专利名称：一种应用于光盘库的机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械手结构，尤其是一种应用于无人值守的自动化光盘库内的新型机械手，属于机械自动化领域。
背景技术：
图书馆是图书、期刊、报纸、光盘等实体资料的收藏中心，对这些资料的收藏、整理、存储和使用长期以来就是图书馆的主要职能。随着多媒体媒介的广泛使用，越来越多的读者倾向多媒体媒介的使用，而光盘具有体积小，容量大的功能，被广泛应用于各种信息的存储，诸如纸制图书的电子版本、音乐文件、音像文件、游戏软件、功能软件等。读者使用光盘需求日渐增长，对光盘的管理和借阅也成为图书馆的新职能。图书馆针对光盘的管理和借阅与纸制图书的方式相同，但由于光盘体积小，目录信息集中，管理员在存储或者查找的过程中，需要花费很大的时间和精力，还很难保证准确性。对于光盘的盘点功能更是费时费力，增加了管理的困难性，使得图书馆很难对大量光盘进行管理和借还。专利号为ZL200910081844. 2，专利名称为“基于闭架光盘库的自动化光盘管理系统”的专利突破性的实现了对光盘的集中无人管理、自助借还功能、自助盘点等功能，开启了光盘管理的新技术篇章。此后，基于对更高精度、更优化设计、最优成本的不断追求，设计者不断对该系统进行改良。请参阅图1和图2所示，其为先前专利中光盘存取机械手的结构示意图，光盘存取机械手I的手臂11长度与光盘架的高度相同，手臂11的一面自上至下设置有电驱动单元12，与电驱动单元相配合的为电缸滑块14，机械手13通过安装板138安装于手臂41的电缸滑块14上，通过电驱动单元电机15驱动电缸滑块14带动机械手13上下运动。机械手13包含有与安装板44连接的机械手提升气缸131，机械手伸出气缸132连接光盘夹取气爪134，光盘夹取气爪134通过夹紧气缸实现夹紧，光盘推回气缸133设置于光盘夹取气爪134的后端用于将光盘推出光盘夹取气爪。同时，请参阅图3及图8所示，由于光盘盒2为塑料盒，四周较硬，但越靠近中心部位在受到外力的作用下越容易变形。使用上述夹取气爪夹持光盘盒，夹持力较小时，很容易仅仅夹持到光盘盒的外沿，而无法夹紧整个光盘盒。夹持力较大时，盘盒外周容易损坏，且往往由于光盘盒受到外部夹持力变形(虚线处)，导致夹取气爪仍然无法抓紧盘盒。故而，无法完成光盘盒的抓取，同时夹取气爪的设计也无法保证光盘始终处于水平的状态，当盘盒歪斜后，即使可以抓紧光盘，也无法完成盘盒的精准入库。
实用新型内容本实用新型基于先前技术的不足，有针对性的对光盘存取机械手进行了改良，尤其是夹取气爪处的改良，使的光盘抓取动作更为精准。本实用新型采用的技术方案为一种应用于光盘库的机械手，包含一对取盘手指，该取盘手指具有凸沿，该凸沿延伸出手指主体外侧；[0008]该取盘手指上设置有卡固结构，其与凸沿同侧设置；所述一对取盘手指的凸沿及卡固结构相对设置。其中，该凸沿外端厚度小于凸沿内端厚度。其中，取盘手指的凸沿一侧下方包含两个区域，一侧为安装平台，其相邻侧为卡固结构。其中，该卡固结构自上而下厚度逐渐增加，自左至右厚度逐渐增加，右下方最厚，但右下方厚度不超过凸沿向外延伸长度。其中，该取盘手指主体上具有缺口，缺口设置于卡固块之间。其中，该凸沿间隔设置于取盘手指的上端。其中，该卡固结构为橡胶垫、塑料垫或硅胶垫。其中，该凸沿与手指主体之间设置有缓冲槽口。其中，该卡固结构表面具有防滑结构。采用上述技术方案，具有如下有益效果。首先，取盘手指上向外延伸的凸沿结构，能够直接卡置在光盘盒的顶部端面，使得光盘盒在夹持过程中始终保持水平状态，不会因为只有一个夹持点或一个夹持面而造成倾斜、旋转甚至脱落。由于光盘库上的光盘盒是水平放置的，光盘盒之间的间隔较小，光盘盒的些许旋转就会造成光盘盒无法准确入库，本实用新型采用凸沿的巧妙设计，使得光盘一直维持水平的状态，在光盘盒入库的过程中，能够保证精确对准并入库。该凸沿外端厚度小于凸沿内端厚度，使得凸沿自手指主体向其外端具有一倾斜面，使得手指以适合任何光盘盒。第二，取盘手指通常采用硬质材质制成，加之控制手指开合的气缸力度也较大，导致光盘盒在被夹取的过程中发生变形，尤其是光盘盒盖的部分及光盘盒的靠近中心的区域。本实用新型中采用在取盘手指的手指主体上设置有卡固结构，卡固结构通常采用橡胶垫或塑料垫等软性材质，为取盘手指补充由于变形而无法接触到光盘盒的部分。卡固结构最优选的实施方式是采用与光盘盒变形曲面高度契合的曲面设计，橡胶结构自取盘手指上方至下方铺设，自上而下、自左至右厚度逐渐增加。此方式需要精准的计算，使得取盘手指上具有一层高于手指主体的卡固结构。当夹取光盘盒时，卡固结构可以有效的夹取住光盘。当然，为了工艺及制作方便，在取盘手指表面设置的卡固结构可以包含若干卡固块，卡固块自上而下间隔设置，且自上而下厚度逐渐增加。卡固块可以根据需要调整为条状、块状或任意形状，保证手指的上端、下端等重点区域可以与光盘保持接触，并能卡置光盘，此方式能够有效降低工艺的难度和要求，具有较低的成本。第三，光盘盒的外端，尤其是光盘盒盒盖的固定端是光盘盒最硬的区域，此区域不会发生形变，故，在取盘手指的设计的时候。一端预留安装平台，卡固结构设计在另一端。安装平台部分还可以预留出安装槽及安装孔，供取盘手指安装在机械手的夹取气缸上。第四，取盘手指上的缺口设计及凸沿的间隔设计，可以降低取盘手指的用料，减轻手指的重量，进一步降低机械的制作成本，并有效节能。同时，缺口的设计还可以平衡整个取盘手指的受力。第五，该缓冲槽口的设计可以有效缓冲手指闭合过程中造成的凸沿与光盘盒力量冲突，一定程度上保护凸沿不被撞坏。[0023]第六，卡固结构上设置有防滑结构，可以进一步保障拾取光盘盒的稳定性。
图1为现有技术中光盘存取机械手的结构示意图。图2为现有技术中光盘存取机械手的俯视结构示意图。图3为现有光盘存取机械手的夹取气爪在工作状态的放大示意图。图4至图7为本实用新型中第一较佳实施例的结构示意图。图8为光盘盒的结构示意图。图9为单侧取盘手指作用在光盘盒上的示意图。图10至图14为本实用新型中第二较佳实施例的结构示意图。图15为本实用新型再一较佳实施例的立体图。图16为本实用新型再一较佳实施例的立体图。图17为本实用新型再一较佳实施例的立体图。
具体实施方式
请参阅图4至图7所示，其为本实用新型第一个较佳的实施例，为方便陈述，以机械手中的重点改进部分取书手指为描述对象。本实施例中取书手指3采用长方体结构，左、右两侧取书手指3相互配合，完成机械手的夹取功能。以左侧取书手指为例其上端设计凸沿31结构，该凸沿31自手指主体向外侧延伸，本实施例中凸沿31设置于手指本体的最上端，凸沿上端面与手指本体保持垂直。请参阅图5所示，从侧面观看，该凸沿31外端的厚度h小于内端H的厚度，该凸沿内侧面自手指主体向凸沿外端形成有倾斜面311。同时，如图4所示，取盘手指3凸沿一侧下方包含两个区域，一为安装平台33，二为卡固结构32。该安装平台33(图4中的左侧)事实上未手指本体的一部分，其上并为设置卡固结构32。其上设置有安装槽34，安装槽内预留有安装孔35，供左右两侧手指与机械手固定。而，该卡固结构32 (图4中的右侧)为橡胶垫或其他软性材质垫(塑料垫或硅胶垫等)，其自上而下且自左至右厚度逐渐增加，最终形成上端及左端薄(左侧手指及右侧手指均为左端薄)，右下方最厚的橡胶垫。该实施例为最优化的设计方案，其考虑到了光盘盒端部较硬，不能设置橡胶垫，而越靠近中心越容易变形的特点，在手指主体上预留了安装平台，并添加了逐渐靠近光盘盒中心而逐渐加厚的设计缓冲垫设计。如图5的所示，采用本设计方案是可以通过计算的方式，计算出光盘盒的弯曲曲面，并相应的在手指主体上设置橡胶垫。值得注意的是，即使该卡固结构自上而下、自左至右逐渐加厚，右下方的厚度是不会超过凸沿31向外延伸的长度。请同时参阅图9所示，机械手的连接臂4通过螺钉与该取书手指3固定，机械手上包含一对取盘手指，取盘手指的凸沿及卡固结构相对设置，该两个相互对应的取盘手指通过连接臂4安装在加紧气缸上，实现取盘手指的加紧和松开动作。请参阅图8所示，其为现有光盘盒2的结构示意图，通常来讲光盘盒的左侧固定端21为硬质塑料制成，光盘盒的盘盖22由于中心位置没有支撑，在抓取的过程中，越靠近中心位置的部分，越容易发生弯曲形变。如果使用现有技术中的手指结构，两只手指在夹取光盘时，由于光盘较滑，容易造成光盘盒滑落，即使能够抓住光盘盒，也无法保证光盘盒的水平位置，无法确保光盘盒自暂存数据库至光盘库内的推送动作。上述实施例采用了凸沿及卡固结构的设计，有效的解决了现有存在的技术问题，如图9所示，当取盘手指3抓取光盘盒时，机械手将取盘手指推送至光盘盒的两侧，加紧气缸加紧取盘手指，凸沿31卡置在光盘盒的上端面上，在取盘手指逐渐闭合的过程中，由于凸沿的倾斜面311的存在，使得取盘手指具有广泛的适用性，即使光盘盒的上端面不平或者型号不同，凸沿也可以顺利夹持在其表面。此外，卡固结构的设置，使得取盘手指在靠近光盘中心端完全能够根据光盘盒的变形而夹取住光盘，杜绝其下滑。请参阅图10所示，卡固结构自上而下、自左至右逐渐加厚的设计，能够完美的切合光盘盒由于受到挤压力而产生的变形。同时，由于光盘盒左侧端为硬质材料制作的边沿，不会产生变形，上述安装平台33在机械手将取盘手指推入光盘盒的两侧后，安装平台33与该侧对应，不形成直接的夹持效果，而卡固结构位于光盘盒的里侧，真正配合凸沿31完成夹持的动作。请参阅图10至图14所示，其为本实用新型另一较佳实施例，其中卡固结构包含若干卡固块，卡固块自手指主体上方至下方间隔设置，该实施例中包含位于上端的第一卡固块51和位于下端的第二卡固块52，第二卡固块52的厚度大于第一卡固块51的厚度，第二卡固块的厚度不超过凸沿向外延伸长度。当然，还可以包含更多卡固块，如图16所示，卡固块间隔设置，下方的卡固块厚度逐渐厚于上方卡固块的厚度。相对于第一实施例中完全切合光盘变形而言，此方案不仅实施方便，无需精准计算弯曲球面，工艺上也更加容易实现。对于左侧厚度不同点，也可以由于之间的间隔而平衡夹持力。该方案可以节省卡固结构的铺设面，方便实施，保证关键位置点的卡固效果即可。请参阅图15所示，取盘手指的手指主体上设置有缺口 36，相应的，其上的卡固结构也具有缺口。预留缺口 36的设计，可以平衡手指在作业过程中的受理，也可以在保证卡固效果的基础上，有效降低手指的重量，有效节能，从而降低整套器械的制作成本及运行成本。同理，请参阅图17所示，所述凸沿31也可以间隔的设置在取盘手指主体的上端，保证手指两端卡持光盘盒顶端即可。此外，请参阅图5，该凸沿31与手指主体之间设置有缓冲槽口 38，该槽口 38的设计可以有效缓冲手指闭合过程中造成的凸沿卡持光盘盒顶端的力量冲突，一定程度上保护凸沿不被撞坏。本实用新型中提及的卡固结构和卡固块可以为橡胶垫、塑料垫或硅胶垫，其形状可以为方形，也可以为圆形、三角形等不规则形状，其可以均匀设置，也可以非规则设置，只要保证上端薄，下端厚的设计即可。此外，卡固结构及卡固块上设置防滑结构，如凸起的线条，凸点设计，增加手指的摩擦力，进一步保证手指的稳定性。
权利要求1.一种应用于光盘库的机械手，包含一对取盘手指，其特征在于: 该取盘手指具有凸沿，该凸沿延伸出手指主体外侧； 该取盘手指上设置有卡固结构，其与凸沿同侧设置； 所述一对取盘手指的凸沿及卡固结构相对设置。
2.如权利要求1所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于: 该凸沿外端厚度小于凸沿内端厚度。
3.如权利要求1所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于: 取盘手指的凸沿一侧下方包含两个区域，一侧为安装平台，其相邻侧为卡固结构。
4.如权利要求3所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于: 该卡固结构自上而下厚度逐渐增加，自左至右厚度逐渐增加，右下方最厚，但右下方厚度不超过凸沿向外延伸长度。
5.如权利要求3所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于: 该卡固结构包含若干卡固块，各卡固块自手指主体上方至下方间隔设置，厚度自上而下逐渐增加，且最下方厚度不超过凸沿向外延伸长度。
6.如权利要求5所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于: 该取盘手指主体上 具有缺口，所述缺口设置于相邻的卡固块之间。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于:该凸沿间隔设置于取盘手指的上端。
8.如权利要求1至6中任一权利要求所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于:该卡固结构为橡胶垫、塑料垫或硅胶垫。
9.如权利要求1至6中任一权利要求所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于:该凸沿与手指主体之间设置有缓冲槽口。
10.如权利要求1至6中任一权利要求所述的应用于光盘库的机械手，其特征在于:该卡固结构表面具有防滑结构。
专利摘要一种应用于光盘库的机械手，包含一对取盘手指，该取盘手指具有凸沿，该凸沿延伸出手指主体外侧；取盘手指上设置有卡固结构，其与凸沿同侧设置；所述一对取盘手指的凸沿及卡固结构相对设置，该凸沿外端厚度小于凸沿内端厚度，能够直接卡置在光盘盒的顶部端面，使得光盘盒在夹持过程中始终保持水平状态，不会因为只有一个夹持点或一个夹持面而造成倾斜、旋转甚至脱落。卡固结构的设计能够有效契合光盘盒的弯曲曲线，保证拾取光盘盒的稳定性。
文档编号B25J15/08GK202910871SQ20122062765
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者张帆, 张永发 申请人:北京理工大学