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CN108000514B - 一种双臂协调棒类零件拆装装置 - Google Patents

一种双臂协调棒类零件拆装装置 Download PDF

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CN108000514B CN201710382408.3A CN201710382408A CN108000514B CN 108000514 B CN108000514 B CN 108000514B CN 201710382408 A CN201710382408 A CN 201710382408A CN 108000514 B CN108000514 B CN 108000514B
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王力
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Abstract

本发明涉及一种双臂协调棒类零件拆装装置，包括：底座、夹持臂转位齿轮传动系统夹持臂、操作臂转位齿轮传动系统、夹持臂、操作臂和双目相机；所述夹持臂转位齿轮传动系统和操作臂转位齿轮传动系统轴线重合，安装在底座上，夹持臂安装在夹持臂转位齿轮传动系统上，所述操作臂安装在操作臂转位齿轮传动系统上，所述双目相机系统安装在夹持臂底座顶端。本发明可以代替人工操作竖直放置棒类零件的拆装，适用于不能接触的零件或者危险场所零件的拆装。

Description

一种双臂协调棒类零件拆装装置
技术领域
本发明涉及一种机械工程技术领域的装置，具体涉及一种可以用于棒类零件拆装的双臂协调装置。
背景技术
目前在光纤制造等领域存在很多竖直安装加工的棒类零件，需要在不同设备间转换位置进行加工，该类零件通常使用销钉和螺栓连接，转位时采用人工方式进行拆卸、运输和安装，效率低、劳动强度大，同时由于该类零件重量大，可接触部位尺寸小，对操作者熟练程度要求较高。
专利申请号201410849517.8记载了一种“一种自动取放工件的紧固拆卸机器人”，在螺钉机的基础上通过增加取放工件模块、紧固拆卸模块，并配合正反转伺服电机实现工件取放无人化和螺钉拆卸功能，由于紧固拆卸模块只可进行二维操作运动，该技术仅适用于平板零件的螺钉自动拆卸，且由于缺少视觉系统，对工件的装夹定位精度提出了较高要求。
发明内容
本发明设计了一种双臂协调棒类零件拆装装置，包括：底座、夹持臂转位齿轮传动系统夹持臂、操作臂转位齿轮传动系统、夹持臂、操作臂和双目相机。其中，夹持臂转位齿轮传动系统和操作臂转位齿轮传动系统轴线重合，安装在底座上，夹持臂安装在夹持臂转位齿轮传动系统上，操作臂安装在操作臂转位齿轮传动系统上，双目相机系统安装在夹持臂底座顶端。
所述的夹持臂转位齿轮传动系统包括：小外齿圈、小齿轮、小连接平台、两个支撑轮和夹持臂转位驱动电机系统。其中，小外齿圈固定在底座上，小齿轮固连在小连接平台上，同小外齿圈啮合，小平台前后各有一个支撑轮，支撑轮放置在底座上，可以在底座平面内滚动，夹持臂转位驱动电机系统固定在小连接平台上，输出轴同小齿轮配合固连。
所述的操作臂转位齿轮传动系统包括：大外齿圈、大齿轮、大连接平台、两个支撑轮和操作臂转位驱动电机系统。其中，大外齿圈固定在底座上，大齿轮固连在大连接平台上，同大外齿圈啮合，大连接平台前后各有一个支撑轮，支撑轮放置在底座上，可以在底座平面内滚动，操作臂转位驱动电机系统固定在大连接平台上，输出轴同大齿轮配合固连。
所述的夹持臂包括：竖直基座、一对导轨滑块导向系统、丝杠传动系统、竖直驱动电机系统、大滑块、柔顺装置和夹钳。其中，竖直基座安装在小连接平台上，一对导轨安装在竖直基座上，丝杠传动系统安装在竖直基座上，大滑块同丝杠传动系统中的螺母和导轨滑块导向系统中的滑块相连，竖直驱动电机系统安装在小连接平台上，通过齿轮传动带动丝杠传动系统中的丝杠相连。大滑块安装面为水平面，其上安装柔顺装置，夹钳安装在柔顺装置上。
所述的操作臂包括：定位机构固定座、DELTA并联机构和操作手。其中，定位机构固定座安装在大连接平台上，DELTA并联机构固定在定位机构固定座上，操作手固定在DELTA并联机构的运动平台上。
所述的操作手包括：基座、小夹钳和自转电机系统。其中基座即为DELTA并联机构的运动平台，小夹钳通过铰链连接在基座上，自转电机系统通过铰链同小夹钳相连。
双臂协调棒类零件拆装装置的运动分别由各个机构完成。在本发明装置的可达工作范围内，夹持臂转位驱动电机系统驱动小齿轮转动，带动小连接平台上的夹持臂和双目相机等绕小外齿圈中心轴线转动，此过程中双目相机对合作对象进行拍照和图像识别，当发现合作目标后使夹持臂转位齿轮传动系统停止运动，并将合作目标坐标参数发送给操作臂转位齿轮传动系统。操作臂转位齿轮传动系统中的操作臂转位驱动电机驱动大齿轮转动，带动大连接平台上的操作臂绕大外齿圈中心轴线转动，到达给定位置。夹持臂上的丝杠驱动电机运动，带动其上的夹钳运动到适合的夹持位置，夹持臂上的夹钳张开，夹持住合作对象。操作臂中的DELTA并联机构的电机运动，使得其运动平台上的操作手到达操作位置，操作手上的夹钳张开，夹持住紧固件等小零件，小零件的拆装包括转动、插入和拔出等。如果工作过程需要操作手自转，由自转电机驱动实现，插入和拔出由DELTA并联机构实现。重复此操作过程，直至将合作对象拆下或者安装上。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：本发明提供的双臂协调棒类零件拆装装置，使用双臂协调完成零件夹持、定位、紧固件拆装等工作，并通过双目相机、DELTA并联机构和柔顺装置的配合使用，提高了定位和装配精度，可以完全替代人工操作，具有载重大、操作安全可靠、拆装效率高等优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1-底座；2-夹持臂转位齿轮传动系统；3-操作臂转位齿轮传动系统；4-夹持臂；5-操作臂；6-双目相机；7-小外齿圈；8-小齿轮；9-小连接平台；10-两个支撑轮；11-夹持臂转位驱动电机系统；12-大外齿圈；13-大齿轮；14-大连接平台；15-操作臂转位驱动电机系统；16-竖直基座；17-一对导轨滑块导向系统；18-丝杠传动系统；19-竖直驱动电机系统；20-大滑块；21-柔顺装置；22-夹钳；23-定位机构固定座；24-DELTA并联机构；25-操作手；26-基座；27-小夹钳；28-自转电机系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：包括：底座1、夹持臂转位齿轮传动系统2、操作臂转位齿轮传动系统3、夹持臂4、操作臂5和双目相机6。其中，夹持臂转位齿轮传动系统2和操作臂转位齿轮传动系统3轴线重合，安装在底座1上，夹持臂4安装在夹持臂转位齿轮传动系统上2，操作臂5安装在操作臂转位齿轮传动系统3上，双目相机6安装在夹持臂4底座顶端。
所述的夹持臂转位齿轮传动系统2包括：小外齿圈7、小齿轮8、小连接平台9、两个支撑轮10和夹持臂转位驱动电机系统11。其中，小外齿圈7固定在底座1上，小齿轮8固连在小连接平台9上，同小外齿圈7啮合，小连接平台9前后各有一个支撑轮10，支撑轮10放置在底座上1，可以在底座1平面内滚动，夹持臂转位驱动电机11系统固定在小连接平台9上，输出轴同小齿轮8配合固连。
所述的操作臂转位齿轮传动系统3包括：大外齿圈12、大齿轮13、大连接平台14、两个支撑轮10和操作臂转位驱动电机系统15。其中，大外齿圈12固定在底座上1，大齿轮13固连在大连接平台14上，同大外齿圈12啮合，大连接平台14前后各有一个支撑轮10，支撑轮10放置在底座1上，可以在底座1平面内滚动，操作臂转位驱动电机系统15固定在大连接平台14上，输出轴同大齿轮13配合固连。
所述的夹持臂4包括：竖直基座16、一对导轨滑块导向系统17、丝杠传动系统18、竖直驱动电机系统19、大滑块20、柔顺装置21和夹钳22。其中，竖直基座16安装在小连接平台9上，导轨滑块导向系统17的一对导轨安装在竖直基座16上，丝杠传动系统18安装在竖直基座16上，大滑块20同丝杠传动系统18中的螺母和导轨滑块导向系统17中的滑块相连，竖直驱动电机系统19安装在小连接平台9上，通过齿轮传动带动丝杠传动系统18中的丝杠相连。大滑块20安装面为水平面，其上安装柔顺装置21，夹钳22安装在柔顺装置21上。
所述的操作臂5包括：定位机构固定座23、DELTA并联机构24和操作手25。其中，定位机构固定座23安装在大连接平台14上，DELTA并联机构24固定在定位机构固定座23上，操作手25固定在DELTA并联机构24的运动平台上。
所述的操作手25包括：基座26、小夹钳27和自转电机系统28。其中基座26即为DELTA并联机构24的运动平台，小夹钳27通过铰链连接在基座26上，自转电机28系统通过铰链同小夹钳27相连。
双臂协调棒类零件拆装装置的运动分别由各个机构完成。在本发明装置的可达工作范围内，夹持臂转位驱动电机系统11驱动小齿轮8转动，带动小连接平台9上的夹持臂4和双目相机6等绕小外齿圈7中心轴线转动，此过程中双目相机6对合作对象进行拍照和图像识别，当发现合作目标后使夹持臂转位齿轮传动系统2停止运动，并将合作目标坐标参数发送给操作臂转位齿轮传动系统3。操作臂转位齿轮传动系统3中的操作臂转位驱动电机15驱动大齿轮13转动，带动大连接平台上14的操作臂5绕大外齿圈12中心轴线转动，到达给定位置。夹持臂4上的丝杠驱动电机19运动，带动其上的夹钳22运动到适合的夹持位置，夹持臂4上的夹钳22张开，夹持住合作对象。操作臂5中的DELTA并联机构24的电机运动，使得其运动平台上的操作手25到达操作位置，操作手25的小夹钳27张开，夹持住紧固件等小零件，小零件的拆装包括转动、插入和拔出等。如果工作过程需要操作手自转，由自转电机28驱动实现，插入和拔出由DELTA并联机构24实现。重复此操作过程，直至将合作对象拆下或者安装上。

Claims (1)

1.一种双臂协调棒类零件拆装装置，其特征是，包括：底座、夹持臂转位齿轮传动系统、操作臂转位齿轮传动系统、夹持臂、操作臂和双目相机；
所述夹持臂转位齿轮传动系统和操作臂转位齿轮传动系统轴线重合，安装在底座上，夹持臂安装在夹持臂转位齿轮传动系统上，所述操作臂安装在操作臂转位齿轮传动系统上，所述双目相机安装在夹持臂底座顶端；
所述的夹持臂转位齿轮传动系统包括：小外齿圈、小齿轮、小连接平台、两个支撑轮和夹持臂转位驱动电机系统，所述小外齿圈固定在底座上，所述小齿轮固连在小连接平台上，同小外齿圈啮合，所述小连接平台前后各有一个支撑轮，支撑轮放置在底座上，可以在底座平面内滚动，所述夹持臂转位驱动电机系统固定在小连接平台上，输出轴同小齿轮配合固连；
所述的操作臂转位齿轮传动系统包括：大外齿圈、大齿轮、大连接平台、两个支撑轮和操作臂转位驱动电机系统，所述大外齿圈固定在底座上，所述大齿轮固连在大连接平台上，同大外齿圈啮合，所述大连接平台前后各有一个支撑轮，支撑轮放置在底座上，可以在底座平面内滚动，所述操作臂转位驱动电机系统固定在大连接平台上，输出轴同大齿轮配合固连；
所述的夹持臂包括：竖直基座、一对导轨滑块导向系统、丝杠传动系统、竖直驱动电机系统、大滑块、柔顺装置和夹钳，所述竖直基座安装在小连接平台上，一对导轨安装在竖直基座上，丝杠传动系统安装在竖直基座上，大滑块同丝杠传动系统中的螺母和导轨滑块导向系统中的滑块相连，竖直驱动电机系统安装在小连接平台上，通过齿轮传动带动丝杠传动系统中的丝杠相连，所述大滑块安装面为水平面，其上安装柔顺装置，所述夹钳安装在柔顺装置上；
所述的操作臂包括：定位机构固定座、DELTA并联机构和操作手，所述定位机构固定座安装在大连接平台上，DELTA并联机构固定在定位机构固定座上，操作手固定在DELTA并联机构的运动平台上；
所述的操作手包括：基座、小夹钳和自转电机系统，所述基座即为DELTA并联机构的运动平台，所述小夹钳通过铰链连接在基座上，所述自转电机系统通过铰链同小夹钳相连。
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