驱动第二支撑部和支撑板复位初始位置，凸轮不再对第二活动板进行支撑，解除对第二活动板位置的限定，且此时第二托板不再对第一按压板的位置进行限定，以使第二拉伸弹簧驱动第二活动板和第一按压板移动，第一按压板推到第一齿板朝向第一齿轮移动，以使第一齿板和第一齿轮相啮合，当第一齿板和第一齿轮相啮合时，第一拉伸弹簧驱动第一活动板和第一托板上移，第一托板的一端移动至第一齿板远离第一齿轮的一侧，通过第一托板对第一齿板进行支撑，以使第一齿板和第一齿轮保持啮合状态，且第一按压板移动至第二托板的一侧，第二托板远离第三活动板的一侧和第一按压板相接触，活动座朝向固定座移动时，第一齿板可以驱动第一齿轮旋转，活动座远离固定座移动时，第一齿板不再与第一齿轮相啮合，以使第一齿板可以驱动第一齿轮和第一丝杆间歇式单向旋转，载物台间歇式上移，确保位于载物台最上方的一个砂纸始终移动至预设位置，当位于载物台上的砂纸使用完毕后，工作人员人为驱动活动座移动，当第一齿板不再与第一齿轮相啮合时，工作人员驱动第一丝杆反向旋转，以使载物台下移至初始位置，即可再次往上料盒内叠放砂纸；

（3）、通过第一侧板、第三固定柱、固定盘和压缩弹簧的设计，以使上料盒可以相对回收盒前后方向移动，通过第二固定板、凹槽、滑板和第七拉伸弹簧的设计，以使上料盒可以相对回收盒左右方向移动，工业机器人驱动打磨头水平方向持续移动，打磨头滑动至两个限位板之间时，当打磨头相对限位板前后方向位置出现偏差时，打磨头可以通过限位板驱动上料盒相对回收盒前后方向移动，以使上料盒对打磨头对齐，打磨头与活动座相接触，随着打磨头的持续移动，打磨头驱动活动座移动，当活动座与固定座相接触时，工业机器人持续驱动打磨头再持续移动一段预设距离，上料盒跟随固定座移动，以使上料盒相对回收盒左右方向移动，确保工业机器人驱动打磨头左右方向位置出现偏差时，由于活动座多行进一段预设距离，活动座仍然可以与固定座相接触，以使上料盒位于打磨头的正下方；

（4）、通过第二侧板、第二转轴和滚轮的设计，对工业机器人末端打磨头上的砂纸进行支撑，砂纸与滚轮相接触，工作人员驱动相邻两个螺母旋转，以使相邻两个螺母不再夹持住分离板，工作人员驱动分离板竖直方向移动，可以调节分离板和滚轮之间的高度差，以使分离板位于预设位置，分离板的位置调节完毕后，工作人员驱动相邻两个螺母旋转，相邻两个螺母夹持住分离板，以使分离板相对回收盒固定。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明弹性水平滑动结构的结构示意图；

图3为本发明上料盒内部的结构示意图；

图4为本发明弹性复位单元的结构示意图；

图5为本发明控制箱内部的结构示意图；

图6为本发明导向架的结构示意图；

图7为本发明止动板的结构示意图；

图8为本发明第二支架的结构示意图。

图中：1、回收盒；2、分离板；3、上料盒；4、第一侧板；5、固定座；6、限位板；7、活动座；8、载物台；9、第一矩形孔；10、第一支撑部；11、控制箱；12、第一固定架；13、第一丝杆；14、第一齿轮；15、第一支架；16、第二矩形孔；17、第一齿板；18、止动板；19、导向架；20、通孔；21、第一托板；22、第一活动板；23、第一固定柱；24、第一拉伸弹簧；25、第一按压板；26、第一固定板；27、第二活动板；28、第一连接板；29、第二拉伸弹簧；30、第三活动板；31、第三拉伸弹簧；32、容纳孔；33、第二托板；34、第二支架；35、第一转轴；36、凸轮；37、第二齿轮；38、第二齿板；39、支撑板；40、第二支撑部；41、第四拉伸弹簧；42、第二固定架；43、第二固定柱；44、第五拉伸弹簧；45、第二连接板；46、第四活动板；47、第六拉伸弹簧；48、第三固定架；49、第三固定柱；50、固定盘；51、压缩弹簧；52、第二固定板；53、凹槽；54、滑板；55、第七拉伸弹簧；56、第二侧板；57、第二转轴；58、滚轮；59、第二丝杆；60、螺母；61、第三支架；62、第二按压板；63、第三支撑部。

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。

实施例一，由图1至图8给出，本发明包括回收盒1和上料盒3，回收盒1的上方设有分离板2，分离板2和回收盒1通过间距调整单元连接，回收盒1上设有与分离板2相配合的砂纸滚动支撑单元，上料盒3和回收盒1通过弹性水平滑动结构连接，上料盒3的上方设有固定座5，固定座5上固定连接有两个限位板6，限位板6远离固定座5的一端倾斜设置，两个限位板6之间设有活动座7，活动座7和固定座5通过弹性复位单元连接，两个限位板6相远离的一侧分别设有控制箱11，控制箱11和上料盒3通过第一固定架12连接，限位板6和上料盒3通过第三固定架48连接，上料盒3内设有用于叠放砂纸的载物台8，上料盒3的两侧内壁分别开设有第一矩形孔9，第一矩形孔9内设有第一支撑部10，第一支撑部10和载物台8固定连接，第一支撑部10上贯穿有螺纹连接的第一丝杆13，第一丝杆13和上料盒3转动连接，第一丝杆13的顶端与位于控制箱11内的第一齿轮14固定连接，控制箱11内设有与第一齿轮14相啮合的第一齿板17，活动座7和第一齿板17通过单向啮合滑动结构连接；不需要额外的电子设备配合工业机器人打磨头更换砂纸，降低了生产成本，便于实际使用。

实施例二，在实施例一的基础上，由图1、图4、图5、图6、图7和图8给出，单向啮合滑动结构包括分别固定安装于活动座7两侧的第一支架15，限位板6上开设有第二矩形孔16，且第一支架15贯穿第二矩形孔16，第一齿板17的一端与第一支架15通过弹性拉伸器连接，第一齿板17的另一端设有止动板18，止动板18和第一齿板17相接触，止动板18的顶部和控制箱11的顶部内壁固定连接，第一齿板17的外部套设有导向架19，导向架19上开设有通孔20，导向架19的底部和控制箱11的底部内壁通过第一固定柱23连接，第一固定柱23的外部套设有第一活动板22，第一活动板22和导向架19通过第一拉伸弹簧24连接，第一活动板22上固定连接有第一托板21，第一托板21的顶端贯穿通孔20，且第一托板21上设有与第一齿板17相配合的倾斜面，第一齿板17远离第一齿轮14的一侧和第一托板21的一侧相接触，控制箱11上设有与第一齿板17相配合的往复推动机构，往复推动机构包括设置于第一齿板17远离第一齿轮14一侧的第一按压板25，第一按压板25和第一齿板17相接触，第一按压板25远离第一齿板17的一侧设有第一固定板26，第一固定板26和止动板18固定连接，第一固定板26远离第一按压板25的一侧设有第二活动板27，第二活动板27和第一按压板25通过第一连接板28连接，且第一连接板28贯穿第一固定板26，第一固定板26和第二活动板27通过第二拉伸弹簧29连接，控制箱11上设有与第二活动板27相配合的往复支撑单元，止动板18上开设有容纳孔32，止动板18远离第一按压板25的一侧设有第三活动板30，第三活动板30和止动板18通过第三拉伸弹簧31连接，第三活动板30上固定连接有第二托板33，且第二托板33的一端位于容纳孔32内，第二托板33远离第三活动板30的一端和第一按压板25相接触，往复支撑单元包括固定安装于控制箱11内的第二支架34，第二支架34上贯穿有第一转轴35，第一转轴35和第二支架34的连接处设有轴承，第一转轴35的外部固定套设有凸轮36，且第二活动板27靠近第一按压板25的一侧和凸轮36相接触，第一转轴35的顶端固定连接有第二齿轮37，控制箱11内设有与第二齿轮37相啮合的第二齿板38，第二齿板38远离第二齿轮37的一端固定连接有支撑板39，支撑板39上固定连接有第二支撑部40，第二支撑部40和控制箱11的内壁通过第四拉伸弹簧41连接，支撑板39远离第二齿板38的一端贯穿控制箱11，支撑板39远离第二齿板38的一端设有第二按压板62，第二按压板62和第一支架15通过第三支架61连接，弹性拉伸器包括固定安装于第一齿板17远离止动板18一端的第二固定架42，第二固定架42上贯穿有第二固定柱43，第二固定柱43和第一支架15固定连接，第二固定柱43的外部套设有第五拉伸弹簧44，第五拉伸弹簧44的两端分别与第二固定架42和第一支架15固定连接，且第二固定架42的一侧和第一支架15相接触，弹性复位单元包括固定安装于活动座7上的第二连接板45，第二连接板45贯穿固定座5，第二连接板45远离活动座7的一端固定连接有第四活动板46，第四活动板46和固定座5通过第六拉伸弹簧47连接；

工业机器人上打磨头驱动活动座7水平方向移动时，第二连接板45驱动第四活动板46移动，第六拉伸弹簧47处于拉伸状态，且活动座7通过第一支架15驱动第二固定架42和第一齿板17移动，第一齿板17驱动第一齿轮14旋转，第一支架15移动的过程中，第一支架15通过第三支架61驱动第二按压板62移动，当第二按压板62移动至预设位置时，第二按压板62和支撑板39相接触，随着第一支架15的持续移动，第二按压板62驱动支撑板39、第二支撑部40和第二齿板38移动，第四拉伸弹簧41处于拉伸状态，第二齿板38通过第二齿轮37驱动第一转轴35和凸轮36旋转，凸轮36推到第二活动板27移动，第二拉伸弹簧29处于拉伸状态，第二活动板27通过第一连接板28驱动第一按压板25远离第一齿板17移动，当第一按压板25的一侧不再与第二托板33的一侧相接触时，第三拉伸弹簧31驱动第三活动板30和第二托板33移动，第二托板33的一端移动至第一按压板25靠近第一齿板17的一侧，通过第二托板33对第一按压板25进行支撑，当活动座7和固定座5相接触时，第一齿板17移动至预设位置，此时第一托板21的一侧不再与第一齿板17的一侧相接触，第一托板21不再对第一齿板17进行支撑，第五拉伸弹簧44驱动第二固定架42和第一齿板17移动，以使第一齿板17远离第一齿轮14移动，第一齿板17不再与第一齿轮14相啮合，当打磨头上的砂纸更换完毕后，打磨头不再位于活动座7的一侧，解除对活动座7位置的限位，第六拉伸弹簧47驱动第四活动板46和第二连接板45移动，以使活动座7复位初始位置，活动座7通过第一支架15驱动第二固定架42和第一齿板17朝向第一托板21移动，第一齿板17与第一托板21上的倾斜面相接触，第一齿板17驱动第一托板21下移，以使第一托板21的顶端移动至通孔20内，第一托板21驱动第一活动板22下移，第一拉伸弹簧24处于拉伸状态，当第一齿板17移动至第一按压板25远离第二活动板27的一侧时，随着第一齿板17的持续移动，第一齿板17推动第二托板33移动，以使第二托板33的一端移动至容纳孔32内，第三拉伸弹簧31处于拉伸状态，第二托板33不再对第一按压板25进行支撑，且第一齿板17和第一支架15移动的同时，第一支架15驱动第三支架61和第二按压板62移动，第二按压板62不再按压支撑板39，第四拉伸弹簧41驱动第二支撑部40和支撑板39复位初始位置，凸轮36不再对第二活动板27进行支撑，解除对第二活动板27位置的限定，且此时第二托板33不再对第一按压板25的位置进行限定，以使第二拉伸弹簧29驱动第二活动板27和第一按压板25移动，第一按压板25推到第一齿板17朝向第一齿轮14移动，以使第一齿板17和第一齿轮14相啮合，当第一齿板17和第一齿轮14相啮合时，第一拉伸弹簧24驱动第一活动板22和第一托板21上移，第一托板21的一端移动至第一齿板17远离第一齿轮14的一侧，通过第一托板21对第一齿板17进行支撑，以使第一齿板17和第一齿轮14保持啮合状态，且第一按压板25移动至第二托板33的一侧，第二托板33远离第三活动板30的一侧和第一按压板25相接触，活动座7朝向固定座5移动时，第一齿板17可以驱动第一齿轮14旋转，活动座7远离固定座5移动时，第一齿板17不再与第一齿轮14相啮合，以使第一齿板17可以驱动第一齿轮14和第一丝杆13间歇式单向旋转，载物台8间歇式上移，确保位于载物台8最上方的一个砂纸始终移动至预设位置，当位于载物台8上的砂纸使用完毕后，工作人员人为驱动活动座7移动，当第一齿板17不再与第一齿轮14相啮合时，工作人员驱动第一丝杆13反向旋转，以使载物台8下移至初始位置，即可再次往上料盒3内叠放砂纸。

实施例三，在实施例一的基础上，由图1、图2和图3给出，弹性水平滑动结构包括对称设置于上料盒3两侧的第一侧板4，第一侧板4上贯穿有两个第三固定柱49，第三固定柱49的一端和上料盒3固定连接，第三固定柱49的另一端固定连接有固定盘50，第三固定柱49的外部套设有压缩弹簧51，压缩弹簧51的两端分别与第一侧板4和固定盘50固定连接，第一侧板4上固定连接有第二固定板52，第二固定板52上开设有凹槽53，凹槽53内设有滑板54，滑板54的一端和凹槽53的内壁通过第七拉伸弹簧55连接，滑板54的另一端和回收盒1固定连接，第一丝杆13的底端套设有第三支撑部63，第一丝杆13和第三支撑部63的连接处设有轴承，第三支撑部63和上料盒3固定连接，通过第三支撑部63和轴承的设计，以使第一丝杆13和上料盒3转动连接；

通过第一侧板4、第三固定柱49、固定盘50和压缩弹簧51的设计，以使上料盒3可以相对回收盒1前后方向移动，通过第二固定板52、凹槽53、滑板54和第七拉伸弹簧55的设计，以使上料盒3可以相对回收盒1左右方向移动，工业机器人驱动打磨头水平方向持续移动，打磨头滑动至两个限位板6之间时，当打磨头相对限位板6前后方向位置出现偏差时，打磨头可以通过限位板6驱动上料盒3相对回收盒1前后方向移动，以使上料盒3对打磨头对齐，打磨头与活动座7相接触，随着打磨头的持续移动，打磨头驱动活动座7移动，当活动座7与固定座5相接触时，工业机器人持续驱动打磨头再持续移动一段预设距离，上料盒3跟随固定座5移动，以使上料盒3相对回收盒1左右方向移动，确保工业机器人驱动打磨头左右方向位置出现偏差时，由于活动座7多行进一段预设距离，活动座7仍然可以与固定座5相接触，以使上料盒3位于打磨头的正下方。

实施例四，在实施例一的基础上，由图1给出，砂纸滚动支撑单元包括两个固定安装于回收盒1顶部的第二侧板56，且分离板2位于第二侧板56的上方，两个第二侧板56之间设有若干第二转轴57，第二转轴57和第二侧板56通过轴承连接，第二转轴57的外部固定套设有若干滚轮58，间距调整单元包括至少两个第二丝杆59，第二丝杆59的底端和回收盒1固定连接，第二丝杆59的顶端贯穿分离板2，第二丝杆59的外部套设有两个螺母60，相邻两个螺母60分别与分离板2的顶部和底部相接触；

通过第二侧板56、第二转轴57和滚轮58的设计，对工业机器人末端打磨头上的砂纸进行支撑，砂纸与滚轮58相接触，工作人员驱动相邻两个螺母60旋转，以使相邻两个螺母60不再夹持住分离板2，工作人员驱动分离板2竖直方向移动，可以调节分离板2和滚轮58之间的高度差，以使分离板2位于预设位置，分离板2的位置调节完毕后，工作人员驱动相邻两个螺母60旋转，相邻两个螺母60夹持住分离板2，以使分离板2相对回收盒1固定。

本实施例的一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换方法，包括如上述的基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，包括以下步骤：

步骤一：工作人员把未使用的砂纸叠放在上料盒3内，当需要更换工业机器人末端打磨头上的砂纸时，工业机器人驱动打磨头移动，以使打磨头上砂纸的底部和砂纸滚动支撑单元相接触，工业机器人驱动打磨头水平方向移动，分离板2插入打磨头和砂纸之间，对位于打磨头上的砂纸进行分离，分离后的砂纸掉落在回收盒1内；

步骤二：工业机器人驱动打磨头水平方向持续移动，打磨头滑动至两个限位板6之间，打磨头与活动座7相接触，随着打磨头的持续移动，打磨头驱动活动座7移动，活动座7通过单向啮合滑动结构驱动第一齿板17移动，第一齿板17驱动第一齿轮14和第一丝杆13旋转，第一丝杆13通过第一支撑部10驱动载物台8上移，当活动座7和固定座5相接触时，活动座7停止驱动第一齿轮14旋转，位于载物台8最上方的一个砂纸移动至预设位置；

步骤三：工业机器人驱动打磨头下移，以使打磨头上的尼龙钩面与砂纸上的背绒粘贴在一起，工业机器人驱动打磨头上移，即可完成打磨头砂纸的更换；

步骤四：打磨头砂纸更换完毕后，打磨头不再位于活动座7的一侧，弹性复位单元驱动活动座7和第一齿板17复位初始位置，第一齿板17复位初始位置的过程中，单向啮合滑动结构首先驱动第一齿板17远离第一齿轮14移动，以使第一齿板17复位初始位置的过程中不再与第一齿轮14相啮合，当第一齿板17水平左右方向不再移动时，单向啮合滑动结构驱动第一齿板17朝向第一齿轮14移动，第一齿板17和第一齿轮14相啮合，即可使得第一齿板17复位初始位置。

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 (7)

1.一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，其特征在于：包括回收盒（1）和上料盒（3），所述回收盒（1）的上方设有分离板（2），分离板（2）和回收盒（1）通过间距调整单元连接，回收盒（1）上设有与分离板（2）相配合的砂纸滚动支撑单元，上料盒（3）和回收盒（1）通过弹性水平滑动结构连接，上料盒（3）的上方设有固定座（5），固定座（5）上固定连接有两个限位板（6），限位板（6）远离固定座（5）的一端倾斜设置，两个限位板（6）之间设有活动座（7），活动座（7）和固定座（5）通过弹性复位单元连接，两个限位板（6）相远离的一侧分别设有控制箱（11），控制箱（11）和上料盒（3）通过第一固定架（12）连接，限位板（6）和上料盒（3）通过第三固定架（48）连接，上料盒（3）内设有用于叠放砂纸的载物台（8），上料盒（3）的两侧内壁分别开设有第一矩形孔（9），第一矩形孔（9）内设有第一支撑部（10），第一支撑部（10）和载物台（8）固定连接，第一支撑部（10）上贯穿有螺纹连接的第一丝杆（13），第一丝杆（13）和上料盒（3）转动连接，第一丝杆（13）的顶端与位于控制箱（11）内的第一齿轮（14）固定连接，控制箱（11）内设有与第一齿轮（14）相啮合的第一齿板（17），活动座（7）和第一齿板（17）通过单向啮合滑动结构连接；

所述弹性复位单元包括固定安装于活动座（7）上的第二连接板（45），第二连接板（45）贯穿固定座（5），第二连接板（45）远离活动座（7）的一端固定连接有第四活动板（46），第四活动板（46）和固定座（5）通过第六拉伸弹簧（47）连接；

所述弹性水平滑动结构包括对称设置于上料盒（3）两侧的第一侧板（4），第一侧板（4）上贯穿有两个第三固定柱（49），第三固定柱（49）的一端和上料盒（3）固定连接，第三固定柱（49）的另一端固定连接有固定盘（50），第三固定柱（49）的外部套设有压缩弹簧（51），压缩弹簧（51）的两端分别与第一侧板（4）和固定盘（50）固定连接，第一侧板（4）上固定连接有第二固定板（52），第二固定板（52）上开设有凹槽（53），凹槽（53）内设有滑板（54），滑板（54）的一端和凹槽（53）的内壁通过第七拉伸弹簧（55）连接，滑板（54）的另一端和回收盒（1）固定连接；

所述砂纸滚动支撑单元包括两个固定安装于回收盒（1）顶部的第二侧板（56），且分离板（2）位于第二侧板（56）的上方，两个第二侧板（56）之间设有若干第二转轴（57），第二转轴（57）和第二侧板（56）通过轴承连接，第二转轴（57）的外部固定套设有若干滚轮（58），间距调整单元包括至少两个第二丝杆（59），第二丝杆（59）的底端和回收盒（1）固定连接，第二丝杆（59）的顶端贯穿分离板（2），第二丝杆（59）的外部套设有两个螺母（60），相邻两个螺母（60）分别与分离板（2）的顶部和底部相接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，其特征在于：所述单向啮合滑动结构包括分别固定安装于活动座（7）两侧的第一支架（15），限位板（6）上开设有第二矩形孔（16），且第一支架（15）贯穿第二矩形孔（16），第一齿板（17）的一端与第一支架（15）通过弹性拉伸器连接，第一齿板（17）的另一端设有止动板（18），止动板（18）和第一齿板（17）相接触，止动板（18）的顶部和控制箱（11）的顶部内壁固定连接，第一齿板（17）的外部套设有导向架（19），导向架（19）上开设有通孔（20），导向架（19）的底部和控制箱（11）的底部内壁通过第一固定柱（23）连接，第一固定柱（23）的外部套设有第一活动板（22），第一活动板（22）和导向架（19）通过第一拉伸弹簧（24）连接，第一活动板（22）上固定连接有第一托板（21），第一托板（21）的顶端贯穿通孔（20），且第一托板（21）上设有与第一齿板（17）相配合的倾斜面，第一齿板（17）远离第一齿轮（14）的一侧和第一托板（21）的一侧相接触，控制箱（11）上设有与第一齿板（17）相配合的往复推动机构。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，其特征在于：所述往复推动机构包括设置于第一齿板（17）远离第一齿轮（14）一侧的第一按压板（25），第一按压板（25）和第一齿板（17）相接触，第一按压板（25）远离第一齿板（17）的一侧设有第一固定板（26），第一固定板（26）和止动板（18）固定连接，第一固定板（26）远离第一按压板（25）的一侧设有第二活动板（27），第二活动板（27）和第一按压板（25）通过第一连接板（28）连接，且第一连接板（28）贯穿第一固定板（26），第一固定板（26）和第二活动板（27）通过第二拉伸弹簧（29）连接，控制箱（11）上设有与第二活动板（27）相配合的往复支撑单元，止动板（18）上开设有容纳孔（32），止动板（18）远离第一按压板（25）的一侧设有第三活动板（30），第三活动板（30）和止动板（18）通过第三拉伸弹簧（31）连接，第三活动板（30）上固定连接有第二托板（33），且第二托板（33）的一端位于容纳孔（32）内，第二托板（33）远离第三活动板（30）的一端和第一按压板（25）相接触。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，其特征在于：所述往复支撑单元包括固定安装于控制箱（11）内的第二支架（34），第二支架（34）上贯穿有第一转轴（35），第一转轴（35）和第二支架（34）的连接处设有轴承，第一转轴（35）的外部固定套设有凸轮（36），且第二活动板（27）靠近第一按压板（25）的一侧和凸轮（36）相接触，第一转轴（35）的顶端固定连接有第二齿轮（37），控制箱（11）内设有与第二齿轮（37）相啮合的第二齿板（38），第二齿板（38）远离第二齿轮（37）的一端固定连接有支撑板（39），支撑板（39）上固定连接有第二支撑部（40），第二支撑部（40）和控制箱（11）的内壁通过第四拉伸弹簧（41）连接，支撑板（39）远离第二齿板（38）的一端贯穿控制箱（11），支撑板（39）远离第二齿板（38）的一端设有第二按压板（62），第二按压板（62）和第一支架（15）通过第三支架（61）连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，其特征在于：所述弹性拉伸器包括固定安装于第一齿板（17）远离止动板（18）一端的第二固定架（42），第二固定架（42）上贯穿有第二固定柱（43），第二固定柱（43）和第一支架（15）固定连接，第二固定柱（43）的外部套设有第五拉伸弹簧（44），第五拉伸弹簧（44）的两端分别与第二固定架（42）和第一支架（15）固定连接，且第二固定架（42）的一侧和第一支架（15）相接触。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，其特征在于：所述第一丝杆（13）的底端套设有第三支撑部（63），第一丝杆（13）和第三支撑部（63）的连接处设有轴承，第三支撑部（63）和上料盒（3）固定连接，通过第三支撑部（63）和轴承的设计，以使第一丝杆（13）和上料盒（3）转动连接。

7.一种基于机器人打磨头的砂纸自动更换方法，采用如权利要求1所述的基于机器人打磨头的砂纸自动更换设备，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：工作人员把未使用的砂纸叠放在上料盒（3）内，当需要更换工业机器人末端打磨头上的砂纸时，工业机器人驱动打磨头移动，以使打磨头上砂纸的底部和砂纸滚动支撑单元相接触，工业机器人驱动打磨头水平方向移动，分离板（2）插入打磨头和砂纸之间，对位于打磨头上的砂纸进行分离，分离后的砂纸掉落在回收盒（1）内；

步骤二：工业机器人驱动打磨头水平方向持续移动，打磨头滑动至两个限位板（6）之间，打磨头与活动座（7）相接触，随着打磨头的持续移动，打磨头驱动活动座（7）移动，活动座（7）通过单向啮合滑动结构驱动第一齿板（17）移动，第一齿板（17）驱动第一齿轮（14）和第一丝杆（13）旋转，第一丝杆（13）通过第一支撑部（10）驱动载物台（8）上移，当活动座（7）和固定座（5）相接触时，活动座（7）停止驱动第一齿轮（14）旋转，位于载物台（8）最上方的一个砂纸移动至预设位置；

步骤三：工业机器人驱动打磨头下移，以使打磨头上的尼龙钩面与砂纸上的背绒粘贴在一起，工业机器人驱动打磨头上移，即可完成打磨头砂纸的更换；

步骤四：打磨头砂纸更换完毕后，打磨头不再位于活动座（7）的一侧，弹性复位单元驱动活动座（7）和第一齿板（17）复位初始位置，第一齿板（17）复位初始位置的过程中，单向啮合滑动结构首先驱动第一齿板（17）远离第一齿轮（14）移动，以使第一齿板（17）复位初始位置的过程中不再与第一齿轮（14）相啮合，当第一齿板（17）水平左右方向不再移动时，单向啮合滑动结构驱动第一齿板（17）朝向第一齿轮（14）移动，第一齿板（17）和第一齿轮（14）相啮合，即可使得第一齿板（17）复位初始位置。