料件球状固定装置的制作方法

本发明涉及非标自动化领域，特别涉及一种料件球状固定装置。

背景技术：

自动化(automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。

料件经过多道加工，一般的加工程序都需要对料件进行固定，对于形状不规整的料件特别是半加工件，往往需要调整夹具的夹取角度，才能保证夹取稳定度的同时又不影响加工组件的活动。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种料件球状固定装置，本装置将料件设置在球状外架的球心位置，通过四面体支架上的四角的伸缩臂对料件进行固定，更为稳固，可以承受更大强度的加工工序；通过油泵驱动伸缩臂，光探测器侦知异形件后，控制器调整按压头的位置对准异形工件的二维图像的几何中心，探指按压在异形件表面后，弹头在接触到待抓取件后受到挤压，挤压导致弯曲电阻片的电阻变化，控制器获取电阻变化信息后，调整两组变频器与换向器使得探指不断在xy的平面内移动，直到弹头所受各方向的力相等为止；通过受力感应器反馈给油缸，控制伸缩臂的行程，根据不同的异形件表面刚度，设置最大受力值；通过活动的探指可以找到异形工件表面最稳定的按压点，并通过三组伸缩臂完成对异形件的完全定位；通过球状外架与四面体支架的配合，滑动半球可以在球状外架的内壁上滑动，因而使得本装置具有了更高的自由度，也就使得本装置可以适应更多形状的料件，同时又能保证四组伸缩臂任然指向球状外架中心的料件，无需做调整。

为此，本发明提供的技术方案为：

一种料件球状固定装置，包括：

四面体支架，其为正四面体结构，所述四面体支架的四个角上分别设有滑动半球；

四组伸缩臂，其朝向所述四面体支架的中心分别设置在所述四面体支架上的四个角上，所述伸缩臂包括按压头，所述按压头包括探指，其为沿一直角坐标系的z轴设置的圆柱体结构，所述探指的第一端装有弹头，所述弹头与探指之间设置有第一弹簧，所述按压头还包括第一移动臂，其上设有在所述直角坐标系的x轴方向移动的第一移动块，所述第一移动块上固定有所述探指的第二端，所述第一移动臂架设在一平板上，所述第一移动臂的一侧设有控制所述第一移动块移动方向的第一换向器与控制移动速度的第一变频器，所述按压头还包括第二移动臂，其上设有在所述直角坐标系的y轴方向移动的第二移动块，所述第二移动块上固定有所述平板，所述第二移动臂的一侧设有控制所述第二移动块移动方向的第二换向器与控制移动速度的第二变频器；以及

球状外架，其包裹设置在所述四面体支架之外，所述球状外架上设有料件入口与料件出口。

优选的是，所述弹头采用弹性材料制成，所述弹头上绕所述z轴对称设置有若干弯曲电阻片，所述弯曲电阻片均设置在一电阻测量回路中，所述电阻测量回路还与一控制器电连接。

优选的是，所述按压头还包括一自所述探指的第二端向第一端探测的光探测器，所述探指的第一端还设有沿着所述z轴设置的受力感应器。

优选的是，所述控制器与所述第一换向器、第一变频器、第二换向器、以及第二变频器电连接。

优选的是，所述第一移动臂、第二移动臂均为丝杆结构。

优选的是，所述球状外架的内半径比所述四面体支架的外半径大9mm-15mm。

优选的是，所述按压头与一油缸的伸缩端固定连接。

优选的是，所述料件入口与料件出口处均设有限位挡圈。

优选的是，所述光探测器与所述控制器电连接，所述受力感应器与所述油缸中的电机电连接。

本发明至少包括如下有益效果：本装置将料件设置在球状外架的球心位置，通过四面体支架上的四角的伸缩臂对料件进行固定，更为稳固，可以承受更大强度的加工工序；通过油泵驱动伸缩臂，光探测器侦知异形件后，控制器调整按压头的位置对准异形工件的二维图像的几何中心，探指按压在异形件表面后，弹头在接触到待抓取件后受到挤压，挤压导致弯曲电阻片的电阻变化，控制器获取电阻变化信息后，调整两组变频器与换向器使得探指不断在xy的平面内移动，直到弹头所受各方向的力相等为止；通过受力感应器反馈给油缸，控制伸缩臂的行程，根据不同的异形件表面刚度，设置最大受力值；通过活动的探指可以找到异形工件表面最稳定的按压点，并通过三组伸缩臂完成对异形件的完全定位；通过球状外架与四面体支架的配合，滑动半球可以在球状外架的内壁上滑动，因而使得本装置具有了更高的自由度，也就使得本装置可以适应更多形状的料件，同时又能保证四组伸缩臂任然指向球状外架中心的料件，无需做调整。

附图说明

图1为料件球状固定装置的三维示意图；

图2为去除球状外架时的料件球状固定装置的三维示意图；

图3为按压头的三维示意图；

图4为图3中a处的放大示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

结合图1-4所示，有如下实施例：

一种料件球状固定装置，包括：

四面体支架100，其为正四面体结构，所述四面体支架100的四个角上分别设有滑动半球110；

四组伸缩臂200，其朝向所述四面体支架100的中心分别设置在所述四面体支架100上的四个角上，所述伸缩臂200包括按压头600，所述按压头600包括探指610，其为沿一直角坐标系的z轴设置的圆柱体结构，所述探指的第一端613装有弹头611，所述弹头611采用弹性材料制成，所述弹头611上绕所述z轴对称设置有若干弯曲电阻片612，所述弯曲电阻片612均设置在一电阻测量回路中，所述电阻测量回路还与一控制器电连接，所述弹头611与探指610之间设置有第一弹簧，所述按压头600还包括第一移动臂620，其上设有在所述直角坐标系的x轴方向移动的第一移动块622，所述第一移动块622上固定有所述探指的第二端614，所述第一移动臂620架设在一平板上，所述第一移动臂620的一侧设有控制所述第一移动块622移动方向的第一换向器与控制移动速度的第一变频器621，所述按压头600还包括第二移动臂630，其上设有在所述直角坐标系的y轴方向移动的第二移动块632，所述第二移动块632上固定有所述平板，所述第二移动臂630的一侧设有控制所述第二移动块632移动方向的第二换向器与控制移动速度的第二变频器631；以及

球状外架500，其包裹设置在所述四面体支架100之外，所述球状外架500上设有料件入口510与料件出口520。

所述按压头600还包括一自所述探指的第二端614向第一端探测的光探测器，所述探指的第一端613还设有沿着所述z轴设置的受力感应器。

所述控制器与所述第一换向器、第一变频器621、第二换向器、以及第二变频器631电连接。

所述第一移动臂620、第二移动臂630均为丝杆结构。

所述球状外架500的内半径比所述四面体支架100的外半径大9mm-15mm。

所述按压头600与一油缸300的伸缩端固定连接。

所述料件入口510与料件出口520处均设有限位挡圈530。

所述光探测器与所述控制器电连接，所述受力感应器与所述油缸300中的电机电连接。

由上所述，本装置将料件设置在球状外架的球心位置，通过四面体支架上的四角的伸缩臂对料件进行固定，更为稳固，可以承受更大强度的加工工序；通过油泵驱动伸缩臂，光探测器侦知异形件后，控制器调整按压头的位置对准异形工件的二维图像的几何中心，探指按压在异形件表面后，弹头在接触到待抓取件后受到挤压，挤压导致弯曲电阻片的电阻变化，控制器获取电阻变化信息后，调整两组变频器与换向器使得探指不断在xy的平面内移动，直到弹头所受各方向的力相等为止；通过受力感应器反馈给油缸，控制伸缩臂的行程，根据不同的异形件表面刚度，设置最大受力值；通过活动的探指可以找到异形工件表面最稳定的按压点，并通过三组伸缩臂完成对异形件的完全定位；通过球状外架与四面体支架的配合，滑动半球可以在球状外架的内壁上滑动，因而使得本装置具有了更高的自由度，也就使得本装置可以适应更多形状的料件，同时又能保证四组伸缩臂任然指向球状外架中心的料件，无需做调整。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。