一種汽車裝備線智能360度多維機械手的制作方法
【專利摘要】一種汽車裝備線智能360度多維機械手，涉及一種機械手，大側板上設有壓力蓄能器，復合升降臂I和復合升降臂II一端分別與壓力蓄能器連接，另一端與連接板I連接，升降氣缸一端與大側板連接，另一端與復合升降臂II連接，前后擺動氣缸一端與壓力蓄能器連接，另一端與復合擺臂I連接。采用伺服控制360度旋轉的氣動夾具裝置，實現物料的抓取和旋轉，節(jié)省了夾裝時間，減輕了工人裝配時的勞動強度。同時，設備還采用了傳感器網絡和先進的ARM微控制器構成智能檢測和數字模糊控制，實現了助力機械手工作過程中的狀態(tài)感知和智能反饋控制，提高了產品的安全性和自動化水平。
【專利說明】 一種汽車裝備線智能360度多維機械手
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機械手，特別是一種汽車裝備線智能360度多維機械手。
【背景技術】
[0002]改革開放以來，國民經濟快速增長，科技創(chuàng)新、自主創(chuàng)新已成為國內工業(yè)發(fā)展的主流，我國工業(yè)正逐步向集約型、節(jié)能減排、低碳的方向發(fā)展。在工業(yè)生產中，人們經常要在高溫、腐蝕及有毒氣體等存在有害物質的環(huán)境下工作，增加了工人的勞動強度，危及到工人的生命安全。由于機械手為物料上下線和生產物品組裝提供極理想的助力搬運和組裝工具，可完成重物抓取、搬運、翻轉、對接、微調角度等三維空間移載動作，因而得到廣泛應用。國內現有技術一般采用電控驅動、液壓驅動或氣壓控制，主要進行開關數字量檢測和控制，多路模擬信號數據采集和分析的能力較差，處理速度慢，通信方式固定單一，難以適應多傳感技術和智能化分析處理的需要，且這些產品在可移動、場地適應、安裝靈活性、傳感檢測和智能分析控制等方面均存在一定的缺陷?？蒲袉挝慌c企業(yè)的技術人員在不斷地探索、研究，希望研制出一種操作方便、性能優(yōu)越的機械手，雖然取得了一定的進展，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服以上不足，提供一種汽車裝備線智能360度多維機械手，采用先進的ARM微控制器和伺服控制360度旋轉的氣動夾具裝置，解決了液壓控制助力機械手速度慢、環(huán)境易污染、成本高，氣壓控制助力機械手氣壓沖擊力、反彈力大、抓取、移動、定位控制精度差等難題。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:含有移動輪、移動小車、主控制柜、移動扶手、立柱、傳動分離器1、主旋轉電機、壓力蓄能器、大側板、前后擺動氣缸、復合升降臂、連接板、復合擺臂、夾具旋轉電機、傳動分離器I1、旋轉氣缸、下垂臂、夾爪、夾緊氣缸、升降氣缸，移動小車是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設有一個移動輪，在底盤的中心設有立柱，移動小車上設有主控制柜，其左側設有移動扶手，立柱頂端設有軸承座，可旋轉360°，立柱的頂端與大側板連接，主旋轉電機與傳動分離器I連接，傳動分離器I與主旋轉軸連接，大側板上設有壓力蓄能器，復合升降臂I和復合升降臂II 一端分別與壓力蓄能器連接，另一端與連接板I連接，升降氣缸一端與大側板連接，另一端與復合升降臂II連接，前后擺動氣缸一端與壓力蓄能器連接，另一端與復合擺臂I連接，復合擺臂I設置在連接板I上，并與復合升降臂I設在連接板I的一端同軸連接，復合擺臂I另一端與連接板II連接，復合擺臂II 一端與連接板I連接，另一端與連接板II連接，下垂臂與連接板II下端連接，下垂臂上設有垂臂旋轉座，垂臂旋轉座連接傳動分離器II，傳動分離器II與夾具旋轉電機連接，下垂臂與夾具連接，夾具一側設有旋轉氣缸，旋轉氣缸通過氣管與氣壓控制閥相連接，氣管內設有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾爪可360°旋轉，夾爪為三節(jié)關節(jié)，夾爪內夾有工件。[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術原理是:汽車裝備線智能360度多維機械 手，主要由移動機構、舉升機構、夾持旋轉機構、驅動與補償機構、智能控制機構、在線檢測 機構組成。包括先進的計算機控制系統(tǒng)(ARM微控制器)、氣壓、伺服驅動和維持系統(tǒng)、在線 傳感檢測系統(tǒng)和可移動機械手系統(tǒng)。先進的計算機控制系統(tǒng)用于實現被搬運對象的檢測、 抓取、提升、姿態(tài)旋轉、搬運、對接和裝卸等操作以及整個過程中的狀態(tài)參數的優(yōu)化處理，保 持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高機械手末端點的定位和跟蹤 精度。氣壓、伺服驅動和維持系統(tǒng)為機械手的工作提供動力源，實現載荷懸掛后，在空中處 于“浮動”狀態(tài)，當突發(fā)停電或失壓時，氣壓維持系統(tǒng)可保持被搬運對象繼續(xù)在空中處于“浮 動”狀態(tài)，繼續(xù)完成后續(xù)操作，而避免安全事故的發(fā)生。在線傳感檢測系統(tǒng)可實現機械手在 搬運過程中的工作狀態(tài)檢測，為計算機控制系統(tǒng)的決策、控制和報警提供依據。可移動助力 機械手系統(tǒng)根據計算機控制系統(tǒng)發(fā)送的指令進行自動控制，也能通過離合器裝置，進行相 應的人工輔助抓取、提升、360度旋轉、移動和裝卸操作。機械手夾爪采用三節(jié)關節(jié)設計，保 證機械手可抓拿不同形狀、材質、重量的工件。并且可根據不同重量、不同形狀的零件，裝有 不同大小的機械手夾爪。
[0006]本發(fā)明有益效果是:采用伺服控制360度旋轉的氣動夾具裝置，實現物料的抓取 和旋轉，節(jié)省了夾裝時間，減輕了工人裝配時的勞動強度。同時，設備還采用了傳感器網絡 和先進的ARM微控制器構成智能檢測和數字模糊控制，實現了助力機械手工作過程中的狀 態(tài)感知和智能反饋控制，提高了產品的安全性和自動化水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面是結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步描述:
[0008]圖中是一種汽車裝備線智能360度多維機械手結構示意圖。
[0009]在圖中，I移動輪、2移動小車、3主控制柜、4移動扶手、5立柱、6傳動分離器1、7 主旋轉電機、8壓力蓄能器、9大側板、10前后擺動氣缸、11復合升降臂1、12復合升降臂I1、 13連接板1、14復合擺臂1、15復合擺臂I1、16連接板I1、17夾具旋轉電機、18傳動分離器
11、19下垂臂、20旋轉氣缸、21工件、22夾爪、23夾緊氣缸、24升降氣缸。
【具體實施方式】
[0010]在圖中，一種汽車裝備線智能360度多維機械手，移動小車2是一個長方形狀的底 盤，在底盤的四角上各設有一個移動輪1，在底盤的中心設有立柱5，移動小車2上設有主控 制柜3，其左側設有移動扶手4，立柱5頂端設有軸承座，可旋轉360°，立柱5的頂端與大 側板9連接，主旋轉電機7與傳動分離器16連接，傳動分離器16與主旋轉軸連接，大側板 9上設有壓力蓄能器8，復合升降臂Ill和復合升降臂1112 —端分別與壓力蓄能器8連接， 另一端與連接板113連接，升降氣缸24 —端與大側板8連接，另一端與復合升降臂II12連 接，前后擺動氣缸10 —端與壓力蓄能器8連接，另一端與復合擺臂114連接，復合擺臂114 設置在連接板113上，并與復合升降臂Ill設在連接板113的一端同軸連接，復合擺臂114 另一端與連接板1116連接，復合擺臂1115 —端與連接板113連接，另一端與連接板1116 連接，下垂臂19與連接板II16下端連接，下垂臂19上設有垂臂旋轉座，垂臂旋轉座連接傳 動分離器1118，傳動分離器II18與夾具旋轉電機17連接，下垂臂19與夾具連接，夾具一側設有旋轉氣缸20，旋轉氣缸20通過氣管與氣壓控制閥相連接，氣管內設有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，夾緊氣缸23與夾爪22相連接，夾爪22可360°旋轉，夾爪22為三節(jié)關節(jié)，夾爪22內夾有工件21。
[0011]汽車裝備線智能360度多維機械手，主要由移動機構、舉升機構、夾持旋轉機構、驅動與補償機構、智能控制機構、在線檢測機構組成。包括先進的計算機控制系統(tǒng)(ARM微控制器)、氣壓、伺服驅動和維持系統(tǒng)、在線傳感檢測系統(tǒng)和可移動機械手系統(tǒng)。先進的計算機控制系統(tǒng)用于實現被搬運對象的檢測、抓取、提升、姿態(tài)旋轉、搬運、對接和裝卸等操作以及整個過程中的狀態(tài)參數的優(yōu)化處理，保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高機械手末端點的定位和跟蹤精度。氣壓、伺服驅動和維持系統(tǒng)為機械手的工作提供動力源，實現載荷懸掛后，在空中處于“浮動”狀態(tài)，當突發(fā)停電或失壓時，氣壓維持系統(tǒng)可保持被搬運對象繼續(xù)在空中處于“浮動”狀態(tài)，繼續(xù)完成后續(xù)操作，而避免安全事故的發(fā)生。在線傳感檢測系統(tǒng)可實現機械手在搬運過程中的工作狀態(tài)檢測，為計算機控制系統(tǒng)的決策、控制和報警提供依據?？梢苿又C械手系統(tǒng)根據計算機控制系統(tǒng)發(fā)送的指令進行自動控制，也能通過離合器裝置，進行相應的人工輔助抓取、提升、360度旋轉、移動和裝卸操作。機械手夾爪采用三節(jié)關節(jié)設計，保證機械手可抓拿不同形狀、材質、重量的工件。并且可根據不同重量、不同形狀的零件，裝有不同大小的機械手夾爪。
【權利要求】
1.一種汽車裝備線智能360度多維機械手，含有移動輪、移動小車、主控制柜、移動扶 手、立柱、傳動分離器1、主旋轉電機、壓力蓄能器、大側板、前后擺動氣缸、復合升降臂、連接 板、復合擺臂、夾具旋轉電機、傳動分離器I1、旋轉氣缸、下垂臂、夾爪、夾緊氣缸、升降氣缸， 其特征在于:移動小車是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設有一個移動輪，在底盤 的中心設有立柱，移動小車上設有主控制柜，其左側設有移動扶手，立柱頂端設有軸承座， 可旋轉360°，立柱的頂端與大側板連接，主旋轉電機與傳動分離器I連接，傳動分離器I與 主旋轉軸連接，大側板上設有壓力蓄能器，復合升降臂I和復合升降臂II 一端分別與壓力 蓄能器連接，另一端與連接板I連接，升降氣缸一端與大側板連接，另一端與復合升降臂II 連接，前后擺動氣缸一端與壓力蓄能器連接，另一端與復合擺臂I連接，復合擺臂I設置在 連接板I上，并與復合升降臂I設在連接板I的一端同軸連接，復合擺臂I另一端與連接板 II連接，復合擺臂II 一端與連接板I連接，另一端與連接板II連接，下垂臂與連接板II下 端連接，下垂臂上設有垂臂旋轉座，垂臂旋轉座連接傳動分離器II，傳動分離器II與夾具 旋轉電機連接，下垂臂與夾具連接，夾具一側設有旋轉氣缸，旋轉氣缸通過氣管與氣壓控制 閥相連接，氣管內設有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾爪可 360°旋轉，夾爪為三節(jié)關節(jié)，夾爪內夾有工件。
【文檔編號】B25J9/02GK103495974SQ201310466707
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權日:2013年10月8日
【發(fā)明者】王三祥, 林胡稷 申請人:鹽城市昱博自動化設備有限公司