機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機(jī)械手，包括機(jī)械手本體，所述機(jī)械手本體上設(shè)置有光電傳感器，所述光電傳感器包括發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器用以發(fā)射光線，所述接收器用以接收光線，所述光線的光路處于機(jī)械手本體外圍，所述接收器電連接控制電路，控制電路控制機(jī)械手本體的啟停。上述機(jī)械手，在機(jī)械手本體上設(shè)置有光電傳感器，障礙物靠近機(jī)械手本體，遮擋或者反射發(fā)射器發(fā)射出的光線時，導(dǎo)致相應(yīng)的接收器沒有接收或者接收到上述光線，控制電路及時控制機(jī)械手啟停動作，避免發(fā)生不必要的碰撞，減少事故的發(fā)生。
【專利說明】機(jī)械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種機(jī)械手，特別是涉及一種具有安全保護(hù)功能的機(jī)械手。

【背景技術(shù)】
[0002] 安裝在三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)上的機(jī)械手需要在三維空間內(nèi)運(yùn)動，其運(yùn)動不僅包括移動， 還包括轉(zhuǎn)動。機(jī)械手在轉(zhuǎn)移物件的時候，在其運(yùn)動空間內(nèi)一般都會存在一些障礙物，在開發(fā) 運(yùn)動控制程序時，通常會考慮到這些障礙物，使得機(jī)械手運(yùn)動時繞開障礙物，避免碰撞。
[0003] 但是，在設(shè)備研發(fā)和調(diào)試過程中，運(yùn)動控制程序難免存在缺陷；或者機(jī)械手運(yùn)動過 程中由于干擾或其它原因?qū)е抡`動作，與外界物體發(fā)生碰撞并損壞機(jī)械手，嚴(yán)重時會發(fā)生 重大事故。
[0004] 現(xiàn)有的機(jī)械手當(dāng)與外界發(fā)生碰撞時，會導(dǎo)致電機(jī)驅(qū)動器過載報警進(jìn)而控制機(jī)械手 停機(jī)。但該報警必須是在碰撞發(fā)生后才能進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，只能起到減輕損壞的作用，并不能 避免碰撞的發(fā)生。 實用新型內(nèi)容
[0005] 基于此，本實用新型提供一種具有安全保護(hù)功能的，能夠避免碰撞的機(jī)械手。
[0006] -種機(jī)械手包括機(jī)械手本體，所述機(jī)械手本體上設(shè)置有光電傳感器，所述光電傳 感器包括發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器用以發(fā)射光線，所述接收器用以接收光線，所述光線 的光路處于機(jī)械手本體外圍，所述接收器電連接控制電路，控制電路控制機(jī)械手本體的啟 停。
[0007] 在其中一個實施例中，所述光電傳感器為對射型光電傳感器，所述對射型光電傳 感器設(shè)置于所述機(jī)械手本體的表面的平面部分，所述對射型光電傳感器包括發(fā)射器和接 收器，所述發(fā)射器發(fā)射光線，所述接收器接收所述光線，所述光線的光路處于機(jī)械手本體外 圍。
[0008] 在其中一個實施例中，還包括反射型光電傳感器，所述反射型光電傳感器將發(fā)射 器和接收器置于一體，所述反射型光電傳感器與所述對射型光電傳感器相鄰設(shè)置，并且不 遮擋所述對射型光電傳感器的光路。
[0009] 在其中一個實施例中，所述光電傳感器為對射型光電傳感器，所述對射型光電傳 感器設(shè)置于所述機(jī)械手本體的表面的凹面，所述凹面部分還設(shè)置有反射裝置，所述反射裝 置反射所述發(fā)射器發(fā)射的光線，使得所述接收器接收所述光線。
[0010] 在其中一個實施例中，所述反射裝置為反射鏡面或反射板。
[0011] 在其中一個實施例中，所述光電傳感器為反射型光電傳感器，所述反射型光電傳 感器設(shè)置于所述機(jī)械手本體的表面的凸面，所述反射型光電傳感器將發(fā)射器和接收器置于 一體。
[0012] 在其中一個實施例中，所述發(fā)射器發(fā)射的光線與機(jī)械手本體的表面垂直。
[0013] 在其中一個實施例中，所述控制電路包括繼電器、控制電路電源，所述的光電傳感 器設(shè)置有輸出開關(guān)，所述輸出開關(guān)電連接所述繼電器和所述控制電路電源，所述輸出開關(guān) 斷開時，所述繼電器斷電，常閉開關(guān)接通電機(jī)電源和電機(jī)，所述電機(jī)電源給所述電機(jī)供電， 所述電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手本體發(fā)生動作；所述輸出開關(guān)閉合時，所述繼電器通電，所述繼電器吸 合常閉開關(guān)，所述電機(jī)和電機(jī)電源之間斷開。
[0014] 在其中一個實施例中，所述各個光電傳感器通過螺絲固定于機(jī)械手本體。
[0015] 上述機(jī)械手，在機(jī)械手本體上設(shè)置有光電傳感器，障礙物靠近機(jī)械手本體，遮擋或 者反射發(fā)射器發(fā)射出的光線時，導(dǎo)致相應(yīng)的接收器沒有接收或者接收到上述光線，控制電 路及時控制機(jī)械手啟停動作，避免發(fā)生不必要的碰撞，減少事故的發(fā)生。
[0016] 反射型光電傳感器與對射型光電傳感器相鄰設(shè)置，在對射型光電傳感器無法檢測 范圍內(nèi)，保護(hù)對射型光電傳感器不受障礙物碰撞，并且也具有防止障礙物碰撞機(jī)械手本體 的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為【具體實施方式】的機(jī)械手的俯視圖；
[0018] 圖2為【具體實施方式】中控制電路的示意圖。
[0019] 其中：100.機(jī)械手本體，101.上表面，102.凹面，103.凸面，200.對射型光電傳感 器，201.發(fā)射器，202.接收器，203.反射型光電傳感器，204.反射裝置，300.光路，400.控 制電路，401.電機(jī)電源，402.電機(jī)，411.繼電器，412.常閉開關(guān)，413.輸出開關(guān)。

【具體實施方式】
[0020] 機(jī)械手根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域或作用的不同，其形狀也不同，所以光電傳感器的安裝位 置也需要根據(jù)實際情況來確定。
[0021] 現(xiàn)請參考圖1,圖1為機(jī)械手的俯視圖，在此披露的機(jī)械手本體100的形狀為U字 形，機(jī)械手本體100的上表面101為載物面，用以承載物體，機(jī)械手本體100的其他表面均 可設(shè)置光電傳感器，用來檢測機(jī)械手本體100附近是否有障礙物靠近。
[0022] 機(jī)械手本體100為平面的部分（除了載物面）設(shè)置有對射型光電傳感器200。對 射型光電傳感器200包括發(fā)射器201和接收器202,發(fā)射器201發(fā)射光線，接收器202則接 收發(fā)射器201發(fā)射出的光線。設(shè)置在平面的對射型光電傳感器200產(chǎn)生的光路300位于機(jī) 械手本體1〇〇的外圍，即按照機(jī)械手本體1〇〇的外形輪廓，光路300將機(jī)械手本體100籠罩。 這樣，機(jī)械手本體100不會遮擋光路300從而干擾對射型光電傳感器200的工作。當(dāng)障礙 物接近機(jī)械手本體100時，并且光線被障礙物遮擋，即光路300被切斷，接收器202接收不 到發(fā)射器201發(fā)射出的光線，接收器202發(fā)出信號，信號傳輸給控制電路，控制電路控制機(jī) 械手本體1〇〇停止工作。
[0023] 但是，由于機(jī)械手本體100自身形狀特點，有些表面為曲面。如圖1所示，有部分 表面為凹面102,凹面102為一個朝向機(jī)械手本體100彎曲的曲面。當(dāng)在凹面102只設(shè)置發(fā) 射器201和接收器202時，其所產(chǎn)生的光路300雖然仍處于機(jī)械手本體100的外圍。但是 所述光路300由于其傳播方向的原因，其包圍的范圍過大。即使障礙物與機(jī)械手本體100 可能還有比較大的距離時，障礙物就切斷光路300,機(jī)械手本體100可能就停止工作。這樣 的機(jī)械手本體100的工作停止可能是不必要的。，所以，在發(fā)射器201和接收器202之間還 設(shè)置有反射裝置204,反射裝置204可以為反射板或反射鏡面。發(fā)射器201以一定角度發(fā)射 光線，光線經(jīng)由反射裝置204,由接收器202接收。這樣，光路300所圍的范圍較小，其檢測 范圍也相對精確。
[0024] 這樣，多條光路300就依照機(jī)械手本體100的輪廓，將機(jī)械手本體100的非載物面 基本籠罩在光路300內(nèi)，當(dāng)障礙物靠近機(jī)械手本體100時，光路300就被遮擋，從而由控制 電路控制機(jī)械手本體100停止工作。
[0025] 當(dāng)機(jī)械手本體100的曲面為凸面103時，即凸面103為朝向機(jī)械手本體100外側(cè) 彎曲的曲面。在凸面103上設(shè)置有反射型光電傳感器203,反射型光電傳感器203是將發(fā)射 器和接收器置于一體的。同樣的，發(fā)射器用以發(fā)射光線，接收器用以接收光線。反射型光電 傳感器203朝向機(jī)械手本體100的外側(cè)發(fā)射光線，發(fā)射的光路300與機(jī)械手本體100的表 面垂直，并且反射性光電傳感器203限定其合理的限定范圍。當(dāng)障礙物處于反射型光電傳 感器203的限定范圍內(nèi)，反射型光電傳感器203發(fā)射出的光線由障礙物反射并由反射型光 電傳感器203接收，能夠觸發(fā)反射型光電傳感器203動作。并可控制控制電路控制機(jī)械手 本體100停止工作。
[0026] 由于機(jī)械手本體100自身形狀以及對射型光電傳感器200設(shè)置位置的原因，障礙 物可能與對射型光電傳感器200本身發(fā)生碰撞，可以再對射型光電傳感器200的相鄰位置 設(shè)置發(fā)射型光電傳感器203。一般，在對射型光電傳感器200的發(fā)射器201和接收器202相 鄰位置均設(shè)置有反射型光電傳感器203,并且反射型光電傳感器203不遮擋對射型光電傳 感器200的光路300。當(dāng)然，也有可能出現(xiàn)這樣的情況，相鄰設(shè)置的對射型光電傳感器200， 其中一對對射型光電傳感器200的發(fā)射器201或接收器202與另一對對射型光電傳感器 200的發(fā)射器201或接收器202之間相距的間隔較小，其之間只需要設(shè)置一個反射型光電傳 感器203即可滿足保護(hù)對射型光電傳感器200的要求。在此的反射型光電傳感器203的設(shè) 置方式和工作原理可參考上述的反射型光電傳感器203的設(shè)置方式。當(dāng)障礙物在反射型光 電傳感器203的限定范圍內(nèi)，機(jī)械手本體100停止工作，達(dá)到保護(hù)對射型光電傳感器200的 作用。
[0027] 當(dāng)然，以上只是披露了在U字形、上表面為載物面的機(jī)械手的傳感器的安裝方式。 其他形狀的，不同載物面的機(jī)械手，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況設(shè)置光電傳感器的 種類和位置。在機(jī)械手本體可能與障礙物發(fā)生碰撞的面上，安裝光電傳感器，用以檢測障 礙物是否靠近機(jī)械手本體。由于機(jī)械手本體的形狀的不同，在其平面可以設(shè)置對射型光電 傳感器；在凹面可以設(shè)置對射型光電傳感器和反射裝置；在凸面可以設(shè)置反射型光電傳感 器。這樣的設(shè)置可以在檢測范圍內(nèi)檢測到障礙物。在對射型光電傳感器的相鄰位置設(shè)置反 射型光電傳感器，用來保護(hù)對射型光電傳感器不受障礙物碰撞。
[0028] 請參考圖2,圖2為控制電路的示意圖?？刂齐娐?00可能包括繼電器411、常閉 開關(guān)412和控制電路電源，其中控制電路電源可以為一 12V的低壓電源。上述各個光電傳 感器均設(shè)置有輸出開關(guān)413,光電傳感器根據(jù)不同的動作控制相應(yīng)的輸出開關(guān)413的開閉。 各個輸出開關(guān)413并聯(lián)連接，其一個并聯(lián)端與繼電器411電連接，其另一并聯(lián)端連接控制電 路電源。電機(jī)電源401和電機(jī)402之間設(shè)置常閉開關(guān)412,電機(jī)電源401給電機(jī)402提供 電力，電機(jī)402驅(qū)動機(jī)械手本體工作。當(dāng)相應(yīng)的光電傳感器檢測到障礙物靠近機(jī)械手本體 時，光電傳感器發(fā)出信號，相應(yīng)的輸出開關(guān)413閉合，繼電器411得電吸合常閉開關(guān)412,電 機(jī)電源401和電機(jī)402之間斷開，電機(jī)402失電，機(jī)械手本體停止工作，從而避免了碰撞的 發(fā)生。
[0029] 現(xiàn)在根據(jù)不同的光電傳感器由圖2結(jié)合圖1來描述披露的機(jī)械手的工作方式。
[0030] 對于對射型光電傳感器200,發(fā)射器201發(fā)射光線，接收器202接收光線，接收器 202與控制電路400電連接。當(dāng)沒有障礙物切斷光路300時，接收器202能夠接收到光線， 輸出開關(guān)413斷開，常閉開關(guān)412處于閉合狀態(tài)，電機(jī)電源401與電機(jī)402連接，機(jī)械手本 體100正常工作。當(dāng)障礙物靠近機(jī)械手本體100,并且切斷光路300,接收器202不能夠接 收到相應(yīng)的光線，接收器202發(fā)出信號，相應(yīng)的輸出開關(guān)413閉合，繼電器411得電，吸合常 閉開關(guān)412,電機(jī)電源401與電機(jī)402之間斷開，電機(jī)402失電，機(jī)械手本體100停止工作。
[0031] 對于反射型光電傳感器203而言，首先限定其合適的接收范圍。當(dāng)沒有障礙物進(jìn) 入其接收范圍內(nèi)時，反射型光電傳感器203發(fā)射的光線即使會發(fā)生反射，其也接收不到，輸 出開關(guān)413斷開，常閉開關(guān)412處于閉合狀態(tài)，電機(jī)電源401與電機(jī)402連接，機(jī)械手本體 100正常工作。當(dāng)障礙物進(jìn)入接收范圍內(nèi)時，障礙物反射光線，反射型光電傳感器203接收 反射光線，發(fā)出信號，相應(yīng)的輸出開關(guān)413閉合，繼電器411得電，吸合常閉開關(guān)412,電機(jī)電 源401與電機(jī)402之間斷開，電機(jī)402失電，機(jī)械手本體100停止工作。
[0032] 以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬 于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)械手，包括機(jī)械手本體，其特征在于，所述機(jī)械手本體上設(shè)置有光電傳感器， 所述光電傳感器包括發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器用以發(fā)射光線，所述接收器用以接收光 線，所述光線的光路處于機(jī)械手本體外圍，所述接收器電連接控制電路，控制電路控制機(jī)械 手本體的啟停。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述光電傳感器為對射型光電傳感器， 所述對射型光電傳感器設(shè)置于所述機(jī)械手本體的表面的平面部分，所述對射型光電傳感器 包括發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器發(fā)射光線，所述接收器接收所述光線，所述光線的光路處 于機(jī)械手本體外圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械手，其特征在于，還包括反射型光電傳感器，所述反射型 光電傳感器將發(fā)射器和接收器置于一體，所述反射型光電傳感器與所述對射型光電傳感器 相鄰設(shè)置，并且不遮擋所述對射型光電傳感器的光路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述光電傳感器為對射型光電傳感器， 所述對射型光電傳感器設(shè)置于所述機(jī)械手本體的表面的凹面，所述凹面部分還設(shè)置有反射 裝置，所述反射裝置反射所述發(fā)射器發(fā)射的光線，使得所述接收器接收所述光線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械手，其特征在于，所述反射裝置為反射鏡面或反射板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述光電傳感器為反射型光電傳感器， 所述反射型光電傳感器設(shè)置于所述機(jī)械手本體的表面的凸面，所述反射型光電傳感器將發(fā) 射器和接收器置于一體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的機(jī)械手，其特征在于，所述發(fā)射器發(fā)射的光線與機(jī)械手本 體的表面垂直。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的機(jī)械手，其特征在于，所述控制電路包括繼電 器、控制電路電源，所述的光電傳感器設(shè)置有輸出開關(guān)，所述輸出開關(guān)電連接所述繼電器和 所述控制電路電源，所述輸出開關(guān)斷開時，所述繼電器斷電，常閉開關(guān)接通電機(jī)電源和電 機(jī)，所述電機(jī)電源給所述電機(jī)供電，所述電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手本體發(fā)生動作；所述輸出開關(guān)閉合 時，所述繼電器通電，所述繼電器吸合常閉開關(guān)，所述電機(jī)和電機(jī)電源之間斷開。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的機(jī)械手，其特征在于，所述各個光電傳感器通過 螺絲固定于機(jī)械手本體。
【文檔編號】B25J19/06GK203887864SQ201420258958
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】劉成, 楊碩, 王燕鋒, 高峰 申請人:昆山工研院新型平板顯示技術(shù)中心有限公司, 昆山國顯光電有限公司