[發明專利]薄壁易碎件內撐式抓取機械手作業沖擊與轉運過程實驗系統

有效

• 申請號: 202110100927.2
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112720539B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王良文;鞏曉赟;王若瀾;劉艷紅;李應生;陳志宏;霍本巖;王才東;孟凡念;王壯;李帥琦;栗培棟
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J15/08;B25J19/02;B25J19/00
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 馬鵬鷂

本發明涉及一種薄壁易碎件內撐式抓取機械手作業沖擊與轉運過程實驗系統，該系統包括實驗臺、機械手和實驗工件，所述的實驗臺設置在支架上，在實驗臺上設有控制柜、工件定位角鐵、裝配模座及高速攝像系統，在實驗臺的邊沿固定有立架，在立架上固定有水平的橫向直線運動模組，該橫向直線運動模組的橫向運動塊上固定有豎直的縱向直線運動模組，該縱向直線運動模組的縱向運動塊上固定有安裝架，該安裝架上固定有豎直設置的機械手；本發明系統中機械手上的內撐機構的內撐速度可調可控，研究不同速度沖擊下的接觸力的傳遞，運動模組通過機械手將工件向上提升運動的速度、加速度可調可控，研究運動加速度變化下，工件與橡膠減震層表面摩擦力的變化情況。

技術領域

本發明涉及機器人的技術領域，特別涉及一種薄壁易碎件內撐式抓取機械手作業沖擊與轉運過程實驗系統。

背景技術

對于工業生產機器人來說，取料和放料是最基本的功能，然而對于不同類型的產品所需要的夾頭也不一樣，其中對于圓柱類工件，一般采用外夾式夾頭，即從工件的外部來夾持工件，而這些夾頭多是利用三個夾爪組成類圓柱孔來夾緊并移動圓柱體類工件的；對于管狀類工件，一般采用內撐式結構的機械手，即從工件的內部進行夾緊，利用多個內撐體組成類圓柱狀的結構并伸入管狀類工件的內部，實現對管狀類工件的抓取和移動，例如現有技術（申請號：CN202010355810.4，主題名稱：易碎薄壁圓柱形內壁工件的內撐式作業自適應柔順機械手），采用多個相同的且沿徑向同時移動的圓弧條狀的內撐體伸入管狀類工件的內部，且內撐體的曲率半徑與抓取的工件的內徑匹配，通過內撐的形式抓取工件，但是，對于易碎的管狀類工件來說，其本身屬于易碎件，對作用的力比較敏感，并且機械手抓取工件的過程是一個復雜的受力過程，需要通過對不同直徑尺寸的工件進行反復實驗研究和測試，確定在滿足工件內力允許條件下的最大可行的抓取沖擊速度以及保證工件快速可靠轉運的系統運動規律，才能得出完整、合理的操作方案。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種薄壁易碎件內撐式抓取機械手作業沖擊與轉運過程實驗系統。

具體內容如下：薄壁易碎件內撐式抓取機械手作業沖擊與轉運過程實驗系統，該系統包括實驗臺、機械手和實驗工件，其特征是：

所述的實驗臺設置在支架上，在實驗臺上設有控制柜、工件定位角鐵、裝配模座及高速攝像系統，在實驗臺的邊沿固定有立架，在立架上固定有水平的橫向直線運動模組，所述的橫向直線運動模組包括伺服電機甲，伺服電機甲通過減速器與絲桿連接，絲桿上通過螺紋連接有橫向運動塊，該橫向運動塊上固定有豎直的縱向直線運動模組，橫向直線運動模組包括伺服電機乙，伺服電機乙通過減速器與絲桿連接，絲桿上通過螺紋連接有縱向運動塊，該縱向運動塊上固定有安裝架，該安裝架上固定有豎直設置的機械手；

所述的機械手包括外部的圓柱形套筒、安裝在套筒內的抓取裝置以及安裝在套筒上端的自適應連接裝置，所述的套筒豎直固定在上述的安裝架上；

所述的抓取裝置包括盤形主體、設置在盤形主體的下表面并沿圓周均布的至少三個相同的內撐機構；

所述的內撐機構包括有，固定在盤形主體的下表面垂直向外伸出的支撐腿，該支撐腿外側面到盤形主體中心的最大距離小于盤形主體的半徑；沿盤形主體的徑向貫穿該支撐腿下端滑動孔的滑動塊，兩端分別通過鉸接軸連接滑動塊里端和直線運動驅動器的活動部件之間的連桿，該連桿的下端與滑動塊的里端鉸接；固定在滑動塊外端的圓弧條狀的內撐體，該內撐體上表面的中間位置固定在對應滑動塊外端的下表面上，在內撐體的外側設有圓弧條形的彈性調節板，該彈性調節板與內撐體之間連接有中心螺柱，該中心螺柱的外端垂直固定在彈性調節板內圓弧面的中心，中心螺柱的內端貫穿內撐體中心位置上的通孔并通過兩個夾緊螺母將兩者固定，兩個夾緊螺母均通過螺紋連接在中心螺柱上且分別夾緊在內撐體的內外圓弧面上，在彈性調節板與內撐體之間還連接有若干個用于改變彈性調節板曲率半徑的伸縮調節機構，若干個伸縮調節機構對稱分布在中心螺柱的兩側，在彈性調節板的外圓弧面上設有厚度均勻的橡膠減震層，且每個彈性調節板上的橡膠減震層的外圓弧面均在同一圓柱面上。