一种螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置的制作方法

本发明涉及智能机械技术领域，具体来说，涉及一种螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置。

背景技术：

随着网络信息时代和人工智能时代的到来，光盘存储技术作为数据存储安全领域不可缺失的部分，以其大容量、低成本、安全可靠的优点和不可篡改、可永久保存的特性被广大行业所应用，伴随人工智能的潮流，光盘存储技术也迎来了全自动刻录打印时代，全自动取放光盘装置作为光盘刻录和打印实现自动化过程中必不可少的部件，目前，市场上现存的光盘抓取与放置机械手存在一系列问题，由于光盘很薄，判断光盘厚度会存在误差，会出现抓取位置错误、误操作情况，操作失误会导致抓错或损坏，甚至丢失光盘，不仅使得抓盘器工作效率降低，精度较差，而且增加成本，因此，需要对光盘机械手结构以及抓取方式做出改进。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置，能够解决人工刻录光盘及打印光盘盘面图像时频繁的操作过程，减少人为操作失误，节省人工时间成本，实现无人值守代替人工自动抓放光盘。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置，其特征在于，该装置包括控制单元，所述控制单元的一侧外壳上设有通孔,所述控制单元的顶端内侧设有进步电机，所述控制单元壳体内居中固设有丝杆，所述丝杆上套设有螺帽,所述控制单元内侧靠近所述通孔处设有光轴，所述控制单元相对于所述通孔的另一端设有凸起固定条，所述控制单元的外侧设有控制板一，所述控制板一的一侧设置有排线一，且所述排线一的一端伸出所述控制板一的外侧，所述排线一上方的所述控制板一上设有光电传感器一，所述控制板一的另一侧上部设有步进电机供电插头,所述步进电机供电插头的同侧所述控制板一的中部设有排线二，所述控制单元与所述控制板一栓接，抓取单元的一侧顶端设有空心铜管,所述空心铜管的一侧设有凸起固定块,所述抓取单元的上部后侧设有螺帽固定槽，所述螺帽固定槽一侧设有通槽，所述抓取单元内嵌有控制板二，所述控制板二呈矩形结构，所述控制板二的上部依次设有2pin直连器、fpc/ffc连接器插座，所述控制板二的下部设有光电传感器二，所述抓取单元的底端设有抓取器，所述抓取器的底部设有导向柱，所述导向柱的一侧嵌设有抓持端子，所述导向柱内设有电磁阀及动力铁芯，所述抓持端子的一端与复位弹簧相连,所述抓取器通过限位铁片与所述光电传感器二相连。

进一步地，所述控制单元的光轴与所述抓取单元的空心铜管滑动连接。

进一步地，所述抓取单元的通槽镶嵌于所述控制单元的凸起固定条中。

进一步地，所述控制板二与所述2pin直连器、所述光电传感器二及所述电磁阀通信连接。

进一步地，所述fpc/ffc连接器插座通过排线一与所述控制板一通信连接，所述控制板一与所述光电传感器一通信连接。

进一步地，所述抓持端子呈l型结构。

进一步地，所述复位弹簧的一端与所述抓持端子相连，所述复位弹簧的另一端与所述抓取器的外壳相连。

进一步地，所述电磁阀内设有动力铁芯，所述动力铁芯为尖头圆柱体，所述动力铁芯的底部铁环与所述抓持端子相连。

本发明的有益效果：鉴于上述现有技术存在的不足，本申请针对光盘机械手结构以及抓取方式做出改进，能够实现至少以下有益效果：

1）通过机械臂抓取单元实现了全自动单片顺序抓取光盘，节省人工时间成本，加快工作进度；

2）通过械臂抓取单元限位铁片、抓持端子控制抓取光盘数量，实现每次执行抓取单张光盘，快速、精准，避免了人工抓盘、放盘制造误差，省时省力；

3）实现自动抓取光盘，并自动放置目标刻录机中，实现无人为接触，避免了人工抓放盘时在光盘上遗留的指纹、油渍、灰尘，增加光盘刻录成功率，使刻录机、打印机内部整洁；

4）本设计的步进电机、电磁阀为低能耗部件，仅工作时通电，无污染、不浪费电；

5）采用智能精准抓取替代工作中的人为调试，使用控制软件下发批量任务即可，无需人工、操作简单，使用简便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是根据本发明实施例所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置的立体图；

图2是根据本发明实施例所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置的结构爆炸图；

图3是根据本发明实施例所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置的抓取单元爆炸图；

图4是根据本发明实施例所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置的抓取器结构示意图；

图5是根据本发明实施例所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置的抓取器的内外结构示意图；

图6是根据本发明实施例所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置的抓取器剖视图；

图中：1、控制单元；1a、通孔；1b、进步电机；1c、丝杆；1d、螺帽；1e、光轴；1f、凸起固定条一；2、控制板一；2a、排线一；2b、排线二；2c、步进电机供电插头；2d、光电传感器一；3、抓取单元；3a、空心铜管；3b、螺帽固定槽；3c、凸起固定块二；3d、通槽；4、控制板二；4a、2pin直连器；4b、fpc/ffc连接器插座；4c、光电传感器二；5、抓取器；5a、向导柱；5b、抓持端子；5c、电磁阀；5d、动力铁芯；5e、复位弹簧；5f、限位铁片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，根据本发明实施例所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置，该装置包括控制单元1，所述控制单元1的一侧外壳上设有通孔1a,所述控制单元1的顶端内侧设有进步电机1b，所述控制单元1壳体内居中固设有丝杆1c，所述丝杆1c上套设有螺帽1d,所述控制单元1内侧靠近所述通孔1a处设有光轴1e，所述控制单元1相对于所述通孔1a的另一端设有凸起固定条1f，所述控制单元1的外侧设有控制板一2，所述控制板一2的一侧设置有排线一2a，且所述排线一2的一端伸出所述控制板一2的外侧，所述排线一2a上方的所述控制板一2上设有光电传感器一2d，所述控制板一2的另一侧上部设有步进电机供电插头2c,所述步进电机供电插头2c的同侧所述控制板一2的中部设有排线二2b，所述控制单元1与所述控制板一2栓接,所述控制单元1的光轴1e与所述抓取单元3的空心铜管3a滑动连接,所述抓取单元3的通槽3d镶嵌于所述控制单元1的凸起固定条1f中。

在本发明的一个具体实施例中，

所述抓取单元3上部内置有空心铜管3a，所述空心铜管3a嵌套在所述光轴1e上，使得所述抓取单元3上、下移动过程中按照所述光轴1e的轨道精准来运行，所述抓取单元3不会前后摇摆，所述空心铜管3a的一侧设有凸起固定块3c,所述抓取单元3的上部后侧设有螺帽固定槽3b，所述螺帽固定槽3b一侧设有通槽3d，丝杆1c通过螺帽固定槽3b使得抓取单元3整体向下移动,所述抓取单元3内嵌有控制板二4，所述控制板二4呈矩形结构，所述控制板二4的上部依次设有2pin直连器4a、fpc/ffc连接器插座4b，所述控制板二4的下部设有光电传感器二4c，通过遮挡控制传感器信号发生改变，监控所述抓取单元3整体下降位置，从而控制所述步进电机1b供电,所述控制板二4与所述2pin直连器4a、所述光电传感器二4c及所述电磁阀5c通信连接,所述抓取单元3的底端设有抓取器5，所述抓取器5的底部设有导向柱5a，所述导向柱5a的一侧嵌设有抓持端子5b，所述导向柱5b内设有电磁阀5c及动力铁芯5d，所述抓持端子5b的一端与复位弹簧5e相连,所述复位弹簧5e的另一端与所述抓取器5的外壳相连,所述抓取器5通过限位铁片5f与所述光电传感器二4c相连,所述电磁阀5c内设有动力铁芯5d，所述动力铁芯5d为尖头圆柱体，所述动力铁芯5d的底部铁环与所述抓持端子5b相连。

在本发明的一个具体实施例中，

所述抓取单元3的底端设有抓取器5，所述抓取器5的底部设有导向柱5a，所述抓取单元3整体下降后会插入光盘中心圆圈中，来限制目标光盘的移动，所述导向柱5a的一侧嵌设有限位铁片5f，所述限位铁皮5f嵌套于所述向导柱5a外侧，用于上下拨动，非工作状态下为自然水平垂直状态，触碰目标光盘中心圆圈后被目标光盘抬起，顶部l形挡片遮挡所述抓取单元3控制板底部的所述光电传感器二4c,所述导向柱5a内设有抓持端子5b及电磁阀5c，所述电磁阀5c通电状态下可吸起在其内部的所述动力铁芯5d，所述动力铁芯5d带动所述抓持端子5b缩回至所述向导柱5a内部，所述光电传感器二4c被所述限位铁片5f遮挡时，所述电磁阀5c断电，利用所述复位弹簧5e自有弹簧拉力拉伸所述抓持端子5b，实现单张顺序抓盘，所述电磁阀5c通电吸合，产生拉力，实现放盘，解决了设备异常断电时光盘掉落的问题，取盘与放盘过程中，短时间给所述电磁阀5c通电，进一步减少设备功耗，所述抓持端子5b的尖角结构实现光盘的自动对中，提高了抓取单张光盘的精度,所述动力铁芯5d呈尖头圆柱体，所述动力铁芯5d底部有一个铁环连接所述抓持端子5b，自然垂直于所述电磁阀5c底部,所述抓持端子5b呈l型结构，所述抓持端子5b顶部与底部各有一个通孔，用于部件连接，拐角处有翘起尖角，所述向导柱5a外壁有竖向长条开孔，所述抓持端子5b通过此开孔，翘起尖角可弹出外漏，非工作状态下为弹出外漏状态，所述抓持端子5b的一端与复位弹簧5e相连，所述复位弹簧5e位于所述抓取器5a顶部，所述复位弹簧5e一端连接至所述抓取器5外壳上，另一端连接所述抓持端子5b顶部通孔用于复位抓持端子5b。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本发明所述的螺帽丝杆式自动智能机械手臂光盘抓取装置，该装置的具体实施方式如下：

排线二2b连接刻录机打印设备，信号从排线二2b传送至控制板一2，控制板一2向步进电机1b发送电脉冲信号，步进电机1b将电脉冲信号转换成角位移，带动丝杆1c运行，丝杆1c通过螺帽固定槽3b使得抓取单元3整体向下移动，目标光盘接触到限位铁片5f后将限位铁片5f抬起，同时限位铁片5f遮挡光电传感器二4c,光电传感器二4c传输信号给控制板二4，控制板二4发送信号给控制板一2，控制板一2向步进电机1b发送电脉冲信号，步进电机1b将电脉冲信号转变成角位移，抓取单元3整体匀速上升一小段距离，随后控制板一2向步进电机1b发送电脉冲信号，步进电机1b将电脉冲信号转变成角位移，则抓取单元2整体匀速再次下降，当限位铁片5f抬起再次遮挡光电传感器二4c时，光电传感器二4c传输信号给控制板二4，控制板二4向电磁阀5c发送电脉冲信号，电磁阀5c将动力铁芯5d吸起，动力铁芯5d带动抓持端子5b使其缩回至向导柱5a内部，向导柱5a插入光盘中心圆圈中，此时控制板一2停止向步进电机1b供电，抓取单元3整体停止不动；控制板二4向电磁阀5c发送电脉冲信号将动力铁芯5d释放，复位弹簧5e将抓持端子5b拉回原位复位，抓持端子5b弹出将光盘中心圆圈底部边缘支撑，达到抓盘的目的；

自动校验光盘是否被正常抓取具体实施步骤如下：

步骤一，电磁阀5c释放动力铁芯5d后，控制板二4向控制板一2发送信号，控制板一2向步进电机1b发送电脉冲信号，步进电机1b将电脉冲信号转变成角位移，抓取单元3整体匀速上升；

步骤二，在抓取单元3上升过程中控制板二4判断光电传感器二4c是否始终被限位铁片5f遮挡，若始终被遮挡，则代表自动抓盘成功，抓取单元3整体继续上升，直到凸起固定块3c遮挡光电传感器一2d，光电传感器一2d被遮挡后，传输信号给控制板一2，控制板一2停止向步进电机1b供电；

步骤三，若运行上升过程中控制板二4判断光电传感器二4c未被限位铁片5f遮挡，则判定为自动抓盘失败，控制板二4发送信号给控制板一2，控制板一2再次向步进电机1b发送电脉冲信号，步进电机1b将电脉冲信号转变成角位移，抓取单元3整体匀速再次下降，可重试上述抓盘步骤。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本申请设计包括控制单元及抓取单元，通过机械臂抓取单元实现了全自动单片顺序抓取光盘，节省人工时间成本，加快工作进度，机械臂抓取单元通过限位铁片、抓持端子控制抓取光盘数量，实现每次执行抓取单张光盘，快速、精准，避免了人工抓盘、放盘制造误差，省时省力，并自动放置目标刻录机中，以及人工抓放盘时在光盘上遗留的指纹、油渍、灰尘，增加光盘刻录成功率，使刻录机、打印机内部整洁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。