CN203288154U - 三自由度乒乓球搬运机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种三自由度乒乓球搬运机械手，包括实验台、实验台台面上的乒乓球工件支架和三自由度直角坐标机器人，还包括用于控制所述三自由度直角坐标机器人的控制系统。本实用新型作为基础机器人技术教学平台使用，布局合理，便于操作，安全可靠，通过寓教于乐，提高学习兴趣，并了解机器人的基础组成和工作原理，了解机器人基本单元技术（机构、控制、传感器），可完成不同规则的搬运实验，让学生全面掌握机械传动部件的选择,结构件的设计,传感器的选择和使用,电机的选择和使用，计算机编程和调试，使学生的机电系统的设计、装配、调试能力均能得到提高。

Description

三自由度乒乓球搬运机械手

技术领域

本实用新型属于机器人教育领域，具体涉及一种三自由度乒乓球搬运机械手。

背景技术

直角坐标机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。

直角坐标机器人可以非常方便的用作各种自动化设备，完成如焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。特别适用于多品种、小批量的柔性化作业，对于稳定提高产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

随着直角坐标机器人的应用越来越广泛，机器人应用技术教学工作日益显得重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种寓教于乐的三自由度乒乓球搬运机械手，它能够解决在机器人技术的教学过程中缺乏控制对象的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种三自由度乒乓球搬运机械手，包括实验台、实验台台面上的乒乓球工件支架和三自由度直角坐标机器人，还包括用于控制所述三自由度直角坐标机器人的控制系统。

作为优选，所述实验台采用铝型材搭建，其底部配置支脚与滚轮。

作为优选，所述实验台前端安装控制操作面板，所述控制操作面板上设置有操作按钮与指示灯。

作为优选，所述控制系统采用钣金挂板形式，配置三菱PLC控制系统，开放式布置安装于所述实验台下方。

作为优选，所述实验台台面上还设有与控制系统相连的触摸屏系统。

作为优选，所述三自由度直角坐标机器人包括固定在实验台上的第一套模组式直线执行机构以及可在该第一套模组式直线执行机构上来回移动的第二套模组式直线执行机构，所述第二套模组式直线执行机构通过可在该第二套模组式直线执行机构上来回移动的连接板安装有升降运动的滑台气缸、传感器系统以及真空吸附系统。

作为优选，所述第一套模组式直线执行机构由具有导轨的座体以及通过滚珠螺杆机构在上述导轨上来回移动的运动平台构成，所述滚珠螺杆机构通过其端头的传动电机带动。

作为优选，所述连接板上设有滑台气缸，该滑台气缸的输出端设有用于安装传感器系统以及真空吸附系统的输出弯板。

作为优选，所述真空吸附系统包括用于搬运各工位乒乓球工件至指定位置的真空吸盘。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型作为基础机器人技术教学平台使用，布局合理，便于操作，安全可靠，通过寓教于乐，提高学习兴趣，并了解机器人的基础组成和工作原理，了解机器人基本单元技术（机构、控制、传感器），可完成不同规则的搬运实验，让学生全面掌握机械传动部件的选择,结构件的设计,传感器的选择和使用,电机的选择和使用，计算机编程和调试，使学生的机电系统的设计、装配、调试能力均能得到提高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型的结构示意图。

图中：1、实验台；2、乒乓球工件支架；3、三自由度直角坐标机器人；4、控制系统；5、控制操作面板；6、触摸屏系统；31、第一套模组式直线执行机构；311、座体；312、导轨；313、滚珠螺杆机构；314、运动平台；315、传动电机；32、第二套模组式直线执行机构；33、连接板；34、传感器系统；35、真空吸附系统；36、磁性传感器；37、滑台气缸；38、输出弯板；39、真空吸盘。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种三自由度乒乓球搬运机械手，包括实验台1、实验台1台面上的乒乓球工件支架2和三自由度直角坐标机器人3，还包括用于控制所述三自由度直角坐标机器人3的控制系统4，所述实验台1采用铝型材搭建，其底部配置支脚与滚轮，方便实验与运输，且实验台1前端安装控制操作面板5，所述控制操作面板5上设置有操作按钮与指示灯，所述控制系统4采用钣金挂板形式，配置三菱PLC控制系统4，开放式布置安装于所述实验台1下方，所述实验台1台面上还设有与控制系统4相连的触摸屏系统6。

如图3所示，所述三自由度直角坐标机器人3包括固定在实验台1上的第一套模组式直线执行机构31以及可在该第一套模组式直线执行机构31上来回移动的第二套模组式直线执行机构32，两套模组式直线执行机构分别采用交流伺服电机与步进电机控制，所述第一套模组式直线执行机构31由具有导轨312的座体311以及通过滚珠螺杆机构313在上述导轨312上来回移动的运动平台314构成，所述滚珠螺杆机构313通过其端头的传动电机315带动，所述第二套模组式直线执行机构32安装在所述运动平台314上，且其通过可在该第二套模组式直线执行机构32上来回移动的连接板33安装有升降运动的滑台气缸37、传感器系统34以及真空吸附系统35，通过连接板33将两套模组式直线执行机构搭建成直角坐标机器人模式，可在一个三维立体内任意运动。

如图4所示，所述连接板33上设有滑台气缸37，所述滑台气缸37上设有磁性传感器36，该滑台气缸37的输出端设有用于安装传感器系统34以及真空吸附系统35的输出弯板38，所述真空吸附系统35包括用于搬运各工位乒乓球工件至指定位置的真空吸盘39。

本实用新型的操作过程：机械手通电，触摸屏控制按下复位按钮，机械手复位运动后停止，三自由度直角坐标机器人3从乒乓球工件支架2起点开始逐点运行，末端传感器系统34检测支架上乒乓球工件有无情况，系统记录信息。检测完毕，归复零位。三自由度直角坐标机器人3开始动作，按照程序规定动作，逐点末端真空吸盘39搬运各工位乒乓球工件至指定位置，可单次或反复搬运操作。

机械手特点：机械手自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行；操作灵活，趣味性强，具有高可靠性、高速度、高精度等特征；可长期使用免维护。可将乒乓球搬运摆放简单字母等图形模式，寓教于乐。

本实用新型作为基础机器人技术教学平台使用，布局合理，便于操作，安全可靠，通过寓教于乐，提高学习兴趣，并了解机器人的基础组成和工作原理，了解机器人基本单元技术（机构、控制、传感器），可完成不同规则的搬运实验，让学生全面掌握机械传动部件的选择,结构件的设计,传感器的选择和使用,电机的选择和使用，计算机编程和调试，使学生的机电系统的设计、装配、调试能力均能得到提高。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：包括实验台（1）、实验台（1）台面上的乒乓球工件支架（2）和三自由度直角坐标机器人（3），还包括用于控制所述三自由度直角坐标机器人（3）的控制系统（4）。

2.根据权利要求1所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述实验台（1）采用铝型材搭建，其底部配置支脚与滚轮。

3.根据权利要求1所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述实验台（1）前端安装控制操作面板（5），所述控制操作面板（5）上设置有操作按钮与指示灯。

4.根据权利要求1所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述控制系统（4）采用钣金挂板形式，配置三菱PLC控制系统（4），开放式布置安装于所述实验台（1）下方。

5.根据权利要求1所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述实验台（1）台面上还设有与控制系统（4）相连的触摸屏系统（6）。

6.根据权利要求1所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述三自由度直角坐标机器人（3）包括固定在实验台（1）上的第一套模组式直线执行机构（31）以及可在该第一套模组式直线执行机构（31）上来回移动的第二套模组式直线执行机构（32），所述第二套模组式直线执行机构（32）通过可在该第二套模组式直线执行机构（32）上来回移动的连接板（33）安装有升降运动的滑台气缸（37）、传感器系统（34）以及真空吸附系统（35）。

7.根据权利要求6所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述第一套模组式直线执行机构（31）由具有导轨（312）的座体（311）以及通过滚珠螺杆机构（313）在上述导轨（312）上来回移动的运动平台（314）构成，所述滚珠螺杆机构（313）通过其端头的传动电机（315）带动。

8.根据权利要求6或7所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述连接板（33）上设有滑台气缸（37），该滑台气缸（37）的输出端设有用于安装传感器系统（34）以及真空吸附系统（35）的输出弯板（38）。

9.根据权利要求8所述的三自由度乒乓球搬运机械手，其特征在于：所述真空吸附系统（35）包括用于搬运各工位乒乓球工件至指定位置的真空吸盘（39）。

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