CN215942953U - 一种机箱装配机械手及主板安装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种机箱装配机械手及主板安装设备，包括基座、第一执行模块和第二执行模块，第一执行模块和第二执行模块设置在基座上，第一执行模块包括开锁结构和开盖结构，开锁结构用于执行开锁动作，开盖结构包括吸盘，开盖结构用于打开机箱盖，第一执行模块还包括吸力发生器，吸力发生器连接吸盘，吸力发生器用于驱动吸盘吸取机箱盖，第二执行模块用于装配机箱器件。通过设置具有开锁结构和开盖结构的第一执行模块，机箱装配机械手能够方便地打开机箱，实现机箱内部器件的自动化安装。

Description

一种机箱装配机械手及主板安装设备

技术领域

本实用新型涉及机箱装配领域，特别是一种机箱装配机械手及主板安装设备。

背景技术

在通讯行业和互联网设备制造业，对于工控机、服务器等具有机箱和内容物的一类产品的装配大多为人工装配。例如，服务器装配的第一步就是要取下机箱盖，然后将主板及其它器件放进机箱内部。并且，机箱盖通常通过各式锁具固定在机箱本体上，取下机箱盖前还需解锁锁具。取机箱盖和放主板的动作不复杂，但工人需要长时间重复这一套动作，容易导致工人疲劳，使得人工装配成本较高，且装配效率较低。

现有技术中出现了能够自动压装主板的装配机械手，但是目前的装配机械手只能实现单一的压装主板功能，进行压装前仍需要工人手动打开机箱，操作不便，自动化不完全。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种机箱装配机械手及主板安装设备，机箱装配机械手能够实现机箱内部器件的自动化安装。

根据本实用新型提供的机箱装配机械手，包括基座和第一执行模块和第二执行模块，所述第一执行模块和所述第二执行模块设置在所述基座上，所述第一执行模块包括开锁结构和开盖结构，所述开锁结构用于执行开锁动作，所述开盖结构包括吸盘，所述开盖结构用于打开机箱盖，所述第一执行模块还包括吸力发生器，所述吸力发生器连接所述吸盘，所述吸力发生器用于驱动所述吸盘吸取机箱盖，所述第二执行模块用于装配机箱器件。

根据本实用新型提供的机箱装配机械手，至少具有如下技术效果：通过设置具有开锁结构和开盖结构的第一执行模块，机箱装配机械手能够方便地打开机箱，实现机箱内部器件的自动化安装。

根据本实用新型的一些实施例，所述开锁结构包括钥匙杆，所述钥匙杆的形状与机箱盖的锁具的形状相适配，所述第一执行模块还包括第一驱动器，所述第一驱动器设置在所述基座上，所述第一驱动器连接所述钥匙杆，所述第一驱动器用于驱动所述钥匙杆解锁锁具。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二执行模块包括取料结构和压装结构，所述取料结构用于获取待装配的机箱器件，所述压装结构用于压装待装配的机箱器件。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二执行模块还包括第三驱动器，所述取料结构包括夹爪，所述第三驱动器设置在所述基座上，所述夹爪连接所述第三驱动器，所述第三驱动器驱动所述夹爪张开或合拢。

根据本实用新型的一些实施例，所述夹爪设置有第一缓冲垫。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二执行模块还包括第四驱动器，所述取料结构包括承托杆，所述第四驱动器设置在所述基座上，所述承托杆连接所述第四驱动器，所述承托杆成型有用于承托待装配的机箱器件的第二台阶结构，所述第四驱动器用于驱动所述第二台阶结构与待装配的机箱器件接触或分离。

根据本实用新型的一些实施例，所述承托杆设置有第二缓冲垫。

根据本实用新型的一些实施例，所述压装结构包括压块，所述压块用于压紧待装配的机箱器件。

根据本实用新型的一些实施例，机箱装配机械手还包括机器视觉相机。

根据本实用新型提供的主板安装设备，包括本实用新型提供的机箱装配机械手。

根据本实用新型提供的主板安装设备，至少具有如下技术效果：通过使用本实用新型提供的机箱装配机械手，能够实现主板的自动化安装。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型提供的机箱装配机械手的轴测图；

图2是根据本实用新型提供的第二执行模块的轴测图；

图3是根据本实用新型提供的机箱装配机械手的仰视图；

图4是图2中A区域的局部放大图；

图5是图2中B区域的局部放大图；

图6是机箱装配机械手压装的一种主板的示意图。

附图标记：

第一驱动器11、钥匙杆12、第一连接臂13、

吸力发生器21、吸盘22、第二连接臂23、第二驱动器24、连接板25、

第三驱动器31、夹爪32、第一缓冲垫33、第四驱动器34、承托杆35、承托杆安装板36、第二缓冲垫37、压块38、

第一台阶结构321、第二台阶结构351、

机器视觉相机41、光源42、

主板8、夹持部位81、基座9、线夹91。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

根据本实用新型提供的机箱装配机械手，包括基座9、第一执行模块和第二执行模块，第一执行模块和第二执行模块设置在基座9上，第一执行模块包括开锁结构和开盖结构，开锁结构用于执行开锁动作，开盖结构包括吸盘22，开盖结构用于打开机箱盖，第一执行模块还包括吸力发生器21，吸力发生器21连接吸盘22，吸力发生器21用于驱动吸盘22吸取机箱盖，第二执行模块用于装配机箱器件。

使用时，开锁结构执行开锁动作解锁机箱盖，开盖结构取下机箱盖，暴露出机箱的内部，第二执行模块获取待安装的机箱器件并执行装配动作，实现机箱器件与机箱内部结构的定位安装。

根据本实用新型提供的机箱装配机械手，通过设置具有开锁结构和开盖结构的第一执行模块，机箱装配机械手能够方便地打开机箱，实现机箱内部器件的自动化安装。通过采用吸盘22吸附的方式打开机箱盖，能够减少机箱装配机械手在工作时对机箱盖的损伤，避免产生划痕、凹坑等外观缺陷，从而提高产品质量。

可以理解的是，机箱装配机械手一般常用于机箱内的主板8的装配，也可以用于机箱内风扇等主板8以外的器件的装配。吸盘22可以使用气动吸盘，还可使用电磁吸盘或者其它类型的吸盘22。例如在一些实施例中，吸力发生器21为真空发生器，四个吸盘22阵列地布置，吸盘22通过气管与真空发生器连通，真空发生器驱动吸盘22产生负压吸取并移开机箱盖。

在一些实施例中，第一执行模块还包括第二驱动器24，第二驱动器24设置在基座9上，第二驱动器24与吸盘22连接，第二驱动器24驱动吸盘22靠近或远离机箱。吸盘22执行吸取动作吸取机箱盖，第二驱动器24驱动吸盘22远离机箱，使机箱盖与机箱分离，此时机箱装配机械手再执行搬运动作搬运机箱盖，能够避免机箱盖在搬运过程中与机箱发生碰撞，影响产品质量。

根据本实用新型的一些实施例，开锁结构包括钥匙杆12，钥匙杆12的形状与机箱盖的锁具的形状相适配，第一执行模块包括第一驱动器11，第一驱动器11设置在基座9上，第一驱动器11连接钥匙杆12，第一驱动器11用于驱动钥匙杆12解锁锁具。在一些实施例中，驱动器11能够驱动钥匙杆12靠近或远离锁具。此时锁具为机箱或者机柜中常用的按压式锁具，钥匙杆12的形状与锁具的按压位置的形状相适配，第一驱动器11驱动钥匙杆12压向锁具，钥匙杆12压动锁具使得机箱盖与机箱解锁。

例如如图1所示，在一些实施例中，第一驱动器11使用气缸，气缸上安装有第一连接臂13，钥匙杆12设置在第一连接臂13远离气缸的一端。第一连接臂13使钥匙杆12远离基座9，避免机箱装配机械手工作时基座9过于靠近机箱导致基座9上安装的零件与机箱发生意外碰撞。同时，通过调节第一连接臂13的尺寸，能够方便地调节钥匙杆12在机箱装配机械手上的安装位置。第一驱动器11也可使用电动缸、液压缸、电机等其它类似的驱动元器件，钥匙杆12与第一驱动器11之间的连接既可以是直接连接也可以是间接连接。

可以理解的是，根据机箱盖使用的锁具的不同，开锁结构能够采用不同的具体方案。例如在一些实施例中，锁具为配有锁芯的锁具，此时钥匙杆12的形状与锁具的锁芯的形状相适配，第一驱动器11不仅能驱动钥匙杆12靠近或远离锁具，还能够驱动钥匙杆12转动，从而解锁锁芯。或者在另一些实施例中，锁具采用电子锁，此时开锁结构包括识别芯片或通讯电路，开锁结构靠近锁具，开锁结构通过与锁具的数据通讯解锁锁具。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二执行模块包括取料结构和压装结构，所述取料结构用于获取待装配的机箱器件，所述压装结构用于压装待装配的机箱器件。第二执行模块能够控制取料结构通过抓取、吸取或其它方式获取待装配的机箱器件，机箱装配机械手运动至合适位置后，取料结构释放机箱零件，机箱零件放入机箱中，第二执行模块控制压装结构执行压装动作。

在一些实施例中，第一执行模块包括第二连接臂23，第二连接臂23的一端安装在基座9上，第二连接臂23的另一端设置开盖结构。第二连接臂23也能起到与第一连接臂13类似的避免意外碰撞、调整安装位置的作用。

根据本实用新型的一些实施例，第二执行模块包括第三驱动器31，取料结构包括夹爪32，第三驱动器31设置在基座9上，夹爪32连接第三驱动器31，第三驱动器31驱动夹爪32张开或合拢。夹爪32能够夹取主板8，将上料的主板8搬运至机箱中。夹爪32的形状与主板8的夹持部位81的形状适配，根据夹持部位81的形状的不同，夹爪32可以适应性地采用两爪夹爪、三爪夹爪等规格，夹爪32可以采用一般的刚性夹爪，也可以采用柔性夹爪、气垫夹爪等特殊类型，根据主板8需要夹持的位置和数量的变化，夹爪32的安装位置以及数量也适应性地改变。第三驱动器31可以选用气缸、电机或其它驱动元器件。

在一些实施例中，第二执行模块包括第四驱动器34，取料结构包括承托杆35，第四驱动器34设置在基座9上，承托杆35连接第四驱动器34，承托杆35成型有用于承托待装配的机箱器件的第二台阶结构351，第四驱动器34用于驱动第二台阶结构351与待装配的机箱器件接触或分离。承托杆35可以与夹爪32配合实现主板8的抓取，承托杆35能够托住主板8，避免主板8弯折变形。

例如如图2所示，在一些实施例中，第二执行模块设置两个夹爪32和三个承托杆35。夹爪32位于基座9的一侧，承托杆35位于基座9的另一侧，第四驱动器34驱动承托杆35靠近或远离夹爪32。夹爪32为刚性气动两爪夹爪，第三驱动器31选用气缸，夹爪32包括两个手指，手指的末端为夹持部，两个夹持部相互配合夹住主板8的夹持部位81。其中一个手指的夹持部成型有第一台阶结构321。此时主板8的夹持部位81成型有凹槽或通孔，第一台阶结构321能够卡入凹槽或通孔中，第一台阶结构321起到承托作用，避免夹持部位81意外脱落。第四驱动器34选用气缸，第四驱动器34上设置有承托杆安装板36，三个承托杆35间隔地安装在承托杆安装板36上。搬运主板8时，第四驱动器34驱动承托杆35远离夹爪32进行避让，夹爪32抓取主板8，夹爪32抓取完成后，第四驱动器34驱动承托杆35靠近夹爪32，第二台阶结构351托住主板8的底部，夹爪32和承托杆35形成五个支点，从而稳定地搬运主板8。主板8移动到位后，移开承托杆35，松开夹爪32，主板8放至机箱内的安装位置。

夹爪32设置有第一缓冲垫33。第一缓冲垫33设置在夹持部，第一缓冲垫33具有弹性，能够起到缓冲作用，避免夹持力过大损伤主板8。承托杆35设置有第二缓冲垫37，第二缓冲垫37具有弹性，能够避免承托杆35与主板8的刚性接触，避免承托杆35移动时划伤或撞伤主板8。

可以理解的是，取料结构可以根据不同的待装配的机箱器件的结构特点进行调整，采用不同的具体设计方案以满足不同的待装配的机箱器件的获取需求。例如仅设置夹爪32或承托杆35，或者设置挂钩等其他与待装配的机箱器件相适配的结构。

根据本实用新型的一些实施例，压装结构包括压块38，压块38用于压紧主板8。压块38在主板8压装工序的最后对主板8施压，使主板8稳定地安放在机箱内。可以通过机箱装配机械手的整体移动带动压块38压紧主板8，也可以在基座9上设置驱动器带动压块38压紧主板8，压块38可以独立地设置，也可以集成在机箱装配机械手的其它部件上。例如如图2所示，在一些实施例中，压块38集成在承托杆35上，压块38成型在承托杆35的底部。

根据本实用新型的一些实施例，机箱装配机械手包括机器视觉相机41。机器视觉相机41设置在基座9上，机器视觉相机41能够对机箱成像，方便定位锁具的位置以及主板8的安装位置。机箱装配机械手可以根据机器视觉相机41反馈的信息调整位置，从而提高安装精度以及系统的鲁棒性。在一些实施例中，机箱装配机械手还包括光源42。例如如图1所示，光源42采用环形光源，光源42环绕机器视觉相机41的成像口位置设置，光源42的光线能够照亮机箱的内部，提高机器视觉相机41的成像质量和分析准确度。

根据本实用新型提供的主板安装设备，包括本实用新型提供的机箱装配机械手。

根据本实用新型提供的主板安装设备，通过使用本实用新型提供的机箱装配机械手，能够实现主板8的自动化安装。

可以理解的是，主板安装设备还包括运动模块，机箱装配机械手设置在运动模块上，运动模块带动机箱装配机械手运动。运动模块可以选用多轴机械臂，例如六轴柔性机器人，或者也可以选用由直线导轨组合形成的移动平台。

下面参考图1、图2、图3、图4、图5、图6以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型提供的机箱装配机械手。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。

机箱装配机械手包括基座9、第一执行模块、第二执行模块和机器视觉模块，第一执行模块和第二执行模块设置在基座9上。在本实施例中，待装配的机箱器件为主板8。

第一执行模块包括开锁结构和开盖结构，开锁结构用于执行开锁动作，开盖结构用于打开机箱盖。

开锁结构包括钥匙杆12，钥匙杆12的形状与机箱盖的锁具的形状相适配，第一执行模块包括第一驱动器11和第一连接臂13，第一驱动器11设置在基座9上，第一连接臂13安装在第一驱动器11上，钥匙杆12设置在第一连接臂13远离第一驱动器11的一端。第一驱动器11驱动钥匙杆12压动锁具以使得机箱盖与机箱解锁。第一驱动器11为气缸。

开盖结构包括吸盘22，第一执行模块包括吸力发生器21、第二连接臂23、第二驱动器24和连接板25，第二驱动器24设置在基座9上，第二驱动器24上设置连接板25，四个第二连接臂23以2*2的阵列设置在连接板25上，每个第二连接臂23上均设有一个吸盘22，第二驱动器24驱动吸盘22靠近或远离机箱。吸力发生器21为真空发生器，真空发生器设置在基座9上，吸盘22通过气管与真空发生器连通，真空发生器驱动吸盘22产生负压吸取并移开机箱盖。

第二执行模块包括取料结构和压装结构，取料结构用于获取主板8，压装结构用于压装主板8。

取料结构包括夹爪32和承托杆35，第二执行模块包括第三驱动器31和第四驱动器34。第三驱动器31和第四驱动器34设置在基座9上，夹爪32安装在第三驱动器31上，一个夹爪32对应一个第三驱动器31，第二执行模块设置两个夹爪32。第四驱动器34上设置有承托杆安装板36，三个承托杆35间隔地安装在承托杆安装板36上。两个夹爪32位于基座9的一侧，三个承托杆35位于基座9的另一侧，第四驱动器34驱动承托杆35靠近或远离夹爪32。夹爪32为刚性气动两爪夹爪，夹爪32包括两个手指，手指的末端为夹持部，两个夹持部相互配合夹住主板8的夹持部位81。其中一个手指的夹持部成型有第一台阶结构321。此时主板8的夹持部位81成型有凹槽或通孔，第一台阶结构321能够卡入凹槽或通孔中。承托杆35成型有用于承托主板8的第二台阶结构351，第二台阶结构351能够托住主板8的底部。第三驱动器31和第四驱动器34选用气缸。

压装结构包括压块38，压块38用于压紧主板8，压块38集成在承托杆35上，压块38成型在承托杆35的底部。

机器视觉模块包括机器视觉相机41和光源42。机器视觉相机41设置在基座9上，光源42采用环形光源，光源42环绕机器视觉相机41的成像口位置设置。

基座9上还设有多个便于布线的线夹91。

基于机器视觉相机41反馈的信息，开锁结构执行开锁动作解锁机箱盖，开盖结构取下机箱盖，暴露出机箱的内部，取料结构获取待安装的主板8，机箱装配机械手将主板8放入插入机箱内，压装结构压装主板8，实现主板8与机箱内部结构的定位安装。

根据本实用新型实施例的机箱装配机械手，通过采用以上的设计，至少可以实现这样一些功能：通过设置开锁结构、开盖结构、取料结构和压装结构，机箱装配机械手能够实现机箱主板8的自动化安装。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种机箱装配机械手，其特征在于，包括：

基座(9)；

第一执行模块，所述第一执行模块设置在所述基座(9)上，所述第一执行模块包括开锁结构和开盖结构，所述开锁结构用于执行开锁动作，所述开盖结构包括吸盘(22)，所述开盖结构用于打开机箱盖，所述第一执行模块还包括吸力发生器(21)，所述吸力发生器(21)连接所述吸盘(22)，所述吸力发生器(21)用于驱动所述吸盘(22)吸取机箱盖；

第二执行模块，所述第二执行模块设置在所述基座(9)上，所述第二执行模块用于装配机箱器件。

2.根据权利要求1所述的机箱装配机械手，其特征在于：所述开锁结构包括钥匙杆(12)，所述钥匙杆(12)的形状与机箱盖的锁具的形状相适配，所述第一执行模块还包括第一驱动器(11)，所述第一驱动器(11)设置在所述基座(9)上，所述第一驱动器(11)连接所述钥匙杆(12)，所述第一驱动器(11)用于驱动所述钥匙杆(12)解锁锁具。

3.根据权利要求1所述的机箱装配机械手，其特征在于：所述第二执行模块包括取料结构和压装结构，所述取料结构用于获取待装配的机箱器件，所述压装结构用于压装待装配的机箱器件。

4.根据权利要求3所述的机箱装配机械手，其特征在于：所述第二执行模块还包括第三驱动器(31)，所述取料结构包括夹爪(32)，所述第三驱动器(31)设置在所述基座(9)上，所述夹爪(32)连接所述第三驱动器(31)，所述第三驱动器(31)驱动所述夹爪(32)张开或合拢。

5.根据权利要求4所述的机箱装配机械手，其特征在于：所述夹爪(32)设置有第一缓冲垫(33)。

6.根据权利要求4所述的机箱装配机械手，其特征在于：所述第二执行模块还包括第四驱动器(34)，所述取料结构包括承托杆(35)，所述第四驱动器(34)设置在所述基座(9)上，所述承托杆(35)连接所述第四驱动器(34)，所述承托杆(35)成型有用于承托待装配的机箱器件的第二台阶结构(351)，所述第四驱动器(34)用于驱动所述第二台阶结构(351)与待装配的机箱器件接触或分离。

7.根据权利要求6所述的机箱装配机械手，其特征在于：所述承托杆(35)设置有第二缓冲垫(37)。

8.根据权利要求3或6所述的机箱装配机械手，其特征在于：所述压装结构包括压块(38)，所述压块(38)用于压紧待装配的机箱器件。

9.根据权利要求1或3所述的机箱装配机械手，其特征在于：机箱装配机械手还包括机器视觉相机(41)。

10.一种主板安装设备，其特征在于：主板安装设备包括如权利要求1至9任一项所述的机箱装配机械手。

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