布线机器人手指机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机器人，尤其是一种用于布线的机器人。
【背景技术】
[0002]常规电器布线是采用手工布线形式完成，是一种高度重复性而繁琐的操作。手工布线操作容易出现错误布线，接线质量也不能得到保证，尤其是复杂电器系统，电器柜接线端子可达到数百乃至数千个，布线人员根据电器图进行布线接线，布线工作非常繁琐，布线操作缓慢，周期很长；同时，布线工作很容易出现错接、漏接、虚接等错误现象，如果出现短路，电子器件可能直接被烧坏。因此系统运行前需要进行错误排查，设备调试工作很困难，导致系统开发制造周期不能保证，延误生产，另外，由于手工接线质量问题，系统运行后也可能出现电器故障，这些都将导致大的经济损失。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种布线机器人手指机构，该手指机构安装在布线机器人上后，能够自动完成剥线和插线动作，可以保证电器接线质量，提高生产效率。本发明采用的技术方案是:
一种布线机器人手指机构，包括一个安装板，还包括:连杆驱动部件、送线器、伸缩气缸、滑块、活动关节、过线器、剥线机构、压缩弹簧开合仓、夹持手指、剪线刀、回转驱动气缸、剥线嘴；
连杆驱动部件和伸缩气缸安装在安装板一侧；伸缩气缸下端与滑块滑动连接；滑块与活动关节上端连接；活动关节下端连接剥线机构；所述剥线机构的下端具有剥线嘴；连杆驱动部件通过连杆机构连接活动关节下端；
回转驱动气缸安装在安装板上；回转驱动气缸下端的两片气爪分别连接压缩弹簧开合仓；回转驱动气缸用于通过气爪带动压缩弹簧开合仓的合页合拢或分开，以及用于使得压缩弹簧开合仓旋转一个角度，从而带动夹持手指转动一个角度；
压缩弹簧开合仓的下端连接两根夹持手指；压缩弹簧开合仓的下端还设有一个过线器，过线器位于夹持手指旁侧；在过线器中设有剪线刀。
[0004]进一步地，连杆机构包括摆动连杆、角度连杆、提升连杆；安装板上设有滑道；摆动连杆与角度连杆间、角度连杆与提升连杆间通过转轴连接；提升连杆的末端连接活动关节下端；摆动连杆与角度连杆间的转轴嵌在安装板上的滑道中。
[0005]进一步地，连杆驱动部件采用步进电机。
[0006]进一步地，剥线嘴包括剥线伸缩气缸和与剥线伸缩气缸连接的剥线钳；剥线钳内侧设有连接剥线伸缩气缸的连接拉动件。
[0007]进一步地，剪线刀采用气刀，由回转驱动气缸带动。
[0008]进一步地，夹持手指与压缩弹簧开合仓的合页一体连接。
[0009]进一步地，过线器中还设有送线位移传感器。
[0010]本发明的优点在于:
1)高效快捷，节省劳动力，作业成本低。电器布线，尤其是复杂电器板，电器元件多，布线接线工作量大；而本发明可以显著提高布线效率。
[0011]2)手工布线工作很容易出现错接、漏接、虚接等错误现象，本发明手指机构的布线操作更准确，可靠。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的正面结构示意图。
[0013]图2为本发明的背面结构示意图。
[0014]图3a为本发明剥线嘴原位状态不意图。
[0015]图3b为本发明剥线嘴剥线状态示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0017]本实施例提供的一种布线机器人手指机构，如图1和图2所示，包括:
安装板1、步进电机2、送线器3、摆动连杆4、角度连杆5、提升连杆6、伸缩气缸7、滑块
8、活动关节9、过线器10、剥线机构11、滑道12、压缩弹簧开合仓13、夹持手指14、剪线刀15、回转驱动气缸16、剥线嘴17 ；
安装板1用于连接布线机器人手指机构上方的手臂机构，手臂机构不在本发明的范围内，其结构未给出。需要说明的是，手臂机构的动作可以带动安装板1移动或旋转，从而带动整个手指机构相应移动或转动；
步进电机2和伸缩气缸7安装在安装板1 一侧；伸缩气缸7下端与滑块8滑动连接；滑块8与活动关节9上端连接；活动关节9下端连接剥线机构11 ;所述剥线机构11的下端具有剥线嘴17 ;滑块8具体采用燕尾滑块；
步进电机2通过连杆机构连接活动关节9下端；如图2所示，连杆机构包括摆动连杆4、角度连杆5、提升连杆6 ;摆动连杆4与角度连杆5间、角度连杆5与提升连杆6间通过转轴连接；提升连杆6的末端连接活动关节9下端；摆动连杆4与角度连杆5间的转轴嵌在安装板1上的滑道12中；滑道12提供支撑和限定转轴移动轨迹作用；
剥线嘴17如图3a和图3b所示，包括剥线伸缩气缸1701和与剥线伸缩气缸1702连接的剥线钳1702 ;剥线钳1702内侧设有连接剥线伸缩气缸1702的连接拉动件1703 ;图3a为剥线嘴原位状态，图3b为剥线嘴剥线状态；
回转驱动气缸16安装在安装板1上，位于伸缩气缸7旁；回转驱动气缸16下端的两片气爪1601分别连接压缩弹簧开合仓13 ;压缩弹簧开合仓13包括两片合页1301，合页1301装配在气爪1601内侧；两合页1301间设有弹簧；弹簧的安装孔1302设有四个；回转驱动气缸16有两个作用，其一是通过气爪1301带动压缩弹簧开合仓13的合页1301合拢或分开(合拢时可带动夹持手指14夹持电线)，其二是可使得压缩弹簧开合仓13旋转一个角度，从而带动夹持手指14转动一个角度；
压缩弹簧开合仓13的下端连接两根夹持手指14，具体是每个合页1301 —体连接一个夹持手指14 ;压缩弹簧开合仓13的动作能够使得夹持手指14合拢或分开；夹持手指14内含有压力传感器，可以检测夹持电线时的压力；夹持手指14内还含有手指位移传感器；
压缩弹簧开合仓13的下端还设有一个过线器10，过线器10位于夹持手指14旁侧；过线器10通常包括两个支撑片以及夹在支撑片中的滚轮；在过线器10中设有剪线刀15 ;本例中，剪线刀15采用气刀，由回转驱动气缸16带动；过线器10中还设有送线位移传感器，图中未画出。
[0018]本发明的手指机构，连接在一个机器人手臂上，主要用于完成剥线和插线动作，将剥去绝缘层的线头插入接线端子中。在机器人上设有主控制器，其中设有控制程序。
[0019]剥线嘴17的原点位置为与过线器10下端高度一致的位置，而非图1中目前的位置。
[0020]首先，手动把电线穿过送线器3和压缩弹簧开合仓13，穿入过线器10，并绕过过线器10中的滚轮，未剥线的线头如图1中从右往左方向露出剥线器10 ;此时回转驱动气缸16动作，气爪1601合拢，夹持手指14将电线夹持住；
接着，步进电机2动作，连杆机构使得剥线嘴17套入未剥线的线头；剥线伸缩气缸1701动作，使得剥线钳1702夹紧未剥线的线头；回转驱动气缸16动作，夹持手指14松开；伸缩气缸7向下动作，使得剥线钳1702带动未剥线的线头下移，将线头拉向夹持手指14的末端(线头依然从右往左露出夹持手指)；回转驱动气缸16动作，夹持手指14夹紧线头；剥线伸缩气缸1701向左动作，剥线嘴17完成线头剥线动作；
然后，伸缩气缸7向上动作带动剥线嘴17回到原点位置；在机器人手臂的移动作用下，带动手指机构移动，夹持手指14将剥线后的线头插进一个接线端子中；同时手指位移传感器和压力传感器采集信号用于判断接线到位程度及效果以便机器人反馈控制；
该接线端子完成接线后；夹持手指14松开，过线器10靠滚轮滑动电线(期间送线器3在往前推送电线)；机器人依据定位程序，控制手指机构连同电线到达下一接线端子处；回转驱动气缸16控制剪线刀15 (气刀)剪断电线；然后回转驱动气缸16控制压缩弹簧开合仓13和夹持手指14旋转180度，使得被剪断后的电线段(不是送线器3出来的母线)的另一线头(还未剥线)对准在原点位置的剥线嘴；
最后，按照第一个线头的处理过程，完成被剪断的电线段的另一线头的剥线，和插入第二个接线端子的过程。如此，一个电线段的两线头就完成了自动剪线和接插的动作，可以把两个接线端子电气连接。
【主权项】
1.一种布线机器人手指机构，包括一个安装板(1)，其特征在于，还包括: 连杆驱动部件、送线器(3)、伸缩气缸(7)、滑块(8)、活动关节(9)、过线器(10)、剥线机构(11)、压缩弹簧开合仓(13)、夹持手指(14)、剪线刀(15)、回转驱动气缸(16)、剥线嘴(17)； 连杆驱动部件和伸缩气缸(7)安装在安装板(1) 一侧；伸缩气缸(7)下端与滑块(8)滑动连接；滑块(8)与活动关节(9)上端连接；活动关节(9)下端连接剥线机构(11);所述剥线机构(11)的下端具有剥线嘴(17);连杆驱动部件通过连杆机构连接活动关节(9)下端; 回转驱动气缸(16)安装在安装板(1)上；回转驱动气缸(16)下端的两片气爪(1601)分别连接压缩弹簧开合仓(13);回转驱动气缸(16)用于通过气爪(1301)带动压缩弹簧开合仓(13)的合页(1301)合拢或分开，以及用于使得压缩弹簧开合仓(13)旋转一个角度，从而带动夹持手指(14)转动一个角度； 压缩弹簧开合仓(13)的下端连接两根夹持手指(14);压缩弹簧开合仓(13)的下端还设有一个过线器(10)，过线器(10)位于夹持手指(14)旁侧；在过线器(10)中设有剪线刀(15)。2.如权利要求1所述的布线机器人手指机构，其特征在于: 连杆机构包括摆动连杆(4)、角度连杆(5)、提升连杆￠);安装板(1)上设有滑道(12);摆动连杆(4)与角度连杆(5)间、角度连杆(5)与提升连杆￠)间通过转轴连接；提升连杆出)的末端连接活动关节(9)下端；摆动连杆(4)与角度连杆(5)间的转轴嵌在安装板⑴上的滑道(12)中。3.如权利要求1所述的布线机器人手指机构，其特征在于: 连杆驱动部件采用步进电机(2)。4.如权利要求1所述的布线机器人手指机构，其特征在于: 剥线嘴(17)包括剥线伸缩气缸(1701)和与剥线伸缩气缸(1702)连接的剥线钳(1702);剥线钳(1702)内侧设有连接剥线伸缩气缸(1702)的连接拉动件(1703)。5.如权利要求1所述的布线机器人手指机构，其特征在于: 剪线刀(15)采用气刀，由回转驱动气缸(16)带动。6.如权利要求1所述的布线机器人手指机构，其特征在于: 夹持手指(14)与压缩弹簧开合仓(13)的合页(1301) —体连接。7.如权利要求1所述的布线机器人手指机构，其特征在于: 过线器(10)中还设有送线位移传感器。
【专利摘要】本发明提供一种布线机器人手指机构，包括：安装板、步进电机、送线器、摆动连杆、角度连杆、提升连杆、伸缩气缸、滑块、活动关节、过线器、剥线机构、滑道、压缩弹簧开合仓、夹持手指、剪线刀、回转驱动气缸、剥线嘴；步进电机和伸缩气缸安装在安装板一侧；伸缩气缸下端与滑块滑动连接；滑块与活动关节上端连接；活动关节下端连接剥线机构；所述剥线机构的下端具有剥线嘴；步进电机通过连杆机构连接活动关节下端；回转驱动气缸安装在安装板上；回转驱动气缸下端的两片气爪分别连接压缩弹簧开合仓；压缩弹簧开合仓的下端连接两根夹持手指。本发明可保证电器接线质量，提高生产效率。
【IPC分类】B25J15/00
【公开号】CN105291122
【申请号】CN201510752007
【发明人】陈自强, 陆崇清, 陈伊冉
【申请人】上海交通大学无锡研究院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月6日