一种快速抓取灯罩的并联机器人的制作方法

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种快速抓取灯罩的并联机器人，包括：动力装置、控制装置、操控装置及吸盘装置。

背景技术：

并联机器人具有良好的运动学和动力学特性，常被用于轻工业的包装。相比较传统的串联机构，并联结构的动平台通过6或3根驱动杆支撑，在相同的自重和体积下，其承重能力比串联机构的承载能力强；串联机构的末端件上的误差容易产生积累和放大从而导致精度低，相比之下并联机构各个杆件的误差构成平均值，形成最终的误差相对较小而精度高；并且并联机构的动力性能与实时控制性优于串联机构。

工业中使用的并联机器人的动平台一般使用气吸式装置移动工件，但是目前的气吸装置无法吸取灯罩以及底部结构不规则的碗状结构工件。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是提供一种能吸取底部结构不规则的碗状结构物品的装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种快速抓取灯罩的并联机器人，包括：动力装置、控制装置、操控装置及吸盘装置，所述操控装置上方连接所述动力装置、控制装置，下方连接内部包含有环带吸盘的所述吸盘装置，所述控制装置通过视频采集数据、运算后指挥所述动力装置动作带动所述操控装置动作通过所述环带吸盘产生的真空吸力完成抓取动作。

所述环带吸盘包括碗状的吸盘固定架、环带吸盘及吸气软管，所述环带吸盘固定在所述吸盘固定架内周壁上与所述吸气软管一端相连，所述吸气软管一端从内部穿出所述吸盘固定架顶面与所述动力装置内设的真空气泵相连。

优选地，所述环带吸盘为橡胶吸盘，顶部设有卡槽，周围均匀分布有与吸气软管口径相匹配的气孔，可提供较为平均的吸力使得被吸物品受力均匀，所述吸气软管通过所述卡槽固定安装于所述吸盘固定架内侧与所述气孔相连接，通过所述真空气泵可将所述环带吸盘内的空气抽出而产生真空吸力。

优选地，气孔数量为4个。

所述操控装置，包括静平台、伺服电机、主动臂、从动臂、中心伸缩杆、动平台，所述伺服电机安装在所述静平台的侧面的电机安装凹槽中，并与所述主动臂一端通过卡兰克联轴器连接，所述主动臂可绕所述伺服电机的电机轴进行指定角度转动；所述主动臂另一端通过球铰结构连接所述从动臂，所述从动臂可绕连接处转动；所述中心伸缩杆为可收缩的液压杆，顶端与所述静平台底面通过全向连接方式进行连接；所述动平台为六边形的平台结构，中心顶部通过球铰连接方式与所述中心伸缩杆底端连接，其六边形六个端点处分别与所述从动臂通过球铰连接方式进行连接。

优选地，所述从动臂设置数量为3个，每个从动臂各设有两根细杆，细杆两端均安装有球铰结构。

所述操控装置，包括工业相机及工业电脑，所述工业相机固定安装于所述静平台的侧端，通过网线与工业电脑进行数据传输，所述工业电脑包括pc机、视频采集卡及控制器，所述视频采集卡负责处理所述工业相机传输的信息，所述pc机根据视频信息定位灯罩位置信息、对并联机器人的运动进行运动规划，所述控制器通过控制所述伺服电机来控制并联机器人的运动。

优选地，所述工业相机11拥有千兆以太网接口，分辨率为3072*2048。

所述动力装置，包括真空气泵及吸气软管，所述真空气泵固定安装于所述静平台的顶部，所述吸气软管环绕固定于所述中心伸缩杆杆体上，一端通过快速接头与所述真空气泵的进气口连接，另一端与所述环带吸盘顶部通过快速接头连接。

优选地，所述真空气泵额定功率为2200w，压力为7.0bar，所述吸气软管直径为8mm。

本发明工作原理：

首先并联机器人启动复位，工业相机开始采集视频信息，将视频信息传输到工业电脑中，工业电脑内部的视频采集卡对采集到的视频信息进行预处理后，将灯罩等物品的位置信息传输到工业电脑内部的pc机中，pc机对位置信息进行分析，做出并联机器人的运动规划，同时将控制信息传输给控制器，控制器控制处伺服电机做出相应转动，伺服电机的转动通过联轴器带动主动臂做出以伺服电机为中心的转轴运动，主动臂通过球铰结构连接带动从动臂的位置移动，通过从动臂的协同运动带动动平台进行水平与竖直方向的组合运动，动平台带通着吸盘固定架、环带吸盘运动到物品位置处，真空气泵开始工作，通过气吸软管抽取环带吸盘内部的空气，与外界环境构成压差，将灯罩等物品吸附到环带吸盘上，吸取动作完成。工业电脑通过工业相机采集到的视频信息确认灯罩等物品后，发出指令，控制器控制并联机器人带动物品移动，进而实现物品的移动与抓取。

与现有技术相比，采用本发明的技术方案通过环带状的吸盘结构可最大程度上的忽略碗状物品底部复杂结构的影响，同时比小的气吸嘴提供更大的吸力，快速、安全的移动碗状物品。

附图说明

图1为本发明整体设计示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明伺服电机与主动臂安装图；

图4为环带吸盘示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

图1至图4示出了一种快速抓取灯罩的并联机器人，包括：动力装置、控制装置、操控装置及吸盘装置，所述操控装置上方连接所述动力装置、控制装置，下方连接内部包含有环带吸盘的所述吸盘装置，所述控制装置通过视频采集数据、运算后指挥所述动力装置动作带动所述操控装置动作进而通过所述环带吸盘产生的真空吸力完成抓取动作。

所述环带吸盘包括碗状的吸盘固定架8、环带吸盘9及吸气软管10，所述环带吸盘9固定在所述吸盘固定架8内周壁上与所述吸气软管10一端相连通，所述吸气软管10中一端从内部穿出所述吸盘固定架8顶面与所述动力装置内设的真空气泵相连。

优选地，所述环带吸盘9为橡胶吸盘，顶部设有卡槽，周围均匀分布有与吸气软管口径相匹配的气孔，可提供较为平均的吸力使得被吸物品受力均匀，所述吸气软管10通过所述卡槽固定安装于所述吸盘固定架8内侧与所述气孔相连接，通过所述真空气泵可将所述环带吸盘9内的空气抽出而产生真空吸力。

优选地，气孔数量为4个。

所述操控装置，包括静平台2、伺服电机3、主动臂4、从动臂5、中心伸缩杆6、动平台7，所述伺服电机3安装在所述静平台2的侧面的电机凹槽中，并与所述主动臂4一端通过法兰克联轴器直接连接，所述主动臂4可由所述伺服电机3电机轴带动进行指定角度的转动；所述主动臂4另一端通过球铰结构连接所述从动臂5，所述从动臂5可绕连接处转动；所述中心伸缩杆6为可收缩的液压杆，顶端与所述静平台2底面通过全向连接方式进行连接；所述动平台7为六边形的平台结构，中心顶部通过球铰连接方式与所述中心伸缩杆6底端连接，其六边形六个端点处分别与所述从动臂5通过球铰连接方式进行连接。

优选地，所述从动臂5设置数量为3个，每个从动臂5各设有两根细杆，细杆两端均安装有球铰结构。

所述操控装置，包括工业相机11及工业电脑12，所述工业相机11固定安装于所述静平台2的侧端，通过网线与工业电脑12进行数据传输，所述工业电脑12包括pc机、视频采集卡及控制器，所述视频采集卡负责处理所述工业相机11传输的信息，所述pc机根据视频信息定位灯罩位置信息、对并联机器人的运动进行运动规划，所述控制器通过控制所述伺服电机3来控制并联机器人的运动。

优选地，所述工业相机11拥有千兆以太网接口，分辨率为3072*2048。

所述动力装置，包括真空气泵1及吸气软管10，所述真空气泵1固定安装于所述静平台2的顶部，所述吸气软管10环绕固定于所述中心伸缩杆6杆体上，一端通过快速接头与所述真空气泵1的进气口连接，另一端与所述环带吸盘9顶部通过快速接头连接。

优选地，所述真空气泵1额定功率为2200w，压力为7.0bar，所述吸气软管10直径为8mm。

本发明工作原理：

首先并联机器人启动复位，工业相机11开始采集视频信息，将视频信息传输到工业电脑12中，工业电脑12内部的视频采集卡对采集到的视频信息进行预处理后，将灯罩等物品的位置信息传输到工业电脑12内部的pc机中，pc机对位置信息进行分析，做出并联机器人的运动规划，同时将控制信息传输给控制器，控制器控制处伺服电机3做出相应转动，伺服电机3的转动通过联轴器带动主动臂4做出以伺服电机3为中心的转轴运动，主动臂4通过球铰结构连接带动从动臂5的位置移动，通过从动臂5的协同运动带动动平台7进行水平与竖直方向的组合运动，动平台7带通着吸盘固定架8、环带吸盘9运动到物品位置处，真空气泵1开始工作，通过气吸软管10抽取环带吸盘9内部的空气，与外界环境构成压差，将灯罩等物品吸附到环带吸盘9上，吸取动作完成。工业电脑12通过工业相机11采集到的视频信息确认灯罩等物品后，发出指令，控制器控制并联机器人带动物品移动，进而实现物品的移动与抓取。

与现有技术相比，采用本发明的技术方案通过环带状的吸盘结构可最大程度上的忽略碗状物品底部复杂结构的影响，同时比小的气吸嘴提供更大的吸力，快速、安全的移动碗状物品。

以上结合附图对本发明的实施方式做出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，对这些实施方式进行各种变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。