本發(fā)明涉及機(jī)械作業(yè)臂，尤其涉及一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械臂的應(yīng)用愈加廣泛，機(jī)械臂是指高精度，多輸入多輸出、高度非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，因其獨(dú)特的操作靈活性，已在工業(yè)裝配，安全防爆等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，柔性機(jī)械臂是指工件的形狀和尺寸有一定變化后，夾具還能適應(yīng)這種變化并繼續(xù)使用的應(yīng)變能力。

2、經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械臂在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中避免不了會(huì)出現(xiàn)對(duì)接時(shí)的失誤，例如用于盛放的盛放裝置沒(méi)有運(yùn)行到位，若機(jī)械臂運(yùn)載著待裝包的物件繼續(xù)按照原先的運(yùn)行極有可能導(dǎo)致機(jī)械臂的關(guān)節(jié)處出現(xiàn)折損，因此我們提出一種可以預(yù)防因盛放裝置不到位，繼而導(dǎo)致產(chǎn)生的持續(xù)碰撞使得機(jī)械臂出現(xiàn)非正常軌跡運(yùn)行，甚至導(dǎo)致機(jī)械臂損壞的現(xiàn)象出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械臂在運(yùn)行時(shí)對(duì)意外產(chǎn)生的碰撞預(yù)判不夠及時(shí)容易導(dǎo)致機(jī)械臂損傷的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

2、一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，包括設(shè)置于吊裝起始位置和目標(biāo)位置上方的橫梁架，所述橫梁架的下表面中部固定有固定座，且固定座的下表面設(shè)置有機(jī)械臂機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械臂機(jī)構(gòu)包括三個(gè)機(jī)械大臂，且相鄰的兩個(gè)機(jī)械大臂之間的圓心角間距為120度，機(jī)械大臂的底端均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有小臂，三個(gè)小臂的底端鉸接有同一個(gè)驅(qū)動(dòng)爪盤，所述驅(qū)動(dòng)爪盤的整體成t形圓盤結(jié)構(gòu)，且驅(qū)動(dòng)爪盤的底端預(yù)留有延伸吊桿，所述延伸吊桿的圓周外壁固定有滑動(dòng)軸承，且滑動(dòng)軸承的圓周外壁固定有轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤的圓周外壁固定有多個(gè)豎直向下延伸的連接桿，且多個(gè)連接桿的底端固定有同一個(gè)吸盤機(jī)構(gòu)；所述延伸吊桿滑動(dòng)插接在滑動(dòng)軸承中，且延伸吊桿的圓周外壁靠近底端固定有彈簧托環(huán)，且彈簧托環(huán)的上表面固定有多個(gè)呈中心對(duì)稱分布的拉簧彈簧；拉簧彈簧的頂端固定有同一個(gè)推力球軸承，推力球軸承嵌裝在轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤的下表面；所述吸盤機(jī)構(gòu)的上表面位于彈簧托環(huán)的下方設(shè)置有超重報(bào)警機(jī)構(gòu)，且超重報(bào)警機(jī)構(gòu)包括固定于彈簧托環(huán)下表面靠近邊緣處的彈簧片，吸盤機(jī)構(gòu)的上表面固定有絕緣管，且絕緣管的外壁套接有三個(gè)互相平行且不接觸的金屬環(huán)一、金屬環(huán)二和金屬環(huán)三。

3、優(yōu)選地，所述彈簧片的底端預(yù)留有凸出塊，且凸出塊在彈簧片的擠壓下緊貼在所述絕緣管的圓周外壁，絕緣管的圓周外壁開(kāi)有三個(gè)環(huán)形嵌槽，用于嵌裝金屬環(huán)一、金屬環(huán)二和金屬環(huán)三，所述金屬環(huán)一、金屬環(huán)二和金屬環(huán)三的圓周外壁與絕緣管的圓周外壁所在面齊平；所述金屬環(huán)一、金屬環(huán)二和金屬環(huán)三分別通過(guò)導(dǎo)線連接有聲光報(bào)警器一、聲光報(bào)警器二和工作指示燈。

4、優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)爪盤的頂端開(kāi)有貫穿上下兩端的穿孔，且穿孔的頂端嵌裝有普通軸承，普通軸承中插接有與吸盤機(jī)構(gòu)相適配的吸盤控制管；所述驅(qū)動(dòng)爪盤的側(cè)面開(kāi)有安裝缺口，且安裝缺口中固定有伺服馬達(dá)，所述伺服馬達(dá)的輸出軸頂端固定有主動(dòng)齒輪；且轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤的上表面固定有與主動(dòng)齒輪互相嚙合的從動(dòng)齒輪環(huán)。

5、優(yōu)選地，所述主動(dòng)齒輪的厚度等于從動(dòng)齒輪環(huán)厚度的2-4倍，且主動(dòng)齒輪的直徑小于從動(dòng)齒輪環(huán)的直徑。

6、優(yōu)選地，所述吸盤機(jī)構(gòu)包括主壓板，主壓板的下表面設(shè)置有多個(gè)軟細(xì)管，且主壓板的下表面靠近邊緣處固定有波紋緩沖帶；可以在進(jìn)行吸附的時(shí)候起到一定的保護(hù)緩沖作用。

7、優(yōu)選地，所述橫梁架的其中一端下表面固定有豎直的槽型吊軌，且槽型吊軌的槽底靠近頂端開(kāi)有矩形孔，所述矩形孔中設(shè)置有定滑輪，所述槽型吊軌的槽底靠近底端固定有軸桿架，且軸桿架的中間轉(zhuǎn)動(dòng)插接有豎直向下延伸的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸的底端固定有滾輪座；滾輪座中轉(zhuǎn)動(dòng)連接有帶溝繩輪；所述驅(qū)動(dòng)爪盤的圓周外壁靠近槽型吊軌的最近距離處固定有檢測(cè)繩，且檢測(cè)繩依次向上繞過(guò)帶溝繩輪和定滑輪固定有配重塊；所述滾輪座的側(cè)面設(shè)置有歪斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

8、優(yōu)選地，所述歪斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括固定于滾輪座側(cè)面的折形指示桿，且折形指示桿遠(yuǎn)離滾輪座的一端固定有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧遠(yuǎn)離折形指示桿的一端固定有觸動(dòng)球；所述槽型吊軌靠近折形指示桿的一側(cè)固定有延伸向觸動(dòng)球處的u形卡槽桿，且u形卡槽桿靠近觸動(dòng)球處設(shè)置有兩個(gè)互相平行的側(cè)護(hù)板，兩個(gè)側(cè)護(hù)板相對(duì)的一側(cè)均固定有壓力傳感器。

9、優(yōu)選地，所述槽型吊軌靠近配重塊的一側(cè)開(kāi)有豎直的導(dǎo)向槽，配重塊滑動(dòng)連接在導(dǎo)向槽中。

10、優(yōu)選地，所述帶溝繩輪的直徑等于定滑輪直徑的3-5倍，且?guī)侠K輪的圓周外壁開(kāi)有環(huán)形溝槽；環(huán)形溝槽的深度大于檢測(cè)繩的直徑。

11、一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)方法，包括以下步驟：

12、步驟一：裝置在正常運(yùn)行時(shí)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)配合吸盤機(jī)構(gòu)將待夾物件從一側(cè)搬運(yùn)至另一側(cè)的包裝盒中，在此期間，吸盤機(jī)構(gòu)上方的驅(qū)動(dòng)爪盤在一個(gè)豎直平面上移動(dòng)；

13、若抓取過(guò)程中出現(xiàn)意外，此時(shí)反應(yīng)在吸盤機(jī)構(gòu)上即為超重或者產(chǎn)生磕碰則表示為重量突然下降，此時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致彈簧片的接觸位置發(fā)生改變，此時(shí)就會(huì)觸動(dòng)超重報(bào)警機(jī)構(gòu)，繼而及時(shí)將信號(hào)發(fā)送至處理器，以及時(shí)控制機(jī)械臂停機(jī)；

14、步驟二：隨著伺服馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)將吸附的待夾物件進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)以進(jìn)行狀態(tài)調(diào)整，繼而將待夾物件按照需要的角度裝入到包裝盒中；

15、步驟三：在此過(guò)程中，若因意外碰撞產(chǎn)生整體的前后擺動(dòng)，此時(shí)繃緊的檢測(cè)繩會(huì)帶動(dòng)帶溝繩輪和滾輪座擺動(dòng)，繼而觸動(dòng)歪斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)，繼而根據(jù)檢測(cè)程度來(lái)判定是否需要停機(jī)，以對(duì)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。

16、本發(fā)明中的有益效果為：

17、1、通過(guò)設(shè)置的超重報(bào)警機(jī)構(gòu)，可以在裝箱的過(guò)程中，一旦裝箱失敗產(chǎn)生碰撞或者中途掉落其中一個(gè)，必然會(huì)導(dǎo)致彈簧片的接觸位置發(fā)生改變，此時(shí)就會(huì)觸動(dòng)超重報(bào)警機(jī)構(gòu)，繼而及時(shí)將信號(hào)發(fā)送至處理器，以及時(shí)控制機(jī)械臂停機(jī)，從而達(dá)到保護(hù)機(jī)械臂的作用；并且可以根據(jù)報(bào)警燈的類別區(qū)分此次所受到的沖擊大小，繼而進(jìn)行判斷是否能夠通過(guò)自我調(diào)整繼而繼續(xù)運(yùn)行，若產(chǎn)生較小的沖擊，待停機(jī)之后若能恢復(fù)到工作指示燈亮的狀態(tài)，則表示可以繼續(xù)上料，提高了裝置預(yù)知能力和判斷能力。

18、2、通過(guò)設(shè)置歪斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)；可以在吊裝來(lái)回作業(yè)過(guò)程中，檢測(cè)驅(qū)動(dòng)爪盤是否始終在一個(gè)平面內(nèi)移動(dòng)，若在吊裝過(guò)程中因意外碰撞產(chǎn)生前后擺動(dòng)，此時(shí)繃緊的檢測(cè)繩會(huì)帶動(dòng)帶溝繩輪和滾輪座擺動(dòng)，繼而觸動(dòng)歪斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)，繼而根據(jù)檢測(cè)程度來(lái)判定是否需要停機(jī)，以對(duì)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。

技術(shù)特征：

1.一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，包括設(shè)置于吊裝起始位置和目標(biāo)位置上方的橫梁架(1)，所述橫梁架(1)的下表面中部固定有固定座(2)，且固定座(2)的下表面設(shè)置有機(jī)械臂機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械臂機(jī)構(gòu)包括三個(gè)機(jī)械大臂(15)，且相鄰的兩個(gè)機(jī)械大臂(15)之間的圓心角間距為120度，機(jī)械大臂(15)的底端均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有小臂，三個(gè)小臂的底端鉸接有同一個(gè)驅(qū)動(dòng)爪盤(10)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)爪盤(10)的整體成t形圓盤結(jié)構(gòu)，且驅(qū)動(dòng)爪盤(10)的底端預(yù)留有延伸吊桿(1001)，所述延伸吊桿(1001)的圓周外壁固定有滑動(dòng)軸承，且滑動(dòng)軸承的圓周外壁固定有轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤(14)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤(14)的圓周外壁固定有多個(gè)豎直向下延伸的連接桿(25)，且多個(gè)連接桿(25)的底端固定有同一個(gè)吸盤機(jī)構(gòu)(13)；所述延伸吊桿(1001)滑動(dòng)插接在滑動(dòng)軸承中，且延伸吊桿(1001)的圓周外壁靠近底端固定有彈簧托環(huán)(28)，且彈簧托環(huán)(28)的上表面固定有多個(gè)呈中心對(duì)稱分布的拉簧彈簧(18)；拉簧彈簧(18)的頂端固定有同一個(gè)推力球軸承(30)，推力球軸承(30)嵌裝在轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤(14)的下表面；所述吸盤機(jī)構(gòu)(13)的上表面位于彈簧托環(huán)(28)的下方設(shè)置有超重報(bào)警機(jī)構(gòu)，且超重報(bào)警機(jī)構(gòu)包括固定于彈簧托環(huán)(28)下表面靠近邊緣處的彈簧片(26)，吸盤機(jī)構(gòu)(13)的上表面固定有絕緣管(17)，且絕緣管(17)的外壁套接有三個(gè)互相平行且不接觸的金屬環(huán)一(35)、金屬環(huán)二(27)和金屬環(huán)三(34)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述彈簧片(26)的底端預(yù)留有凸出塊，且凸出塊在彈簧片(26)的擠壓下緊貼在所述絕緣管(17)的圓周外壁，絕緣管(17)的圓周外壁開(kāi)有三個(gè)環(huán)形嵌槽，用于嵌裝金屬環(huán)一(35)、金屬環(huán)二(27)和金屬環(huán)三(34)，所述金屬環(huán)一(35)、金屬環(huán)二(27)和金屬環(huán)三(34)的圓周外壁與絕緣管(17)的圓周外壁所在面齊平；所述金屬環(huán)一(35)、金屬環(huán)二(27)和金屬環(huán)三(34)分別通過(guò)導(dǎo)線連接有聲光報(bào)警器一、聲光報(bào)警器二(36)和工作指示燈(37)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)爪盤(10)的頂端開(kāi)有貫穿上下兩端的穿孔(29)，且穿孔(29)的頂端嵌裝有普通軸承，普通軸承中插接有與吸盤機(jī)構(gòu)(13)相適配的吸盤控制管(16)；所述驅(qū)動(dòng)爪盤(10)的側(cè)面開(kāi)有安裝缺口，且安裝缺口中固定有伺服馬達(dá)(19)，所述伺服馬達(dá)(19)的輸出軸頂端固定有主動(dòng)齒輪(24)；且轉(zhuǎn)動(dòng)固定盤(14)的上表面固定有與主動(dòng)齒輪(24)互相嚙合的從動(dòng)齒輪環(huán)(31)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述主動(dòng)齒輪(24)的厚度等于從動(dòng)齒輪環(huán)(31)厚度的2-4倍，且主動(dòng)齒輪(24)的直徑小于從動(dòng)齒輪環(huán)(31)的直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述吸盤機(jī)構(gòu)(13)包括主壓板，主壓板的下表面設(shè)置有多個(gè)軟細(xì)管，且主壓板的下表面靠近邊緣處固定有波紋緩沖帶。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述橫梁架(1)的其中一端下表面固定有豎直的槽型吊軌(3)，且槽型吊軌(3)的槽底靠近頂端開(kāi)有矩形孔，所述矩形孔中設(shè)置有定滑輪(23)，所述槽型吊軌(3)的槽底靠近底端固定有軸桿架(33)，且軸桿架(33)的中間轉(zhuǎn)動(dòng)插接有豎直向下延伸的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸的底端固定有滾輪座(7)；滾輪座(7)中轉(zhuǎn)動(dòng)連接有帶溝繩輪(8)；所述驅(qū)動(dòng)爪盤(10)的圓周外壁靠近槽型吊軌(3)的最近距離處固定有檢測(cè)繩(9)，且檢測(cè)繩(9)依次向上繞過(guò)帶溝繩輪(8)和定滑輪(23)固定有配重塊(6)；所述滾輪座(7)的側(cè)面設(shè)置有歪斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述歪斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括固定于滾輪座(7)側(cè)面的折形指示桿(20)，且折形指示桿(20)遠(yuǎn)離滾輪座(7)的一端固定有復(fù)位彈簧(32)，復(fù)位彈簧(32)遠(yuǎn)離折形指示桿(20)的一端固定有觸動(dòng)球(21)；所述槽型吊軌(3)靠近折形指示桿(20)的一側(cè)固定有延伸向觸動(dòng)球(21)處的u形卡槽桿(5)，且u形卡槽桿(5)靠近觸動(dòng)球(21)處設(shè)置有兩個(gè)互相平行的側(cè)護(hù)板，兩個(gè)側(cè)護(hù)板相對(duì)的一側(cè)均固定有壓力傳感器(22)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述槽型吊軌(3)靠近配重塊(6)的一側(cè)開(kāi)有豎直的導(dǎo)向槽(4)，配重塊(6)滑動(dòng)連接在導(dǎo)向槽(4)中。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，所述帶溝繩輪(8)的直徑等于定滑輪(23)直徑的3-5倍，且?guī)侠K輪(8)的圓周外壁開(kāi)有環(huán)形溝槽；環(huán)形溝槽的深度大于檢測(cè)繩(9)的直徑。

10.一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)方法，包括如權(quán)利要求9所述的一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于機(jī)械作業(yè)臂技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種含預(yù)警功能的機(jī)械作業(yè)臂安全防護(hù)裝置及方法，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械臂在運(yùn)行時(shí)對(duì)意外產(chǎn)生的碰撞預(yù)判不夠及時(shí)容易導(dǎo)致機(jī)械臂損傷的問(wèn)題，現(xiàn)提出以下方案，包括設(shè)置于吊裝起始位置和目標(biāo)位置上方的橫梁架，所述橫梁架的下表面中部固定有固定座，且固定座的下表面設(shè)置有機(jī)械臂機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械臂機(jī)構(gòu)包括三個(gè)機(jī)械大臂，且相鄰的兩個(gè)機(jī)械大臂之間的圓心角間距為120度，機(jī)械大臂的底端均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有小臂。本發(fā)明可以在裝箱的過(guò)程中，一旦裝箱失敗產(chǎn)生碰撞或者中途掉落其中一個(gè)，必然會(huì)導(dǎo)致彈簧片的接觸位置發(fā)生改變，此時(shí)就會(huì)觸動(dòng)超重報(bào)警機(jī)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：曾東平,張華肖,廖朝明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：柳州市卓德機(jī)械科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19