CN216543381U - 一种机械臂复合机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械臂复合机器人，其包括移动搬运机器人、电器柜、机械臂、执行装置和装载工装。电器柜与移动搬运机器人可拆卸连接，电器柜与移动搬运机器人电连接。机械臂上设置有多个活动关节，机械臂的第一端与电器柜连接。执行装置包括机械手和视觉检测相机，机械手设置于机械臂的第二端，视觉检测相机设置于机械手上，视觉检测相机与电器柜电连接。装载工装设置于电器柜上，机械手能够从装载工装上取放物品。物料送检时通过机械手抓取待检物放置在装载工装上，并通过移动搬运机器人将物料运至检测点，再通过机械手将待检物料放置到检测台，送检过程无需人工参与，降低了人工成本，同时有效地避免了待检物料受污染，提高了产品质量。

Description

一种机械臂复合机器人

技术领域

本实用新型涉及光伏生产技术领域，尤其涉及一种机械臂复合机器人。

背景技术

光伏行业生产过程中，需要定时和定量对中间产物进行抽样质检，现有技术中，人工用烧杯取样送至检验台待检。人工取样送样方法存在人工成本高，过程有样本污染风险，人为因素不可控等缺陷。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点和不足，本实用新型提供一种机械臂复合机器人，其解决了送检过程人工成本高且样本易受污染的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型的机械臂复合机器人包括：

移动搬运机器人；

电器柜，所述电器柜与所述移动搬运机器人可拆卸连接，所述电器柜与所述移动搬运机器人电连接；

机械臂，所述机械臂上设置有多个活动关节，所述机械臂的第一端与所述电器柜连接；

执行装置，所述执行装置包括机械手和视觉检测相机，所述机械手设置于所述机械臂的第二端，所述视觉检测相机设置于所述机械手上，所述视觉检测相机与所述电器柜电连接；以及，

装载工装，所述装载工装设置于所述电器柜上，所述机械手能够从所述装载工装上取放物品。

可选地，所述电器柜包括柜体，以及设置在所述柜体内并相互连接的机械臂控制器和执行装置控制器；

所述机械臂控制器与所述机械臂电连接，所述执行装置控制器与所述执行装置电连接。

可选地，所述柜体包括框架、顶板及底板；

所述顶板和所述底板均水平设置于所述框架上，所述装载工装和所述机械臂均设置于所述顶板上，所述底板抵接于所述移动搬运机器人上；

所述机械臂控制器和所述执行装置控制器均设置于所述框架内；

所述机械臂控制器内设置有第一控制电路板，所述机械臂与所述第一控制电路板电连接；

所述执行装置控制器内设置有第二控制电路板，所述第一控制电路板与所述第二控制电路电连接，所述执行装置与所述第二控制电路板电连接。

可选地，所述电器柜还包括壳体，所述壳体设置于所述框架上，所述壳体上一组相对的侧面上均设置有视觉避障相机，所述视觉避障相机与所述移动搬运机器人电连接。

可选地，所述壳体上还设置有显示屏和多个维护检修口，所述维护检修口上铰接有维护检修门。

可选地，所述机械手包括连接件、安装架以及多个气动夹爪；

所述连接件转动设置于所述机械臂的第二端，所述安装架设置于所述连接件上，多个所述气动夹爪均滑动设置于所述安装架上，所述视觉检测相机设置于所述安装架上。

可选地，所述气动夹爪包括第一气动夹爪、第二气动夹爪、第三气动夹爪以及第四气动夹爪；

所述第一气动夹爪、所述第二气动夹爪、所述第三气动夹爪以及所述第四气动夹爪均包括滑台、限位件、夹指以及滑轨；

所述滑轨设置于所述安装架上，所述滑台与所述滑轨滑动连接，所述夹指和所述限位件均设置于所述滑台上，所述限位件能够将所述滑台固定在所述滑轨上，所述夹指与外部气源连接；

所述第一气动夹爪和所述第二气动夹爪的所述滑轨位于第一直线上，所述第三气动夹爪和所述第四气动夹爪的所述滑轨位于第二直线上，所述第一直线和所述第二直线平行。

可选地，所述移动搬运机器人的底部阵列设置四个万向轮，所述移动搬运机器人的底部还设置有两个驱动轮，所述驱动轮能够驱动所述移动搬运机器人运动。

可选地，所述移动搬运机器人上设置激光导航系统，所述激光导航系统包括第一导航激光器和第二导航激光器，所述第一导航激光器和第二导航激光器分别与所述移动搬运机器人的一组相对的角一一对应设置。

可选地，所述机械臂复合机器人还包括示教显示器，所述示教显示器设置于所述电器柜上。

(三)有益效果

电器柜与移动搬运机器人可拆卸连接，机械臂的第一端与电器柜连接，方便电器柜和机械臂作为一个整体进行更换。物料送检过程中通过机械手抓取待检物料放置在装载工装上，并通过移动搬运机器人将物料运送至检测点，再通过机械手将待检物料放置到检测台，送检过程无需人工参与，降低了人工成本，同时有效地避免了待检物料受污染，提高了产品质量。

附图说明

图1为本实用新型的机械臂复合机器人的结构示意图；

图2为本实用新型的机械臂复合机器人的分解图；

图3为本实用新型的机械臂复合机器人的电器柜的部分结构示意图；

图4为图2中在A处的放大图；

图5为本实用新型的机械臂复合机器人的电器柜的结构示意图；

图6为本实用新型的机械臂复合机器人的结构示意图。

【附图标记说明】

1：移动搬运机器人；

2：电器柜；21：框架；22：顶板；23：机械臂控制器；24：执行装置控制器；25：底板；26：壳体；

3：机械臂；

4：执行装置；41：机械手；410：安装架；411：滑台；412：夹指；413：滑轨；414：连接件；42：视觉检测相机；

5：装载工装；

7：视觉避障相机；

8：显示屏；

9：维护检修门；

11：示教显示器。

具体实施方式

为了更好地解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”...... 等方位名词以图1的定向为参照。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实用新型提供了一种机械臂3复合机器人，其包括移动搬运机器人1、电器柜2、机械臂3、执行装置4以及装载工装5。其中，移动搬运机器人1采用通用型运行平台，内置电池和驱动部件，能够在平地上运动，用于运载不同器件，比如在移动搬运机器人1上搭载滚筒、皮带、货架、货框等多种运输储存设备等，实现从生产设备到生产设备间的无缝连接。如图2所示，电气柜作为被搭载的对象，电器柜2与移动搬运机器人1可拆卸连接，并将电器柜2与移动搬运机器人1电连接，电连接包括导线连接和信号连接，通过电器柜2来操控移动搬运机器人1运动。电器柜2上留有足够的空间用以安装机械臂3和装载工装5，其中，机械臂3上设置有多个活动关节，活动关节的数量根据用户的需求而定，以能够完成客户制定的操作为准，在此不做具体限定，机械臂3的第一端与电器柜2连接，利用电器柜2上安装位进行安装，方便电器柜2和机械臂3作为一个整体进行更换。执行装置4包括机械手41和视觉检测相机42，机械手41设置于机械臂3的第二端，通过机械手41来抓取需要送检的物料，本实用新型的应用场景中，需要送检的物料一般放置在烧杯中，通过机械手41来抓取盛放有物料的烧杯，并将烧杯放置在装载工装5上。视觉检测相机42设置于机械手41上，视觉检测相机42与电器柜2电连接电连接包括导线连接和信号连接，以提高机械手41抓取的精准度。装载工装5设置于电器柜2上，装载工装5可根据需要装载的器物的形状和大小来进行定制，机械手41能够从装载工装5 上取放物品。物料送检过程中通过机械手41抓取待检物料放置在装载工装5 上，并通过移动搬运机器人1将物料运送至检测点，再通过机械手41将待检物料放置到检测台，送检过程无需人工参与，降低了人工成本，同时有效地避免了待检物料受污染，提高了产品质量。

如图3所示，电器柜2包括柜体以及设置在柜体内并相互电连接的机械臂控制器23和执行装置控制器24，机械臂控制器23与机械臂3电连接，执行装置控制器24与执行装置4电连接，电连接包括导线连接和信号连接。具体地，柜体包括框架21、顶板22以及底板25。其中，顶板22和底板25 均水平固定在框架21上，装载工装5和机械臂3均通过螺栓安装在顶板22 上。底板25抵接于移动搬运机器人1上，通过螺栓或卡扣固定，便于拆装。机械臂控制器23和执行装置控制器24均设置于框架21内，框架21对机械臂控制器23和执行装置控制器24起到有效的保护作用。机械臂控制器23 内设置有第一控制电路板，机械臂3与第一控制电路板电连接。机械臂3优选为六轴机械臂，第一控制电路板上设置有常规的机械臂3控制电路，用于控制机械臂3动作，控制过程在此不在赘述。执行装置控制器24内设置有第二控制电路板，第一控制电路板与第二控制电路板电连接，电连接包括导线连接和信号连接，执行装置4与第二控制电路板电连接，第二电路板用于控制机械轴动作以抓取待检的物料。

如图4所示，机械手41包括连接件414、安装架410以及多个气动夹爪，气动夹爪采用气动的柔性夹爪。其中，连接件414转动设置于机械臂的第二端，通过机械臂内部的驱动电机控制连接件414转动角度。安装架设置于连接件414上，多个气动夹爪均滑动设置于安装架410上。视觉检测相机42 设置于安装架410上，视觉检测相机42跟随气动夹爪一起运动，用以识别待检物料的位置，从而提高气动夹爪夹取的精准度。具体地，气动夹爪包括第一气动夹爪、第二气动夹爪、第三气动夹爪以及第四气动夹爪，第一气动夹爪、第二气动夹爪、第三气动夹爪以及第四气动夹爪均包括滑台411、限位件、夹指411以及滑轨413。滑轨413设置于安装架410上，滑台411与滑轨413滑动连接，第一气动夹爪和第二气动夹爪相对设置，第三气动夹爪和第四气动夹爪相对设置。第一气动夹爪和第二气动夹爪的滑轨413位于第一直线上，第三气动夹爪和第四气动夹爪的滑轨413位于第二直线上，第一直线和第二直线平行。夹指411安装在滑台411上，可以根据被夹取的物料的形状大小来调节夹指411之间的距离，保证夹指411能稳定夹取物料。限位件设置于滑台411上，限位机构可以采用限位螺钉或限位卡扣，当滑台411 滑动到预设位置时用以将滑台411锁定在滑轨413的预设位置上。夹指411 与外部气源连接，夹指411为柔性手指，外部气源给夹指411输入正压时，第一气动夹爪和第二气动夹爪的夹指411的自由端相互靠近，第三气动夹爪和第四气动夹爪的夹指411的自由端相互靠近，用以包覆并夹取待检物料；外部气源给夹指411输入负压时，第一气动夹爪和第二气动夹爪的夹指411 的自由端相互远离，第三气动夹爪和第四气动夹爪的夹指411的自由端相互远离，用以释放待检物料。

如图1和图5所示，电器柜2还包括壳体26，壳体26安装在框架21 的外表面，壳体26的一组相对的侧面上均设置有视觉避障相机7，视觉避障相机7为常规避障相机，避障方法如专利CN201010621210.4中公开的方法，移动搬运机器人1进行过程中实现避障的功能。壳体26上还设置有显示屏8 和多个维护检修口，维护检修口上铰接有维护检修门9，便于对内部零件进行维修和更换。

优选的实施方式中，移动搬运机器人1内置电源，在底部阵列设置四个万向轮，四个万向轮分设在底部的四个角上，用于支撑移动搬运机器人1。移动搬运机器人1的底部还设置有两个驱动轮，驱动轮与驱动部件连接，驱动部件与电源连接，驱动部件用于驱动驱动轮旋转，驱动轮驱动移动搬运机器人1运动。

优选地，移动搬运机器人1上设置激光导航系统，激光导航系统与避障相机电连接，激光导航系统包括第一导航激光器和第二导航激光器，第一导航激光器和第二导航激光器分别与移动搬运机器人1的一组相对的角一一对应设置。激光导航系统采用如专利CN214167252U中的激光导航系统，第一导航激光器相当于第一导航激光，第二导航激光器相当于第二导航激光，在此不再赘述。

如图3所示，机械臂3复合机器人还包括示教显示器11和识别辅助特征，示教显示器11和识别辅助特征均设置于电器柜2上，示教显示器11用于播放示教视频，识别辅助特征用于配合视觉检测相机42对烧杯等透明物体进行判断是否存在。

本实用新型的取样送样过程：

抽检实验室下发取样任务给机械臂3复合机器人，机械臂3复合机器人由等待区移动到取样口。到达取样口后机械臂3开始移动，如图1和图6所示，视觉检测相机42识别烧杯在移载工装的位置，执行装置4将烧杯从移载工装上取走，放在取样口下面。机械臂3复合机器人与取样口交互通讯，取样口定量放样。取样口放样结束，机械臂3开始移动，视觉检测相机42 识别烧杯位置，执行装置4将装有待检样的烧杯放在机械臂3复合机器人的移载工装上，机械臂3收回，机械臂3复合机器人开始移动前往抽检实验室送样。到达实验室等待区，重复上述取样动作，将装有待检样的烧杯放在待检平台，取一个空烧杯放在移载工装上，完成整个取样送样过程。机械臂3 复合机器人返回等待区等待接收下一个任务。其中，机械臂3复合机器人前后装有视觉避障相机7，视觉避障相机7可以识别机械臂3复合机器人移动路径上悬停的障碍物，进行避障，避免碰撞出现。送检过程无需人工参与，降低了人工成本，同时有效地避免了待检物料受污染，提高了产品质量。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种机械臂复合机器人，其特征在于，所述机械臂复合机器人包括：

移动搬运机器人；

电器柜，所述电器柜与所述移动搬运机器人可拆卸连接，所述电器柜与所述移动搬运机器人电连接；

机械臂，所述机械臂上设置有多个活动关节，所述机械臂的第一端与所述电器柜连接；

执行装置，所述执行装置包括机械手和视觉检测相机，所述机械手设置于所述机械臂的第二端，所述视觉检测相机设置于所述机械手上，所述视觉检测相机与所述电器柜电连接；以及，

装载工装，所述装载工装设置于所述电器柜上，所述机械手能够从所述装载工装上取放物品。

2.如权利要求1所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述电器柜包括柜体以及设置在所述柜体内并相互电连接的机械臂控制器和执行装置控制器；

所述机械臂控制器与所述机械臂电连接，所述执行装置控制器与所述执行装置电连接。

3.如权利要求2所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述柜体包括框架、顶板以及底板；

所述顶板和所述底板均水平设置于所述框架上，所述装载工装和所述机械臂均设置于所述顶板上，所述底板抵接于所述移动搬运机器人上；

所述机械臂控制器和所述执行装置控制器均设置于所述框架内；

所述机械臂控制器内设置有第一控制电路板，所述机械臂与所述第一控制电路板电连接；

所述执行装置控制器内设置有第二控制电路板，所述第一控制电路板与所述第二控制电路电连接，所述执行装置与所述第二控制电路板电连接。

4.如权利要求3所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述电器柜还包括壳体，所述壳体设置于所述框架上，所述壳体上一组相对的侧面上均设置有视觉避障相机，所述视觉避障相机与所述移动搬运机器人电连接。

5.如权利要求4所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述壳体上还设置有显示屏和多个维护检修口，所述维护检修口上铰接有维护检修门。

6.如权利要求1-3任意一项所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述机械手包括连接件、安装架以及多个气动夹爪；

所述连接件转动设置于所述机械臂的第二端，所述安装架设置于所述连接件上，多个所述气动夹爪均滑动设置于所述安装架上，所述视觉检测相机设置于所述安装架上。

7.如权利要求6所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述气动夹爪包括第一气动夹爪、第二气动夹爪、第三气动夹爪以及第四气动夹爪；

所述第一气动夹爪、所述第二气动夹爪、所述第三气动夹爪以及所述第四气动夹爪均包括滑台、限位件、夹指以及滑轨；

所述滑轨设置于所述安装架上，所述滑台与所述滑轨滑动连接，所述夹指和所述限位件均设置于所述滑台上，所述限位件能够将所述滑台固定在所述滑轨上，所述夹指与外部气源连接；

所述第一气动夹爪和所述第二气动夹爪的所述滑轨位于第一直线上，所述第三气动夹爪和所述第四气动夹爪的所述滑轨位于第二直线上，所述第一直线和所述第二直线平行。

8.如权利要求1-3任意一项所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述移动搬运机器人的底部阵列设置四个万向轮，所述移动搬运机器人的底部还设置有两个驱动轮，所述驱动轮能够驱动所述移动搬运机器人运动。

9.如权利要求1-3任意一项所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述移动搬运机器人上设置激光导航系统，所述激光导航系统包括第一导航激光器和第二导航激光器，所述第一导航激光器和第二导航激光器分别与所述移动搬运机器人的一组相对的角一一对应设置。

10.如权利要求1-3任意一项所述的机械臂复合机器人，其特征在于，所述机械臂复合机器人还包括示教显示器，所述示教显示器设置于所述电器柜上。

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