一种汽车装备线智能360度多维机械手的制作方法
【专利摘要】一种汽车装备线智能360度多维机械手，涉及一种机械手，大侧板上设有压力蓄能器，复合升降臂I和复合升降臂II一端分别与压力蓄能器连接，另一端与连接板I连接，升降气缸一端与大侧板连接，另一端与复合升降臂II连接，前后摆动气缸一端与压力蓄能器连接，另一端与复合摆臂I连接。采用伺服控制360度旋转的气动夹具装置，实现物料的抓取和旋转，节省了夹装时间，减轻了工人装配时的劳动强度。同时，设备还采用了传感器网络和先进的ARM微控制器构成智能检测和数字模糊控制，实现了助力机械手工作过程中的状态感知和智能反馈控制，提高了产品的安全性和自动化水平。
【专利说明】 一种汽车装备线智能360度多维机械手
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械手，特别是一种汽车装备线智能360度多维机械手。
【背景技术】
[0002]改革开放以来，国民经济快速增长，科技创新、自主创新已成为国内工业发展的主流，我国工业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。在工业生产中，人们经常要在高温、腐蚀及有毒气体等存在有害物质的环境下工作，增加了工人的劳动强度，危及到工人的生命安全。由于机械手为物料上下线和生产物品组装提供极理想的助力搬运和组装工具，可完成重物抓取、搬运、翻转、对接、微调角度等三维空间移载动作，因而得到广泛应用。国内现有技术一般采用电控驱动、液压驱动或气压控制，主要进行开关数字量检测和控制，多路模拟信号数据采集和分析的能力较差，处理速度慢，通信方式固定单一，难以适应多传感技术和智能化分析处理的需要，且这些产品在可移动、场地适应、安装灵活性、传感检测和智能分析控制等方面均存在一定的缺陷。科研单位与企业的技术人员在不断地探索、研究，希望研制出一种操作方便、性能优越的机械手，虽然取得了一定的进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服以上不足，提供一种汽车装备线智能360度多维机械手，采用先进的ARM微控制器和伺服控制360度旋转的气动夹具装置，解决了液压控制助力机械手速度慢、环境易污染、成本高，气压控制助力机械手气压冲击力、反弹力大、抓取、移动、定位控制精度差等难题。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:含有移动轮、移动小车、主控制柜、移动扶手、立柱、传动分离器1、主旋转电机、压力蓄能器、大侧板、前后摆动气缸、复合升降臂、连接板、复合摆臂、夹具旋转电机、传动分离器I1、旋转气缸、下垂臂、夹爪、夹紧气缸、升降气缸，移动小车是一个长方形状的底盘，在底盘的四角上各设有一个移动轮，在底盘的中心设有立柱，移动小车上设有主控制柜，其左侧设有移动扶手，立柱顶端设有轴承座，可旋转360°，立柱的顶端与大侧板连接，主旋转电机与传动分离器I连接，传动分离器I与主旋转轴连接，大侧板上设有压力蓄能器，复合升降臂I和复合升降臂II 一端分别与压力蓄能器连接，另一端与连接板I连接，升降气缸一端与大侧板连接，另一端与复合升降臂II连接，前后摆动气缸一端与压力蓄能器连接，另一端与复合摆臂I连接，复合摆臂I设置在连接板I上，并与复合升降臂I设在连接板I的一端同轴连接，复合摆臂I另一端与连接板II连接，复合摆臂II 一端与连接板I连接，另一端与连接板II连接，下垂臂与连接板II下端连接，下垂臂上设有垂臂旋转座，垂臂旋转座连接传动分离器II，传动分离器II与夹具旋转电机连接，下垂臂与夹具连接，夹具一侧设有旋转气缸，旋转气缸通过气管与气压控制阀相连接，气管内设有两根管路，一根进气管，一根回气管，夹紧气缸与夹爪相连接，夹爪可360°旋转，夹爪为三节关节，夹爪内夹有工件。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术原理是:汽车装备线智能360度多维机械 手，主要由移动机构、举升机构、夹持旋转机构、驱动与补偿机构、智能控制机构、在线检测 机构组成。包括先进的计算机控制系统(ARM微控制器)、气压、伺服驱动和维持系统、在线 传感检测系统和可移动机械手系统。先进的计算机控制系统用于实现被搬运对象的检测、 抓取、提升、姿态旋转、搬运、对接和装卸等操作以及整个过程中的状态参数的优化处理，保 持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高机械手末端点的定位和跟踪 精度。气压、伺服驱动和维持系统为机械手的工作提供动力源，实现载荷悬挂后，在空中处 于“浮动”状态，当突发停电或失压时，气压维持系统可保持被搬运对象继续在空中处于“浮 动”状态，继续完成后续操作，而避免安全事故的发生。在线传感检测系统可实现机械手在 搬运过程中的工作状态检测，为计算机控制系统的决策、控制和报警提供依据。可移动助力 机械手系统根据计算机控制系统发送的指令进行自动控制，也能通过离合器装置，进行相 应的人工辅助抓取、提升、360度旋转、移动和装卸操作。机械手夹爪采用三节关节设计，保 证机械手可抓拿不同形状、材质、重量的工件。并且可根据不同重量、不同形状的零件，装有 不同大小的机械手夹爪。
[0006]本发明有益效果是:采用伺服控制360度旋转的气动夹具装置，实现物料的抓取 和旋转，节省了夹装时间，减轻了工人装配时的劳动强度。同时，设备还采用了传感器网络 和先进的ARM微控制器构成智能检测和数字模糊控制，实现了助力机械手工作过程中的状 态感知和智能反馈控制，提高了产品的安全性和自动化水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述:
[0008]图中是一种汽车装备线智能360度多维机械手结构示意图。
[0009]在图中，I移动轮、2移动小车、3主控制柜、4移动扶手、5立柱、6传动分离器1、7 主旋转电机、8压力蓄能器、9大侧板、10前后摆动气缸、11复合升降臂1、12复合升降臂I1、 13连接板1、14复合摆臂1、15复合摆臂I1、16连接板I1、17夹具旋转电机、18传动分离器
11、19下垂臂、20旋转气缸、21工件、22夹爪、23夹紧气缸、24升降气缸。
【具体实施方式】
[0010]在图中，一种汽车装备线智能360度多维机械手，移动小车2是一个长方形状的底 盘，在底盘的四角上各设有一个移动轮1，在底盘的中心设有立柱5，移动小车2上设有主控 制柜3，其左侧设有移动扶手4，立柱5顶端设有轴承座，可旋转360°，立柱5的顶端与大 侧板9连接，主旋转电机7与传动分离器16连接，传动分离器16与主旋转轴连接，大侧板 9上设有压力蓄能器8，复合升降臂Ill和复合升降臂1112 —端分别与压力蓄能器8连接， 另一端与连接板113连接，升降气缸24 —端与大侧板8连接，另一端与复合升降臂II12连 接，前后摆动气缸10 —端与压力蓄能器8连接，另一端与复合摆臂114连接，复合摆臂114 设置在连接板113上，并与复合升降臂Ill设在连接板113的一端同轴连接，复合摆臂114 另一端与连接板1116连接，复合摆臂1115 —端与连接板113连接，另一端与连接板1116 连接，下垂臂19与连接板II16下端连接，下垂臂19上设有垂臂旋转座，垂臂旋转座连接传 动分离器1118，传动分离器II18与夹具旋转电机17连接，下垂臂19与夹具连接，夹具一侧设有旋转气缸20，旋转气缸20通过气管与气压控制阀相连接，气管内设有两根管路，一根进气管，一根回气管，夹紧气缸23与夹爪22相连接，夹爪22可360°旋转，夹爪22为三节关节，夹爪22内夹有工件21。
[0011]汽车装备线智能360度多维机械手，主要由移动机构、举升机构、夹持旋转机构、驱动与补偿机构、智能控制机构、在线检测机构组成。包括先进的计算机控制系统(ARM微控制器)、气压、伺服驱动和维持系统、在线传感检测系统和可移动机械手系统。先进的计算机控制系统用于实现被搬运对象的检测、抓取、提升、姿态旋转、搬运、对接和装卸等操作以及整个过程中的状态参数的优化处理，保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高机械手末端点的定位和跟踪精度。气压、伺服驱动和维持系统为机械手的工作提供动力源，实现载荷悬挂后，在空中处于“浮动”状态，当突发停电或失压时，气压维持系统可保持被搬运对象继续在空中处于“浮动”状态，继续完成后续操作，而避免安全事故的发生。在线传感检测系统可实现机械手在搬运过程中的工作状态检测，为计算机控制系统的决策、控制和报警提供依据。可移动助力机械手系统根据计算机控制系统发送的指令进行自动控制，也能通过离合器装置，进行相应的人工辅助抓取、提升、360度旋转、移动和装卸操作。机械手夹爪采用三节关节设计，保证机械手可抓拿不同形状、材质、重量的工件。并且可根据不同重量、不同形状的零件，装有不同大小的机械手夹爪。
【权利要求】
1.一种汽车装备线智能360度多维机械手，含有移动轮、移动小车、主控制柜、移动扶 手、立柱、传动分离器1、主旋转电机、压力蓄能器、大侧板、前后摆动气缸、复合升降臂、连接 板、复合摆臂、夹具旋转电机、传动分离器I1、旋转气缸、下垂臂、夹爪、夹紧气缸、升降气缸， 其特征在于:移动小车是一个长方形状的底盘，在底盘的四角上各设有一个移动轮，在底盘 的中心设有立柱，移动小车上设有主控制柜，其左侧设有移动扶手，立柱顶端设有轴承座， 可旋转360°，立柱的顶端与大侧板连接，主旋转电机与传动分离器I连接，传动分离器I与 主旋转轴连接，大侧板上设有压力蓄能器，复合升降臂I和复合升降臂II 一端分别与压力 蓄能器连接，另一端与连接板I连接，升降气缸一端与大侧板连接，另一端与复合升降臂II 连接，前后摆动气缸一端与压力蓄能器连接，另一端与复合摆臂I连接，复合摆臂I设置在 连接板I上，并与复合升降臂I设在连接板I的一端同轴连接，复合摆臂I另一端与连接板 II连接，复合摆臂II 一端与连接板I连接，另一端与连接板II连接，下垂臂与连接板II下 端连接，下垂臂上设有垂臂旋转座，垂臂旋转座连接传动分离器II，传动分离器II与夹具 旋转电机连接，下垂臂与夹具连接，夹具一侧设有旋转气缸，旋转气缸通过气管与气压控制 阀相连接，气管内设有两根管路，一根进气管，一根回气管，夹紧气缸与夹爪相连接，夹爪可 360°旋转，夹爪为三节关节，夹爪内夹有工件。
【文档编号】B25J9/02GK103495974SQ201310466707
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】王三祥, 林胡稷 申请人:盐城市昱博自动化设备有限公司