WO2016188355A1 - 通草纸加工机器人装置 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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Abstract

通草纸加工机器人装置，包括有工作台（1）、动力装置（2）、机械手（3）、切纸槽（4）、切纸装置（5）以及控制器（6）；动力装置（2）包括有第一动力元件（7）、第二动力元件（8）、第三动力元件（9）以及第四动力元件（10），机械手（3）包括有第一滑轨（11）、第一滑座（12）、机械臂（13）以及搓手板（14），切纸装置（5）包括有第二滑轨（15）、第二滑座（16）、第三滑轨（17）、第三滑座（18）以及切纸刀（19）；该通草纸加工机器人装置利用控制器控制机械手搓通草芯滚动，同时利用控制器控制动力装置带动切纸刀切割通草芯，将通草芯切割成为通草纸，通草纸加工机器人装置与传统的手工切割通草纸相比，提高了加工效率和加工通草纸的质量。

Description

通草纸加工机器人装置 技术领域
本发明涉及一种通草纸加工机械装置，特别是一种通草纸加工机器人装置。
背景技术
目前，人们在制作通草画时，需要将通草芯制作成为通草纸；目前，人们制造通草纸时，均使用传统的手工方法加工，加工时，利用手搓通草芯于平板上滚动，同时，手握切纸刀不断往复切割通草芯，将通草芯切割成为通草纸；由于手工操作，加工的工作效率较低，一种通草纸加工机器人装置已成为人们加工通草纸的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种通草纸加工机器人装置，提高通草纸的加工效率。
本发明所采用的技术方案是：通草纸加工机器人装置，包括有工作台、动力装置、机械手、切纸槽、切纸装置以及控制器；动力装置包括有第一动力元件、第二动力元件、第三动力元件以及第四动力元件，机械手包括有第一滑轨、第一滑座、机械臂以及搓手板，切纸装置包括有第二滑轨、第二滑座、第三滑轨、第三滑座以及切纸刀；第一滑轨与工作台连接，第一动力元件的外壳与第一滑轨连接，第一动力元件的动力轴与第一滑座连接，第一滑座与第一滑轨动配合连接；第四动力元件与第一滑座连接，第四动力元件的动力轴与机械臂连接，机械臂与搓手板连接；第二滑轨与工作台连接，第二动力元件的外壳与第二滑轨连接，第二动力元件的动力轴与第二滑座连接，第二滑座与第二滑轨动配合连接；第三滑轨与第二滑座连接，第三动力元件的外壳与第二滑座连接，第三动力元件的动力轴与第三滑座连接，第三滑座与第三滑轨动配合连接；切纸刀与第三滑座连接；控制器通过控制线与动力装置连接。
通草纸加工机器人装置工作时，将通草芯放入切纸槽上，利用控制器控制第四动力元件带动机械臂向下摆动，使搓手板压住通草芯，搓手板 压住通草芯后，控制器控制第三动力元件带动第三滑座于第三滑轨作往复移动，利用第三滑座带动切纸刀作往复移动切通草芯；同时，控制器控制第一动力元件带动第一滑座于第一滑轨上移动，利用第一滑座带动机械臂以及搓手板移动，利用搓手板搓通草芯滚动；同时，控制器控制第二动力元件带动第二滑座于第二滑轨上移动，利用第二滑座带动第三滑座移动，利用第三滑座带动切纸刀切入通草芯，随着通草芯的滚动以及切纸刀不断的往复切入通草芯，通草芯被切成纸形状，将通草芯切割成为通草纸；通草芯切成纸形状后，控制器控制第一动力元件、第二动力元件、第三动力元件以及第四动力元件复位。
本发明的有益效果是：通草纸加工机器人装置设有控制器；利用控制器控制机械手搓通草芯滚动，同时利用控制器控制动力装置带动切纸刀切割通草芯，将通草芯切割成为通草纸，通草纸加工机器人装置与传统的手工切割通草纸相比，提高了加工效率，以及提高了加工通草纸的质量。
附图说明
图1是通草纸加工机器人装置的结构示意图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明：
图1所示的通草纸加工机器人装置的结构示意图以及图2所示图1的俯视图，通草纸加工机器人装置，包括有工作台1、动力装置2、机械手3、切纸槽4、切纸装置5以及控制器6；动力装置2包括有第一动力元件7、第二动力元件8、第三动力元件9以及第四动力元件10，机械手3包括有第一滑轨11、第一滑座12、机械臂13以及搓手板14，切纸装置5包括有第二滑轨15、第二滑座16、第三滑轨17、第三滑座18以及切纸刀19；第一滑轨11与工作台1连接，第一动力元件7的外壳与第一滑轨11连接，第一动力元件7的动力轴与第一滑座12连接，第一滑座12与第一滑轨11动配合连接；第四动力元件10的外壳与第一滑座12连接，第四动力元件10的动力轴与机械臂13连接，机械臂13与搓手板14连接；第二滑轨15与工作台1连接，第二动力元件8的外壳与第二滑轨15连接，第二动力元件8的动力轴与第二滑座16连接，第二滑座16与第二滑轨15动配合连接；第三滑轨17与第二滑座16连接，第三动力元件9的外壳与 第二滑座16连接，第三动力元件9的动力轴与第三滑座18连接，第三滑座18与第三滑轨17动配合连接；切纸刀19与第三滑座18连接；控制器6通过控制线与动力装置2连接。
为了实施将通草芯20切割成为通草纸，切纸槽4位于搓手板14的下方；切纸刀19的刀刃与切纸槽4的底面平行；第一动力元件7轴线与第二动力元件8的轴线平行，第三动力元件9的轴线与第二动力元件8的轴线垂直；第一滑轨11与第二滑轨15平行，第三滑轨17与第二滑轨15垂直。
通草纸加工机器人装置的使用方法是：工作时，将通草芯20放入切纸槽4上，利用控制器6控制第四动力元件10带动机械臂13向下摆动，使搓手板14压住通草芯20，搓手板14压住通草芯20后，控制器6控制第三动力元件9带动第三滑座18于第三滑轨17作往复移动，利用第三滑座18带动切纸刀19作往复移动切通草芯20；同时，控制器6控制第一动力元件7带动第一滑座12于第一滑轨11上移动，利用第一滑座12带动机械臂13以及搓手板14移动，利用搓手板14搓通草芯20滚动；同时，控制器6控制第二动力元件8带动第二滑座16于第二滑轨15上移动，利用第二滑座16带动第三滑座18移动，利用第三滑座18带动切纸刀19切入通草芯20，随着通草芯20的滚动以及切纸刀19不断的往复切入通草芯20，通草芯20被切成纸形状，将通草芯20切割成为通草纸；通草芯20切成纸形状后，控制器6控制第一动力元件7、第二动力元件8、第三动力元件9以及第四动力元件10停止复位。
为了实施通草纸加工机器人装置的智能控制，控制器6设有第一传感器21、第二传感器22、第三传感器23以及第四传感器24，第一传感器21设于切纸槽4的底面，第二传感器22设于搓手板14，第三传感器23以及第四传感器24设于第一滑座12，第四传感器24位于第三传感器23的下方。
通草纸加工机器人装置的工作时，将通草芯20放入切纸槽4上，第一传感器21将通草芯20放入切纸槽4的信号传输给控制器6，控制器6控制第四动力元件10带动机械臂13向下摆动，使搓手板14压住通草芯20，搓手板14压住通草芯20后，控制器6控制第三动力元件9带动第三滑座18于第三滑轨17作水平往复移动，利用第三滑座18带动切纸刀19 作往复移动切通草芯20；同时，控制器6控制第一动力元件7带动第一滑座12向通草芯20移动，利用第一滑座12带动机械臂13以及搓手板14向通草芯20移动，利用搓手板14搓通草芯20滚动；同时，控制器6控制第二动力元件8带动第二滑座16向通草芯20移动，利用第二滑座16带动第三滑座18向通草芯20移动，利用第三滑座18带动切纸刀19切入通草芯20，随着通草芯20的滚动以及切纸刀19不断的往复切入通草芯20，通草芯20被切成纸形状；通草芯20切成纸形状后，控制器6第四动力元件10带动机械臂13以及搓手板14复位；同时，控制器6控制第一动力元件7带动第一滑座12复位，控制控制第二动力元件8带动第二滑座16复位，控制器6控制第三动力元件9停止往复移动。
动力装置2设有多种结构，动力装置2的结构包括有：动力装置2由油压装置构成，第一动力元件7、第二动力元件8、以及第三动力元件9为液压缸，第四动力元件10为摆动油缸；或者，动力装置2由气压装置构成，第一动力元件7、第二动力元件8、以及第三动力元件9为气缸，第四动力元件10为摆动气缸；或者，动力装置2由电动装置构成，第一动力元件7、第二动力元件8、以及第三动力元件9为电动推杆，第四动力元件10为摆动电机。
通草纸加工机器人装置的工作流程如下：下料→压紧→往复切→搓滚→切入→切纸→摆起→复位→取纸；如此不断循环。
通草纸加工机器人装置的工作流程具体如下：
下料：将通草芯20放入切纸槽4，使通草芯20的轴线与第二动力元件8的轴线垂直，使通草芯20接近切纸槽4底面的第一传感器21；
压紧：通草芯20接近第一传感器21后，第一传感器21将其信号传输给控制器6，控制器6控制第四动力元件10带动机械臂13向下摆动，利用搓手板14将通草芯20压住；同时，通草芯20接近第二传感器22，第二传感器22将其信号传输给控制器6；
往复切：第二传感器22将搓手板14压住通草芯20信号传输给控制器6后，控制器6控制第三动力元件9带动第三滑座18作水平往复移动，带动切纸刀19往复水平切割通草芯20；
搓滚：在切纸刀19往复水平切通草芯20的同时，控制器6控制第一动力元件7带动第一滑座12向右移动，利用第一滑座12带动机械臂13 以及搓手板14向右移动，利用搓手板14搓通草芯20向右滚动；
切入：在搓手板14搓通草芯20向右滚动的同时，控制器6控制第二动力元件8带动第二滑座16向右移动，利用第二滑座16带动第三滑座18向右移动，利用第三滑座18带动切纸刀19向右切入通草芯20；
切纸：随着通草芯20的滚动以及切纸刀19不断的往复切入通草芯20，通草芯20被切成纸形状，随着通草芯20被不断切割成纸形，随着机械臂13不断向下摆动，搓手板14不断降低，搓手板14接近切纸槽4，机械臂13接近第四传感器24，第四传感器24将其信号传输给控制器6；
摆起：第四传感器24将其信号传输给控制器6后，控制器6控制第四动力元件10带动机械臂13反方向摆动，机械臂13带动搓手板14摆起复位；
复位：在机械臂13摆起的同时，控制器6控制第一动力元件7的动力轴以及第二动力元件8动力轴向左移动，第一滑座12以及第二滑座16复位，控制器6控制第三动力元件9停止往复移动，切纸刀19停止往复移动；机械臂13摆回到第三传感器23的位置，第三传感器23将其信号传输给控制器6，控制器6控制第四动力元件10停止，机械臂13复位；
取纸：切纸刀19停止往复移动后，将通草纸取出。
通草纸加工机器人装置初始状态是：机械臂13接近第三传感器23，第一动力元件7的动力轴以及第二动力元件8动力轴为未伸出状态。
为了避免切纸刀19切不到通草芯20，切纸槽4的宽度大于通草芯20的长度，切纸刀19的长度大于或者等于通草芯20的长度；切纸刀19刃口到切纸槽4槽底的垂直距离与通草芯20切割出来通草纸的厚度相同。
为了调节通草纸的厚度，切纸刀19与第三滑座18之间设有刀架25，切纸刀19固定于刀架25，刀架25与第三滑座18连接，刀架25与第三滑座18之间设有升降装置26；升降装置26包括有螺纹升降装置；切纸槽4的槽底与水平面平行，切纸刀19的刃口与切纸槽4的槽底平行。
切纸刀19使用时，通过升降装置26调节切纸刀19与第三滑座18的距离，改变切纸刀19的高度，调节切纸刀19与切纸槽4的距离，控制切纸刀19刃口到切纸槽4的高度，以达到控制切通芯纸的厚度的目的。
为了控制切纸刀19往复行程，第三动力元件9设有第一行程开关27以及第二行程开关28，用于控制切纸刀19往复切割的行程；切纸刀19往 复移动切割通草芯20时，切纸刀19作前后水平往复移动，同时切纸刀19作向右水平移动，切纸刀19移动的轨迹为前后水平移动与向右水平移动的组合。
第三动力元件9带动切纸刀19往复切割通草芯20时，第三动力元件9带动第三滑座18向前移动，第三滑座18带动刀架25以及切纸刀19向前移动，第三动力元件9的感应件移动到第一行程开关27的位置时，第一行程开关27将其信号传输给控制器6，控制器6控制第三动力元件9回程移动，第三动力元件9带动带动刀架25以及切纸刀19向后移动，当第三动力元件9的感应件移动到第二行程开关28时，第二行程开关28将其信号传输给控制器6，控制器6控制第三动力元件9带动刀架25以及切纸刀19向前移动，如此不断循环，控制切纸刀19往复切割通草芯20；切纸刀19移动的方向与通草芯20滚动的方向相同；包括有切纸刀19向右移动，通草芯20向右滚动。

Claims (10)

  1. 通草纸加工机器人装置，包括有工作台(1)、动力装置(2)、机械手(3)、切纸槽(4)、切纸装置(5)以及控制器(6)；动力装置(2)包括有第一动力元件(7)、第二动力元件(8)、第三动力元件(9)以及第四动力元件(10)，机械手(3)包括有第一滑轨(11)、第一滑座(12)、机械臂(13)以及搓手板(14)，切纸装置(5)包括有第二滑轨(15)、第二滑座(16)、第三滑轨(17)、第三滑座(18)以及切纸刀(19)；切纸刀(19)与第三滑座(18)之间设有刀架(25)，刀架(25)与第三滑座(18)之间设有升降装置(26)；控制器(6)设有第一传感器(21)、第二传感器(22)、第三传感器(23)以及第四传感器(24)，第三动力元件(9)设有第一行程开关(27)以及第二行程开关(28)；控制器(6)通过控制线与动力装置(2)、第一行程开关(27)以及第二行程开关(28)连接；其特征在于：所述的通草纸加工机器人装置的使用方法是：工作时，将通草芯(20)放入切纸槽(4)上，利用控制器(6)控制第四动力元件(10)带动机械臂(13)向下摆动，使搓手板(14)压住通草芯(20)，搓手板(14)压住通草芯(20)后，控制器(6)控制第三动力元件(9)带动第三滑座(18)于第三滑轨(17)作往复移动，利用第三滑座(18)带动切纸刀(19)作往复移动切通草芯(20)；同时，控制器(6)控制第一动力元件(7)带动第一滑座(12)于第一滑轨(11)上移动，利用第一滑座(12)带动机械臂(13)以及搓手板(14)移动，利用搓手板(14)搓通草芯(20)滚动；同时，控制器(6)控制第二动力元件(8)带动第二滑座(16)于第二滑轨(15)上移动，利用第二滑座(16)带动第三滑座(18)移动，利用第三滑座(18)带动切纸刀(19)切入通草芯(20)，随着通草芯(20)的滚动以及切纸刀(19)不断的往复切入通草芯(20)，通草芯(20)被切成纸形状，将通草芯(20)切割成为通草纸；通草芯(20)切成纸形状后，控制器(6)控制第一动力元件(7)、第二动力元件(8)、第三动力元件(9)以及第四动力元件(10)停止复位。
  2. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的通草纸加工机器人装置的工作时，将通草芯(20)放入切纸槽(4)上，第一传感器(21)将通草芯(20)放入切纸槽(4)的信号传输给控制器(6)，控制器(6)控制第四动力元件(10)带动机械臂(13)向下摆动，使搓手板(14)压住通草芯(20)，搓手板(14)压住通草芯(20) 后，控制器(6)控制第三动力元件(9)带动第三滑座(18)于第三滑轨(17)作水平往复移动，利用第三滑座(18)带动切纸刀(19)作往复移动切通草芯(20)；同时，控制器(6)控制第一动力元件(7)带动第一滑座(12)向通草芯(20)移动，利用第一滑座(12)带动机械臂(13)以及搓手板(14)向通草芯(20)移动，利用搓手板(14)搓通草芯(20)滚动；同时，控制器(6)控制第二动力元件(8)带动第二滑座(16)向通草芯(20)移动，利用第二滑座(16)带动第三滑座(18)向通草芯(20)移动，利用第三滑座(18)带动切纸刀(19)切入通草芯(20)，随着通草芯(20)的滚动以及切纸刀(19)不断的往复切入通草芯(20)，通草芯(20)被切成纸形状；通草芯(20)切成纸形状后，控制器(6)控制第四动力元件(10)带动机械臂(13)以及搓手板(14)复位；同时，控制器(6)控制第一动力元件(7)带动第一滑座(12)复位，控制第二动力元件(8)带动第二滑座(16)复位，控制器(6)控制第三动力元件(9)停止往复移动。
  3. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的通草纸加工机器人装置的工作流程如下：下料→压紧→往复切→搓滚→切入→切纸→摆起→复位→取纸；如此不断循环。
  4. 根据权利要求3所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的通草纸加工机器人装置的工作流程具体如下：
    下料：将通草芯(20)放入切纸槽(4)，使通草芯(20)接近切纸槽(4)底面的第一传感器(21)；
    压紧：通草芯(20)接近第一传感器(21)后，第一传感器(21)将其信号传输给控制器(6)，控制器(6)控制第四动力元件(10)带动机械臂(13)向下摆动，利用搓手板(14)将通草芯(20)压住；同时，通草芯(20)接近第二传感器(22)，第二传感器(22)将其信号传输给控制器(6)；
    往复切：第二传感器(22)将搓手板(14)压住通草芯(20)信号传输给控制器(6)后，控制器(6)控制第三动力元件(9)带动第三滑座(18)作水平往复移动，带动切纸刀(19)往复水平切割通草芯(20)；
    搓滚：在切纸刀(19)往复水平切通草芯(20)的同时，控制器(6)控制第一动力元件(7)带动第一滑座(12)向右移动，利用第一滑座(12) 带动机械臂(13)以及搓手板(14)向右移动，利用搓手板(14)搓通草芯(20)向右滚动；
    切入：在搓手板(14)搓通草芯(20)向右滚动的同时，控制器(6)控制第二动力元件(8)带动第二滑座(16)向右移动，利用第二滑座(16)带动第三滑座(18)向右移动，利用第三滑座(18)带动切纸刀(19)向右切入通草芯(20)；
    切纸：随着通草芯(20)的滚动以及切纸刀(19)不断的往复切入通草芯(20)，通草芯(20)被切成纸形状，随着通草芯(20)被不断切割成纸形，随着机械臂(13)不断向下摆动，搓手板(14)不断降低，搓手板(14)接近切纸槽(4)，机械臂(13)接近第四传感器(24)，第四传感器(24)将其信号传输给控制器(6)；
    摆起：第四传感器(24)将其信号传输给控制器(6)后，控制器(6)控制第四动力元件(10)带动机械臂(13)反方向摆动，机械臂(13)带动搓手板(14)摆起复位；
    复位：在机械臂(13)摆起的同时，控制器(6)控制第一动力元件(7)的动力轴以及第二动力元件(8)动力轴向左移动，第一滑座(12)以及第二滑座(16)复位，控制器(6)控制第三动力元件(9)停止往复移动，切纸刀(19)停止往复移动；
    取纸：切纸刀(19)停止往复移动后，将通草纸取出。
  5. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的机械臂(13)摆回到第三传感器(23)的位置，第三传感器(23)将其信号传输给控制器(6)，控制器(6)控制第四动力元件(10)停止，机械臂(13)复位。
  6. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的切纸槽(4)的宽度大于通草芯(20)的长度，切纸刀(19)的长度大于或者等于通草芯(20)的长度。
  7. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的切纸刀(19)使用时，通过升降装置(26)调节切纸刀(19)与第三滑座(18)的距离，改变切纸刀(19)的高度，调节切纸刀(19)与切纸槽(4)的距离，控制切纸刀(19)刃口到切纸槽(4)的高度，以达到控制切通芯纸的厚度的目的。
  8. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的切纸刀(19)往复移动切割通草芯(20)时，切纸刀(19)作前后水平往复移动，同时切纸刀(19)作向右水平移动，切纸刀(19)移动的轨迹为前后水平移动与向右水平移动的组合。
  9. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的第三动力元件(9)带动切纸刀(19)往复切割通草芯(20)时，第三动力元件(9)带动第三滑座(18)向前移动，第三滑座(18)带动刀架(25)以及切纸刀(19)向前移动，第三动力元件(9)的感应件移动到第一行程开关(27)的位置时，第一行程开关(27)将其信号传输给控制器(6)，控制器(6)控制第三动力元件(9)回程移动，第三动力元件(9)带动带动刀架(25)以及切纸刀(19)向后移动，当第三动力元件(9)的感应件移动到第二行程开关(28)时，第二行程开关(28)将其信号传输给控制器(6)，控制器(6)控制第三动力元件(9)带动刀架(25)以及切纸刀(19)向前移动，如此不断循环，控制切纸刀(19)往复切割通草芯(20)。
  10. 根据权利要求1所述的通草纸加工机器人装置，其特征在于：所述的切纸刀(19)移动的方向与通草芯(20)滚动的方向相同；包括有切纸刀(19)向右移动，通草芯(20)向右滚动。
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