本發(fā)明涉及一種機械手裝置。

背景技術：

在生產活動中，常用機械手來進行抓取或放置工件，從而節(jié)省人力，提高效率。目前應用的機械手在定位精度等方面還有待進一步改善。另外，目前常應用的機械手大多是按照固定程序抓取或放置工件，其運行軌跡按照設定的程序運行，通常只能對固定點或者是工件(產品)是按固定軌跡及恒定的速度運動的工件(產品)放置或抓取，對于運動速度是變化的、運動軌跡是無規(guī)則的工件(產品)是無法實現同步跟蹤及放置或抓取，因而其適應性也受到一定限制。

技術實現要素：

為了克服上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適應性廣、定位精度高的自動跟蹤機械手。

本發(fā)明為達到其目的，采用的技術方案如下：一種自動跟蹤機械手，包括機架、設于機架上的轉動機構、用于驅動所述轉動機構轉動的驅動機構、設于轉動機構上的抓取工具和到位檢測組件、接近開關和控制器；所述接近開關用于檢測目標物是否靠近所述抓取工具，并傳輸目標物靠近信號至控制器，控制器根據目標物靠近信號控制所述驅動機構的運行，所述轉動機構在驅動機構的驅動下可轉動至使設于轉動機構上的抓取工具接近所述目標物的位置；所述到位檢測組件用于檢測目標物是否位于抓取工具的抓取工位并傳輸信號至控制器，控制器根據到位檢測組件傳輸的信號判斷目標物是否處于抓取工具的抓取工位并控制所述抓取工具的動作。

所述轉動機構包括設于機架上的第一轉動臂、設于第一轉動臂上的第二轉動臂，所述驅動機構包括分別用于驅動第一轉動臂和第二轉動臂的第一驅動電機和第二驅動電機；所述第一轉動臂在第一驅動電機驅動下能夠相對所述機架轉動；所述第二轉動臂在第二驅動電機驅動下能夠相對所述第一轉動臂轉動。

抓取工具設于第二轉動臂。

到位檢測組件包括安裝于第二轉動臂的第一光電探頭、第二光電探頭、及受目標物觸碰 所產生的外力作用而能夠擺動的第一觸手和第二觸手，第一觸手和第二觸手位于抓取工具下方，第一光電探頭和第二光電探頭分別用于探測第一觸手和第二觸手的擺動弧度并分別傳送信號至控制器，控制器根據第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號判斷目標物是否處于抓取工具的抓取工位，若目標物處于抓取工具的抓取工位則控制抓取工具實施抓取動作。

所述控制器根據第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號若判斷目標物尚未處于抓取工具的抓取工位，則控制第一驅動電機和第二驅動電機的運行以調整設于第二轉動臂的抓取工具的抓取工位與目標物之間的相對位置。

第一觸手和第二觸手分別鉸接于第二轉動臂，且第一觸手、第二觸手分別和第二轉動臂之間連接有使產生擺動的第一觸手、第二觸手復位的扭簧。

所述抓取工具為真空吸附裝置。

所述第一觸手和第二觸手相對真空吸附裝置的吸盤的中心軸對稱設置。

所述第一驅動電機和第二驅動電機均為伺服驅動電機。

所述抓取工具為真空吸附裝置。

本發(fā)明提供的技術方案具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的自動跟蹤機械手，具有適應性廣、定位精度高的特點。該自動跟蹤機械手還可以對運動速度是變化的、運動軌跡是無規(guī)則的目標物(工件或產品等)進行跟蹤定位，進而放置或抓取工件，其跟蹤的速度快、定位精度高、適應性廣。

附圖說明

圖1是自動跟蹤機械手與用于傳送工件的裝置配合的示意圖；

圖2是圖1的俯視示意圖；

圖3是到位檢測組件的放大示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本發(fā)明提供一種自動跟蹤機械手，參見圖1-3。包括機架1、設于機架1上的轉動機構101、用于驅動所述轉動機構101轉動的驅動機構、設于轉動機構101上的抓取工具5和到位檢測組件6、接近開關4和控制器。其中，接近開關4用于檢測目標物(工件或用于放置工件的夾具)是否靠近抓取工具5，并傳輸目標物靠近信號至控制器，控制器根據目標物靠近信號控制驅動機構的運行，在驅動機構驅動下，轉動機構101轉動，而且可以轉動至使得設于轉 動機構101上的抓取工具5接近目標物的位置。到位檢測組件6用于檢測目標物是否位于抓取工具5的抓取工位并傳輸信號至控制器，控制器則根據到位檢測組件6傳輸的信號來判斷目標物是否處于抓取工具5的抓取工位，若判斷目標物處于抓取工具5的抓取工位，則控制抓取工具5實施抓取動作。進一步優(yōu)選的，控制器若判斷目標物尚未處于抓取工具5的抓取工位，控制器還可進一步控制驅動機構的運行，通過驅動機構驅動轉動機構轉動來調整設于轉動機構101上的抓取工具5和目標物之間的相對位置，具體來講，是調整抓取工具5的抓取工位和目標物之間的相對位置。

作為一種具體實施方式，轉動機構101包括設于機架上的第一轉動臂2、第二轉動臂3。第一轉動臂2安裝于機架1上，第二轉動臂3安裝于第一轉動臂2上，具體的，該第二轉動臂3一端可轉動的安裝于第一轉動臂2上，另一端為自由端。驅動機構包括分別用于驅動第一轉動臂2和第二轉動臂3的第一驅動電機和第二驅動電機，第一轉動臂2在第一驅動電機驅動下可以相對機架1轉動，第二轉動臂3在第二驅動電機驅動下可以相對第一轉動臂2轉動。第一驅動電機、第二驅動電機具體均可采用伺服驅動電機。

抓取工具5安裝在第二轉動臂3上，具體位于第二轉動臂3的自由端，可用于抓取或釋放工件。該抓取工具5選用本領域現有的常用抓取工具即可，在本實施例中可具體采用現有的真空吸附裝置，通過真空吸附裝置的吸盤來吸附工件。

到位檢測組件6安裝在第二轉動臂3上，具體位于第二轉動臂3的自由端。進一步具體的，該到位檢測組件6包括安裝在第二轉動臂3的第一觸手61、第一光電探頭63、第二觸手62和第二光電探頭64。第一觸手61和第二觸手62位于抓取工具5的下方。其中第一觸手61和第二觸手62在和目標物觸碰后，受目標物觸碰所產生的外力作用能夠產生擺動。第一觸手61、第二觸手62具體是這樣安裝的：第一觸手61和第二觸手62分別鉸接于第二轉動臂3，第一觸手61、第二觸手62分別和第二轉動臂3之間都連接有一扭簧，當第一觸手61或第二觸手62在和目標物觸碰后，受目標物觸碰所產生的外力作用能夠產生擺動；而在外力消除后，由于扭簧的作用又可復位。參見圖3，扭簧具體安裝在第二轉動臂的扭簧安裝槽65中。

第一光電探頭63和第二光電探頭64分別用于探測第一觸手61和第二觸手62的擺動弧度，并分別輸出相應的信號(具體是輸出相應的電壓信號)至控制器，控制器根據第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號來判斷目標物是否處于抓取工具的抓取工位。具體是控制器通過將第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號和預設值來比較進而判斷目標物是否處于抓取工具的抓取工位。具體而言，第一光電探頭由于第一觸手的擺動所造成第一光電探頭光通量的變化而輸出相應的電壓信號(電壓幅度連續(xù)變化的波形信號)給控制器，第二光電探頭 則由于第二觸手的擺動所造成第二光電探頭光通量的變化而輸出相應的電壓信號給控制器，光電探頭的具體工作原理為現有技術，不再詳細贅述。控制器根據第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號，通過與預設值來比較，若判斷目標物處于抓取工具5的抓取工位，則控制抓取工具5實施抓取動作(該抓取動作為抓取目標物的動作或向目標物釋放工件的動作)。進一步的，控制器若判斷目標物尚未處于抓取工具的抓取工位，控制器則控制第一驅動電機和第二驅動電機的運行以調整設于第二轉動臂3的抓取工具5的抓取工位與目標物之間的相對位置。在具體實施方式中，可預設目標物的中心軸和抓取工具5用于抓取工件的部件(例如真空吸附裝置的吸盤)的中心軸相重合時為到達抓取工位；在實際應用時，通過調試來預設，具體可如此操作：轉動第一轉動臂2和第二轉動臂3，使抓取工具5用于抓取工件的部件(例如真空吸附裝置的吸盤)的中心軸和目標物的中心軸重合，此時第一觸手61和第二觸手62由于目標物的作用(觸碰時產生的壓力)均會有一個擺動弧度，第一光電探頭63和第二光電探頭64分別探測到此時的第一觸手和第二觸手的擺動弧度，并分別輸出相應的信號(電壓信號)至控制器，將此時控制器所獲得的第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號設為預設值，即目標物到達抓取工件的抓取工位時的信號。為了便于描述，將目標物到達抓取工位時，第一觸手的擺動弧度稱為第一控制點，第二觸手的擺動弧度稱為第二控制點。

圖1為本發(fā)明的自動跟蹤機械手100和用于傳送工件的裝置結合應用的一種示例。在該示例中，控制器具體預設其預設值為2.5伏，即第一光電探頭和第二光電探頭輸出的電壓輸出值均為2.5伏，此處僅為一個示例，在具體操作中可根據實際情況而預設。該圖中用于傳送工件的裝置為一轉盤7，該轉盤7可順時針轉動，該轉盤7上設有多個用于放置工件的夾具8。下面對本發(fā)明的自動跟蹤機械手的工作過程進行詳細說明。在該具體實施例中，接近開關4安裝于設有轉盤7的臺面9上，且該接近開關4具體位于靠近轉盤7外圓的位置并處于到位檢測組件6的下方。工作時，轉盤7順時針轉動，安裝在轉盤7上的夾具8(即目標物)也隨著旋轉；當夾具8(或置于夾具8上的工件)靠近抓取工具5(本具體實施方式中為真空吸附裝置)時，接近開關4輸出目標物靠近信號給控制器，控制器根據該信號控制第一驅動電機、第二驅動電機的運行，使得第一驅動電機驅動第一轉動臂2做逆時針轉動，第二驅動電機驅動第二轉動臂3做順時針轉動，從而使得設于第二轉動臂3上的抓取工具5接近夾具8。到位檢測組件6隨著第二轉動臂3轉動而移動，第一觸手61和第二觸手62由于和目標物的觸碰，二者的擺動弧度也在不斷變化中，在此過程中，第一光電探頭63和第二光電探頭64不斷輸出信號給控制器。對于第一光電探頭63輸出的信號來說，若是小于2.5伏，控制器就會控制第二轉動臂3作順時針轉動，使第一觸手61向目標物(夾具)靠近；若是等于2.5伏，控制器就會控制第二轉動臂3停止轉動；若是大于2.5伏，控制器就會控制第二轉 動臂3作逆時針轉動，使第一觸手61向目標物(夾具)離開。而對于第二光電探頭64輸出的信號來說，若是小于2.5伏，控制器則控制第一轉動臂2作逆時針轉動，使第二觸手62向目標物(夾具)靠近；若是等于2.5伏，控制器則控制第一轉動臂2停止轉動；若是大于2.5伏，控制器則控制第一轉動臂2作順時針轉動，使第二觸手62向目標物(夾具)離開。本具體實施例中判斷目標物是否處于抓取工具的抓取工位的條件是：第一光電探頭63和第二光電探頭64的電壓輸出值均為2.5伏(也就是說這時抓取工具5用于抓取工件的部件(真空吸附裝置的吸盤)的中心軸與目標物(夾具)的中心軸重合)?？刂破鞲鶕谝还怆娞筋^和第二光電探頭輸出的信號和其預設值比較，若吻合則判斷目標物處于抓取工位，從而控制真空吸附裝置5(具體是通過控制真空吸附裝置的真空發(fā)生器的運行)使吸附在其吸盤上的工件放置至夾具上(或從夾具上吸取工件至其吸盤)。本具體實施例中，自動跟蹤機械手完成跟蹤耗時小于0.15秒，跟蹤精度在靜態(tài)下小于±0.02mm，在動態(tài)下小于±0.05mm。

本發(fā)明提供的自動跟蹤機械手，具有定位精度高的特點。不僅可以對固定的或按照固定軌跡及恒定速度運動的目標物進行跟蹤及放置或抓取，通過其優(yōu)化方案，還可以對運動速度是變化的、運動軌跡是無規(guī)則的目標物(為工件、產品或夾具等)自動跟蹤及放置或抓取，而且跟蹤速度快，定位精度高，適應性廣。

本發(fā)明中的技術方案是在現有技術的基礎上進行改進而獲得，其中未進行特別說明之處均為本領域普通技術人員根據其掌握的公知常識或現有技術所能理解或知曉的。本發(fā)明所采用的抓取工具采用現有工具，本領域技術人員可根據需要進行具體選擇，例如可具體選擇現有的真空吸附裝置作為該抓取工具，真空吸附裝置通過吸盤吸附工件。所用控制器具體采用可編程控制器(芯片)。

本發(fā)明并不局限于上述實施方式，凡是對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發(fā)明也意味著包含這些改動和變型。