一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人，包括静平台、动平台、三组机械手臂、末端执行器，机械手臂包括主动臂和从动臂，静平台上安装有电机，电机通过轴承与主动臂上端部连接，主动臂下端部通过球面副Ⅰ与从动臂上端部连接，从动臂下端部通过球面副Ⅱ与动平台连接，动平台下端设有末端执行器，末端执行器的下方安装有温度传感器，末端执行器采用气动系统进行拾取。本发明专利技术的有益效果是：结构简单、成本低、应用范围广、抓取效率高、并可进行温度识别有选择的分拣产品的少自由度并联机器人。

A low degree of freedom parallel grasping robot with temperature recognition function

The present invention relates to a temperature identification function of low DOF parallel manipulator, including static platform and moving platform, three sets of mechanical arm, the end effector, the mechanical arm comprises a driving arm and the driven arm, the static platform is installed on the motor, the motor connected by a bearing and the upper end of the driving arm, a driving arm is connected with the lower end part the spherical pair I and the upper end of the driven arm, the lower end of the driven arm is connected with the moving platform of spherical pair II, the moving platform is arranged on the lower end of the end effector, the end effector is installed below the temperature sensor, the end effector of a pneumatic system to pick up. The invention has the advantages that the structure is simple, the cost is low, the application range is wide, the grasping efficiency is high, and the temperature is capable of identifying the less ordered parallel robot with selective sorting products.

【技术实现步骤摘要】
一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人
本专利技术涉及一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人。
技术介绍
空间少自由度并联机器人由于具有结构相对简单，刚度大，造价低等特点，在工业生产及其它领域有着广阔的应用前景。在许多场合应用的机器人只需有部分自由度，如二、三、四或五自由度就可以满足使用要求，这类自由度少于六的机器人被成为“少自由度机器人”。近年来，少自由度并联机构成为机器人技术新的研究热点。由于这种机器人与六自由度并联机器人相比具有结构简单，造价低等特点，因此在工业生产及其它领域有着广阔的应用前景。目前现有的少自由度并联机器人应用于流水线上分拣、拾取和装箱等操作的机器人主要有三种：Delta机器人、Par4机器人和Diamond机器人。本专利基于Delta的机器人结构进行设计优化。申请号CN201510030463.7的一种四自由度并联分拣机器人，该专利技术公开一种四自由度并联分拣机器人，属于工业机器人
该机器人包括机架、末端执行器、第一支链、第二支链和同步带支链，第一分支链包括第一主动臂、第一从动臂，所述第二分支链包括第二主动臂，第三主动臂、第三从动臂以及第三次级从动臂顺序连接；第一支链和第二支链分别由主动臂与驱动装置连接，同步带支链由第一带轮与第四驱动装置连接；第一支链、第二支链和同步带支链均与末端执行器连接。本专利技术采用四自由度并联机构效率低，结构复杂，并且没有选取分拣功能。申请号CN201220018124.9的三自由度的分拣机器人，该专利公开了一种三自由度的分拣机器人，其包括有支架、手爪、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、定位装置、用于检测所述手爪运动位置的三个位置测定装置、控制柜、气动柜、撷取装置，所述撷取装置固定于所述支架的上方，所述撷取装置与工控机相连，工控机通过交换机与所述控制柜连接。通过撷取装置撷取物品所在的位置之后，再通过所述控制柜控制所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构及所述Z轴运动机构分别运动，带动所述手爪移动至所述撷取装置撷取的目标物所在位置，并通过三个所述位置测定装置分别检测所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构及所述Z轴运动机构运动的距离，所述控制柜判断所述手爪是否移动至目标物所在位置。该专利技术结构复杂，应用的范围不广泛，没有选取分拣功能而且采用的手爪工作效率低，抓取速度慢。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：基于上述问题，本专利技术提供一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人。本专利技术解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人，包括静平台、动平台、三组机械手臂、末端执行器，机械手臂包括主动臂和从动臂，静平台上安装有电机，电机通过轴承与主动臂上端部连接，主动臂下端部通过球面副Ⅰ与从动臂上端部连接，从动臂下端部通过球面副Ⅱ与动平台连接，动平台下端设有末端执行器，末端执行器的下方安装有温度传感器，末端执行器采用气动系统进行拾取。进一步地，从动臂采用平行四边形结构，从动臂包括两个短臂和两个长臂，两个短臂分别与主动臂、动平台连接，球面副Ⅰ安装于上面的短臂与两个长臂的连接处，球面副Ⅱ安装于下面的短臂与两个长臂的连接处。进一步地，静平台半径为200～500mm，动平台半径为50～100mm，主动臂长度等于静平台半径，从动臂长度等于2～3倍的主动臂长度，三组机械手臂呈120度对称分布。进一步地，温度传感器采用NTC热敏电阻，测量范围为-200～0℃及+300～+500℃。进一步地，气动系统包括空气过滤减压阀、真空发生电磁阀、真空破坏电磁阀、与真空发生电磁阀连接的真空发生器、与真空破坏电磁阀连接的吸盘，真空发生电磁阀、真空破坏电磁阀均与空气过滤减压阀的输出端连通，空气过滤减压阀的输入端连通有压缩空气。进一步地，静平台上设有光电限位传感器，光电限位传感器将主动臂摆角限制在-60°～80°。本专利技术的有益效果是：结构简单、成本低、应用范围广、抓取效率高、并可进行温度识别有选择的分拣产品的少自由度并联机器人。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图；图2是气动系统的原理图；其中：1.电机，2.静平台，3.从动臂，4-1.球面副Ⅰ，4-2.球面副Ⅱ，5.从动臂，6.动平台，7.末端执行器，8.温度传感器，9.空气过滤减压阀，10.真空发生电磁阀，11.真空破坏电磁阀，12.真空发生器，13.吸盘。具体实施方式现在结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定。如图1所示的一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人，包括静平台2、动平台6、三组机械手臂、末端执行器7，机械手臂包括主动臂3和从动臂5，的静平台2上安装有电机1，电机1通过轴承与主动臂3上端部连接，主动臂3下端部通过球面副Ⅰ4-1与从动臂5上端部连接，从动臂5下端部通过球面副Ⅱ4-2与动平台6连接，动平台6下端设有末端执行器7，末端执行器7的下方安装有温度传感器8，末端执行器7采用气动系统进行拾取。从动臂5采用平行四边形结构，从动臂5包括两个短臂和两个长臂，两个短臂分别与主动臂3、动平台6连接，球面副Ⅰ4-1安装于上面的短臂与两个长臂的连接处，球面副Ⅱ4-2安装于下面的短臂与两个长臂的连接处。气动系统包括空气过滤减压阀9、真空发生电磁阀10、真空破坏电磁阀11、与真空发生电磁阀10连接的真空发生器12、与真空破坏电磁阀11连接的吸盘13，真空发生电磁阀10、真空破坏电磁阀11均与空气过滤减压阀9的输出端连通，空气过滤减压阀9的输入端连通有压缩空气。气源(空气粟)产生压缩空气，经过滤减压阀过滤并将压力设定为定值后分成两个支路，一路气体通过真空发生电磁阀到达真空发生器用于产生真空，另一路气体经过真空破坏电磁阀直接与吸盘相通。两个电磁阀的通断信号来自控制器的开关量信号，当吸盘到达待抓取物体正上方时，真空发生电磁阀打开，一种高速拾取并联机器人的设计与实现真空发生器产生真空，吸盘将物体吸住；到达放置位置时，真空破坏电磁阀打幵，吸盘气高于大气压，物体被“放下”，以达到高速拾取的效果。该结构的机器人通过温度传感器及PLC运动控制器的设计及编程，实现在流水线上对一定温度的产品进行识别及有选择的分拣、拾取功能。该机器人的温度传感器预先将阻值与温度的对应关系贮到微控制器程序存储器中的一个表内，当给定任意一个在测量范围中的电压值时，通过A/D转换将模拟量电压信号转换成数字量电压信号，并将数字量电压信号传到PLC运动控制器中。以达到对一定温度的产品进行识别及有选择的分拣、拾取功能。由于并联机器人机构的特殊性，其工作空间受到多个方面的限制：输入转角的限制机器人在运行过程中，其主动臂可能与静平台或者其它设施发生干涉碰撞，所以主动臂的摆动角度往往被限制在一定范围内，这样机器人的工作空间得到了限制，使得本来可达到的一部分工作空间无法达到。高速拾取并联机器人其主动臂摆角范围通过光电限位传感器被限制在-60°至80°的范围内，当主动臂的摆动角度到达上下极限位置时，触发传感器使机器人强制停止，正常工作时，机器人不会触发限位传感器。运动副的限制机器人的胡克铰、球关节的摆角以及移动副的行程等直接决定了机器人的末端执行器能否达到理论的位置空间。高速拾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人，包括静平台(2)、动平台(6)、三组机械手臂、末端执行器(7)，机械手臂包括主动臂(3)和从动臂(5)，其特征是：所述的静平台(2)上安装有电机(1)，电机(1)通过轴承与主动臂(3)上端部连接，主动臂(3)下端部通过球面副Ⅰ(4‑1)与从动臂(5)上端部连接，从动臂(5)下端部通过球面副Ⅱ(4‑2)与动平台(6)连接，动平台(6)下端设有末端执行器(7)，末端执行器(7)的下方安装有温度传感器(8)，末端执行器(7)采用气动系统进行拾取。

【技术特征摘要】
1.一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人，包括静平台(2)、动平台(6)、三组机械手臂、末端执行器(7)，机械手臂包括主动臂(3)和从动臂(5)，其特征是：所述的静平台(2)上安装有电机(1)，电机(1)通过轴承与主动臂(3)上端部连接，主动臂(3)下端部通过球面副Ⅰ(4-1)与从动臂(5)上端部连接，从动臂(5)下端部通过球面副Ⅱ(4-2)与动平台(6)连接，动平台(6)下端设有末端执行器(7)，末端执行器(7)的下方安装有温度传感器(8)，末端执行器(7)采用气动系统进行拾取。2.根据权利要求1所述的一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人，其特征是：所述的从动臂(5)采用平行四边形结构，从动臂(5)包括两个短臂和两个长臂，两个短臂分别与主动臂、动平台连接，球面副Ⅰ(4-1)安装于上面的短臂与两个长臂的连接处，球面副Ⅱ(4-2)安装于下面的短臂与两个长臂的连接处。3.根据权利要求1所述的一种具有温度识别功能的少自由度并联抓取机器人，其特征是：所述的静平台(2)半径为200～...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晨，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32