一种直角坐标机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是一种直角坐标机器人。


背景技术：

2.直角坐标机器人也称桁架机器人或龙门式机器人(英文名gantry robot)，是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机械设备。直角坐标机器人的机械臂在相关机构控制作用下，能实现前后、左右及上下运动，将工件等搬运到既定的工位。机械臂采用活动夹口作为搬运货物的直角坐标机器人应用较为广泛，主要用于小件货物的夹取转移位置。现有的直角坐标机器人因结构所限，机器臂夹取搬运货物时其活动夹口的夹取运动距离、也就是对货物的夹取力控制来源于plc，plc控制活动夹口以设定的运动距离运动到位后停止运动，进而两个活动夹口将需要搬运的货物夹取到需要的工位。
3.实际情况下，由于两个活动夹口之间的距离在不改变plc程序控制作用下是固定的，只能夹取被夹取部位宽度一致的货物，因此当若干货物被夹取部位上端长宽度发生变化时，宽度过宽时将导致两个活动夹口施加于货物的作用力相对过大，有几率会造成货物的损坏；反之当宽度过窄时将导致两个活动夹口施加于货物的作用力相对过小，这样两个活动夹口就会对货物夹取不牢，无法进行正常的货物夹取移位工作。基于上述，提供一种能自动根据被夹取部位宽度自动控制两个活动夹口的间距，达到有效夹牢货物前提下，还能防止夹坏货物的直角坐标机器人显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有直角坐标机器人因结构所限，其机器臂两个夹口之间的间距是固定化模式，只能对一种宽度夹取工位的物品进行夹取搬运，其应用存在局限性的弊端，本实用新型提供了一种基于直角坐标机器人本体，应用中，当直角坐标机器人本体的plc输出控制电源信号进入直角坐标机器人本体的机器臂气缸后，机械臂两个活动夹口收拢夹取货物中，探测机构能实时探测两个活动夹口对货物施加的作用力，当夹取力够后自动断开plc控制信号输出端和机械臂气缸之间的电源，由此保证两个活动夹口对货物有效施加夹取力基础上，还能防止夹坏货物的一种直角坐标机器人。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种直角坐标机器人，包括直角坐标机器人本体、稳压电源；其特征在于还具有探测机构、控制电路；所述探测机构是力敏电阻，直角坐标机器人本体的其中一个活动夹口侧端有开孔，力敏电阻绝缘安装在开孔内；所述稳压电源、控制电路安装在元件盒内；所述稳压电源的电源输出端和控制电路、直角坐标机器人本体的plc的电源输入端及力敏电阻一端电性连接；所述力敏电阻另一端和控制电路信号输入端电性连接；所述直角坐标机器人本体的plc其中一路电源输出端和控制电路的控制电源输入端电性连接，控制电路的控制电源输出端和直角坐标机器人本体的两个夹取气缸的电源输入端分别电性连接。
7.进一步地，所述稳压电源是交流转直流开关电源模块。
8.进一步地，所述控制电路包括可调电阻、npn三极管和继电器，其间电性连接，可调电阻一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。
9.本实用新型有益效果是：本新型直角坐标机器人本体其他使用方法、使用流程和现有直角坐标机器人完全一致。本新型中，当直角坐标机器人本体工作夹取货物时，其两个活动夹口夹住货物后，探测机构的力敏电阻应变片受力面会接触货物上端右侧，货物对力敏电阻施加作用力，在控制电路作用下，达到合适的夹取作用力时(也就是两个活动夹口夹取力合适时)，plc输出到两个夹取电动气缸的电源信号自动断开。本新型中通过调节控制电路的可调电阻具体阻值大小，能实现控制活动夹口作用于货物上端夹取部位的作用力，满足实际需要。本新型保证两个活动夹口对货物有效施加夹取力基础上，还能防止夹坏货物。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。
附图说明
10.以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。
11.图1是本实用新型整体及局部放大结构示意图。
12.图2是本实用新型电路图。
具体实施方式
13.图1中所示，一种直角坐标机器人，包括直角坐标机器人本体1、稳压电源2，直角坐标机器人本体1的机械臂103包括两个夹取电动气缸101、活动夹口102，两个夹取电动气缸101分别横向安装在机械臂103的固定壳体104内上端，两个活动夹口102分别垂直安装在两个夹取电动气缸101的活塞杆下端；还具有探测机构3、控制电路4；所述探测机构3是力敏电阻，直角坐标机器人本体1的其中一个活动夹口102侧端中部有一个开孔，力敏电阻3绝缘安装在开孔内、且力敏电阻3的应变片受力面左前端位置靠向其中一个活动夹口103的左侧端外；所述稳压电源2、控制电路4安装在元件盒5内电路板上，元件盒5安装在直角坐标机器人本体1的电气控制箱内。
14.图2所示，稳压电源u1是交流220v转直流12v开关电源模块成品。控制电路包括可调电阻rp、npn三极管q1和继电器k1，其间经电路板布线连接，可调电阻rp一端和npn三极管q1基极连接，npn三极管q1集电极和继电器k1负极电源输入端连接。
15.图2所示，稳压电源u1的电源输入端1及2脚和交流220v电源两极分别经导线连接。稳压电源u1的电源输出端3及4脚和控制电路电源输入两端继电器k1正极电源输入端及npn三极管q1发射极、直角坐标机器人本体的plc(u2)的电源输入两端分别经导线连接。稳压电源u1的正极电源输出端3脚和力敏电阻rt一端经导线连接。力敏电阻rt另一端和控制电路信号输入端可调电阻rp另一端经导线连接。直角坐标机器人本体的plc其中一路电源输出端c1、c2和两个夹取电动气缸m正负两极电源输入端连接的导线断开(本实施中，直角坐标机器人本体的plc其中一路电源输出端c1、c2输出到两个夹取气缸m正负两极电源输入端的电源时间比现有直角坐标机器人的plc其中一路电源输出端输出到两个夹取气缸m正负两极电源输入端的时间稍长，从而满足夹取货物中两个活动夹口的运动余量)，直角坐标机器人本体的plc其中一路电源输出端c1、c2和控制电路的控制电源输入端继电器k1两个控制
电源输入端经导线分别连接，控制电路的电源输出端继电器k1两个常闭触点端和两个夹取气缸m的正负两极电源输入端分别经导线连接。直角坐标机器人本体的plc另一路电源输出端c3、c4和两个夹取气缸m的负正两极电源输入端分别经导线连接。
16.图1、2所示，本新型直角坐标机器人本体1其他使用方法、使用流程和现有直角坐标机器人完全一致，plc控制直角坐标机器人本体前后、左右运动到夹取工位及卸料工位，并控制直角坐标机器人本体的机械臂两个活动夹口上下运动对货物进行夹取搬运。本新型中，220v交流电源进入稳压电源u1的1及2脚后，稳压电源u1在其内部电路作用下会输出稳定的12v直流电源进入plc、控制电路的电源输入端，于是，plc、控制电路处于得电工作状态。本新型中，当直角坐标机器人本体工作夹取货物时，其两个活动夹口102夹住货物后，力敏电阻rt应变片受力面会接触货物上端右侧，货物对力敏电阻rt施加作用力，力敏电阻rt受到的作用力越大其电阻值越小，受到的作用力越小其电阻值越大。力敏电阻rt受到被夹取货物侧向压力作用时由于电阻值发生变化，那么12v电源经力敏电阻rt、可调电阻rp降压限流后进入npn三极管q1的基极电压会同步发生变化，力敏电阻rt受到的作用力大时、电阻低进入npn三极管q1基极电源电压相对大，力敏电阻rt受到的作用力小时、电阻大进入npn三极管q1基极电源电压相对低。
17.图1、2所示，实际情况下，当力敏电阻rt受到货物夹取、货物右侧端作用于力敏电阻rt的作用力相对小时、其电阻相对大，12v电源正极经可调电阻rp、力敏电阻rt降压限流后进入npn三极管q1基极电源低于0.7v，npn三极管q1保持截止状态、继电器k1失电其控制电源输入端和常闭触点端闭合，那么plc输出的正负两极电源会正常经继电器k1控制电源输入端及常闭触点端进入两个夹取气缸m的正负两极电源输入端，两个夹取气缸继续得电工作其活塞杆分别带动两个活动夹口102向内侧端运动、夹紧货物(夹取货物时，plc的c1、c2输出的一段时间正负两极电源进入两个夹取气缸m的正负两极电源输入端，活动夹口向内侧端运动；卸下货物时，plc的c1、c2输出的一段时间负正两极电源进入两个夹取气缸m的正负两极电源输入端，活动夹口向外侧端运动)。实际情况下，当力敏电阻rt受到货物夹取、货物右侧端作用于力敏电阻rt的作用力相对大时(能保证夹牢货物)、其电阻相对低，12v电源正极经可调电阻rp、力敏电阻rt降压限流后进入npn三极管q1基极电源高于0.7v，于是，npn三极管q1处于导通状态其集电极输出低电平进入继电器k1负极电源输入端，继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，那么plc输出的正负两极电源不再经继电器k1控制电源输入端及常闭触点端进入两个夹取气缸m的正负两极电源输入端，两个夹取气缸m失电不再工作其活塞杆不再带动两个活动夹口向内侧端运动，防止了夹取力过大夹坏货物。通过上述，本新型无论是夹取宽度较快的货物，还是宽度较窄的货物，两个活动夹口运动的间距不会受到plc单独控制，能保证两个活动夹口两侧靠近货物且施加较大夹取力后，活动夹口才停止移动，保证两个活动夹口对货物有效施加夹取力基础上，还能防止夹坏货物。
18.图1、2所示，本新型中，通过调节可调电阻rp的电阻值能调节两个活动夹口具体夹取货物的力量，当可调电阻rp的电阻值调节得相对大时，那么必须力敏电阻rt的电阻值较小，也就是其应变片受到的作用力相对大，两个活动夹口施加于货物的力矩相对大时，进入npn三极管q1的基极电压才会高于0.7v，进而继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，两个活动夹口停止运动，满足实际需要。当可调电阻rp的电阻值调节得相对小
时，那么力敏电阻rt的电阻值较大，也就是其应变片受到的作用力相对小，两个活动夹口施加于货物的力矩相对小时，进入npn三极管q1的基极电压就会高于0.7v，进而继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，两个活动夹口停止运动，满足实际需要。本新型保证两个活动夹口对货物有效施加夹取力基础上，还能防止夹坏货物。继电器k1是dc12v继电器；可调电阻rp规格是5m；力敏电阻rt品牌是艾动(i
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motion)型号是ims
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c04n，长度2cm；npn三极管q1型号是9013。
19.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
20.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。