一种自动更换机械手的装置及方法与流程

1.本发明涉及打磨机械手技术领域，尤其涉及一种自动更换机械手的装置及方法。


背景技术：

2.机械手，指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，其主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。它可代替人进行繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，广泛应用于机械制造、轻工和原子能等部门，在一些自动打磨系统中，通常需要使用机械手进行工件的夹持，配合打磨工具进行打磨；在打磨时，针对于不同的工件需要更换不同的机械手，而现有的机械手大都是通过人工进行更换，在更换时存在一定的危险性，并且人们劳动强度较大。
3.因此，有必要提供一种自动更换机械手的装置及方法解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明是提供一种自动更换机械手的装置及方法。
5.本发明提供的一种自动更换机械手的装置，包括底板、安装板、机械臂和夹持机械手，所述底板上表面通过螺栓固定有安装板，所述安装板中部固定有机械臂，所述机械臂一端固定有更换装置，所述更换装置底部卡接有夹持机械手，所述底板上表面一端放置有暂存平台，所述更换装置包括夹持壳、第一滑轨、第一滑块、l形卡块、底盖、通槽、齿条、第一转轴、第一齿轮、蜗轮、第二转轴、蜗杆、第一伺服电机、第二齿轮、第三齿轮、限位条和l形卡槽，所述机械臂一端固定有夹持壳，所述夹持壳内壁对称固定有第一滑轨，所述第一滑轨一端滑动连接有第一滑块，所述第一滑块一侧固定有l形卡块，所述夹持壳底部固定有底盖，所述底盖两端对称开设有通槽，且l形卡块穿过通槽，所述第一滑块一侧固定有齿条，所述夹持壳两端通过轴承对称转动连接有第一转轴，且第一转轴通过轴承与底盖转动连接，所述第一转轴靠近齿条的一端固定有第一齿轮，且第一齿轮与两个齿条啮合连接，所述第一转轴一端固定有蜗轮，所述夹持壳内壁通过轴承转动连接有第二转轴，所述第二转轴两端对称固定有蜗杆，且蜗杆与蜗轮啮合连接，所述夹持壳内壁固定有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端固定有第二齿轮，所述第二转轴中部固定有第三齿轮，且第二齿轮与第三齿轮啮合连接，所述夹持机械手顶部对称固定有限位条，所述限位条两端对称开设有与l形卡块相配合的l形卡槽，且l形卡块与l形卡槽卡接。
6.优选的，所述暂存平台包括暂存箱、第二滑轨、第二滑块、集灰斗、第一无杆气缸、布袋除尘器、拖链、吹灰机构、连接管、立柱和机械手挂板，所述底板上表面放置有暂存箱，所述暂存箱内壁顶部设有开口，所述暂存箱内壁底部对称固定有第二滑轨，所述第二滑轨一端滑动连接有第二滑块，两个所述第二滑块顶部固定有集灰斗，所述暂存箱内壁底部固定有第一无杆气缸，且第一无杆气缸的动端与集灰斗底部固定连接，所述暂存箱内壁的一端固定有布袋除尘器，所述暂存箱靠近布袋除尘器的一端安装有拖链，所述拖链内部安装
有连接管，所述连接管一端与集灰斗连通，且连接管另一端与布袋除尘器的进气口连通，两个所述第二滑块两端对称固定有立柱，两个所述立柱顶部固定固定有吹灰机构，所述暂存箱顶部位于开口内壁等距固定有机械手挂板。
7.优选的，所述吹灰机构包括安装条、转块、固定条、去静电离子风枪、驱动框、固定板、第二伺服电机、转杆和驱动杆，两个所述立柱顶部固定有安装条，所述安装条中部开设有转槽，所述转槽内壁通过轴承转动连接有转块，所述转块顶部固定有固定条，所述固定条顶部等距固定有去静电离子风枪，所述转块中部固定有驱动框，所述安装条底部固定有固定板，所述固定板一端固定有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端穿过固定板固定有转杆，所述转杆一端固定有驱动杆，且驱动杆与驱动框内壁滑动连接。
8.优选的，所述暂存箱顶部对称固定有第三滑轨，所述暂存箱顶部一端固定有密封板，所述第三滑轨一端滑动连接有第三滑块，两个所述第三滑块一端固定有滑板，所述密封板一侧固定有风琴罩，所述风琴罩一端与滑板固定连接，所述暂存箱顶部固定有第二无杆气缸，所述第二无杆气缸的动端与滑板固定连接。
9.优选的，所述暂存箱一侧通过铰链转动连接有检修门。
10.优选的，所述l形卡块一端开设有倒角。
11.优选的，所述暂存箱底部对称固定有脚轮。
12.本发明还包括一种自动更换机械手的方法，所述自动更换机械手的方法包括：1）备用夹持机械手放置于暂存平台上的机械手挂板上，且暂存平台上预留一个夹持机械手的放置位；2）需要更换不同的夹持机械手时，通过第二无杆气缸带动滑板滑动，进而带动风琴罩向一端收缩，将暂存的夹持机械手露出，通过机械臂驱动被更换装置夹持的夹持机械手移动至暂存平台上，并放置于机械手挂板上；3）此时通过第一伺服电机转动带动第二齿轮转动，进而带动第三齿轮转动，通过第三齿轮带动第二转轴转动，进而带动蜗杆转动，使得蜗杆带动蜗轮转动，进而可带动第一转轴转动，使得第一齿轮转动，使得第一齿轮驱动两个齿条相互靠近，进而可带动第一滑块滑动，驱动l形卡块慢慢靠近，与l形卡槽的卡接端脱离，然后通过机械臂驱动更换装置向上升起，使得l形卡块与l形卡槽脱离即可将夹持机械手拆卸；4）通过机械臂将更换装置上的两个l形卡块移动至待更换的夹持机械手上方，然后将l形卡块插入l形卡槽内壁，并通过第一伺服电机反转滴啊东两个l形卡块相互远离，使得l形卡块卡在l形卡槽内壁，即可完成安装，此时通过机械臂可驱动夹持机械手工作；通过第二无杆气缸带动滑板滑动，进而带动风琴罩展开，将暂存箱顶部封住，防止在打磨时，灰尘进入暂存箱内部；在更换的夹持机械手存放于暂存箱内时，通过第一无杆气缸驱动集灰斗运动，使得集灰斗移动至夹持机械手的下方，此时通过吹灰机构对夹持机械手进行去静电和吹灰，使得粘附在夹持机械手上的灰尘吹散，布袋除尘器通过连接管将集灰斗内的空气抽出，使得外界空气进入集灰斗内，使得空气中的灰尘跟随空气进气进入集灰斗内，并抽进布袋除尘器内进行除尘，在吹灰机构使用时，通过第二伺服电机转动带动转杆转动，进而带动驱动杆转动，使得驱动杆拨动驱动框，进而带动转块在安装条内进行往复，进而可带动多个去静电离子风枪进行摆动，使得去静电离子可以均匀的吹拂夹持机械手表面，提高除尘效果。
13.与相关技术相比较，本发明提供的自动更换机械手的装置及方法具有如下有益效果：本发明提供自动更换机械手的装置及方法：1、通过在打磨房内设置暂存平台，使得夹持机械手可暂存在暂存平台，通过更换装置实现机械臂与夹持机械手的连接与脱离，实现对夹持机械手的更换，减少人们的劳动强度，避免以人工更换而产生危险。
14.2、通过在暂存箱内设置布袋除尘器与集灰斗，并通过吹灰机构内的去静电离子风枪将夹持机械手上粘附的灰尘吹掉，通过集灰斗和布袋除尘器进行收集除尘，使得更换的夹持机械手表面保持干净。
15.3、通过吹灰机构内的驱动杆与驱动框配合，使得转块进行往复摆动，使得去静电离子风枪进行摆动吹风，使得除尘更加全面。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的风琴罩结构示意图；图3为本发明的暂存平台结构示意图；图4为本发明的暂存平台内部结构示意图；图5为本发明的吹灰机构结构示意图；图6为本发明的夹持机械手结构示意图；图7为本发明的更换装置结构示意图；图8为本发明的更换装置内部结构示意图；图9为图5中的a处放大图。
17.图中标号：1、底板；2、安装板；3、机械臂；4、更换装置；41、夹持壳；42、第一滑轨；43、第一滑块；44、l形卡块；45、底盖；46、通槽；47、齿条；48、第一转轴；49、第一齿轮；410、蜗轮；411、第二转轴；412、蜗杆；413、第一伺服电机；414、第二齿轮；415、第三齿轮；416、限位条；417、l形卡槽；5、夹持机械手；6、暂存平台；61、暂存箱；62、第二滑轨；63、第二滑块；64、集灰斗；65、第一无杆气缸；66、布袋除尘器；67、拖链；68、吹灰机构；681、安装条；682、转块；683、固定条；684、去静电离子风枪；685、驱动框；686、固定板；687、第二伺服电机；688、转杆；689、驱动杆；69、连接管；610、立柱；611、机械手挂板；7、第三滑轨；8、第三滑块；9、滑板；10、风琴罩；11、第二无杆气缸；12、检修门；13、脚轮；14、密封板。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
19.在具体实施过程中，如图1、图6、图7和图8所示，一种自动更换机械手的装置，包括底板1、安装板2、机械臂3和夹持机械手5，底板1上表面通过螺栓固定有安装板2，安装板2中部固定有机械臂3，机械臂3一端固定有更换装置4，更换装置4底部卡接有夹持机械手5，底板1上表面一端放置有暂存平台6，更换装置4包括夹持壳41、第一滑轨42、第一滑块43、l形卡块44、底盖45、通槽46、齿条47、第一转轴48、第一齿轮49、蜗轮410、第二转轴411、蜗杆412、第一伺服电机413、第二齿轮414、第三齿轮415、限位条416和l形卡槽417，机械臂3一端
固定有夹持壳41，夹持壳41内壁对称固定有第一滑轨42，第一滑轨42一端滑动连接有第一滑块43，第一滑块43一侧固定有l形卡块44，l形卡块44一端开设有倒角，夹持壳41底部固定有底盖45，底盖45两端对称开设有通槽46，且l形卡块44穿过通槽46，第一滑块43一侧固定有齿条47，夹持壳41两端通过轴承对称转动连接有第一转轴48，且第一转轴48通过轴承与底盖45转动连接，第一转轴48靠近齿条47的一端固定有第一齿轮49，且第一齿轮49与两个齿条47啮合连接，第一转轴48一端固定有蜗轮410，夹持壳41内壁通过轴承转动连接有第二转轴411，第二转轴411两端对称固定有蜗杆412，且蜗杆412与蜗轮410啮合连接，夹持壳41内壁固定有第一伺服电机413，第一伺服电机413的输出端固定有第二齿轮414，第二转轴411中部固定有第三齿轮415，且第二齿轮414与第三齿轮415啮合连接，夹持机械手5顶部对称固定有限位条416，限位条416两端对称开设有与l形卡块44相配合的l形卡槽417，且l形卡块44与l形卡槽417卡接。
20.参考图2、图3、图4、图5和图9所示，暂存平台6包括暂存箱61、第二滑轨62、第二滑块63、集灰斗64、第一无杆气缸65、布袋除尘器66、拖链67、吹灰机构68、连接管69、立柱610和机械手挂板611，底板1上表面放置有暂存箱61，暂存箱61内壁顶部设有开口，暂存箱61内壁底部对称固定有第二滑轨62，第二滑轨62一端滑动连接有第二滑块63，两个第二滑块63顶部固定有集灰斗64，暂存箱61内壁底部固定有第一无杆气缸65，且第一无杆气缸65的动端与集灰斗64底部固定连接，暂存箱61内壁的一端固定有布袋除尘器66，暂存箱61靠近布袋除尘器66的一端安装有拖链67，拖链67内部安装有连接管69，连接管69一端与集灰斗64连通，且连接管69另一端与布袋除尘器66的进气口连通，两个第二滑块63两端对称固定有立柱610，两个立柱610顶部固定固定有吹灰机构68，暂存箱61顶部位于开口内壁等距固定有机械手挂板611，暂存箱61一侧通过铰链转动连接有检修门12，暂存箱61底部对称固定有脚轮13；暂存箱61顶部对称固定有第三滑轨7，暂存箱61顶部一端固定有密封板14，第三滑轨7一端滑动连接有第三滑块8，两个第三滑块8一端固定有滑板9，密封板14一侧固定有风琴罩10，风琴罩10一端与滑板9固定连接，暂存箱61顶部固定有第二无杆气缸11，第二无杆气缸11的动端与滑板9固定连接；需要说明的是，需要更换不同的夹持机械手5时，通过第二无杆气缸11带动滑板9滑动，进而带动风琴罩10向一端收缩，将暂存的夹持机械手5露出，通过机械臂3驱动被更换装置4夹持的夹持机械手5移动至暂存平台6上，并放置于机械手挂板611上，通过机械臂3将更换装置4上的两个l形卡块44移动至待更换的夹持机械手5上方，然后将l形卡块44插入l形卡槽417内壁，并通过第一伺服电机413反转滴啊东两个l形卡块44相互远离，使得l形卡块44卡在l形卡槽417内壁，即可完成安装，此时通过机械臂3可驱动夹持机械手5工作，然后通过第二无杆气缸11带动滑板9滑动，进而带动风琴罩10展开，将暂存箱61顶部封住，防止在打磨时，灰尘进入暂存箱61内部，在更换的夹持机械手5存放于暂存箱61内时，通过第一无杆气缸65驱动集灰斗64运动，使得集灰斗64移动至夹持机械手5的下方，此时通过吹灰机构68对夹持机械手5进行去静电和吹灰，使得粘附在夹持机械手5上的灰尘吹散，布袋除尘器66通过连接管69将集灰斗64内的空气抽出，使得外界空气进入集灰斗64内，使得空气中的灰尘跟随空气进气进入集灰斗64内，并抽进布袋除尘器66内进行除尘。
21.参考图5和图9所示，吹灰机构68包括安装条681、转块682、固定条683、去静电离子
风枪684、驱动框685、固定板686、第二伺服电机687、转杆688和驱动杆689，两个立柱610顶部固定有安装条681，安装条681中部开设有转槽，转槽内壁通过轴承转动连接有转块682，转块682顶部固定有固定条683，固定条683顶部等距固定有去静电离子风枪684，转块682中部固定有驱动框685，安装条681底部固定有固定板686，固定板686一端固定有第二伺服电机687，第二伺服电机687的输出端穿过固定板686固定有转杆688，转杆688一端固定有驱动杆689，且驱动杆689与驱动框685内壁滑动连接；需要说明的是，通过第二伺服电机687转动带动转杆688转动，进而带动驱动杆689转动，使得驱动杆689拨动驱动框685，进而带动转块682在安装条681内进行往复，进而可带动多个去静电离子风枪684进行摆动，使得去静电离子可以均匀的吹拂夹持机械手5表面，提高除尘效果。
22.本发明还包括一种自动更换机械手的方法，依托于本发明的装置，所述自动更换机械手的方法包括：1）备用夹持机械手5放置于暂存平台6上的机械手挂板611上，且暂存平台6上预留一个夹持机械手5的放置位；2）需要更换不同的夹持机械手5时，通过第二无杆气缸11带动滑板9滑动，进而带动风琴罩10向一端收缩，将暂存的夹持机械手5露出，通过机械臂3驱动被更换装置4夹持的夹持机械手5移动至暂存平台6上，并放置于机械手挂板611上；3）此时通过第一伺服电机413转动带动第二齿轮414转动，进而带动第三齿轮415转动，通过第三齿轮415带动第二转轴411转动，进而带动蜗杆412转动，使得蜗杆412带动蜗轮410转动，进而可带动第一转轴48转动，使得第一齿轮49转动，使得第一齿轮49驱动两个齿条47相互靠近，进而可带动第一滑块43滑动，驱动l形卡块44慢慢靠近，与l形卡槽417的卡接端脱离，然后通过机械臂3驱动更换装置4向上升起，使得l形卡块44与l形卡槽417脱离即可将夹持机械手5拆卸；4）通过机械臂3将更换装置4上的两个l形卡块44移动至待更换的夹持机械手5上方，然后将l形卡块44插入l形卡槽417内壁，并通过第一伺服电机413反转滴啊东两个l形卡块44相互远离，使得l形卡块44卡在l形卡槽417内壁，即可完成安装，此时通过机械臂3可驱动夹持机械手5工作；通过第二无杆气缸11带动滑板9滑动，进而带动风琴罩10展开，将暂存箱61顶部封住，防止在打磨时，灰尘进入暂存箱61内部；在更换的夹持机械手5存放于暂存箱61内时，通过第一无杆气缸65驱动集灰斗64运动，使得集灰斗64移动至夹持机械手5的下方，此时通过吹灰机构68对夹持机械手5进行去静电和吹灰，使得粘附在夹持机械手5上的灰尘吹散，布袋除尘器66通过连接管69将集灰斗64内的空气抽出，使得外界空气进入集灰斗64内，使得空气中的灰尘跟随空气进气进入集灰斗64内，并抽进布袋除尘器66内进行除尘，在吹灰机构68使用时，通过第二伺服电机687转动带动转杆688转动，进而带动驱动杆689转动，使得驱动杆689拨动驱动框685，进而带动转块682在安装条681内进行往复，进而可带动多个去静电离子风枪684进行摆动，使得去静电离子可以均匀的吹拂夹持机械手5表面，提高除尘效果。
23.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。