本發(fā)明涉及一種機(jī)械手裝置。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)活動中，常用機(jī)械手來進(jìn)行抓取或放置工件，從而節(jié)省人力，提高效率。目前應(yīng)用的機(jī)械手在定位精度等方面還有待進(jìn)一步改善。另外，目前常應(yīng)用的機(jī)械手大多是按照固定程序抓取或放置工件，其運(yùn)行軌跡按照設(shè)定的程序運(yùn)行，通常只能對固定點(diǎn)或者是工件(產(chǎn)品)是按固定軌跡及恒定的速度運(yùn)動的工件(產(chǎn)品)放置或抓取，對于運(yùn)動速度是變化的、運(yùn)動軌跡是無規(guī)則的工件(產(chǎn)品)是無法實(shí)現(xiàn)同步跟蹤及放置或抓取，因而其適應(yīng)性也受到一定限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)性廣、定位精度高的自動跟蹤機(jī)械手。

本發(fā)明為達(dá)到其目的，采用的技術(shù)方案如下：一種自動跟蹤機(jī)械手，包括機(jī)架、設(shè)于機(jī)架上的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上的抓取工具和到位檢測組件、接近開關(guān)和控制器；所述接近開關(guān)用于檢測目標(biāo)物是否靠近所述抓取工具，并傳輸目標(biāo)物靠近信號至控制器，控制器根據(jù)目標(biāo)物靠近信號控制所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下可轉(zhuǎn)動至使設(shè)于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上的抓取工具接近所述目標(biāo)物的位置；所述到位檢測組件用于檢測目標(biāo)物是否位于抓取工具的抓取工位并傳輸信號至控制器，控制器根據(jù)到位檢測組件傳輸?shù)男盘柵袛嗄繕?biāo)物是否處于抓取工具的抓取工位并控制所述抓取工具的動作。

所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)于機(jī)架上的第一轉(zhuǎn)動臂、設(shè)于第一轉(zhuǎn)動臂上的第二轉(zhuǎn)動臂，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括分別用于驅(qū)動第一轉(zhuǎn)動臂和第二轉(zhuǎn)動臂的第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)；所述第一轉(zhuǎn)動臂在第一驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動下能夠相對所述機(jī)架轉(zhuǎn)動；所述第二轉(zhuǎn)動臂在第二驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動下能夠相對所述第一轉(zhuǎn)動臂轉(zhuǎn)動。

抓取工具設(shè)于第二轉(zhuǎn)動臂。

到位檢測組件包括安裝于第二轉(zhuǎn)動臂的第一光電探頭、第二光電探頭、及受目標(biāo)物觸碰 所產(chǎn)生的外力作用而能夠擺動的第一觸手和第二觸手，第一觸手和第二觸手位于抓取工具下方，第一光電探頭和第二光電探頭分別用于探測第一觸手和第二觸手的擺動弧度并分別傳送信號至控制器，控制器根據(jù)第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號判斷目標(biāo)物是否處于抓取工具的抓取工位，若目標(biāo)物處于抓取工具的抓取工位則控制抓取工具實(shí)施抓取動作。

所述控制器根據(jù)第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號若判斷目標(biāo)物尚未處于抓取工具的抓取工位，則控制第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行以調(diào)整設(shè)于第二轉(zhuǎn)動臂的抓取工具的抓取工位與目標(biāo)物之間的相對位置。

第一觸手和第二觸手分別鉸接于第二轉(zhuǎn)動臂，且第一觸手、第二觸手分別和第二轉(zhuǎn)動臂之間連接有使產(chǎn)生擺動的第一觸手、第二觸手復(fù)位的扭簧。

所述抓取工具為真空吸附裝置。

所述第一觸手和第二觸手相對真空吸附裝置的吸盤的中心軸對稱設(shè)置。

所述第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)均為伺服驅(qū)動電機(jī)。

所述抓取工具為真空吸附裝置。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的自動跟蹤機(jī)械手，具有適應(yīng)性廣、定位精度高的特點(diǎn)。該自動跟蹤機(jī)械手還可以對運(yùn)動速度是變化的、運(yùn)動軌跡是無規(guī)則的目標(biāo)物(工件或產(chǎn)品等)進(jìn)行跟蹤定位，進(jìn)而放置或抓取工件，其跟蹤的速度快、定位精度高、適應(yīng)性廣。

附圖說明

圖1是自動跟蹤機(jī)械手與用于傳送工件的裝置配合的示意圖；

圖2是圖1的俯視示意圖；

圖3是到位檢測組件的放大示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供一種自動跟蹤機(jī)械手，參見圖1-3。包括機(jī)架1、設(shè)于機(jī)架1上的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)101、用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)101轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)101上的抓取工具5和到位檢測組件6、接近開關(guān)4和控制器。其中，接近開關(guān)4用于檢測目標(biāo)物(工件或用于放置工件的夾具)是否靠近抓取工具5，并傳輸目標(biāo)物靠近信號至控制器，控制器根據(jù)目標(biāo)物靠近信號控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，在驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動下，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)101轉(zhuǎn)動，而且可以轉(zhuǎn)動至使得設(shè)于轉(zhuǎn) 動機(jī)構(gòu)101上的抓取工具5接近目標(biāo)物的位置。到位檢測組件6用于檢測目標(biāo)物是否位于抓取工具5的抓取工位并傳輸信號至控制器，控制器則根據(jù)到位檢測組件6傳輸?shù)男盘杹砼袛嗄繕?biāo)物是否處于抓取工具5的抓取工位，若判斷目標(biāo)物處于抓取工具5的抓取工位，則控制抓取工具5實(shí)施抓取動作。進(jìn)一步優(yōu)選的，控制器若判斷目標(biāo)物尚未處于抓取工具5的抓取工位，控制器還可進(jìn)一步控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動來調(diào)整設(shè)于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)101上的抓取工具5和目標(biāo)物之間的相對位置，具體來講，是調(diào)整抓取工具5的抓取工位和目標(biāo)物之間的相對位置。

作為一種具體實(shí)施方式，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)101包括設(shè)于機(jī)架上的第一轉(zhuǎn)動臂2、第二轉(zhuǎn)動臂3。第一轉(zhuǎn)動臂2安裝于機(jī)架1上，第二轉(zhuǎn)動臂3安裝于第一轉(zhuǎn)動臂2上，具體的，該第二轉(zhuǎn)動臂3一端可轉(zhuǎn)動的安裝于第一轉(zhuǎn)動臂2上，另一端為自由端。驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括分別用于驅(qū)動第一轉(zhuǎn)動臂2和第二轉(zhuǎn)動臂3的第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)，第一轉(zhuǎn)動臂2在第一驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動下可以相對機(jī)架1轉(zhuǎn)動，第二轉(zhuǎn)動臂3在第二驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動下可以相對第一轉(zhuǎn)動臂2轉(zhuǎn)動。第一驅(qū)動電機(jī)、第二驅(qū)動電機(jī)具體均可采用伺服驅(qū)動電機(jī)。

抓取工具5安裝在第二轉(zhuǎn)動臂3上，具體位于第二轉(zhuǎn)動臂3的自由端，可用于抓取或釋放工件。該抓取工具5選用本領(lǐng)域現(xiàn)有的常用抓取工具即可，在本實(shí)施例中可具體采用現(xiàn)有的真空吸附裝置，通過真空吸附裝置的吸盤來吸附工件。

到位檢測組件6安裝在第二轉(zhuǎn)動臂3上，具體位于第二轉(zhuǎn)動臂3的自由端。進(jìn)一步具體的，該到位檢測組件6包括安裝在第二轉(zhuǎn)動臂3的第一觸手61、第一光電探頭63、第二觸手62和第二光電探頭64。第一觸手61和第二觸手62位于抓取工具5的下方。其中第一觸手61和第二觸手62在和目標(biāo)物觸碰后，受目標(biāo)物觸碰所產(chǎn)生的外力作用能夠產(chǎn)生擺動。第一觸手61、第二觸手62具體是這樣安裝的：第一觸手61和第二觸手62分別鉸接于第二轉(zhuǎn)動臂3，第一觸手61、第二觸手62分別和第二轉(zhuǎn)動臂3之間都連接有一扭簧，當(dāng)?shù)谝挥|手61或第二觸手62在和目標(biāo)物觸碰后，受目標(biāo)物觸碰所產(chǎn)生的外力作用能夠產(chǎn)生擺動；而在外力消除后，由于扭簧的作用又可復(fù)位。參見圖3，扭簧具體安裝在第二轉(zhuǎn)動臂的扭簧安裝槽65中。

第一光電探頭63和第二光電探頭64分別用于探測第一觸手61和第二觸手62的擺動弧度，并分別輸出相應(yīng)的信號(具體是輸出相應(yīng)的電壓信號)至控制器，控制器根據(jù)第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號來判斷目標(biāo)物是否處于抓取工具的抓取工位。具體是控制器通過將第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號和預(yù)設(shè)值來比較進(jìn)而判斷目標(biāo)物是否處于抓取工具的抓取工位。具體而言，第一光電探頭由于第一觸手的擺動所造成第一光電探頭光通量的變化而輸出相應(yīng)的電壓信號(電壓幅度連續(xù)變化的波形信號)給控制器，第二光電探頭 則由于第二觸手的擺動所造成第二光電探頭光通量的變化而輸出相應(yīng)的電壓信號給控制器，光電探頭的具體工作原理為現(xiàn)有技術(shù)，不再詳細(xì)贅述?？刂破鞲鶕?jù)第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號，通過與預(yù)設(shè)值來比較，若判斷目標(biāo)物處于抓取工具5的抓取工位，則控制抓取工具5實(shí)施抓取動作(該抓取動作為抓取目標(biāo)物的動作或向目標(biāo)物釋放工件的動作)。進(jìn)一步的，控制器若判斷目標(biāo)物尚未處于抓取工具的抓取工位，控制器則控制第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行以調(diào)整設(shè)于第二轉(zhuǎn)動臂3的抓取工具5的抓取工位與目標(biāo)物之間的相對位置。在具體實(shí)施方式中，可預(yù)設(shè)目標(biāo)物的中心軸和抓取工具5用于抓取工件的部件(例如真空吸附裝置的吸盤)的中心軸相重合時(shí)為到達(dá)抓取工位；在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過調(diào)試來預(yù)設(shè)，具體可如此操作：轉(zhuǎn)動第一轉(zhuǎn)動臂2和第二轉(zhuǎn)動臂3，使抓取工具5用于抓取工件的部件(例如真空吸附裝置的吸盤)的中心軸和目標(biāo)物的中心軸重合，此時(shí)第一觸手61和第二觸手62由于目標(biāo)物的作用(觸碰時(shí)產(chǎn)生的壓力)均會有一個擺動弧度，第一光電探頭63和第二光電探頭64分別探測到此時(shí)的第一觸手和第二觸手的擺動弧度，并分別輸出相應(yīng)的信號(電壓信號)至控制器，將此時(shí)控制器所獲得的第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號設(shè)為預(yù)設(shè)值，即目標(biāo)物到達(dá)抓取工件的抓取工位時(shí)的信號。為了便于描述，將目標(biāo)物到達(dá)抓取工位時(shí)，第一觸手的擺動弧度稱為第一控制點(diǎn)，第二觸手的擺動弧度稱為第二控制點(diǎn)。

圖1為本發(fā)明的自動跟蹤機(jī)械手100和用于傳送工件的裝置結(jié)合應(yīng)用的一種示例。在該示例中，控制器具體預(yù)設(shè)其預(yù)設(shè)值為2.5伏，即第一光電探頭和第二光電探頭輸出的電壓輸出值均為2.5伏，此處僅為一個示例，在具體操作中可根據(jù)實(shí)際情況而預(yù)設(shè)。該圖中用于傳送工件的裝置為一轉(zhuǎn)盤7，該轉(zhuǎn)盤7可順時(shí)針轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)盤7上設(shè)有多個用于放置工件的夾具8。下面對本發(fā)明的自動跟蹤機(jī)械手的工作過程進(jìn)行詳細(xì)說明。在該具體實(shí)施例中，接近開關(guān)4安裝于設(shè)有轉(zhuǎn)盤7的臺面9上，且該接近開關(guān)4具體位于靠近轉(zhuǎn)盤7外圓的位置并處于到位檢測組件6的下方。工作時(shí)，轉(zhuǎn)盤7順時(shí)針轉(zhuǎn)動，安裝在轉(zhuǎn)盤7上的夾具8(即目標(biāo)物)也隨著旋轉(zhuǎn)；當(dāng)夾具8(或置于夾具8上的工件)靠近抓取工具5(本具體實(shí)施方式中為真空吸附裝置)時(shí)，接近開關(guān)4輸出目標(biāo)物靠近信號給控制器，控制器根據(jù)該信號控制第一驅(qū)動電機(jī)、第二驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，使得第一驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動第一轉(zhuǎn)動臂2做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動第二轉(zhuǎn)動臂3做順時(shí)針轉(zhuǎn)動，從而使得設(shè)于第二轉(zhuǎn)動臂3上的抓取工具5接近夾具8。到位檢測組件6隨著第二轉(zhuǎn)動臂3轉(zhuǎn)動而移動，第一觸手61和第二觸手62由于和目標(biāo)物的觸碰，二者的擺動弧度也在不斷變化中，在此過程中，第一光電探頭63和第二光電探頭64不斷輸出信號給控制器。對于第一光電探頭63輸出的信號來說，若是小于2.5伏，控制器就會控制第二轉(zhuǎn)動臂3作順時(shí)針轉(zhuǎn)動，使第一觸手61向目標(biāo)物(夾具)靠近；若是等于2.5伏，控制器就會控制第二轉(zhuǎn)動臂3停止轉(zhuǎn)動；若是大于2.5伏，控制器就會控制第二轉(zhuǎn) 動臂3作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，使第一觸手61向目標(biāo)物(夾具)離開。而對于第二光電探頭64輸出的信號來說，若是小于2.5伏，控制器則控制第一轉(zhuǎn)動臂2作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，使第二觸手62向目標(biāo)物(夾具)靠近；若是等于2.5伏，控制器則控制第一轉(zhuǎn)動臂2停止轉(zhuǎn)動；若是大于2.5伏，控制器則控制第一轉(zhuǎn)動臂2作順時(shí)針轉(zhuǎn)動，使第二觸手62向目標(biāo)物(夾具)離開。本具體實(shí)施例中判斷目標(biāo)物是否處于抓取工具的抓取工位的條件是：第一光電探頭63和第二光電探頭64的電壓輸出值均為2.5伏(也就是說這時(shí)抓取工具5用于抓取工件的部件(真空吸附裝置的吸盤)的中心軸與目標(biāo)物(夾具)的中心軸重合)?？刂破鞲鶕?jù)第一光電探頭和第二光電探頭輸出的信號和其預(yù)設(shè)值比較，若吻合則判斷目標(biāo)物處于抓取工位，從而控制真空吸附裝置5(具體是通過控制真空吸附裝置的真空發(fā)生器的運(yùn)行)使吸附在其吸盤上的工件放置至夾具上(或從夾具上吸取工件至其吸盤)。本具體實(shí)施例中，自動跟蹤機(jī)械手完成跟蹤耗時(shí)小于0.15秒，跟蹤精度在靜態(tài)下小于±0.02mm，在動態(tài)下小于±0.05mm。

本發(fā)明提供的自動跟蹤機(jī)械手，具有定位精度高的特點(diǎn)。不僅可以對固定的或按照固定軌跡及恒定速度運(yùn)動的目標(biāo)物進(jìn)行跟蹤及放置或抓取，通過其優(yōu)化方案，還可以對運(yùn)動速度是變化的、運(yùn)動軌跡是無規(guī)則的目標(biāo)物(為工件、產(chǎn)品或夾具等)自動跟蹤及放置或抓取，而且跟蹤速度快，定位精度高，適應(yīng)性廣。

本發(fā)明中的技術(shù)方案是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而獲得，其中未進(jìn)行特別說明之處均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)其掌握的公知常識或現(xiàn)有技術(shù)所能理解或知曉的。本發(fā)明所采用的抓取工具采用現(xiàn)有工具，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要進(jìn)行具體選擇，例如可具體選擇現(xiàn)有的真空吸附裝置作為該抓取工具，真空吸附裝置通過吸盤吸附工件。所用控制器具體采用可編程控制器(芯片)。

本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，凡是對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意味著包含這些改動和變型。