一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置的制作方法

本发明涉及一种键盘自动拆卸装置，属于小型机电产品回收处理设备技术领域。

背景技术：

随着计算机技术和机电产业的飞速发展，如何实现大量机电产品废弃物绿色分类回收，亟待解决。计算机键盘作为一种普遍的小型机电产品，每年键盘的报废量十分巨大，目前我国关于报废键盘的回收处理方式主要是与其他机电产品混合一同处理，完全破坏键盘分离回收各种材料，无专门的键盘自动拆卸装置，导致在回收键盘时产生一定的污染物，违背绿色回收理念，且处理成本较高，不能实现键盘各种部件的有效回收再利用。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明的主要目的在于提供一种能精确定位和控制，零污染，实现键盘各零部件整体拆卸回收的基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置。

为此本发明所采用的技术方案是：一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，所述装置包括机架、键盘夹具、键盘传送机构、键盘数据线剪切机构、键盘壳体螺钉拆卸机构和键盘壳体输出机构；

键盘夹具与键盘传送机构连接；

键盘传送机构固定于机架支撑杆上；

键盘数据线剪切机构固定于机架连接杆上；

键盘壳体螺钉拆卸机构固定设于机架底板上；

键盘壳体输出机构架设于机架上。

一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，所述键盘夹具用于夹取和定位键盘，包括夹具支架、两侧夹板、夹紧伸缩杆和双向气缸；

两侧夹板分别与两个夹紧伸缩杆连接；

夹紧伸缩杆与双向气缸连接；

双向气缸固定于夹具支架上；

夹具支架呈“［”形，与键盘传送机构相连，双向气缸同时驱动两个夹紧伸缩杆使两侧夹板夹取和卸载键盘。

一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，所述键盘传送机构用于传送和定位键盘夹具，包括双侧导轨、四个带轮、一个传送气缸、一个传送伸缩杆、一根传送带、四个检测器和两个限位挡块；

双侧导轨分别架设于机架上方两侧的连接杆上；

四个检测器固定于一侧的导轨上，分别用于键盘夹具在夹取键盘、剪切键盘数据线、拆卸键盘壳体螺钉和卸载键盘时位置的定位检测；

两个定位挡块分别设置于传送机构一侧导轨的两端；

四个带轮中第一、第二带轮分别固定于机架两侧，第三、第四带轮固定于传送伸缩杆上；

传送伸缩杆与传送气缸连接；

传送气缸固定于机架第二支撑杆上；

传送带为开环，传送带的一端固定于机架第一支撑杆上，依次绕过第三、第一、第二、第四带轮将传送带另一端固定于机架第二支撑杆上，实现传送行程增大两倍；通过传送气缸、传送伸缩杆和传送带传送键盘夹具。

一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，所述键盘数据线剪切机构用于剪切和收集键盘数据线，包括刀架、刀架气缸、剪切伸缩杆、两组刀具、两侧连杆和数据线收集盒；

刀架固定于机架上方的连接杆的下方；

两组刀具架设于刀架两侧；

气缸固定于刀架中间；

剪切伸缩杆与两侧连杆相连；

两侧连杆分别与两组刀具的可移动刀片连接；

刀架下方设置有数据线收集盒并固定于机架上；

气缸通过驱动剪切伸缩杆带动两侧连接杆和两个可移动刀片运动，剪切键盘数据线。

一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，所述键盘壳体螺钉拆卸机构用于拆卸键盘壳体螺钉，包括x、y、z三轴直线模组、工业相机视觉定位机构、角度倾斜机构、压力传感器、弹性机构、电批和螺钉收集器；

x、y、z三轴直线模组固定于机架底板上；

工业相机视觉定位机构和角度倾斜机构架设于z轴直线模组上；

压力传感器和螺钉收集器固定于角度倾斜机构；

弹性机构固定于压力传感器上；

电批固定于弹性机构上；

工业相机移动至键盘正下方对键盘进行拍照，通过工况机对照片进行处理和分析，得到键盘壳体螺钉中心位置坐标和螺钉轴线的倾斜方向和角度，通过三轴直线模组和角度倾斜机构使电批正对螺钉中心，通过压力传感控制方式驱动电批螺丝刀旋转，利用弹性机构抵消螺钉轴向位移，拆卸螺钉；

其中：x、y、z三轴直线模组由工况机分别控制和驱动三个步进电机带动滚珠丝杠转动，实现电批的运动；

工业相机视觉定位机构固定于z轴直线模组上，包括工业相机和支撑架，对键盘壳体螺钉进行拍照；

角度倾斜机构架设于z轴直线模组的运动件上，包括两个步进电机、转筒、连接件盒两个齿轮组；其中一个步进电机固定在z轴直线模组的运动件上，通过直齿轮组驱动转筒绕自身旋转；一个步进电机固定于转筒内部，通过锥齿轮组驱动连接件倾斜任意角度；

弹性机构由内、外两层圆柱薄壁嵌套，中心嵌入弹簧，其中内层圆柱薄壁外表面均匀设置有四个凸起的半圆柱和四个圆柱杆，外层圆柱薄壁内表面设置有与内层圆柱薄壁外表面相对应的半圆柱凹槽和圆柱孔；弹性机构在电批转动拆卸螺钉过程中可将螺丝刀压入螺丝凹槽内，同时在螺钉旋出时可抵消螺钉轴向位移，避免z轴直线模组必须配合螺钉旋出的速度同步后退；

螺钉收集器呈漏斗形；螺钉收集装置固定于角度倾斜机构的连接件上；螺钉收集器下方设置有螺钉存储盒，螺钉存储盒可从螺钉收集器上取下。

一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，所述键盘壳体输出机构用以收集拆卸完毕的键盘主体。

一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，所述机架的上方与外接传送带连接，外接传送带末端位置的机架上设置有弹性挡板，弹性挡板通过弹簧与机架连接，弹性挡板对外接传送带上的键盘进行定位。

在本发明的一个具体实施例子中，所述的键盘夹具与键盘传送机构的连接方式为：键盘夹具支架固定于传送带上，同时键盘夹具支架通过滑块与两侧导轨连接，传送气缸通过驱动传送伸缩杆使传送带携带键盘夹具沿双侧导轨运动。

在本发明的一个具体实施例子中，所述电批旋转的控制方式采用压力传感控制方式，电批的螺丝刀在慢慢顶压螺钉中心位置的过程中，弹性机构中的弹簧被压缩，达到压力传感器设定压力下限值时，工况机控制电批转动，拆卸螺钉；当压力传感器测得的压力值趋于平稳时，工况机控制电批停止转动，螺钉拆卸完成。

在本发明的一个具体实施例子中，所述键盘自动拆卸装置的控制电路连接方式为：

本发明所述第一检测块4071、第二检测块4072、第三检测块4073和第四检测块4074分别与工况机电连接；

本发明所述剪切气缸202的驱动器、双向气缸303的驱动器和传送气缸401的驱动器分别与工况机电连接；

本发明所述x轴步进电机的驱动器与工况机电连接；

本发明所述y轴步进电机的驱动器与工况机电连接；

本发明所述z轴步进电机的驱动器与工况机电连接；

本发明所述角度倾斜机构的两个步进电机的驱动器分别与工况机电连接；

本发明所述压力传感器与工况机电连接；

本发明所述工业相机视觉定位机构与工况机电连接;

本发明所述电批的电开关与工况机电连接。

本发明的优点在于：本发明提供了一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，通过传送带末端的弹性挡板对传送带上的报废键盘进行定位，通过键盘夹具夹取和卸载键盘，通过键盘传送机构带动键盘夹具运动并在各拆卸位置进行检测和定位，通过键盘数据线剪切机构裁剪并收集数据线，通过键盘壳体螺钉拆卸机构视觉识别螺钉位置，并通过压力传感控制电批拆卸键盘壳体螺钉，通过键盘壳体输出机构收集拆卸完毕的报废键盘。采用所述键盘自动拆卸装置可实现键盘各主要零部件的整体分离回收，键盘壳体螺钉拆卸机构能够拆卸各种倾斜角度的螺钉，自动化水平高，绿色拆卸，操作简便，键盘拆卸后的整体零部件可用于二次制造使用，可应用于各种键盘的自动化拆卸。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中的键盘数据线剪切机构示意图。

图3为图1中的键盘夹具机构示意图。

图4为图1中键盘传送机构示意图。

图5为图1中键盘外壳螺钉拆卸机构示意图。

图6为图5中角度倾斜机构的内部机构示意图。

图7为图5中弹性机构示意图。

附图标记说明：机架10、外接传送带101、弹性挡板102、y轴直线模组支撑杆103、底板104、第一支撑杆105、第二支撑杆106、键盘数据线剪切机构20、刀架201、刀架气缸202、剪切刀具203、剪切伸缩杆204、连杆205、剪切导杆206、数据线收集盒207、键盘夹具30、键盘支架301、键盘夹板302、双向气缸303、夹紧伸缩杆304、夹板导槽305、夹板滑块306、键盘传送机构40、传送气缸401、传送伸缩杆402、第一带轮4031、第二带轮4032、第三带轮4033、第四带轮4034、传送带404、导轨405、滑块406、第一检测块4071、第二检测块4072、第三检测块4073、第四检测块4074、第一限位挡块4081、第二限位挡块4082、键盘壳体螺钉拆卸机构50、x轴直线模组5011、x轴步进电机5012，x轴驱动器5013、x轴联轴器5014、x轴直线模组运动件50111、y轴直线模组5021、y轴步进电机5022，y轴驱动器5023、y轴联轴器5024、y轴直线模组运动件50211、y轴支撑滑块5025、z轴直线模组5031、z轴步进电机5032，z轴驱动器5033、z轴联轴器5034、z轴直线模组运动件50311、角度倾斜机构51、外壳511、转筒512、轴承513、连接件514、步进电机515、直齿轮组516、步进电机517、锥齿轮组518、弹性机构52、内层圆柱薄壁521、半圆柱凸起523、圆柱导杆524、外层圆柱薄壁525、半圆柱凹槽526、弹簧527、压力传感器53、电批54、键盘壳体螺钉收集器55、螺钉存储盒551、工业相机视觉定位机构56、工业相机561、支撑架562、键盘壳体输出机构60。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，其特征在于，包括机架10、键盘数据线剪切机构20、键盘夹具30、键盘传送机构40、键盘壳体螺钉拆卸机构50和键盘壳体输出机构60，其中键盘数据线剪切机构、键盘夹具和键盘传送机构分别由气缸驱动，键盘壳体螺钉拆卸机构由五个步进电机驱动。

本发明所述第一检测块4071、第二检测块4072、第三检测块4073和第四检测块4074分别与工况机电连接；

本发明所述剪切气缸202的驱动器、双向气缸303的驱动器和传送气缸401的驱动器分别与工况机电连接；

本发明所述x轴步进电机5012的驱动器与工况机电连接；

本发明所述y轴步进电机5022的驱动器与工况机电连接；

本发明所述z轴步进电机5032的驱动器与工况机电连接；

本发明所述角度倾斜机构的两个步进电机515和517的驱动器分别与工况机电连接；

本发明所述压力传感器53与工况机电连接；

本发明所述工业相机视觉定位机构56与工况机电连接;

本发明所述电批54的电开关与工况机电连接。

本发明所述x、y、z轴直线模组分别由工况机控制三个步进电机驱动，z轴直线模组5031固定于y轴直线模组运动件50211上，y轴直线模组5021固定于x轴直线模组运动件50111上并且y轴支撑滑块5025与y轴直线模组支撑杆104相连,x轴直线模组5011固定于机架底板105上。

本发明所述度倾斜机构51的转筒512通过轴承513与z轴直线模组运动件50311连接，连接件514与压力传感器53连接，压力传感器53与弹性机构连接52，弹性机构52与电批54连接。

本发明所述工业相机视觉定位机构56包括工业相机561和支撑架562，支撑架562固定于z轴直线模组5031上，工业相机561固定于支撑架562上。

本发明所述螺钉收集器55固定于连接件514上，螺钉收集器55下方连接抽拉式螺钉存储盒551。

本发明所述弹性机构52在电批53转动拆卸螺钉过程中可将螺丝刀压入螺丝凹槽内，同时在螺钉旋出时可抵消螺钉轴向位移，避免z轴直线模组必须配合螺钉旋出的速度同步后退。

本发明所述的键盘夹具30与键盘传送机构40的连接方式为：键盘夹具支架固定于传送带上，同时键盘夹具支架通过滑块与两侧导轨连接，传送气缸通过驱动传送伸缩杆使传送带携带键盘夹具沿双侧导轨运动。

一种基于图像识别和压力传感控制的键盘自动拆卸装置，键盘自动拆卸包括以下步骤：

（1）机架10上的弹性挡板102对外接传送带101上的键盘进行定位；

（2）工况机控制键盘传送机构40，由传送带404传送键盘夹具30至定位键盘的位置，下压弹性挡板102，并使用第四检测块4074和第二限位挡块4082对键盘夹具30进行定位；

（3）工况机控制键盘夹具30通过双向气缸303驱动夹紧伸缩杆304和键盘夹板302夹取键盘；

（4）工况机控制键盘传送机构40，由传送带404传送键盘夹具30至第三检测块4073位置进行定位；

（5）工况机控制键盘数据线剪切机构20通过刀架气缸202驱动剪切伸缩杆204，使两侧的连杆205带动剪切刀具203剪切键盘数据线，并通过键盘数据线剪切机构20下方的数据线收集盒207收集键盘数据线；

（6）工况机控制键盘传送机构40，由传送带404传送键盘夹具30至第一检测块4071位置进行定位；

（7）工况机控制三轴步进电机驱动x、y、z轴直线模组运动，将工业相机视觉定位机构56携带至键盘正下方并使用工业相机561进行拍照；

（8）工况机对照片进行处理，输出键盘壳体螺钉的二维坐标以及螺钉倾斜角度；

（9）若工况机输出螺钉存在倾斜角度则控制角度倾斜机构51旋转相应的角度，并且同步控制三轴步进电机驱动x、y、z轴直线模运动，使电批54的螺丝刀逐渐顶压螺钉中心位置；

（10）在顶压过程中，弹性机构52中的弹簧527被压缩，达到压力传感器53设定压力下限值时，工况机控制电开关使电批54转动，拆卸螺钉；

（11）当压力传感器53测得压力值趋于平稳时，则此螺钉拆卸完成，工况机控制三轴步进电机驱动x、y、z轴直线模组退出，拆卸下来的螺钉受重力作用掉入键盘壳体螺钉收集器55的中并沿着管道进入螺钉存储盒551内，之后继续拆卸其它螺钉；

（12）若所有螺钉拆卸完毕，工况机控制键盘壳体螺钉拆卸机构50复位；

（13）工况机控制键盘传送机构40，由传送带404传送键盘夹具30至第二检测块4073位置进行定位；

（14）工况机控制键盘夹具30通过双向气缸303驱动夹紧伸缩杆304和键盘夹板302卸载键盘，拆卸完毕的键盘沿键盘壳体输出60滑出；

（15）结束。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。