一种SCARA改进型的车钩摘除机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种SCARA改进型的车钩摘除机器人，包括三轴直角坐标移动机构、小臂、手腕、夹爪、车钩位置检测装置、车钩形状机器视觉识别装置，所述三轴直角坐标移动机构平行设置在车轨一旁；所述小臂通过竖向轴铰接三轴直角坐标移动机构靠近车轨的末端且在第四电机的驱动下绕竖向轴旋转；所述手腕后端通过横向轴铰接小臂的另一端且在第五电机的驱动下绕横向轴旋转；所述夹爪装在手腕前端且在第六电机驱动下绕手腕前后方向的轴转动的方式实现开合。本发明专利技术具有多个部件分别在多个方向上依次配合，动作灵活，适应不同的实际情况，能够可靠地实现车钩摘除操作，结构简单成本低，降低了劳动强度、提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及列车车钩自动摘除机器人，用于摘除轨道列车相邻车厢之间的车钩，具体涉及一种SCARA改进型的车钩摘除机器人。
技术介绍
车钩是用来实现轨道列车相邻车厢之间的连挂，传递牵引力及冲击力，并使车辆之间保持一定距离的连接部件。现有的车钩，一碰撞即能自动扣合，但需分离时因为相邻车厢之间的间隙、车钩扣合位置、列车行进速度和摩擦阻力等在不同的实际情况下存在较大的差异，所以目前的摘钩作业仍需要人工提起车钩完成摘钩操作，工作效率低。为表述简便，下文称平行于车轨的方向为纵向，称水平面上垂直于车轨的方向为横向，称垂直于地面的方向为竖向。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术旨在给出能够可靠地实现车钩摘除操作的列车车钩自动摘除机器人。本专利技术采用如下技术方案实现：一种SCARA改进型的车钩摘除机器人，其特征在于，包括三轴直角坐标移动机构、小臂、手腕、夹爪、车钩位置检测装置、车钩形状机器视觉识别装置，所述三轴直角坐标移动机构平行设置在车轨一旁；所述小臂通过竖向轴铰接三轴直角坐标移动机构靠近车轨的末端且在第四电机的驱动下绕竖向轴旋转；所述手腕后端通过横向轴铰接小臂的另一端且在第五电机的驱动下绕横向轴旋转；所述夹爪装在手腕前端且在第六电机驱动下绕手腕前后方向的轴转动的方式实现开合；所述车钩位置检测装置设置在所述三轴直角坐标移动机构上，用于根据所测得的车钩位置控制所述的三轴直角坐标移动机构及第五电机，使得手腕能够伸到车钩旁边；所述车钩形状机器视觉识别装置设置在手腕前端，用于根据所测得的车钩形状控制所述的第六电机，使得夹爪能够夹紧车钩，接着控制三轴直角坐标移动机构向上滑动和/或控制第五电机驱动手腕向上转动以提起车钩。进一步地，所述的三轴直角坐标移动机构包括附轨、滑台、滑柱、大臂，所述附轨沿纵向平行地设置在车轨一旁；所述滑台设置在所述附轨上且在第一电机驱动下沿所述附轨纵向滑动；所述滑柱竖直设置在所述滑台上且在第二电机驱动下沿所述滑台横向滑动；所述的大臂水平设置在所述滑柱上且在第三电机驱动下沿所述滑柱竖向滑动。进一步地，还包括无线接收器，用于接收车钩的位置和移动速度信息，据以控制所述的第一电机，使滑台沿附轨跟随车钩同步移动。所述无线接收器可以进行初步同步控制，从而降低对车钩位置检测装置的检测范围的要求，实现对移动中的车钩进摘除。进一步地，所述车钩位置检测装置采用红外传感阵列。进一步地，所述红外传感阵列采用3×8红外传感阵列。进一步地，所述车钩形状机器视觉识别装置采用高速低照度摄像头。进一步地，所述的高速低照度摄像头采用两个摄像头组成双目视觉阵列。进一步地，还包括测距仪，所述测距仪与所述车钩位置检测装置电路连接，用于通过车钩位置检测装置检测的相邻车厢距离变化判断车钩摘除是否成功。进一步地，还包括报警装置，所述报警装置与三轴直角坐标移动机构及第五电机电路连接，用于在检测到三轴直角坐标移动机构及第五电机的驱动电流大于额定值时发出报警信号。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术滑台沿附轨纵向滑动，实现列车车钩自动摘除机器人与列车的纵向同步，让大臂、小臂、手腕和夹爪可以对准运动中的相邻车厢之间的间隙；滑柱沿滑台横向滑动，让大臂、小臂、手腕和夹爪可以伸入相邻车厢之间的间隙；大臂沿滑柱竖向滑动，让大臂、小臂、手腕和夹爪适应车钩所处的高度，从而让夹爪能够顺利地夹持车钩，且实现向上提起车钩的动作以完成摘钩；小臂通过竖向轴铰接大臂的靠近车轨端实现水平回转，让小臂、手腕和夹爪能够方便地从相邻车厢之间的间隙退出；手腕后端通过横向轴铰接小臂的另一端，让手腕可以向上转动以提起车钩；夹爪以可绕手腕前后方向的轴转动的方式装在手腕前端，让夹爪在提起车钩的过程中进行转动，克服摩擦阻力。根据车钩位置检测结果控制电机驱动滑台、滑柱、大臂、小臂和手腕，使得手腕能够伸到车钩旁边；根据车钩形状检测结果控制电机驱动夹爪，使得夹爪能够夹紧车钩并转动。本专利技术具有多个部件分别在多个方向上依次配合，动作灵活，适应不同的实际情况，能够可靠地实现车钩摘除操作，结构简单成本低，降低了劳动强度、提高了工作效率。附图说明图1是本专利技术实施例的立体结构示意图。图中所示为：1-滑台；2-滑柱；3-大臂；4-小臂；5-手腕；6-夹爪；7-车钩；8-车钩位置检测装置；9-车钩形状机器视觉识别装置；10-附轨；11-第一电机；12-第二电机；13-第三电机；14--第四电机；15-第五电机；16-第六电机。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。如图1所示，一种SCARA改进型的车钩摘除机器人，包括三轴直角坐标移动机构、小臂4、手腕5、夹爪6、车钩位置检测装置8、车钩形状机器视觉识别装置9，图1中的三维直角坐标轴中，X轴为纵向，即平行于车轨；Z轴为竖向，即垂直于地面；Y轴为横向，垂直于X轴和Z轴。所述三轴直角坐标移动机构平行设置在车轨一旁，具体包括附轨10、滑台1、滑柱2、大臂3，所述附轨10沿纵向平行地设置在车轨一旁；所述滑台1设置在所述附轨10上且在第一电机11驱动下沿所述附轨10纵向滑动；所述滑柱2竖直设置在所述滑台1上且在第二电机12驱动下沿所述滑台1横向滑动；所述的大臂3水平设置在所述滑柱2上且在第三电机13驱动下沿所述滑柱2竖向滑动。所述小臂4通过竖向轴铰接三轴直角坐标移动机构靠近车轨的末端且在第四电机14的驱动下绕竖向轴旋转，则小臂4能够在第四电机14驱动下进行水平回转。所述手腕5后端通过横向轴铰接小臂4的另一端且在第五电机15的驱动下绕横向轴旋转；所述夹爪6装在手腕5前端且在第六电机驱动下绕手腕5前后方向的轴转动的方式实现开合；所述车钩位置检测装置8设置在所述三轴直角坐标移动机构的大臂3上，用于根据所测得的车钩7位置控制所述的三轴直角坐标移动机构的第一电机11、第二电机12、第三电机13、第四电机14及第五电机15，使得手腕5能够伸到车钩7旁边；所述车钩形状机器视觉识别装置9设置在手腕5前端，用于根据所测得的车钩形状控制所述的第六电机16，使得夹爪6能够夹紧车钩7，接着控制三轴直角坐标移动机构的第三电机13驱动大臂3沿滑柱2 向上滑动和/或控制第五电机15驱动手腕5向上转动以提起车钩7。具体而言，所述车钩位置检测装置8采用3×8红外传感阵列。具体而言，所述车钩形状机器视觉识别装置9采用两台摄像头组成的双目视觉阵列。作为本专利技术另一可行的实施例，所述SCARA改进型的车钩摘除机器人还包括无线接收器，用于接收车钩7的位置和移动速度信息，据以控制所述的第一电机11，使滑台1沿附轨10跟随车钩7同步移动。作为本专利技术另一可行的实施例，所述SCARA改进型的车钩摘除机器人还包括测距仪，所述测距仪与所述车钩位置检测装置8电路连接，用于通过车钩位置检测装置8检测的相邻车厢距离变化判断车钩7摘除是否成功。作为本专利技术另一可行的实施例，所述SCARA改进型的车钩摘除机器人还包括报警装置，所述报警装置与三轴直角坐标移动机构及第五电机15电路连接，用于在检测到三轴直角坐标移动机构及第五电机15的驱动电流大于额定值时发出报警信号。作业时，工作站利用现有设备检测车钩7的位置和移动速度，发给车钩摘除机器人的无线接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SCARA改进型的车钩摘除机器人，其特征在于，包括三轴直角坐标移动机构、小臂(4)、手腕(5)、夹爪(6)、车钩位置检测装置(8)、车钩形状机器视觉识别装置(9)，所述三轴直角坐标移动机构平行设置在车轨一旁；所述小臂(4)通过竖向轴铰接三轴直角坐标移动机构靠近车轨的末端且在第四电机(14)的驱动下绕竖向轴旋转；所述手腕(5)后端通过横向轴铰接小臂(4)的另一端且在第五电机(15)的驱动下绕横向轴旋转；所述夹爪(6)装在手腕(5)前端且在第六电机驱动下绕手腕(5)前后方向的轴转动的方式实现开合；所述车钩位置检测装置(8)设置在所述三轴直角坐标移动机构上，用于根据所测得的车钩(7)位置控制所述的三轴直角坐标移动机构及第五电机(15)，使得手腕(5)能够伸到车钩(7)旁边；所述车钩形状机器视觉识别装置(9)设置在手腕(5)前端，用于根据所测得的车钩形状控制所述的第六电机(16)，使得夹爪(6)能够夹紧车钩(7)，接着控制三轴直角坐标移动机构向上滑动和/或控制第五电机(15)驱动手腕(5)向上转动以提起车钩(7)。

【技术特征摘要】
1.一种SCARA改进型的车钩摘除机器人，其特征在于，包括三轴直角坐标移动机构、小臂(4)、手腕(5)、夹爪(6)、车钩位置检测装置(8)、车钩形状机器视觉识别装置(9)，所述三轴直角坐标移动机构平行设置在车轨一旁；所述小臂(4)通过竖向轴铰接三轴直角坐标移动机构靠近车轨的末端且在第四电机(14)的驱动下绕竖向轴旋转；所述手腕(5)后端通过横向轴铰接小臂(4)的另一端且在第五电机(15)的驱动下绕横向轴旋转；所述夹爪(6)装在手腕(5)前端且在第六电机驱动下绕手腕(5)前后方向的轴转动的方式实现开合；所述车钩位置检测装置(8)设置在所述三轴直角坐标移动机构上，用于根据所测得的车钩(7)位置控制所述的三轴直角坐标移动机构及第五电机(15)，使得手腕(5)能够伸到车钩(7)旁边；所述车钩形状机器视觉识别装置(9)设置在手腕(5)前端，用于根据所测得的车钩形状控制所述的第六电机(16)，使得夹爪(6)能够夹紧车钩(7)，接着控制三轴直角坐标移动机构向上滑动和/或控制第五电机(15)驱动手腕(5)向上转动以提起车钩(7)。2.根据权利要求1所述的SCARA改进型的车钩摘除机器人，其特征在于：所述的三轴直角坐标移动机构包括附轨(10)、滑台(1)、滑柱(2)、大臂(3)，所述附轨(10)沿纵向平行地设置在车轨一旁；所述滑台(1)设置在所述附轨(10)上且在第一电机(11)驱动下沿所述附轨(10)纵向滑动；所述滑柱(2)竖直设置在所述滑台(1)上且在第二电机(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东，丁度坤，
申请(专利权)人：华南理工大学，东莞职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44