本發(fā)明涉及鞋服制造領(lǐng)域，尤其是指一種用于定向放置鞋底的機(jī)械手及其工作方式。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有鞋子的組裝生產(chǎn)線中，通常將若干鞋底雜亂放置于組裝生產(chǎn)線旁邊的收集桶內(nèi)，由專門的工作人員將鞋底從收集桶內(nèi)逐個(gè)取出并定向放置于組裝生產(chǎn)線上，讓鞋底隨生產(chǎn)線的輸送帶移動(dòng)至下一個(gè)組裝工位與其他部件進(jìn)行組裝。

這種人工取鞋底并定向放置的方式存在以下問(wèn)題：1.工作人員在每次取放鞋底的過(guò)程中均進(jìn)行彎腰、轉(zhuǎn)身等一系列動(dòng)作，不僅工作強(qiáng)度大，而且工作效率低，影響生產(chǎn)；此外，長(zhǎng)期工作后該崗位的工作人員容易出現(xiàn)腰肌勞損等職業(yè)病。因此，為了改善組裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度和提高生產(chǎn)效率，急需設(shè)計(jì)出一種可以將鞋底從雜亂的收集桶中取出并定向放置于組裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化機(jī)械手。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于定向放置鞋底的機(jī)械手及其工作方式，其主要目的在于解決鞋子的組裝生產(chǎn)線中，人工取鞋底并定向放置的方式存在工作強(qiáng)度大、工作效率低、工作人員容易出現(xiàn)腰肌勞損等職業(yè)病的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于定向放置鞋底的機(jī)械手，包括支架和二維數(shù)控滑臺(tái)，該二維數(shù)控滑臺(tái)水平倒立地掛設(shè)于所述支架，二維數(shù)控滑臺(tái)的滑塊豎直朝下地設(shè)置有一升降機(jī)構(gòu)，上述升降機(jī)構(gòu)的下端設(shè)有一可水平轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)豎直連接有一第一連接桿，上述第一連接桿的下端通過(guò)轉(zhuǎn)軸可豎直轉(zhuǎn)動(dòng)地樞接有一第二連接桿并配設(shè)有使第二連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)的第二伺服電機(jī)，上述第二連接桿的下端設(shè)有一安裝板，該安裝板的下端面設(shè)有一真空吸盤；還包括用于控制該機(jī)械手動(dòng)作的控制器，該控制器設(shè)有用于獲取鞋底3d影像的3d圖像傳感器。

進(jìn)一步，上述升降機(jī)構(gòu)為電動(dòng)伸縮桿，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為第一伺服電機(jī)，上述第一伺服電機(jī)豎直朝下地設(shè)置于電動(dòng)伸縮桿的下端，上述第一連接桿的上端連接于上述第一伺服電機(jī)的輸出軸。

進(jìn)一步，上述3d圖像傳感器豎直朝下地設(shè)置于安裝板。

進(jìn)一步，上述二維數(shù)控滑臺(tái)包括第一絲桿滑臺(tái)和第二絲桿滑臺(tái)，該第一電動(dòng)絲桿滑臺(tái)包括上述第一滑塊，第二電動(dòng)絲桿滑臺(tái)包括上述滑塊，上述第一電動(dòng)絲桿滑臺(tái)水平倒立地掛設(shè)于上述支架，上述第二電動(dòng)絲桿滑臺(tái)水平倒立地設(shè)置于上述第一滑塊，并且第二電動(dòng)絲桿滑臺(tái)與第一電動(dòng)絲桿滑臺(tái)相垂直。

上述用于定向放置鞋底的機(jī)械手的工作方式，包括以下步驟：（1）通過(guò)所述控制器將機(jī)械手移動(dòng)至收集桶的正上方，通過(guò)3d圖像傳感器獲取若干堆放于收集桶內(nèi)的鞋底的3d影像；（2）控制器根據(jù)3d影像鎖定其中一個(gè)處于上層的鞋底，并計(jì)算出二維數(shù)控滑臺(tái)、升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及第二伺服電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)；（3）控制器根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)行參數(shù)操控該機(jī)械手動(dòng)作，使真空吸盤吸附于鞋底的正面中心位置處；（4）控制器根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)行參數(shù)操控該機(jī)械手動(dòng)作，將真空吸盤吸附住的鞋底按規(guī)定擺正，并將鞋底定向放置于組裝生產(chǎn)線上，然后將機(jī)械手復(fù)位；（5）重復(fù)步驟（1）至步驟（4）。

具體地，上述步驟（2）中，以鎖定的鞋底正面中心位置作為原點(diǎn)，建立一個(gè)空間直角坐標(biāo)系，該空間直角坐標(biāo)系的z軸垂直于鞋底正面，x軸沿鞋底長(zhǎng)度方向延伸，y軸沿鞋底寬度方向延伸；建立一個(gè)以上述真空吸盤中心位置作為起點(diǎn)且方向與真空吸盤朝向相重合的單位射線，計(jì)算出該單位射線的起點(diǎn)和終點(diǎn)在上述空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)；上述步驟（3）中，上述控制器控制二維數(shù)控滑臺(tái)、升降機(jī)構(gòu)和第二伺服電機(jī)使該機(jī)械手動(dòng)作，使單位射線重合于z軸的正半軸，并且單位射線指向原點(diǎn)；然后通過(guò)控制器控制使單位射線沿z軸方向朝原點(diǎn)移動(dòng)，直至起點(diǎn)與原點(diǎn)重合，此時(shí)真空吸盤將鞋底牢牢吸附；上述步驟（4）中，上述控制器內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)的定向放置方式建立有世界坐標(biāo)系，上述控制器控制該機(jī)械手動(dòng)作，調(diào)整動(dòng)態(tài)空間直角坐標(biāo)系的朝向，使動(dòng)態(tài)空間直角坐標(biāo)系的三軸方向與世界坐標(biāo)系的三軸方向相同，從而將鞋底按預(yù)設(shè)的定向放置方式進(jìn)行擺正，最后將鞋底搬運(yùn)至組裝生產(chǎn)線上。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于：

本發(fā)明包括二維數(shù)控滑臺(tái)，該二維數(shù)控滑臺(tái)的滑塊豎直朝下地設(shè)置有一升降機(jī)構(gòu)，上述升降機(jī)構(gòu)的下端設(shè)有一可水平轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)豎直連接有一第一連接桿，上述第一連接桿的下端通過(guò)轉(zhuǎn)軸可豎直轉(zhuǎn)動(dòng)地樞接有一第二連接桿并配設(shè)有使第二連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)的第二伺服電機(jī)，上述第二連接桿的下端設(shè)有一安裝板，該安裝板的下端面設(shè)有一真空吸盤；還包括用于控制該機(jī)械手動(dòng)作的控制器，該控制器設(shè)有用于獲取鞋底3d影像的3d圖像傳感器。本發(fā)明通過(guò)3d圖像傳感器先獲取桶內(nèi)鞋底的3d影像，控制器通過(guò)3d影像計(jì)算將夾取并定向放置鞋底的過(guò)程中該機(jī)械手所需要的運(yùn)行參數(shù)，控制器根據(jù)運(yùn)行參數(shù)控制機(jī)械手動(dòng)作從而將鞋底逐一定向放置于組裝生產(chǎn)線，可以替代人們完成鞋底定向放料的工作，具有效率高、精確度高和自動(dòng)化強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為本發(fā)明的左視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

參照?qǐng)D1和圖2，一種用于定向放置鞋底的機(jī)械手，包括支架1和二維數(shù)控滑臺(tái)2，該二維數(shù)控滑臺(tái)2水平倒立地掛設(shè)于支架1。二維數(shù)控滑臺(tái)2的滑塊221豎直朝下地設(shè)置有一升降機(jī)構(gòu)3。升降機(jī)構(gòu)3的下端設(shè)有一可水平轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4。而旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4豎直連接有一第一連接桿5。第一連接桿5的下端通過(guò)轉(zhuǎn)軸61可豎直轉(zhuǎn)動(dòng)地樞接有一第二連接桿6并配設(shè)有使第二連接桿6轉(zhuǎn)動(dòng)的第二伺服電機(jī)7。第二連接桿6的下端設(shè)有一安裝板62，該安裝板62的下端面設(shè)有一真空吸盤8；本發(fā)明還包括用于控制該機(jī)械手動(dòng)作的控制器，該控制器設(shè)有用于獲取鞋底3d影像的3d圖像傳感器9。

參照?qǐng)D1和圖2，具體地，升降機(jī)構(gòu)3為電動(dòng)伸縮桿，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4為第一伺服電機(jī)，該第一伺服電機(jī)豎直朝下地設(shè)置于電動(dòng)伸縮桿的下端。第一連接桿5的上端連接于上述第一伺服電機(jī)的輸出軸41。

參照?qǐng)D1和圖2，作為優(yōu)選方案，3d圖像傳感器9豎直朝下地設(shè)置于安裝板62。

參照?qǐng)D1和圖2，具體地：安裝板62、第二連接桿6以及轉(zhuǎn)軸61一體成型，轉(zhuǎn)軸61通過(guò)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地穿設(shè)于第一連接桿5的下端，第二伺服電機(jī)7通過(guò)l型連接板51固設(shè)于第一連接桿5的側(cè)壁，并且第二伺服電機(jī)7的輸出軸與轉(zhuǎn)軸61相連接。

參照?qǐng)D1和圖2，二維數(shù)控滑臺(tái)2包括第一絲桿滑臺(tái)21和第二絲桿滑臺(tái)22，該第一電動(dòng)絲桿滑臺(tái)21包括上述第一滑塊211，第二電動(dòng)絲桿滑臺(tái)22包括滑塊221，第一電動(dòng)絲桿滑臺(tái)21水平倒立地掛設(shè)于支架1，第二電動(dòng)絲桿滑臺(tái)22水平倒立地設(shè)置于第一滑塊211，并且第二電動(dòng)絲桿滑臺(tái)22與第一電動(dòng)絲桿滑臺(tái)21相垂直。

參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明的工作方式：（1）通過(guò)上述控制器將該機(jī)械手移動(dòng)至收集桶a的正上方，通過(guò)3d圖像傳感器9獲取若干堆放于收集桶a內(nèi)的鞋底（圖中未畫出）的3d影像；（2）上述控制器根據(jù)3d影像鎖定其中一個(gè)處于上層的鞋底，并計(jì)算出二維數(shù)控滑臺(tái)2、升降機(jī)構(gòu)3、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4以及第二伺服電機(jī)7的運(yùn)行參數(shù)；（3）上述控制器根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)行參數(shù)操控該機(jī)械手動(dòng)作，使真空吸盤8吸附于鞋底的正面中心位置處；（4）上述控制器根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)行參數(shù)操控該機(jī)械手動(dòng)作，將真空吸盤8吸附住的鞋底按規(guī)定擺正，并將鞋底定向放置于組裝生產(chǎn)線b上，然后將該機(jī)械手復(fù)位；（5）重復(fù)步驟（1）至步驟（4）。

參照?qǐng)D1和圖2，具體地，上述步驟（2）中，以鎖定的鞋底正面中心位置作為原點(diǎn)，建立一個(gè)空間直角坐標(biāo)系，該空間直角坐標(biāo)系的z軸垂直于鞋底正面，x軸沿鞋底長(zhǎng)度方向延伸，y軸沿鞋底寬度方向延伸；建立一個(gè)以真空吸盤8中心位置作為起點(diǎn)且方向與真空吸盤8朝向相重合的單位射線，計(jì)算出該單位射線的起點(diǎn)和終點(diǎn)在上述空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)；上述步驟（3）中，上述控制器控制二維數(shù)控滑臺(tái)2、升降機(jī)構(gòu)3和第二伺服電機(jī)7使該機(jī)械手動(dòng)作，使單位射線重合于z軸的正半軸，并且單位射線指向原點(diǎn)；然后通過(guò)控制器控制使單位射線沿z軸方向朝原點(diǎn)移動(dòng)，直至起點(diǎn)與原點(diǎn)重合，此時(shí)真空吸盤8將鞋底牢牢吸附；上述步驟（4）中，上述控制器內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)的定向放置方式建立有世界坐標(biāo)系，上述控制器控制該機(jī)械手動(dòng)作，調(diào)整動(dòng)態(tài)空間直角坐標(biāo)系的朝向，使動(dòng)態(tài)空間直角坐標(biāo)系的三軸方向與世界坐標(biāo)系的三軸方向相同，從而將鞋底按預(yù)設(shè)的定向放置方式進(jìn)行擺正，最后將鞋底搬運(yùn)至組裝生產(chǎn)線上。

參照?qǐng)D1和圖2，綜上可見，本發(fā)明利用3d視覺(jué)進(jìn)行抓取、矯正和搬運(yùn)鞋底的動(dòng)作，可以替代人們完成鞋底定向放料的工作，具有效率高、精確度高和自動(dòng)化強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。