一种具有视觉识别的电器元件抓取装置的制作方法

本实用新型涉及一种具有视觉识别的电器件抓取装置，属于电器元件生产和装配用设备领域。

背景技术：

电器元件是电力系统中负责电能的控制、保护、测量、转换和分配，是保证低压电网正常运行的关键设备。而其生产过程的由于不同电器元件形状各异，因此其分拣的过程大多是通过人工分拣，劳动强度大，人力调配繁琐。在这个机械化、自动化愈发普遍的社会中，各个行业的发展都会对设备的工作模式及工作效率，有了更高的要求，电器元件的生产和装配也在逐步的实现自动化。设备需要具备更加全面的功能，才能真正的帮助行业做到高精度、高效率、高收益的效果。

目前市面上的大多抓取设备，只能进行单一类型元件的抓取，那就会造成设备装置的使用率较低，并且对于被抓取物无识别的功能，同样会导致自动化的效率降低，不能真正的满足自动化的高效实现。

专利申请号为cn201720778639.1的《一种用于漏电断路器智能检测设备的抓取结构》实用新型专利。其中涉及了一种用于漏电断路器智能检测设备的抓取结构。用于漏电断路器智能检测设备的抓取结构能同时抓取多个断路器并且能够同时完成将待检的断路器夹取并送往检测区以及将检测完成的断路器送至流水线。虽然上诉结构可以抓取多个漏电断路器，但仅仅是进行对部件的机械式抓取，被抓取的部件的外形单一，不能针对不同外形的零部件进行抓取。而且抓取过程中容易刮伤产品的外壳，影响产品的外观，更严重的甚至损坏产品。

专利申请号为cn201620997312.9的《一种用于继电器产品的自动抓取机构》实用新型专利。其中涉及了一种用于继电器产品的自动抓取机构，通过气缸提供动力，借助连接块，定位叉和凸轮随动轴的配合，对产品进行抓取。在抓取产品的过程中不易刮伤产品的塑料外壳，对产品的外观起到良好的保护作用，降低了产品的次品率，进而提高了生产效益。虽然能够防止抓取过程中对继电器参数损坏，但不具备视觉识别的功能，需要单独配视觉识别装置或人工确认是否有残次品。

专利申请号为cn201921999157.4的《卡板装配专机用龙门抓取机构》使用新型专利。其中涉及了一种卡板装配专机用龙门抓取机构，用于抓取待装配卡板的断路器至指定位置装配卡板。其采用龙门机构各方向的移动距离受限制，不能灵活的运行于其他工况。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：传统抓取设备只能进行单一类型元件的抓取，那就会造成设备装置的使用率较低，并且对于被抓取物无识别的功能，同样会导致自动化的效率降低，不能真正的满足自动化的高效实现。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种具有视觉识别的电器元件抓取装置，包括固定在机械臂固定台上的三轴机械臂，其特征在于，三轴机械臂的末端设有摄像头、闪光灯及抓手，像头及闪光灯位于抓手的外侧，其中：

抓手用于抓取被抓元器件，包括布置在轨道上的左抓手滑块及右抓手滑块，轨道固定在基座上，基座通过抓手连接板固定在三轴机械臂的末端；基座上设有平移电机及转动电机，由平移电机驱动左抓手滑块及右抓手滑块沿轨道左、右移动；左抓手滑块及右抓手滑块上分别设有磁吸式左抓手联动块及磁吸式右抓手联动块，左抓手滑块与磁吸式左抓手联动块之间设有左弹簧，右抓手滑块与磁吸式右抓手联动块之间设有右弹簧；磁吸式左抓手联动块及磁吸式右抓手联动块通电后分别吸附在左侧抓手和右侧抓手上，此时，左弹簧及右弹簧被拉伸从而产生回复力；左侧抓手和右侧抓手穿设在抓手活动杆上；磁吸式左抓手联动块及磁吸式右抓手联动块分别与左侧抓手及右侧抓手吸附固定后，由左抓手滑块及右抓手滑块带动左侧抓手和右侧抓手沿抓手活动杆在左右方向上做相向运动或相离运动，使得抓手闭合或打开；抓手活动杆的一端穿设有抓手活动杆旋转轴承，另一端与齿轮组相联结；转动电机通过齿轮组驱动抓手活动杆绕自身轴线转动一定角度，从而带动其上的左侧抓手及右侧抓手转动，以调节抓手的斜度；当调整抓手的斜度时，磁吸式左抓手联动块及磁吸式右抓手联动块断电，磁吸式左抓手联动块及磁吸式右抓手联动块被左弹簧及右弹簧拉动与左侧抓手及右侧抓手脱离；

在三轴机械臂的设有闪光灯连接板；闪光灯连接板的下表面设有闪光灯，闪光灯连接板的上表面设有可调节摄像头固定杆；可调节摄像头固定杆上设有相机固定滑块，相机固定滑块可沿可调节摄像头固定杆上下移动，从而调节摄像头的上下位置；相机固定滑块上设有水平调节杆，摄像头固定在水平调节杆的端部，通过水平调节杆调节摄像头的前后位置。

优选地，所述轨道包括固定在所述基座上的前抓手滑轨及后抓手滑轨。

优选地，在所述左侧抓手和/或所述右侧抓手的端部设有压敏传感器，用于检测所述左侧抓手和/或所述右侧抓手对所述被抓元器件所产生的压力。

优选地，在所述基座上设有供电接口及通讯接口；所述平移电机、转动电机、磁吸式左抓手联动块及磁吸式右抓手联动块通过供电接口连接外部的电源线；所述平移电机、转动电机、压敏传感器通过通讯接口连接外部的数据线，实现与外部控制单元的数据交互。

优选地，在所述抓手活动杆上设有用于限制所述左侧抓手和所述右侧抓手移动距离的限位装置。

优选地，所述闪光灯连接板及所述抓手连接板均固定在所述三轴机械臂末端的机械臂连接轴承上。

本实用新型用于抓取宽度不大于350mm的元器件至指定位置，并能够通过视觉识别对元器件进行抓取归类，检测和抓取一体化，提高生产效率。本实用新型除具有市面上一般抓取装置所具备的功能外，还具备如下功能：第一，视觉判断元件外观是否有缺陷，并可将其进行抓取分类归置；第二，机械抓手的智能配比实现一对多功能，通过视觉识别元件外形，进行运算后将抓手调节为适配元件的间距；第三，抓手上配置压敏元件，可用于反馈抓取力度，防止抓取元件的损坏和滑落。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的抓取装置结合了视觉识别功能，能检测被抓取元件的外观是否有缺陷，然后将其进行抓取分类归置；机械抓手的智能配比实现一对多功能，通过视觉识别元件外形，检测被抓元器件大小是否在可抓取的范围内，若可抓取将抓手调节为适配元件的间距；抓手上配置压敏元件，可用于反馈抓取力度，防止抓取元件的损坏和滑落。

附图说明

图1为抓取机构的立体结构图；

图2为抓手与元器件的结构示意图；

图3为图2中a部分的放大图；

图4为抓手与元器件的俯视立体图；

图5位图4中b部分的放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，例如“中心”，“横向(x)”、“纵向(y)”、“竖向(z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

如图1及图2所示，本实用新型公开的一种具有视觉识别的电器元件抓取装置包括三轴机械臂1、摄像头2、闪光灯3、抓手4、机械臂固定台6。三轴机械臂1固定在机械臂固定台6上，三轴机械臂1的末端安装有摄像头2、闪光灯3及抓手4。摄像头2及闪光灯3位于抓手4的外侧，抓手4用于抓取被抓元器件5。

结合图3及图5所示，抓手4包括布置在轨道上的左抓手滑块25及右抓手滑块20，轨道固定在基座23上，基座23通过抓手连接板22固定在三轴机械臂1的末端。基座23上设有平移电机(图中未示出)及转动电机(图中未示出)。本实施例中，轨道包括固定在基座23上的前抓手滑轨21及后抓手滑轨24，由平移电机驱动左抓手滑块25及右抓手滑块20沿前抓手滑轨21及后抓手滑轨24左、右移动，最大滑动间距可达350mm。左抓手滑块25及右抓手滑块20上分别设有磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12，左抓手滑块25与磁吸式左抓手联动块11之间设有左弹簧，右抓手滑块20与磁吸式右抓手联动块12之间设有右弹簧。磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12通电后，利用与电磁体相同的原理分别吸附在左侧抓手10和右侧抓手14上。此时，左弹簧及右弹簧分别被磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12拉伸，从而产生回复力。左侧抓手10和右侧抓手14穿设在抓手活动杆15上。磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12分别与左侧抓手10及右侧抓手14吸附固定后，由左抓手滑块25及右抓手滑块20带动左侧抓手10和右侧抓手14沿抓手活动杆15在左右方向上做相向运动或相离运动，使得抓手4闭合或打开。在左侧抓手10或右侧抓手14的端部设有压敏传感器16，用于检测左侧抓手10或右侧抓手14对被抓元器件5所产生的压力，当该压力大于设定值时，左抓手滑块25及右抓手滑块20停止运动，防止左侧抓手10及右侧抓手14损伤被抓元器件5。同时，还可以在抓手活动杆15上设置限位装置，以限制左侧抓手10和右侧抓手14的移动距离。

抓手活动杆15的一端穿设有抓手活动杆旋转轴承13，另一端与齿轮组9相联结，转动电机通过齿轮组驱动抓手活动杆15绕自身轴线转动一定角度，从而带动其上的左侧抓手10及右侧抓手14转动，用来调节抓手4的斜度。当需要调整抓手4的斜度时，磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12断电，左弹簧及右弹簧在回复力作用下拉动磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12，使得磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12与左侧抓手10及右侧抓手14脱离，此时，左侧抓手10及右侧抓手14可被抓手活动杆15带动转动，以调节抓手4的斜度。抓手4的斜度调节完成后，再重新使磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12通电，将左侧抓手10及右侧抓手14与左抓手滑块25及右抓手滑块20重新连接固定。

本实施例中，在基座23上设置有供电接口7及通讯接口8，前述的平移电机、转动电机、磁吸式左抓手联动块11及磁吸式右抓手联动块12通过供电接口7连接外部的电源线，实现供电。前述的平移电机、转动电机、压敏传感器16通过通讯接口8连接外部的数据线，实现与外部控制单元的数据交互。

结合图4及图5，在三轴机械臂1的末端固定有闪光灯连接板19，闪光灯连接板19及前述的抓手连接板22均固定在三轴机械臂1末端的机械臂连接轴承18上。闪光灯连接板19的下表面固定闪光灯3，闪光灯连接板19的上表面固定可调节摄像头固定杆17。可调节摄像头固定杆17上设有相机固定滑块，相机固定滑块可沿可调节摄像头固定杆17上下移动，从而调节摄像头2的上下位置。相机固定滑块上设有水平调节杆26，摄像头2固定在水平调节杆26的端部，通过水平调节杆26可以调节摄像头2的前后位置。

下面以断路器合格品分拣实例为例详细说明本实用新型一次完整的工作过程。在抓取前选择所抓取元器件的类型，以设置该类元器件抓取所需的压力，如果没有该类元器件可以通过自定义添加类别以及对应压力。然后通过三轴机械臂1将抓手4移动至工位等待断路器到位。先由摄像头2进行外观检测，检测判断合格后，通过通讯接口8下发抓取指令。平移电机驱动左抓手滑块25及右抓手滑块20沿前抓手滑轨21及后抓手滑轨24上移动。右抓手滑块20通过右抓手联动块12连接右侧抓手14，将右侧抓手14向右移动。左侧抓手10同理被左抓手滑块25带动向左移动。与此同时，将三轴机械臂1移动到适合抓取的高度，把拍摄的图像利用轴线分隔为左右区域，确定左侧抓手10、右侧抓手14应该达到的位置，然后由转动电机配合齿轮组9将左侧抓手10及右侧抓手14转动一定角度，平移电机配合压敏传感器16缓慢夹紧断路器，等待压力达到设定值后停止左侧抓手10和右侧抓手14的运动，最后通过三轴机械臂1将断路器抓取至合格区。