CN212218545U - 一种机械手取放料的安全防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机械手取放料的安全防护装置，包括漫反射光电传感器、称重传感器、接近传感器、控制器和报警模块；漫反射光电传感器为多个，设在机械手连接轴的外表面，成圆环状等间距分布；多个漫反射光电传感器分别与控制器电连接；控制器用于根据触发的漫反射光电传感器数量对机械手和报警模块进行控制；称重传感器设在机械手连接轴上，与控制器电连接，用于检测机械手夹取爪和夹取物料的整体重量；接近传感器设在机械手夹取爪爪尖位置处，与控制器电连接；报警模块与控制器电连接；本实用新型可以解决机械手取放料时安全防护装置配置不合适，使报警的误报率较高，并且容易出现物料取空和物料损坏的技术问题。

Description

一种机械手取放料的安全防护装置

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，具体涉及一种机械手取放料的安全防护装置。

背景技术

工业自动化生产中，大量用到了机械手对物料进行自动取料和自动放料。机械手在取、放料时，如果有人意外进入机械手的工作区域，就可能会影响机械手的工作。同时，机械手在取料的过程中，可能会出现取空的现象，在放料的过程中，可能会出现未到达指定位置就将物料放下，使物料损坏。

在现有技术中有一种机械手加装了检测装置，在机械手进行取、放料工作时，如果有人意外进入机械手的工作区域后，会报警提醒，但该检测装置采用的是红外对射检测，有较高的误报率。同时，也不能解决在取料时可能会取空，放料时可能会损坏物料的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种机械手取放料的安全防护装置，以解决现有技术中存在的机械手取放料时安全防护装置配置不合适，使报警的误报率较高，并且容易出现物料取空和物料损坏的技术问题。

本实用新型采用的技术方案是一种机械手取放料的安全防护装置，包括：漫反射光电传感器、称重传感器、接近传感器、控制器和报警模块；

漫反射光电传感器为多个，多个漫反射光电传感器设在机械手连接轴的外表面，并呈圆环状等间距分布；多个漫反射光电传感器分别与控制器电连接；控制器用于根据触发的漫反射光电传感器数量对机械手和报警模块进行控制；

称重传感器设在机械手连接轴上，与控制器电连接，称重传感器用于检测机械手夹取爪和夹取物料的整体重量；

接近传感器设在机械手夹取爪爪尖位置处，与控制器电连接；

报警模块与控制器电连接。

进一步的，漫反射光电传感器为16个红外漫反射光电传感器。

进一步的，控制器控制机械手停止运动需要触发的漫反射光电传感器数量为2-4个。

进一步的，控制器还用于根据称重传感器检测的机械手夹取爪和夹取物料的整体重量对机械手和报警模块进行控制。

进一步的，称重传感器为S型称重传感器。

进一步的，接近传感器为金属接近传感器。

进一步的，报警模块为声光报警器。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益技术效果如下：

1.在机械手连接轴上设有16个红外漫反射光电传感器，可以对机械手周边的工作区域实现360度检测，人从任意一个角度靠近机械手，当进入检测范围内都会被检测到，并且要同时触发多个的红外漫反射光电传感器才会报警提醒，减少误报率。

2.称重传感器设在机械手连接轴上，当机械手取料时，用于检测机械手夹取爪和夹取物料的整体重量，来判断物料是否被取好。如果重量小于预设值，报警模块会停机报警。

3.机械手夹取爪爪尖位置处使用接近传感器，可以检测机械手夹取爪在放料时与工作平台之间的靠近程度，再通过控制器控制机械手的夹取爪，使物料在到达工作台平面时，夹取爪松开功能才能生效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构图。

图2为实施例1中多个漫反射光电传感器的位置分布示意图。

附图标记：

1-机械手连接轴，2-漫反射光电传感器，3-称重传感器，4-接近传感器，5-机械手夹取爪，6-报警模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种机械手取放料的安全防护装置，包括：漫反射光电传感器2、称重传感器3、接近传感器4、控制器和报警模块6；

漫反射光电传感器为多个，多个漫反射光电传感器设在机械手连接轴的外表面，并呈圆环状等间距分布；多个漫反射光电传感器分别与控制器电连接；控制器用于根据触发的漫反射光电传感器数量对机械手和报警模块进行控制；

称重传感器3设在机械手连接轴1上，与控制器电连接，称重传感器3用于检测机械手夹取爪5和夹取物料的整体重量；

接近传感器4设在机械手夹取爪5爪尖位置处，与控制器电连接；

报警模块6与控制器电连接。

为便于理解，本实施例中，机械手吊装在轨道行车上，可以通过轨道行车的移动到达工作区域内的任意位置，机械手夹取的物料为铣齿。

以下对机械手取放料的安全防护装置其工作原理进行详细说明：

机械手在进行自动取、放料的过程中，会在工作区域中进行移动。当达到取料、放料的指定位置时，机械手会停止水平移动，然后垂直升降，通过机械手前端的夹取爪5取料、放料。在机械手在进行水平移动和垂直升降的过程中，人可能会进入工作区域，在此情况下机械手如果继续移动，可能会碰撞到人，造成安全生产事故。在机械手的连接轴1外表面上设有漫反射光电传感器2。因为人向机械手靠近的方向是任意随机的，在本实施例中为了能进行360°全方位的检测，在机械手的连接轴1外表面设有多个红外漫反射光电传感器，比如在同一水平面的前、后、左、右4个方向分别设有红外漫反射光电传感器，如图2所示，共有16个成圆环状等间距分布，就可以对各个方向的来人都进行检测。红外漫反射光电传感器的检测方向主要是水平方向和斜向下方向，不检测正上方。

红外漫反射光电传感器是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的红外光线反射到接收器，触发光电开关产生开关信号。红外漫反射光电传感器与控制器电连接，开关信号传输给控制器。在本实施例中，控制器为控制机械手工作的工控机。工控机接收到开关信号后会控制机械手停止运动，同时控制报警模块6进行报警提示。这样，当红外漫反射光电传感器感应到有人进入在检测范围内，机械手就会停止运动，避免碰撞到人；同时报警模块6进行报警提示，警示行人注意。

因为红外漫反射光电传感器反射出红外光后，只要前方有遮挡物，红外光就会反射回来触发光电开关产生开关信号。但是人在向机械手靠近时，有时只是远远的路过，按运动轨迹来看并不会和机械手产生碰撞，如果此时工控机控制机械手在距离人较远的地方就停止水平运动，是没有必要的，而且也会影响机械手取、放料的工作效率。

在本实施例中，调整红外漫反射光电传感器的参数，使得红外漫反射光电传感器只检测距离机械手不超过3米范围内的行人移动，避免过远距离的停机。另外，在工作区域靠近机械手的不一定都是行人，还有可能是小动物，在工厂里最常见的有老鼠等。在距离机械手3米的位置，人的宽度一般对应在50°到80°的圆弧范围内。一共有16个红外漫反射光电传感器，每个红外漫反射光电传感器对应检测22.5°的角度。为了避免误报，控制器要同时接收到2-4个红外漫反射光电传感器被触发的开关信号，优选的为3个，才会控制机械手停止水平运动，同时控制报警模块进行报警提示。

机械手连接轴上还设有称重传感器3，与控制器电连接。称重传感器3用于检测机械手夹取爪5和夹取物料的整体重量。在本实施例中，称重传感器3使用S型称重传感器，该类称重传感器安装简单，使用方便，适用于吊装时的称重应用需求。在机械手进行取料时，当机械手按预设程式下降夹取好铣齿后，再上升到预设高度位置时，控制器会接收称重传感器的检测到的重量，这个重量为机械手夹取爪5和铣齿的整体重量。如果称重传感器3检测到的重量与预设值相差很大，远远偏离了误差的范畴，比如只有预设值的一半。那么说明机械手夹取爪5上没有夹取到铣齿，出现了取空现象。此时控制器会控制机械手停止移动，并报警提示，让人工进行确认处理。

机械手夹取爪5爪尖位置处还设有接近传感器，具体的，所设位置可以是夹取爪两个爪尖中的任意一个。在本实施例中，接近传感器4可选用金属接近传感器，以实现对铣齿更好的接近度检测。金属接近传感器4用来检测机械手夹取爪在放料时与工作平台之间，在机械手下降过程中相互之间的的靠近程度。在下降过程中，机械手夹取爪5的松开功能是不生效的，避免在铣齿在距离工作平台较高的距离时，夹取爪5松开使铣齿从高处跌落造成损伤。当机械手夹取爪5的爪尖和工作平台之间的靠近程度达到预设值时，说明铣齿已经到达工作台平面，在本实施例中预设值优选为1-2cm。此时控制器接收到金属接近传感器4发送的开关信号，控制机械手夹取爪5松开功能生效，完成铣齿放料的操作。

报警模块6采用声光报警器，设在机械手上，可以同时从视觉和听觉两方面提醒行人注意。

在本实施例中，多个漫反射光电传感器、称重传感器、接近传感器、和报警模块都分别与工控机采用有线的方式电连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种机械手取放料的安全防护装置，其特征在于：包括漫反射光电传感器(2)、称重传感器(3)、接近传感器(4)、控制器和报警模块(6)；

所述漫反射光电传感器(2)为多个，多个所述漫反射光电传感器设在机械手连接轴(1)的外表面，并呈圆环状等间距分布；多个所述漫反射光电传感器分别与所述控制器电连接；所述控制器用于根据触发的漫反射光电传感器数量对所述机械手和所述报警模块(6)进行控制；

所述称重传感器(3)设在机械手连接轴(1)上，与所述控制器电连接，所述称重传感器(3)用于检测机械手夹取爪(5)和夹取物料的整体重量；

所述接近传感器设在机械手夹取爪(5)爪尖位置处，与所述控制器电连接；

所述报警模块(6)与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述一种机械手取放料的安全防护装置，其特征在于：所述漫反射光电传感器为16个红外漫反射光电传感器。

3.根据权利要求1或2所述一种机械手取放料的安全防护装置，其特征在于：所述控制器控制机械手停止运动需要触发的漫反射光电传感器数量为2-4个。

4.根据权利要求1所述一种机械手取放料的安全防护装置，其特征在于：所述控制器还用于根据所述称重传感器检测的机械手夹取爪(5)和夹取物料的整体重量对所述机械手和所述报警模块(6)进行控制。

5.根据权利要求1或4所述一种机械手取放料的安全防护装置，其特征在于：所述称重传感器(3)为S型称重传感器。

6.根据权利要求1所述一种机械手取放料的安全防护装置，其特征在于：所述接近传感器(4)为金属接近传感器。

7.根据权利要求1所述一种机械手取放料的安全防护装置，其特征在于：所述报警模块(6)为声光报警器。

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