激光视觉型电磁式抓手的制作方法

1.本申请涉及铁路垫板技术领域，更具体地说，涉及一种激光视觉型电 磁式抓手。


背景技术：

2.垫板是铁路道岔的重要部件，它的作用是上部承载并锁定钢轨，通过 岔枕螺栓与下部岔枕联结，形成道岔轨道稳定的整体结构。我国铁路道岔 垫板一直采用组焊式结构，在生产、焊接过程中组焊式结构加工用时长， 加工成本高，并且垫板在焊接移运过程中是通过人工移运的，工作效率低 下。
3.因此，如何解决在生产、焊接垫板的过程中需要人工搬运垫板而造成 加工时间长、增加了操作工人的工作量且工作效率低下的问题，是本领域 技术人员所要解决的关键技术问题。


技术实现要素：

4.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于 提供一种激光视觉型电磁式抓手，其能够解决在生产、焊接垫板的过程中 需要人工搬运垫板而造成加工时间长、增加了操作工人的工作量且工作效 率低下的问题。
5.本申请提供了一种激光视觉型电磁式抓手，包括有框架机构、照明机 构、传感机构、用于与搬运机器人末端轴相连接的连接机构和至少一个用 于吸附垫板的吸合机构，所述连接机构固定连接在所述框架机构的上方， 所述传感机构设置在所述框架机构和所述连接机构之间，用于获取所述电 磁抓手装置下方的激光视觉信息并发送至预设的搬运机器人，所述照明机 构设置在所述框架机构的两端，为所述传感机构提供光照；所述吸合机构 设置在所述框架机构的下方、并能够与所述框架机构相对滑动，所述吸合 机构包括有用于吸附垫板的电磁吸盘。
6.可选的，所述传感机构包括：传感器安装支架、视觉传感器、激光测 距传感器；所述视觉传感器、激光测距传感器通过所述连接机构与预设的 控制装置连接，发送获取的信息。
7.可选的，所述框架机构包括有两条框架主梁和设置在两条所述框架主 梁之间的连接板；连接板包括所述设置在两条所述框架主梁框架两端的侧 面板；所述传感机构安装支架固定在所述两条框架主梁之间；所照明机构 设置在所述侧面板上，在两个位置向垫板方向提供光照。
8.可选的，所述传感器安装支架包括有支架固定板、支架固定螺钉、视 觉传感器安装板、视觉传感器螺钉安装孔、激光测距传感器安装板、激光 测距传感器螺钉安装孔；所述支架固定板、支架固定螺钉用于将所述传感 器安装支架固定在所述框架机构或所述连接机构上；所述视觉传感器安装 板和所述视觉传感器螺钉安装孔用于固定所述视觉传感器；激光测距传感 器安装板、激光测距传感器螺钉安装孔用于固定所述激光测距传感器。
9.可选的，所述连接机构包括有与所述框架机构相连接的下连接法兰和 用于与搬
运机器人末端轴相连接的上连接法兰，所述上连接法兰与所述下 连接法兰固定连接；
10.可选的，所述框架机构上设置有至少一个接近开关传感器，且所述接 近开关传感器与所述吸合机构相对应设置，所述吸合机构上设置有与所述 接近开关传感器相对应的触片，所述接近开关传感器与所述电磁吸盘可通 信地连接，当所述触片进入所述接近开关传感器的感应范围时，所述电磁 吸盘接电。
11.可选的，所述吸合机构还包括有吸盘连接板，所述电磁吸盘固定连接 在所述吸盘连接板上，所述吸盘连接板与所述框架机构滑动连接，且所述 触片固定安装在所述吸盘连接板上。
12.可选的，所述吸盘连接板通过滑动组件与所述框架机构滑动连接，所 述框架机构上设置有供所述滑动组件伸入的通孔。
13.可选的，所述滑动组件包括有底端与所述吸盘连接板固定连接的吸盘 导杆，所述吸盘导杆位于所述通孔内并通过直线轴承与所述通孔滑动连接。
14.可选的，所述通孔内还设置有弹簧，所述弹簧套设在所述吸盘导杆外， 且所述弹簧的底端抵在所述通孔的侧壁上，所述吸盘导杆的顶端设置有弹 簧挡片，所述弹簧的顶端抵在所述弹簧挡片上。
15.本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
16.本申请提供了一种激光视觉型电磁式抓手，包括有框架机构、连接机构 和至少一个吸合机构，连接机构固定连接在框架机构的上方，吸合机构设置 在框架机构的下方，连接机构用于与机器人相连接，所述传感机构设置在所 述框架机构和所述连接机构之间，用于获取所述电磁抓手装置下方的激光视 觉信息并发送至预设的搬运机器人，具体地，电磁抓手装置可以安装在配套 的关节机器人末端轴上，配合关节机器人实现铁路道岔垫板的抓取，其中， 机器人可以基于传感机构获取的视觉信息控制所述电磁抓手装置进行移动和 抓取，从而实现垫板的移运。所述照明机构设置在所述框架机构的两端，为 所述传感机构提供光照；使得传感机构获取的视觉信息更加的清晰。吸合机 构能够与框架机构相对滑动，以调节吸合机构与框架机构的距离，通过多个 吸合机构的配合，便于吸附表面不平的垫板，比如经过焊接后的成品垫板。 吸合机构包括有电磁吸盘、以用于吸附垫板。如此设置，通过激光与视觉传 感器检测垫板位置，并通过吸合机构配合机器人来实现垫板的抓取、移运， 解决了垫板搬运过程中的定位与抓取问题，提高了垫板搬运自动化程度。
17.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释 性的，并不能限制本申请。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本 申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
19.图1是根据一些示例性实施例示出的激光视觉型电磁式抓手的立体图；
20.图2是根据一些示例性实施例示出的框架机构的立体图；
21.图3是根据一些示例性实施例示出的框架机构的立体图
22.图4是根据一些示例性实施例示出的框架机构的立体图；
23.图5是根据一些示例性实施例示出的框架机构的主视图；
24.图6是根据一些示例性实施例示出的框架机构的仰视图；
25.图7是图6中器件的剖视图；
26.图8是根据一些示例性实施例示出的框架机构的俯视图；
27.图9是根据一些示例性实施例示出的本激光视觉型电磁式抓手的剖视 图；
28.图10是根据一些示例性实施例示出的吸盘连接板的剖视图；
29.图11是根据一些示例性实施例示出的吸盘连接板的俯视图；
30.图12是根据一些示例性实施例示出的触片的结构图；
31.图13是根据一些示例性实施例示出的连接机构的俯视图；
32.图中：
33.1、框架机构；2、吸合机构；3、连接机构；4、传感机构；5、照明机 构；11、框架主梁；111、吸盘导杆安装孔；12、侧面板；13、加强连接板； 133、接近开关传感器；14、连接支撑部；15、吸盘安装座；151、凸台； 152、通孔；153、直线轴承；154、吸盘导杆；155、弹簧；156、弹簧挡片； 157、锁紧螺母；16、行程开关传感器；161、行程开关安装板；1611、行 程开关固定孔；1612、行程开关调节槽；21、吸盘连接板；211、导杆安装 孔；212、螺母安装沉孔；213、触片固定孔；22、电磁吸盘；23、吸盘固 定螺钉；231、固定螺钉孔；24、固定螺母；25、触片；251、触片调节槽； 31、上连接法兰；32、下连接法兰；33、连接板；321、出线孔；41、传感 器安装支架；42、视觉传感器；43、激光测距传感器；411、有支架固定板；4111、支架固定螺钉；412、视觉传感器安装板；4121、视觉传感器螺钉安 装孔；413、激光测距传感器安装板；4131、激光测距传感器螺钉安装孔。
具体实施方式
34.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面 的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相 似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一 致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本 申请的一些方面相一致的装置的例子。
35.参考图1
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图13，本具体实施方式提供了一种激光视觉型电磁式抓手， 包括有框架机构1、照明机构5、传感机构4、用于与搬运机器人末端轴相 连接的连接机构3和至少一个用于吸附垫板的吸合机构2，所述连接机构3 固定连接在所述框架机构1的上方，所述传感机构4设置在所述框架机构 1和所述连接机构3之间，用于获取所述电磁抓手装置下方的激光视觉信 息并发送至预设的搬运机器人，所述照明机构5设置在所述框架机构1的 两端，为所述传感机构4提供光照；所述吸合机构2设置在所述框架机构 1的下方、并能够与所述框架机构1相对滑动，所述吸合机构2包括有用 于吸附垫板的电磁吸盘22。
36.具体地，电磁抓手装置可以安装在配套的关节机器人末端轴上，配合 关节机器人实现铁路道岔垫板的抓取，其中，机器人可以基于传感机构获 取的视觉信息控制所述电磁抓手装置进行移动和抓取，从而实现垫板的移 运。所述照明机构5设置在所述框架机构1的两端，为所述传感机构4提 供光照；使得传感机构获取的视觉信息更加的清晰。吸合机构能够与框架 机构相对滑动，以调节吸合机构与框架机构的距离，通过多个吸合机构的 配合，便于吸附表面不平的垫板，比如经过焊接后的成品垫板。吸合机构 包括有电磁吸盘、以用于吸附垫板。如此设置，通过吸合机构配合机器人 来实现垫板的抓取、移运，自动化程度
高，无需人工搬运，节省了人力， 降低了成本，大大提升了工作效率。解决了在生产、焊接垫板的过程中需 要人工搬运垫板而造成加工时间长、增加了操作工人的工作量且工作效率 低下的问题。
37.具体的，所述传感机构4包括：传感器安装支架41、视觉传感器42、 激光测距传感器43；所述视觉传感器42、激光测距传感器43通过所述连 接机构3与预设的控制装置连接，发送获取的信息。本申请提供的方案中， 视觉传感器42、激光测距传感器可以为机器人提供图片数据信息，供机器 人基于图片这些数据确定垫板的位置，从而对垫板进行抓取。
38.可选的，所述框架机构1包括有两条框架主梁11和设置在两条所述框 架主梁11之间的连接板；连接板包括所述设置在两条所述框架主梁框架两 端的侧面板12；所述传感机构4安装支架41固定在所述两条框架主梁11 之间；所照明机构5设置在所述侧面板12上，在两个位置向垫板方向提供 光照。如此设置，照明机构5从两个方向照射，两个光源使得传感机构4 获取的图像更加的清晰。
39.具体的，所述传感器安装支架41包括有支架固定板411、支架固定螺 钉4111、视觉传感器安装板412、视觉传感器螺钉安装孔4121、激光测距 传感器安装板413、激光测距传感器螺钉安装孔4131；所述支架固定板411、 支架固定螺钉4111用于将所述传感器安装支架41固定在所述框架机构1 或所述连接机构3上；所述视觉传感器安装板412和所述视觉传感器螺钉 安装孔4121用于固定所述视觉传感器42；激光测距传感器安装板413、激 光测距传感器螺钉安装孔4131用于固定所述激光测距传感器43。
40.其中，吸合机构2能够与框架机构1相对滑动，以调节吸合机构2与 框架机构1的距离，通过多个吸合机构2的配合，便于吸附表面不平的垫 板，比如经过焊接后的成品垫板。
41.吸合机构2包括有电磁吸盘22、以用于吸附垫板。电磁吸盘22具体 为电磁铁，以便于实现垫板的抓取和松开。
42.如此设置，通过吸合机构2配合机器人来实现垫板的抓取、移运，自 动化程度高，无需人工搬运，节省了人力，降低了成本，大大提升了工作 效率。解决了在生产、焊接垫板的过程中需要人工搬运垫板而造成加工时 间长、增加了操作工人的工作量且工作效率低下的问题。
43.本实施例中，如图7和图12所示，框架机构1上至少设置有一个接近 开关传感器133，且该接近开关传感器133设置在与吸合机构2相对应的 位置处。吸合机构2上设置有触片25、触片25与接近开关传感器133相 对应设置，并且接近开关传感器133与该触片25能够相配合。这里，触片 25可以为金属检测体，当金属检测体进入到接近开关传感器133的感应范 围内时，该接近开关传感器133被触发。
44.接近开关传感器133与电磁吸盘22可通信地连接，当触片25进入到 接近开关传感器133的感应范围时，接近开关传感器133被触发，使电磁 吸盘22接电，从而产生磁场、以将垫板吸附住。
45.本电磁抓手装置可以设置有一个吸合机构2，则接近开关传感器133 和触片25均可以设置有一个，该接近开关传感器133可以设置在框架机构 1与吸合机构2相对应的位置处。本电磁抓手装置也可以设置有两个吸合 机构2，或者多个，具体地，可以在框架机构1上与多个吸合机构2相对 应的位置分别设置一个接近开关传感器133，即接近开关传感器133与吸 合机构2的数量相同，以便于通过多个吸合机构2将垫板抓取，提高了吸 附垫板的强
度。
46.本实施例中，如图1和图12所示，本电磁抓手装置包括有四个吸合机 构2。
47.其中，吸合机构2还包括有吸盘连接板21，电磁吸盘22与吸盘连接 板21固定连接，吸盘连接板21与框架机构1滑动连接，以带动电磁吸盘 22与框架机构1产生相对滑动。具体地，触片25固定安装在吸盘连接板 21上，以便于触片25能够进入接近开关传感器133的感应范围内。
48.这里，吸盘连接板21与电磁吸盘22通过吸盘固定螺钉23相连接，以 实现吸盘连接板21和电磁吸盘22的固定连接。吸盘连接板21上设置有供 吸盘固定螺钉23嵌入的固定螺钉孔231。
49.进一步地，吸盘连接板21通过滑动组件与框架机构1滑动连接，并且 在框架机构1上设置有通孔152、以供滑动组件伸入。
50.如图9所示，在吸盘连接板21的侧面设置有供螺丝嵌入的触片固定孔 213，触片25可以通过螺丝安装在吸盘连接板21的触片固定孔213上；并 且在触片25上设置有触片调节槽251，通过调节螺丝与触片调节槽251的 相对位置，来调节触片25的安装高度。
51.滑动组件包括有吸盘导杆154，吸盘导杆154位于通孔152内、并通 过直线轴承153与通孔152滑动连接，以实现吸盘导杆154与通孔152的 相对滑动。吸盘导杆154的底端与吸盘连接板21固定连接，从而通过吸盘 导杆154的滑动来实现吸合机构2与框架机构1的相对滑动。
52.优选地，如图7所示，在通孔152内还设置有弹簧155，弹簧155套 设在吸盘导杆154外，并且弹簧155的底端抵在通孔152的侧壁上，在吸 盘导杆154的顶端设置有弹簧挡片156，弹簧155的顶端抵在弹簧挡片156 上，弹簧挡片156压在弹簧155上，当弹簧155受力压缩后，吸盘导杆154 带动弹簧挡片156进入通孔152中。在吸盘导杆154与框架机构1相对滑 动时，即吸盘导杆154相对于框架机构1向上滑动时，弹簧挡片156不再 挤压弹簧155，使弹簧155恢复形变，即弹簧155处于松懈状态。在机器 人抓起垫板的时候，弹簧受垫板重力压缩，这样不会对搬运机器人产生冲 击作用力，不会对机器人造成损伤，从而提高了抓手装置的使用寿命。
53.吸盘导杆154的顶端设置有锁紧螺母157，以将弹簧挡片156限制在 吸盘导杆154上，避免弹簧挡片156从吸盘导杆154上脱落。
54.需要说明的是，通孔152包括有第一空腔和与第一空腔相连通的第二 空腔，直线轴承153设置在第一空腔内，弹簧155设置在第二空腔内，并 且在第一空腔和第二空腔之间设置有凸台151，凸台151的内径大于吸盘 导杆154的直径并小于弹簧155的外径，弹簧155的底端抵在凸台151上。
55.本实施例中，如图8和图9所示，吸盘连接板21上设置有导杆安装孔211，导杆安装孔211包括有导杆导向孔和螺母安装沉孔212，导杆导向孔 与螺母安装沉孔212相连通，并且吸盘导杆154的底端穿过导杆导向孔伸 入到螺母安装沉孔212内，在螺母安装沉孔212内设置有固定螺母24，吸 盘导杆154的底端伸入螺母安装沉孔212内与固定螺母24固定连接，并且 固定螺母24的直径大于导杆导向孔的直径，这样，能够避免吸盘导杆154 的底端从螺母安装沉孔212内脱出，实现了吸盘导杆154与吸盘连接板21 的固定连接。
56.优选地，本激光视觉型电磁式抓手还包括有至少一个行程开关组件， 行程开关组
件包括有行程开关传感器16和行程开关触片27，行程开关传 感器16设置在框架机构1上，行程开关触片27设置在吸盘连接板21上， 行程开关触片27与行程开关传感器16相对设置，并且行程开关传感器16 与搬运机器人可通信地连接，当行程开关传感器16与行程开关触片27相 接触时，即搬运机器人带动行程开关传感器16下降到与行程开关触片27 接触时，搬运机器人停止继续移动，从而使框架机构1与吸合机构2相对 静止，从而避免垫板施加给搬运机器人反作用力而损坏搬运机器人。
57.具体地，行程开关传感器16通过行程开关安装板161安装在框架机构 1的下方，如图2所示，行程开关安装板161呈“z”字型，在行程开关安 装板161上设置有行程开关固定孔，以通过螺栓将行程开关安装板161固 定在框架就够上，行程开关安装板161上还设置有多个行程开关调节槽， 行程开关传感器16与行程开关调节槽相连接，以便于调节行程开关传感器 16的安装位置。
58.本实施例中，框架机构1包括有两条框架主梁11和设置在两条框架主 梁11之间的连接板，接近开关传感器133可以设置在连接板的底端，以便 于感应触片25。
59.其中，连接板可以包括有位于两条框架主梁11两侧的侧面板12和位 于两个侧面板12之间的加强连接板13，两条框架主梁11平行设置，两个 侧面板12分别连接于两条框架主梁11的两端，侧面板12与框架主梁11 固定连接形成长方形框架结构，加强连接板13放置于两条框架主梁11之 间、并与两条框架主梁11连接，从而进一步增加了框架机构1的强度。
60.框架机构1还包括有吸盘支撑部和连接支撑部14，吸盘支撑部与框架 主梁11固定连接，并位于框架主梁11的下部，通孔152设置在吸盘支撑 部上，以通过吸盘支撑部连接吸合机构2。连接支撑部14设置在框架主梁 11的上部，在连接支撑部14上设置有两排螺纹孔，通过螺钉将框架机构1 与连接机构3固定成一体。
61.这里，吸盘支撑部包括有两个吸盘安装座15，并且两个吸盘安装座15 分别与两条框架主梁11固定连接，两个吸盘安装座15上均设置有通孔 152，并且在框架主梁11上设置有供吸盘导杆154穿过的吸盘导杆安装孔 111，吸盘导杆安装孔111与通孔152相连通。这样，通过两根吸盘导杆 154与吸合机构2相连接，提高了吸合机构2安装的稳固性和平衡性。
62.连接机构3包括有上连接法兰31和下连接法兰32，上连接法兰31和 下连接法兰32通过连接板33连接为一个整体，下连接法兰32与框架机构 1固定连接，具体地，下连接法兰32通过螺钉与连接支撑部14固定连接， 上连接法兰31用于与搬运机器人末端轴相连接，从而实现抓手装置与搬运 机器人的连接。
63.这里，上连接法兰31和下连接法兰32上设置有出线孔321，以供与 抓手装置电连接的线缆穿过。
64.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
65.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一 些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
66.尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实 施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在 本申请的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。