一种机械臂组件及机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人设计技术领域，尤其涉及一种机械臂组件及机器人。

背景技术：

在显示面板行业中，需要频繁的将玻璃基板或半导体晶片取出或放入卡夹，为了减少人工操作，越来越多的企业使用机器手代替人工搬运，提高生产效率。

现有的机械手将显示面板取出或放入卡夹内时，需要进行直线移动和旋转移动，在运动过程中，机械手的机械臂组件将显示面板托起，机械臂进入或退出卡夹的位置不正，机械臂组件或机械臂托起的显示面板会撞击到卡槽层，导致机械臂受损，或显示面板破片甚至损毁。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种机械臂组件及机器人，可解决现有技术中机械手或显示面板容易撞击卡槽层的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种机械臂组件，包括多个平行设置的机械臂，多个所述机械臂用于托起待转移物，多个所述机械臂中位于外侧的两个机械臂分别为第一机械臂和第二机械臂，还包括：至少一个距离传感器组和控制器，所述距离传感器组包括一个第一距离传感器和一个第二距离传感器，第一距离传感器设置于所述第一机械臂远离所述第二机械臂的外表面，第二距离传感器设置于所述第二机械臂远离所述第一机械臂的外表面，且所述第一距离传感器和所述第二距离传感器沿所述机械臂组件的宽度方向位置相对，所述第一距离传感器的信号发射方向和所述第二距离传感器的信号发射方向与多个所述机械臂所在的平面平行，所述控制器用于根据所述距离传感器组所反馈的间距值发出相应的控制指令。

进一步地，所述控制器包括平移控制模块，所述平移控制模块用于根据至少一个所述距离感器组中的第一距离传感器和第二距离传感器反馈的间距值之差，发出所述机械臂平移指令。

进一步地，沿所述机械臂组件的长度方向设有多个所述距离传感器组。

进一步地，所述控制器包括旋转控制模块，所述旋转控制模块用于根据每个所述距离传感器组反馈的间距值，发出所述机械臂旋转指令。

进一步地，所述距离传感器组沿所述机械臂组件的长度方向均匀分布。

进一步地，所述第一距离传感器和/或所述第二距离传感器为红外距离传感器。

进一步地，所述机械臂的外表面上设有卡槽，所述第一距离传感器和/或所述第二距离传感器安装于所述卡槽内。

进一步地，所述控制器电连接有报警装置，所述控制器还用于在所述距离传感器组反馈的间距值之差大于设定值时，向所述报警装置发出报警指令。

进一步地，所述报警装置为蜂鸣器或指示灯。

本实用新型实施例还公开了一种机器人，包括上述技术方案所述的机械臂组件。

本实用新型实施例提供的机械臂组件及机器人，包括至少一个距离传感器组和控制器，该距离传感器组包括一个第一距离传感器和一个第二距离传感器，将第一距离传感器设置在第一机械臂远离第二机械臂的外表面，第二距离传感器设置在第二机械臂远离第一机械臂的外表面，且第一距离传感器和第二距离传感器沿机械臂组件的宽度方向位置相对，当机械臂组件托着待转移物时，第一机械臂和第二机械臂上的距离传感器组可测量放置待转移物的装置与机械臂外表面的间距，并将间距值反馈至控制器，控制器根据该间距值发出相应的控制指令，如停机或调整机械手臂点位，从而防止带转移物或机械臂撞击到装置；当待转移物为显示面板时，容置显示面板的装置为卡夹，距离传感器组可防止机械臂组件或显示面板撞击卡夹内的卡槽层而导致机械臂受损，或显示面板破片甚至损毁。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中机械臂组件应用于单关节机械手的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中机械臂组件用于取放卡夹内的显示面板时的正视图；

图3为本实用新型实施例中机械臂组件的俯视图；

图4为本实用新型实施例中机械臂组件朝一侧卡槽层倾斜时的示意图；

图5为本实用新型实施例中机械臂组件在卡夹内出现歪斜时的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

机械手是通过编程来完成预期的作业任务，通常具有多个自由度，可用来在各种不同环境中搬运物体。针对不同的作业要求，目前工业用机械手分为单关节和多关节，本实用新型实施例中机械臂组件适用于单关节的机械手，也适用于多关节的机械手，以下以单关节的机械手为例，参照附图对本实用新型实施例的进行详细说明。

图1为单关节机械手的结构示意图，包括基座1，该基座1设置滑轨2，基座1上设有支架3，支架3与机械臂组件4通过关节5可旋转连接，滑轨2可带动支架3上的机械臂组件4上下或左右平移，机械臂组件4包括多个平行设置的机械臂41，多个机械臂41用于托起待转移物5，多个机械臂41中位于外侧的两个机械臂分别为第一机械臂411和第二机械臂412，还包括至少一个距离传感器组6和控制器(图中未示出)，该距离传感器组6包括一个第一距离传感器61和一个第二距离传感器62，第一距离传感器61设置于第一机械臂411远离第二机械臂412的外表面，第二距离传感器62设置于第二机械臂412远离第一机械臂411的外表面，且第一距离传感器61和第二距离传感器62沿机械臂组件4的宽度方向位置相对，其中，第一距离传感器61和第二距离传感器62的信号发射方向与多个机械臂41所在的平面40平行，控制器用于根据距离传感器组6所反馈的间距值发出相应的控制指令。

本实用新型实施例提供的机械臂组件4，包括至少一个距离传感器组6和控制器，该距离传感器组6包括一个第一距离传感器61和一个第二距离传感器62，将第一距离传感器61设置在第一机械臂411远离第二机械臂412的外表面，第二距离传感器62设置在第二机械臂412远离第一机械臂411的外表面，且第一距离传感器61和第二距离传感器62沿机械臂组件4的宽度方向位置相对，当机械臂组件4托着待转移物5时，第一机械臂411和第二机械臂412上的距离传感器组6可测量用于容置待转移物5的装置与机械臂外表面的间距，并将间距值反馈至控制器，控制器根据该间距值发出相应的控制指令，如停机或调整机械手臂点位，从而防止待转移物或机械臂41撞击到装置。

上述多个平行设置的机械臂41至少为两个，待转移物5可以为阵列基板、也可为显示面板等。当待转移物5为显示面板时，容置显示面板的装置为卡夹7，距离传感器组6可避免机械臂组件4或显示面板撞击卡夹7内的卡槽层71而导致机械臂41受损，或显示面板破片甚至损毁。下面以待转移物5为显示面板、机械臂41为2个为例，对本实用新型实施例作进一步地说明。

现有机械手的运动主要包括平移和旋转，因此，本实用新型实施例的控制器中设置平移控制模块，当每个距离传感器组6中的第一距离传感器61与第二距离传感器62反馈的间距值之差相等、且不等于零时，表明机械臂41偏向卡夹7内一侧的卡槽层71，如图2～4所示，控制器可根据至少一个距离传感器组6中第一距离传感器61和第二距离传感器62反馈的间距值之差，发出将机械臂41平移的指令。具体地，可通过控制电机带动机械臂41沿滑轨2移动，实现机械臂41的平移运动。

因机械臂41可能会歪斜进入卡夹7的情况，如图5所示，若这样将显示面板托起，显示面板重心偏斜，容易在运输过程中掉落或倾斜，因此，本实用新型实施例沿机械臂组件4的长度方向设置多个上述距离传感器组6，当多个距离传感器组6的间距值之差大于设定值时，控制器发出报警指令。

以距离传感器组6为3个为例，参照图4～5，沿图中所示从上到下的方向，第一机械臂411上设置第一距离传感器A1、B1、C1，第二机械臂412上设置第二距离传感器A2、B2、C2，上述的第一距离传感器61测量的间距值分别为X1、X2、X3，第二距离传感器62测量的间距值分别为Y1、Y2、Y3，将X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3传输给控制器，并计算│X1-Y1│≤A1、│X2-Y2│≤A2和│X3-Y3│≤A3是否成立，其中，A1、A2、A3为设定阈值，当上述三个不等式中任一个不成立时，则认为机械臂发生了较大偏差，控制器发出报警指令，使软件系统或报警装置进行报警，以使操作人员查看并更正机械臂41的点位，或使机械臂41停止运动。

相应地，在控制器中设置旋转控制模块，该旋转控制模块根据每个距离传感器组6反馈的间距值发出机械臂41旋转指令。参照图5，当机械臂41歪斜进入卡夹7时，每个距离传感器组6中第一距离传感器61和第二距离传感器62的间距值之差不同，当某个距离传感器组6内两个距离传感器的间距值之差大于设定值时，则控制器的旋转控制模块控制机械臂41进行旋转运动。具体地，控制器通过控制机械臂41沿关节旋转，从而实现机械臂41的旋转运动。

进一步地，为了保证机械臂组件4沿长度方向各区域与卡槽层71的间距均可测量，本实用新型实施例将上述多个距离传感器组6沿机械臂组件4的长度方向均匀分布，以防止第一机械臂和/或第二机械臂的某处撞击到卡夹。

可选地，上述的第一距离传感器61和第二距离传感器62可采用光学式位移传感器、超声波距离传感器、线性接近传感器等。本实用新型实施例中第一距离传感器61和第二距离传感器62可均采用红外距离传感器，或者第一距离传感器61和第二距离传感器62的类型不同，第一距离传感器61或第二距离传感器62为红外距离传感器，红外距离传感器是一种光学式位移传感器，具有价格便宜，方便制作，且测量安全的优点。具体地，在机械臂41伸入卡夹7内取放显示面板时，第一距离传感器61和/或第二距离传感器62朝卡槽层71发送较短的光脉冲，并测量光脉冲从发射到返回的时间间隔，通过该时间间隔来计算机械臂外表面与卡槽层71之间的距离，从而获取距离传感器与相应卡槽层71之间的间距值。

上述第一距离传感器61或第二距离传感器62与相应机械臂41的连接形式，可为距离传感器凸出设置在机械臂41的外表面，通过螺钉固定与机械臂41连接，这种连接方式较复杂，不仅容易在运动中受损，且不美观，因此，本实用新型实施例在机械臂41的外表面上设置卡槽，第一距离传感器61和/或第二距离传感器62安装于该卡槽内，距离传感器为嵌入结构，外表美观，且安装方便，较安全。

进一步地，考虑到操作员不在控制面板前时，软件报警不能及时获取，因此，本实用新型实施例中控制器电连接有报警装置，在距离传感器组6反馈的间距值大于设定值时，控制器不仅发出软件报警指令，而且控制报警装置发出报警指令，进一步提高机械臂的安全性。

可选地，上述实施例中的报警装置可采用蜂鸣器或指示灯，操作员在机器手工作的附近区域即可获取报警指令，不需蹲守在机械臂的控制面板前，蜂鸣器或指示灯的控制电路简单，且价格便宜。

本实用新型实施例还公开了一种机器人，采用了上述所有的机械臂组件。由于在本实施例的机器人内安装的机械臂组件与上述机械臂组件的各实施例中提供的结构相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。