一种自动开封盖机器人制造技术

本发明专利技术公开了的自动开封盖机器人采用了模块化设计结构，其包括升降机构、旋转机构、桶中心定位机构、平动机构、存盖机构、取盖机构、支架和拧紧轴机构。其通过合理的结构设置及其上各机构之间的配合工作，实现了对多个目标桶桶盖的自动开封盖和存取的功能，能够弥补现有设备在灵活性、安全性、精确性和稳定性上带来的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种自动开封盖机器人
本专利技术涉及属于机械自动化
，具体地说是一种自动开封盖机器人。
技术介绍
如今，工业自动化技术已经越来越普及，自动化装置能够显著的提高生产效率，各 行各业对自动化的要求也越来越迫切。因此，核废料桶的开封盖自动化要求也是现在核电 站对核废料进行处理的基本要求。现阶段核废料的开封盖处理上存在着很大的安全和效率 问题，而且由于核废料具有强的放射性对人会带来伤害，因此，废料桶设计自动化的开封盖 装置设计就变得越来越重要。 然而，就目前已有的设备而言，核废料桶的开封盖装置依然存在以下缺点：现目前 的对于核废料桶的开封盖操作虽能够实现自动化，但其灵活性和安全性、稳定性和控制精 度方面存在较大问题，同时在对螺栓的松紧上也存在不少的问题，严重影响了对核废料封 装处理上的效率，同时带来潜在的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于解决上述技术问题的自动开封盖机器人。 -种自动开封盖机器人，其用于实现对目标桶进行自动开封盖操作，其特征在于： 该自动开封盖机器人包括升降机构、旋转机构、桶中心定位机构、平动机构、存盖机构、取盖 机构、支架、拧紧轴机构；其中，升降机构用于对旋转机构进行整体升降和自锁，旋转机构用 于进行旋转运动，桶中心定位机构用于对目标桶的桶心进行定位，平动机构用于带动升降 机构、旋转机构、桶中心定位机构、取盖机构以及拧紧轴机构在XY方向上完成平移运动，定 义X方向为平动机构中平动丝杠的轴向方向，Y方向为平动机构中平动丝杠的径向方向，存 盖机构用于桶盖的存放和夹取，取盖机构用于完成取盖功能，支架用于对平动机构进行固 定和安装，拧紧轴机构用于对目标桶桶盖上的螺栓进行拧入或者拧出的操作。 进一步地，所述升降机构装配在平动机构上，其包括交流伺服电机、固定平板、升 降平板、电磁铁、滚珠丝杠螺母、滑块、导轨和滚珠丝杠；交流伺服电机通过螺栓固定于固定 平板上，并与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠螺母与滑块固定于升降平板上，由交流伺服电机驱动 滚珠丝杠进而带动升降平板在导轨上进行升降运动，升降机构在导轨的两端分别安装定位 传感器和限位传感器，以实现该升降机构的初始定位以及限位保护功能。 进一步地，所述旋转机构包括旋转电机组件、多个加强筋板以及旋转平板；多个加 强筋板的一端与旋转电机组件相连接，另一端通过螺栓与旋转平板相固定，使得该旋转机 构在工作时，通过旋转电机组件驱动旋转平板进行旋转运动。 进一步地，所述桶中心定位机构固定于旋转机构上的旋转平板上，其包括抱桶气 爪驱动气缸、抱桶气爪、深沟球轴承、螺栓孔定位传感器以及中心定位传感器；抱桶气爪驱 动气缸固定于旋转平板的中部，抱桶气爪固定于旋转平板上，并通过气爪连接法兰与抱桶 气爪驱动气缸相连接，深沟球轴承由螺栓固定于抱桶气爪上，螺栓孔定位传感器与中心定 位传感器固定于抱桶气爪（32)。 其中，所述抱桶气爪包括若干拉杆、若干抓杆和若干贴板；若干抓杆的一端转动连 接在旋转平板面向桶中心定位机构的一侧面上，若干抓杆的另一端与若干贴板固定，若干 拉杆的两端分别与抱桶气爪驱动气缸、若干抓杆转动连接；深沟球轴承、螺栓孔定位传感器 与中心定位传感器固定于抱桶气爪的贴板上，其中深沟球轴承设置在每个贴板的两端。 进一步地，所述平动机构包括平动丝杠、丝杠支撑座、直线导轨、丝杠盒，Y方向浮 动滑块和交流驱动电机；直线导轨设置在丝杠支撑座的两侧，交流驱动电机通过螺栓固定 于丝杠支撑座上，并通过联轴器与平动丝杠连接，丝杠盒通过其底部固定有的导向滑块设 于直线导轨上，由交流驱动电机驱动平动丝杠进而带动丝杠盒在直线导轨上进行平动，Y方 向浮动滑块固定于丝杠盒的顶部，并用其与升降机构连接。 进一步地，所述存盖机构设于支架上，其包括桶盖存放板和桶盖存放架支架；桶盖 存放板呈圆板状，并通过螺栓固定于桶盖存放架支架远离支架的一侧面上。 进一步地，所述取盖机构包括取盖气爪和气缸机械限位组件，气缸机械限位组件 安装于取盖气爪上，起限定取盖气爪伸长量的作用。 进一步地，所述支架设置为机械框架结构，其包括固定片、钢材架及安装板；固定 片通过螺栓固定于钢材架的角落处，安装板通过螺栓固定于钢材架的顶部，用于安装平动 机构。 进一步地，所述拧紧轴机构包括依次连接的内六角套筒、限位套筒、调整套、减速 机输出调整套、固定座、扭矩传感器、轴联器、减速器和伺服电机；所述拧紧轴机构通过固定 座固定于旋转机构)，调整套为万向节调整套，并通过限位套筒限制调整套的旋转角度，以 便内六角套筒适应不同角度的螺栓定位，限位套筒内安装有弹簧，并通过弹簧的上下压缩 来实现该拧紧轴机构旋拧螺栓时所需要的预压力，便于内六角套筒进入到螺栓，并由伺服 电机驱动完成该抒紧轴机构对螺栓的抒紧与抒出功能。 由于上述技术方案的应用，本专利技术具有以下有益效果： 本专利技术的自动开封盖机器人，通过合理的结构设置及其上各机构之间的配合工作，实 现了对多个目标桶桶盖的自动开封盖和存取的功能，能够弥补现有设备在灵活性、安全性、 精确性和稳定性上带来的问题，而且在对螺栓的松紧上本专利技术通过在拧紧轴装置上加入了 弹性设计使得在开封盖时对螺栓的损伤减到最小，以避免螺栓损坏带来的后果。 【附图说明】 图1为本专利技术的自动开封盖机器人的结构示意图； 图2为本专利技术中升降机构的结构示意图； 图3为本专利技术中旋转机构的结构示意图； 图4为本专利技术中桶中心定位机构的结构示意图； 图5为本专利技术中平动机构的结构示意图； 图6为本专利技术中旋转机构、桶中心定位机构、存盖机构、取盖机构及拧紧轴机构的组合 装配图； 图7为本专利技术中支架的结构示意图，其中支架内设置有存盖机构； 图8为本专利技术中拧紧轴机构的结构示意图。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不 用于限定本专利技术。 请参阅图1，本专利技术实施例提供的自动开封盖机器人10,其用于实现对目标桶进 行自动开封盖操作，可以理解，本实施例中的目标桶为核废料桶。本实施例中的自动开封盖 机器人10采用了模块化设计结构，具体地其包括升降机构1、旋转机构2、桶中心定位机构 3、平动机构4、存盖机构5、取盖机构6、支架7和拧紧轴机构8。 请参阅图2,本实施例中的升降机构1是用于对旋转机构2进行整体的升降和自锁 作用的，可以理解，该升降机构1同时也会对固定于旋转机构2上的桶中心定位机构3、取盖 机构6及拧紧轴机构8进行升降作用。所述升降机构1装配在平动机构4上，其包括交流 伺服电机11、固定平板12、升降平板13、电磁铁14、滚珠丝杠螺母15、滑块16、导轨17和滚 珠丝杠18。 可以理解，本实施例中升降机构1的用于驱动升降平板13进行升降运动的交流伺 服电机11有两个，其通过螺栓对称地固定于固定平板12的两侧，并与滚珠丝杠18相连接。 滚珠丝杠18上套装有滚珠丝杠螺母15,且滚珠丝杠螺母15是固定在升降平板13上的，这 样交流伺服电机11工作时，驱动滚珠丝杠18进行旋转进而带动滚珠丝杠螺母15在滚珠丝 杠18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动开封盖机器人，其用于实现对目标桶进行自动开封盖操作，其特征在于：该自动开封盖机器人包括升降机构（1）、旋转机构（2）、桶中心定位机构（3）、平动机构（4）、存盖机构（5）、取盖机构（6）、支架（7）、拧紧轴机构（8）；其中，升降机构（1）用于对旋转机构（2）进行整体升降和自锁，旋转机构（2）用于进行旋转运动，桶中心定位机构（3）用于对目标桶的桶心进行定位，平动机构（4）用于带动升降机构（1）、旋转机构（2）、桶中心定位机构（3）、取盖机构（6）以及拧紧轴机构（8）在XY方向上完成平移运动，定义X方向为平动机构（4）中平动丝杠（41）的轴向方向，Y方向为平动机构（4）中平动丝杠（41）的径向方向，存盖机构（5）用于桶盖的存放和夹取，取盖机构（6）用于完成取盖功能，支架（7）用于对平动机构（4）进行固定和安装，拧紧轴机构（8）用于对目标桶桶盖上的螺栓进行拧入或者拧出的操作。

【技术特征摘要】
1. 一种自动开封盖机器人，其用于实现对目标桶进行自动开封盖操作，其特征在于： 该自动开封盖机器人包括升降机构（1)、旋转机构（2)、桶中心定位机构（3)、平动机构（4)、 存盖机构（5)、取盖机构（6)、支架（7)、拧紧轴机构（8);其中，升降机构（1)用于对旋转机构 (2) 进行整体升降和自锁，旋转机构（2)用于进行旋转运动，桶中心定位机构（3)用于对目 标桶的桶心进行定位，平动机构（4)用于带动升降机构（1)、旋转机构（2)、桶中心定位机构 (3) 、取盖机构（6)以及拧紧轴机构（8)在XY方向上完成平移运动，定义X方向为平动机构 (4) 中平动丝杠（41)的轴向方向，Y方向为平动机构（4)中平动丝杠（41)的径向方向，存盖 机构（5)用于桶盖的存放和夹取，取盖机构（6)用于完成取盖功能，支架（7)用于对平动机 构（4)进行固定和安装，拧紧轴机构（8)用于对目标桶桶盖上的螺栓进行拧入或者拧出的 操作。2. 如权利要求1所述的自动开封盖机器人，其特征在于：所述升降机构（1)装配在平动 机构（4)上，其包括交流伺服电机（11)、固定平板（12)、升降平板（13)、电磁铁（14)、滚珠丝 杠螺母（15)、滑块（16)、导轨（17)和滚珠丝杠（18);交流伺服电机（11)通过螺栓固定于固 定平板（12)上，并与滚珠丝杠（18)连接，滚珠丝杠螺母（15)与滑块（16)固定于升降平板 (13)上，由交流伺服电机（11)驱动滚珠丝杠（18)进而带动升降平板（13)在导轨（17)上进 行升降运动，升降机构（1)在导轨（17)的两端分别安装定位传感器和限位传感器，以实现 该升降机构（1)的初始定位以及限位保护功能。3. 如权利要求1所述的自动开封盖机器人，其特征在于：所述旋转机构（2)包括旋转 电机组件（21)、多个加强筋板（22)以及旋转平板（23);多个加强筋板（22)的一端与旋转电 机组件（21)相连接，另一端通过螺栓与旋转平板（23)相固定，使得该旋转机构（2)在工作 时，通过旋转电机组件（21)驱动旋转平板（23)进行旋转运动。4. 如权利要求1或者3所述的自动开封盖机器人，其特征在于：所述桶中心定位机构 (3)固定于旋转机构（2)上的旋转平板（23)上，其包括抱桶气爪驱动气缸（31)、抱桶气爪 (32)、深沟球轴承（33)、螺栓孔定位传感器（34)以及中心定位传感器（35);抱桶气爪驱动 气缸（31)固定于旋转平板（23)的中部，抱桶气爪（32)固定于旋转平板（23)上，并通过气 爪连接法兰（36)与抱桶气爪驱动气缸（31)相连接，深沟球轴承（33)由螺栓固定于抱桶气 爪（32)上，螺栓孔定位传感器（34)与中心定位传感器（35)固定于抱桶气爪（32)。5. 如权利要求4所述的自动开封盖机器人，其特征在于：所述抱桶气爪（32)包括若干 拉杆（321)、若干抓杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛树志，刘思邦，王强，张峰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51