[發明專利]一種堆垛機器人夾持式末端執行器及夾持方法

在審

• 申請號: 202010460096.5
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111604930A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 劉送永;顧聰聰;劉后廣;江紅祥;李允旺;陳毅;謝奇志
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/08;B25J9/00;B25J9/12;B25J9/14;B25J9/16;B25J19/02;B65G47/90;B65G61/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李想

1.一種堆垛機器人夾持式末端執行器，其特征在于：包括承重板，梯形螺桿，夾持機構，雙輸出軸電動機；所述的承重板上設有夾持機構，夾持機構包括兩個相對移動的夾持部，雙輸出軸電動機的兩個驅動軸經聯軸器通過梯形螺桿與夾持機構的夾持部相連，雙輸出軸電動機驅動夾持機構的夾持部向承重板中心處收攏或遠離；夾持機構的夾持部在收攏狀態下處于夾持狀態，夾持機構的夾持部在分離狀態下向處于釋放狀態。

2.根據權利要求1所述的堆垛機器人夾持式末端執行器，其特征在于：所述的雙輸出軸電動機布置在承重板的中心處；位于梯形螺桿同向延伸的承重板上端面分別設有供夾持機構中夾持部滑動的水平導軌，夾持機構中的兩個夾持部沿水平導軌延伸方向滑動。

3.根據權利要求1或2所述的堆垛機器人夾持式末端執行器，其特征在于：所述的夾持部包括用于安裝螺桿套筒的支撐架，梯形螺桿貫穿螺桿套筒彼此通過螺紋相互配合；支撐架布置于橫板上，橫板橫跨承重板，橫板的長度大于承重板的寬度，沿橫板的長度方向兩端通過支撐板向下設有底座，底座內設有夾緊桿，夾緊桿延伸出底座的兩側端面，底座的一側設有液壓缸支撐板，液壓缸支撐板上設有雙作用液壓缸，雙作用液壓缸驅動端一側經滾輪與夾緊桿的一端相連，夾緊桿的另一端設有橡膠墊，雙作用液壓缸的驅動端驅動夾緊桿伸縮。

4.根據權利要求3所述的堆垛機器人夾持式末端執行器，其特征在于：所述的底座內具有供夾緊桿滑動的夾緊腔，還設有放置斜頭推桿的推桿腔，推桿腔垂直于夾緊腔且相互貫通；所述的斜頭推桿的一端與回位彈簧相連，斜頭推桿的另一端為斜頭面，夾緊桿的桿體上設有與斜頭推桿相互配合的傾斜面；通過回位彈簧將斜頭推桿的斜頭面與夾緊桿相互抵觸。

5.根據權利要求3所述的堆垛機器人夾持式末端執行器，其特征在于：所述的雙作用液壓缸與底座之間設有轉向塊，轉向塊通過圓柱導軌與承重板相連，轉向塊沿圓柱導軌延伸方向滑動，雙作用液壓缸的驅動端設有滾輪，轉向塊與滾輪相接觸，轉向塊與滾輪的接觸面為弧形面。

6.根據權利要求3所述的堆垛機器人夾持式末端執行器，其特征在于：所述的底座面向橡膠墊的一端面設有距離傳感器，橡膠墊面向底座的一端面設有壓力傳感器。

7.利用權利要求1至6任意一項所述的堆垛機器人夾持式末端執行器的夾持方法，其特征在于：步驟如下：

步驟一、板材經傳送帶傳送到夾持式末端執行器正下方，夾持機構上的距離傳感器測量板材與夾緊桿之間的距離；并將測得的信號傳遞給外部的PLC控制器；

步驟二、PLC控制器收到反饋信號后，驅動雙輸出軸電動機調節夾持機構中夾持部之間距離;

步驟二、PLC控制器繼續驅動雙作用液壓缸推動活塞桿向外輸出壓力，推動著夾緊桿夾緊板材；

步驟三、夾緊桿繼續向內運動后，夾緊桿上的橡膠墊和壓力傳感器便開始與板材進行接觸，雙作用液壓缸因保壓作用使得輸出的力保持不變，完成夾持工作；

步驟四、當堆垛機器人將板材搬運到合適的位置時，PLC控制器發出指令，雙作用液壓缸活塞桿退回，夾緊桿與轉向塊在回位彈簧作用下恢復至初始位置，將夾持的位置調整到預先設定的最初夾持點，進行下一次的堆垛工作。

8.根據權利要求7所述的堆垛機器人夾持式末端執行器的夾持方法，其特征在于：所述的步驟二中距離傳感器測量板材和夾緊桿之間的距離為3cm后，將信號傳遞至PLC控制器，PLC控制器控制雙輸出軸電動機停止轉動，此時梯形螺桿自鎖，以保證定位后的夾持位置。

9.根據權利要求7所述的堆垛機器人夾持式末端執行器的夾持方法，其特征在于：所述的步驟三中夾緊桿繼續向內運動后，壓力傳感器與板材進行接觸，當夾持力達到500N時，壓力傳感器開始工作，將測量的實時夾持力返回至PLC控制器并與預定值進行實時對比；當達到預定值時，PLC控制器控制雙作用液壓缸輸出的力保持不變，完成夾持工作，若壓力傳感器測量的力大于1250N時，發出信號給PLC控制器報警。